Регулятор мощности на pic16f676 контроллере – Терморегулятор на микроконтроллере PIC16F676

Регулятор мощности паяльника с цифровой индикацией и кнопочным управлением.

РадиоКот >Схемы >Питание >Преобразователи и UPS >

Регулятор мощности паяльника с цифровой индикацией и кнопочным управлением.

Многие из нас проводят много времени в руках с паяльником. Не секрет, что хорошая пайка компонентов является залогом успешной работы электронного устройства. Качество пайки определяется по характерному блеску. Сероватая и неровная пайка является потенциальной причиной плохой работы схемы. Другая важная задача заключается в том, чтобы произвести пайку не перегревая компонентов.
Хорошее качество пайки обеспечивают цифровые паяльные станции, которые контролируют температуру жала. Но они достаточно дороги и трудоемки в сборке. Цифровые паяльные станции не всегда можно взять с собой для работы в полевых условиях.
В радиолюбительской практике для регулировки температуры обычных паяльников используются как промышленные, так и самодельные регуляторы мощности, которые иначе называют диммерами. Как правило, такие диммеры используются для плавной регулировки яркости ламп накаливания, и, следовательно, нет необходимости в дополнительной индикации уровня мощности, т.к. о настройке судят по яркости свечения. Но как оценить на каком уровне мощности работает паяльник? Кто-то оценивает достаточность мощности по положению крутилки диммера, а я же решила собрать регулятор с цифровой индикацией и кнопочным управлением.

Регулятор собран на pic16f628a. Тактирование микроконтроллера осуществляется встроенным генератором на частоте 4 МГц, т.е. кварцевый резонатор не нужен. На плате предусмотрены посадочные места под кварцевый резонатор, что позволяет применять устаревшие контроллеры (например, pic16f84a) и иные без внутреннего тактирования. В своем варианте регулятора я установила семисегментный индикатор с общим катодом. На плате предусмотрена установка индикатора с общим анодом, путем перепайки соответствующей перемычки. В исходниках программы закомментированы заготовки под контроллер pic16f84a и индикатор с общим анодом.
Регулятор собран на двух платах: силовая и цифровая. На силовой плате расположен фильтр (для снижения уровня помех создаваемым регулятором) и схема бестрансформаторного питания. На цифровой плате расположен микроконтроллер и семисегментный индикатор.

Платы регулятора мощности с цифровой индикацией закреплены с помощью винтов в корпусе обычной мыльницы. Дизайн регулятора зависит от Вашей фантазии и способностей.

Красной кнопкой увеличиваем уровень мощности и температуру нагрева паяльника, синей – снижаем. Программа для микроконтроллера написана на Ассемблере. Задержки, определяющие уровень мощности, подобраны экспериментально. Их можно легко изменить в программе и подобрать для себя необходимые уровни. Всего 10 уровней. Символ «0» на индикаторе означает, что симистор закрыт. Символ «9» означает, что симистор постоянно открыт и устройство работает на полную мощность.
Для проверки работоспособности регулятора мощности можно подключить лампу накаливания (на фото лампа на 40Вт).

Узлы схемы не являются чем-то необычным. Расчеты компонентов силовой части сделаны в соответствии с рекомендациями документов из открытых источников:
1. Электромагнитная совместимость импульсных источников питания
2. Transformerless Power Supply. Application Notes 91008b
Соблюдайте осторожность и помните про электробезопасность при работе с сетью переменного тока 220В. Правильно изготовленный регулятор из исправных деталей не требует настройки и сразу начинает работать. Для обеспечения электромагнитной совместимости следует лишь правильно подключить его к сети (фазу и нейтраль подключить так, как это показано на схеме).

На перспективу программа для микроконтроллера может быть расширена дополнительными функциями. Например, таймер на выключение – для случаев простоя паяльника без дела, в целях защиты от выгорания жала. Также можно предложить разогрев паяльника определенное время на максимальном уровне и затем переход на меньший уровень для поддержания температуры. Если эти функции найдут Вашу поддержку, то следующая версия прошивки будет дополнена этими функциями.

