인큐베이터용 마이크로컨트롤러 제어 장치. 계획, 설명

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인큐베이터용 마이크로컨트롤러 제어 장치. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전

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독자들의 관심을 끈 장치는 소형 인큐베이터 제어 장치 작성자가 개발 한 옵션 중 하나입니다. 트레이를 회전시키기 위해 액추에이터 모터의 온도 안정화와 주기적인 활성화를 보장합니다. 또한 팬과 같은 추가 부하를 주기적으로 연결하는 기능을 갖춘 정확한 온도 조절 장치로도 사용할 수 있습니다.

이 장치는 0,1°C의 정확도와 가변 히스테리시스로 완전한 디지털 제어 및 온도 안정화를 제공하고 1 ... 999초 내에서 액추에이터의 작동 시간과 일시 중지를 조정할 수 있다는 점에서 이전에 설명한 장치와 다릅니다. 1~999분 이내에 엔진을 켜는 사이.

이 장치는 XNUMX코어 케이블로 연결된 제어 및 스위칭 장치로 구성됩니다.

제어 장치의 개략도가 그림 1에 나와 있습니다. 2. 여기에는 온도 비교 및 시간 간격 계산에 필요한 모든 작업을 수행하는 DDI 마이크로컨트롤러, 디코더 DD1, 표시기 HG3 - HG1 및 두 개의 공급 전압 안정기(DA2 - 장치의 디지털 부분 및 DAXNUMX - 아날로그)가 포함되어 있습니다. 하나.

마이크로컨트롤러 인큐베이터 제어 장치

스위칭 장치(그림 2)는 두 개의 전자 키로 구성되며, 그 중 하나(R22, U1, VD5, R24, VS1)는 히터(조명 램프 EL1)를 켜고 끄도록 설계되었고 다른 하나(R23, U2) , VD6, R25, VS2) - 액추에이터의 전기 모터.

마이크로컨트롤러 인큐베이터 제어 장치

온도를 측정하기 위해 출력 전압이 온도에 선형적으로 의존하는 통합 온도 센서 DA3이 사용됩니다[1]. 3mA 전류 발생기는 트랜지스터 VT4, VT1에 조립되어 DA3에 전원을 공급합니다. 핀 1에서 제거된 전압은 DA5 마이크로 회로(iA02PP1 [2])에 만들어진 전압-주파수 변환기에 공급됩니다.

핀 1에 대한 DA3 센서의 핀 2의 전압은 10mV/K(K - 켈빈) 계수의 온도에 따라 달라지므로 판독값을 섭씨 눈금으로 이동하기 위해 +8V의 기준 전압이 적용됩니다. DA5 스태빌라이저의 핀 2,732에서 가져온 DA3의 핀 4에 연결

DA9 변환기의 핀 5의 펄스는 트랜지스터 VT1, VT2 (그림 1 참조)에 조립 된 드라이버에 공급되고 출력의 증폭 된 진동은 카운팅 입력 RA4 DD1에 공급됩니다. 마이크로 컨트롤러는 들어오는 신호의 주파수를 측정하고 표시기 HG1-HG3을 제어합니다. 그 중 첫 번째는 섭씨 XNUMX도, 두 번째와 세 번째는 각각 섭씨 단위와 XNUMX분의 XNUMX도를 표시합니다.

장치는 SB1-SB3 버튼으로 제어됩니다. SB1("설치")을 처음 누르면 표시기에 하한 온도 값이 표시됩니다(이 값 아래로 떨어지면 히터가 켜집니다). 버튼을 놓으면 장치는 설정 모드로 들어갑니다. 이는 수정 중인 매개변수 숫자를 나타내는 표시등이 깜박이는 것으로 알 수 있습니다. 처음에는 최하위 숫자(HG3)를 변경할 수 있습니다. 원하는 숫자는 SB2 버튼("Select")을 눌러 선택하고, 필요한 값은 SB3("+")을 사용하여 설정합니다.

다음에 SB1 버튼을 누르면 장치가 온도 상한 설정 모드로 전환됩니다(온도를 초과하면 히터가 꺼집니다). 동일한 버튼 SB2 및 SB3을 조작하여 원하는 값을 설정합니다.

SB1 버튼을 세 번째로 누르면 표시기는 다음 일시 중지 후 트레이 회전 메커니즘이 켜지는 시간(초)을 표시합니다. 다음에 SB1을 누르면 수정을 위한 모터 시동 사이의 간격(분)이 표시됩니다. 이러한 매개변수(실행 시간 또는 일시 중지 시간) 중 하나 이상이 XNUMX이면 액추에이터가 켜지지 않습니다.

마지막으로 SB1 버튼을 다섯 번째로 누르면 장치가 작동 모드로 전환되고 현재 온도가 표시기에 나타납니다. 설정된 모든 매개변수는 DDI 마이크로컨트롤러의 비휘발성 메모리에 저장됩니다. 설치 모드에서는 온도 측정 및 비교가 수행되지 않습니다.

