Schéma électronique du Circuit de contrôle de température numérique

                             Circuit de contrôle de température numérique

Système de contrôle de température numérique

Un circuit de contrôleur de température numérique est un contrôleur de température précis destiné aux applications médicales, industrielles et domestiques. Ce système est meilleur que le système analogique / thermostat, qui a une précision médiocre. Par exemple, il peut être utilisé pour le contrôle de la température d'un incubateur où le maintien d'une température précise est très important.

Schéma fonctionnel du régulateur de température numérique Description
Ce système de contrôleur de température numérique proposé affiche les informations de température sur un écran et, lorsque la température dépasse le point de consigne, la charge (c'est-à-dire le chauffage) s'éteint. Dans ce projet, une lampe est fournie en tant que charge à des fins de démonstration. Le schéma fonctionnel du système de contrôle de température numérique est présenté ci-dessous.

Schéma fonctionnel du contrôleur de température numérique

Le système de contrôleur de température numérique proposé utilise un microcontrôleur de la famille 8051, qui constitue le cœur de l’application. L’unité d’affichage se compose d’un écran à quatre segments , d’un capteur de température et est interfacée avec le microcontrôleur.

Le capteur de température numérique interfacé avec le microcontrôleur pour détecter les conditions de température. Ce système fournit également quatre boutons-poussoirs pour ajuster les réglages de température.

Ensuite, le microcontrôleur interroge en permanence les informations de température via un capteur de température numérique. Il les affiche au-dessus de l'unité d'affichage à 7 segments et éteint automatiquement la lampe lorsque la température correspondante dépasse le point de consigne.

Exigences matérielles
Transformateur (230 - 12 V ca)
Régulateur de tension (LM 7805)
Redresseur
Filtre
Microcontrôleur (at89s52 / at89c51)
Capteur de température DS1621
Boutons poussoir
Affichage 7 segments
BC547
Résistances
Condensateurs
1N4007
Relais

Microcontrôleur (AT89S52)
L'Atmel AT89S52 est un microcontrôleur puissant basé sur la norme 8051 qui fournit une solution extrêmement flexible et économique à de nombreuses applications de contrôle intégrées.

L'AT89S52 offre les fonctionnalités standard suivantes:

8K octets de Flash
256 octets de RAM
32 lignes d'E / S
Chien de garde
Deux pointeurs de données
Trois compteurs / minuterie 16 bits
Une architecture d'interruption à six vecteurs sur deux niveaux
Un port série full duplex
Oscillateur sur puce et circuit d'horloge

Le schéma des broches est donné ci-dessous.

Microcontrôleur 8051

Capteur de température - DS1621
Un capteur est un appareil qui reçoit un signal ou un stimulus et qui y répond. Un capteur peut convertir le signal reçu en une forme électrique uniquement.

Le capteur de température DS 1621 offre les caractéristiques standard suivantes:
Les mesures ne nécessitent aucun composant externe
Mesure les températures de -55 ° C à + 125 ° C par incréments de 0,5 ° C (par incréments de 0,9 ° F) (67 ° F à 257 ° F par incréments de 0,9 ° F)
La température est lue comme une valeur de 9 bits (transfert de 2 octets)
Large plage d'alimentation (2.7V à 5.5V)
Convertit la température en mot numérique en moins d'une seconde
Les réglages thermostatiques sont définissables par l'utilisateur et non volatils
Les données sont lues / écrites via une interface série à 2 fils (lignes d'entrées / sorties à drain ouvert)
Les applications comprennent les commandes thermostatiques, les systèmes industriels, les produits grand public, les thermomètres ou tout système thermosensible
C'est un boîtier DIP ou SO à 8 broches

Description de la broche :

DS1621 Description de la broche

SDA - Entrée / sortie de données série à 2 fils
SCL - Horloge série à 2 fils
GND - Terre
TOUT - Signal de sortie du thermostat
A0 - Entrée d'adresse de puce
A1 - Adresse de la puce
A2 - Adresse de la puce
VDD - Tension d'alimentation

Un schéma fonctionnel du DS1621 est présenté dans la figure ci-dessous :

DS1621 Schéma fonctionnel

Le DS1621 fournit des lectures de température sur 9 bits, qui indiquent la température de l'appareil. Le signal de sortie du thermostat (TOUT) est actif lorsque la température de l'appareil dépasse une température définie par l'utilisateur (TH).

La sortie reste active jusqu'à ce que la température tombe en dessous d'une température TL définie par l'utilisateur, ce qui permet toute hystérésis nécessaire. Les réglages de température définis par l'utilisateur sont stockés dans une mémoire non volatile afin que les pièces puissent être programmées avant leur insertion dans un système.