Файлы:
Схема
Плата
Исходники и прошивка

Вопросы, как обычно, складываем тут.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

www.radiokot.ru

Микропроцессорный регулятор мощности для паяльника на PIC16F628A

Update. Обратите внимание, что прошивка из этого поста - не самая свежая. Лучше брать прошивку из поста "Снова о регуляторе мощности. Универсальная прошивка для любого включения светодиодов".

Что он может:

  • 20 уровней регулировки с запоминанием уровня
  • фазовое управление мощностью
  • линейная регулировка мощности (не фазы)
  • наличие режима форсированного разогрева в течении 5 или 10 минут
  • плавное включение нагрузки
  • автоматическое отключение нагрузки через 30 мин
  • наличие режима без отключения нагрузки
  • линейная шкала на светодиодах
  • управление мощностью и выбор режимов осуществляется двумя кнопками
  • в схеме использован микропроцессор PIC16F628A.

Принципиальная схема контроллера

Регулятор мощности, принципиальная схема, PIC16F628A

Регулятор мощности, принципиальная схема, PIC16F628A

Регулятор мощности, принципиальная схема, PIC16F628A

Регулятор мощности, принципиальная схема, PIC16F628AРегулятор мощности, принципиальная схема, PIC16F628A

Регулятор мощности, принципиальная схема, PIC16F628AПеречень элементов

ОбозначениеНоминалПримечание
C11n
C210µ x 10V
C31n
C41n600V
C5100n
DA1PC817
DA2MOC3020MOC3020-MOC3023
DD1PIC16F628A
R12k2
R2220k
R3220k
R41k
R522k
R6220
R739
R8220
R9220
R10220
R11220
R12220
R13220
R14220
R15220
R16220
R17220
R18220
R19220
VD11N4148
VD21N4148
VD31N4148
VD41N4148
VD51N4148
VS1MAC15NMAC16N
VT12SC828

Благодаря наличию оптронов цифровая часть гальванически развязана с сетью, но, тем не менее, в схеме присутствует высокое напряжение, поэтому при повторении конструкции необходимо соблюдать технику безопасности!

Осцилограммы на выводах процессора.
Смещение импульсов друг относительно друга на осцилограмме соответствует второй ступени регулировки мощности (горит 1 светодиод)
Ширина импульса на RA4 около 170uS, на RB3 около 1.5mS

Регулятор мощности, принципиальная схема, PIC16F628AПрошивка

Версия 2: (доступно зарегистрированным пользователям)

Обратите внимание, что более свежая и функциональная прошивка есть здесь

Правильно выставленные фьюзы - залог успеха:

CONFIG = 0x2150
или CONFIG = 0x3F50 (если считать неопределенные биты 9-12 за "1")

CP----CPDLVPBORENMCLREFOSC2!PWRTEWDTEFOSC1FOSC0
1xxxx101010000

Для прользователей IC-PROG установка фьюзов должна выглядеть так (сам не проверял, подтвердите или поправьте в комментах кто пробовал)

Регулятор мощности, принципиальная схема, PIC16F628A

FOSC = 100 (INTOSC internal oscillator: I/O function on RA6/OSC2/CLKOUT pin, I/O function on RA7/OSC1/CLKIN)
WDTE = 0 (WDT. Disabled)
PWRTE = 0 (Power-up Timer Enable bit. Enabled)
MCLRE = 0 (RA5/MCLR Pin Function Select bit. RA5/MCLR is digital I/O)
LVP = 0 (Low Voltage Programming Enable bit. RB4/PGM is digital I/O, Low Voltage Programming is off)


Как и любая цифровая схема, данный регулятор не нуждается в налаживании, и в случае правильной сборки и исправных деталей начинает работать сразу. Но, как оказалось, это только в теории. На практике бывает, что контроллер в лучшем случае не работает вообще, и в этом случае проблему отыскать сравнительно легко. Это или фьюзы неверно выставлены, ошибка в монтаже или еще что-то подобное, глобальное.