DD1 마이크로컨트롤러의 프로그램 코드는 표에 나와 있습니다.

(확대하려면 클릭하십시오)

제어 및 스위칭 장치와 장치의 측정 부분(그림 2에서 점선으로 표시된 부분)은 적절한 크기의 별도 브레드보드에 장착됩니다(인쇄 회로 기판은 개발되지 않았습니다).

장치의 전원으로 12mA의 전류에서 최소 150V의 출력 전압을 제공하는 소형 장치를 사용하는 것이 허용됩니다.

PIC16F84 대신 PIC16F84A, PIC16CR84 또는 PIC16C84 마이크로컨트롤러를 제어 장치에 사용할 수 있습니다. 고정 저항기 R16 - R18 - 공칭 값에서 허용되는 편차는 ±1~2%이고 나머지는 허용 오차 ±10%, 튜닝 저항기 R19 및 R20 - SPZ-19a, SPZ-39a 또는 와이어 SPZ -5. 광커플러 AOU2G는 장치 AOU115D, AOU115 V와 상호 교환 가능하며 표시기 ALS1B는 공통 양극이 있는 유사한 수입 제품으로 교체 가능합니다(이 경우 저항 R324-R5의 저항은 12~XNUMX배 증가할 수 있음).

KU208G 외에도 스위칭 장치에 트라이액 TS112-10, TS112-16을 사용할 수 있습니다. 트라이악의 부하 전력이 200W를 초과하지 않으면 방열판 없이 수행할 수 있습니다. 그렇지 않으면 핀형 방열판이 필요합니다(스위칭 전력이 최대 1kW인 경우 크기는 약 60x50x25mm입니다).

K1019ChT1 온도 센서는 교정 출력이 없다는 점에서 [1]에 설명된 K19M335(LM1019의 외국 아날로그)과 다릅니다. K1EM3을 사용하는 경우 K2CHT1019의 핀 1 대신 핀 2이 연결되고 핀 1 대신 핀 XNUMX가 연결되며 교정 핀은 비어 있습니다.

마이크로컨트롤러 인큐베이터 제어 장치

PNC 마이크로 회로 UA02PP1은 외부 LM331의 수정된 아날로그이며 연결 다이어그램은 그림 3에 나와 있습니다. 0. 최후의 수단으로 UA1PP1108 대신 KR1PP1을 사용하여 그림 3의 다이어그램에 따라 켤 수 있습니다. [1]에 주어진 15이고 주파수 설정 요소의 정격을 절반으로 줄입니다(바람직하게는 커패시터 C15). 그러나 이러한 교체에는 +XNUMX 및 -XNUMXV 전압의 양극 전원 공급 장치를 사용해야 합니다.

장치 설정은 측정 부분을 교정하는 것입니다.

이를 위해 DA3 센서를 녹는 눈이나 얼음에 놓고 트리밍 저항 R19를 사용하여 표시기 판독값을 30으로 설정합니다. 그런 다음 센서는 정확한 온도계와 함께 +40...20 °C의 온도로 가열된 물이 담긴 보온병으로 내려갑니다. 일정 시간이 지나면 튜닝 저항 R16이 해당 표시기 판독값을 얻습니다. 어떤 경우에는 90~110kOhm 범위 내에서 저항 RXNUMX을 선택해야 할 수도 있습니다.

장치에 대한 다양한 디자인 옵션이 가능합니다. 예를 들어, 제어 장치는 인큐베이터 외부에 있으며 XNUMX코어 케이블을 통해 인큐베이터 챔버 내부에 있는 스위칭 장치에 연결됩니다. 어떤 경우든 측정 부분을 트레이 위에 설치하고 XNUMX선 케이블로 장치에 연결하는 원격 센서 형태로 만드는 것이 좋습니다. 저자 버전에서는 이 장치가 작은 크기의 보드에 장착되고 밀봉된 플라스틱 케이스에 배치됩니다.

액츄에이터 설계에 대한 권장 사항은 [4]에 나와 있습니다. 엔진 작동 시간을 정확하게 설정할 수 있기 때문에 엔진 기어박스 샤프트에 캠 메커니즘과 접촉 스위치가 필요하지 않습니다. 장치를 설정할 때 기어박스 샤프트가 원하는 각도로 회전하도록 엔진 작동 시간을 정확하게 선택하기만 하면 됩니다.

문학

Biryukov. 열 센서 마이크로 회로 K1019EM1, K1019EM1A. - 라디오, 1996, No. 7, p. 59.
기술 설명 UA02PP1. -
통합 전압-주파수-전압 변환기 KR1108PP1 및 그 응용. - 라디오, 2001, No. 8, P. 51.
Grigoriev A. 인큐베이터 운동학 제어 장치. - 라디오, 1999, 10번, p. 32.

저자: A.Borisevich, 세바스토폴, 우크라이나

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