Les réglages de température et les lectures de température sont tous communiqués au / par le DS1621 à partir du microcontrôleur via une simple interface série à 2 fils (I2C) .

Température de mesure
Le DS1621 mesure la température à l'aide d'un capteur de température à bande interdite. Un convertisseur analogique-numérique delta-sigma (ADC) convertit la température mesurée en une valeur numérique étalonnée en ° C ou en ° F.

La lecture de la température est fournie dans une lecture du complément à deux bits de 9 bits en émettant la commande READ TEMPERATURE. Les données sont d'abord transmises via l'interface série à 2 fils - MSB ( interface de communication série I2C ).

Affichage de base à sept segments
Cette version est une version d'anode commune. Cela signifie que le bras positif de chaque LED est connecté à un point commun qui est la broche 3, Vcc dans ce cas. Chaque diode électroluminescente a un bras négatif qui est connecté à l’une des broches du dispositif.

Affichage à LED 7 segments

Pour que cela fonctionne, vous devez connecter la broche 3 à 5 volts. Ensuite, pour allumer chaque segment, connectez la broche de terre correspondant à celle qui mène à la terre via une résistance. Il peut également être utilisé via n'importe quelle broche de port de microcontrôleur en mode descente, par exemple. Microcontrôleur PORT 0 de la série 8051.

Logiciel
Nous avons utilisé le langage «C» pour écrire le code de l'application et compilé à l'aide du compilateur KEIL micro vision (IDE). Une fois l’écriture du logiciel terminée, ce code sera converti en code hexadécimal afin de piloter le microcontrôleur. Le code hexadécimal généré est gravé dans le microcontrôleur à l'aide d'un programmateur approprié.

Schéma Schéma Connexions du régulateur de température numérique
L’alimentation de 5v est nécessaire pour faire fonctionner le système, connectée à la broche 40 du microcontrôleur et GND est connectée à son 20 broches. Les broches 1.0 à 1.3 du port 1 sont connectées aux boutons-poussoirs. Les broches 3.5 à 3.7 du microcontrôleur sont connectées à 1, 2, 3 broches du capteur de température DS1621, respectivement.

Schéma du contrôleur de température numérique

Les broches 0.0 à 0.6 du port 0 du microcontrôleur sont connectées à un afficheur 7 segments. Les broches 2.0 à 2.3 du port 2 du microcontrôleur sont connectées aux transistors BC547 du port 2 du microcontrôleur sont connectées au BC547 du transistor. La broche 2.4 est connectée à un autre transistor BC547 qui pilote le relais.

Travail :
Le projet utilise un capteur de température numérique DS1621 qui est interfacé avec le microcontrôleur. La surface de ce circuit intégré à 8 broches détecte la température ambiante pour fournir des données numériques en série sur la broche n ° 1, qui est affichée à partir du microcontrôleur par 4 unités d' affichage d'anode commune à 7 segments, toutes connectées en parallèle au port '0'.

Quatre commutateurs à bouton-poussoir sont connectés au microcontrôleur avec des résistances de rappel pour aider à programmer la température définie comme souhaité. La sortie du microcontrôleur à la broche 25 commande un transistor qui commande à son tour un relais qui active ou désactive le dispositif de chauffage afin de maintenir la température.

Le projet utilise toutefois une lampe à la place de l'appareil de chauffage à des fins de démonstration. La lampe sera normalement allumée pour s'éteindre une fois la température définie atteinte.
Applications du régulateur de température numérique
Voici quelques exemples d'applications pour lesquelles une attention particulière doit être accordée.

Utilisation en extérieur impliquant une contamination chimique potentielle ou des interférences électriques
Systèmes de contrôle de l'énergie nucléaire, systèmes de combustion, systèmes ferroviaires, systèmes aéronautiques
Matériel médical, appareils de divertissement, véhicules, équipement de sécurité et installations soumises à des réglementations sectorielles ou gouvernementales distinctes
Systèmes, machines et équipements pouvant présenter un risque pour la vie ou la propriété

Il s’agit donc d’un régulateur de température numérique utilisant un microcontrôleur. Nous espérons que vous avez une meilleure compréhension de ce concept.

En outre, si vous avez des questions concernant ce concept ou des projets basés sur un microcontrôleur, veuillez nous faire part de vos commentaires en commentant dans la section commentaires ci-dessous. Voici une question pour vous, quelle est la fonction de l'affichage 7 segments?