Гораздо хуже, когда процессор вроде работает, есть индикация, но в нагрузке творится что-то непонятное. В таком случае очень полезно посмотреть осциллограммы на входах и выходах процессора RA4 и RB3.

К сожалению, не у всех под рукой есть осциллограф. С расчетом именно на такой случай я добавляю тестовую прошивку, которая позволит определить, есть ли на входе RB3 сигнал с частотой 100Гц с детектора нуля.

Регулятор мощности, принципиальная схема, PIC16F628AПрошивка

Версия 1 от 09.04.13: (доступно зарегистрированным пользователям)

Данная прошивка предназначена только для указанной цели, больше ничего она не делает. Фьюзы для этой прошивки такие-же, как и для основной прошивки. Она работает с рассчетом, что используется внутренний тактовый генератор на 4MHz. Результат работы выводится на светодиодный индикатор.

Значения отдельных светодиодов индикатора указаны на рисунке ниже:

Значения частоты на индикаторе

Фактически индикаторы означают следующее:
0-20 Hz - импульсов скорее всего нет вообще
<93 Hz - импульсы следуют с сильно низкой частотой
с 94 по 106 Hz - норма (с учетом погрешности калибровки внутреннего генератора на 4MHz)
>108 Hz - импульсы следуют слишком часто

Возможна ситуация, когда горит одновременно несколько светодиодов, что означает, что обнаружены импульсы, следующие с разными интервалами (частотами), чего в нормально работающем детекторе нуля не должно быть, максимум - пара соседних из "нормального" интервала


Наконец регулятор обзавёлся печатной платой, которую разработал и любезно предоставил RN3QNR

Значения частоты на индикаторе

Печатная плата в формате .LAY: (доступно зарегистрированным пользователям)


Выглядит в собранном виде это так:


Для регулятора готова новая прошивка, которая позволяет работать в одном из двух режимов. Параметры каждого из режимов (время и мощность форсированного разогрева, время до отключения и мощность при отключении) могут быть выставленны индивидуально в режиме настроек.

Читайте про новую прошивку здесь

Значения частоты на индикатореДаташиты

www.linker.ru

Вольтметр на PIC16F676

Вольтметр на PIC16F676 – статья, в которой расскажу о самостоятельной сборке цифрового вольтметра постоянного тока с пределом 0-50В. В статье приводится схема вольтметра на PIC16F676, а также печатная плата и прошивка. Вольтметр использовал для организации индикации в лабораторном блоке питания.

Технические характеристики вольтметра:

  • Дискретность отображения результата измерения 0,1В;
  • Погрешность 0,1…0,2В;
  • Напряжение питание вольтметра 7…20В.
  • Средний ток потребления 20мА

За основу конструкции взята схема автора Н.Заец из статьи «Миливольтметр». Сам автор очень щедрый и охотно делится своими разработками, как техническими, так и программными. Однако одним из существенных недостатков его конструкций (на мой взгляд) является морально-устаревшая элементная база. Использование которой, в нынешнее время, не совсем разумно.

Далее в статье я расскажу, как переделать вольтметр автора под современную элементную базу. Правки будут внесены и в рабочую программу.

На рисунке 1 показана принципиальная схема авторский вариант.

Принципиальная схема

Рисунок 1 – Авторский вариант схемы.

Бегло пробегусь по основным узлам схемы. Микросхема DA1 – регулируемый стабилизатор напряжения, выходное напряжение которого регулируется подстроенным резистором R4. Такое решение не очень хорошее, так как для нормальной работы вольтметра необходим отдельный источник постоянного тока напряжением 8В. И это напряжение должно быть неизменным. Если входное напряжение будет меняться, то и выходное напряжение будет изменяться, а это не допустимо. В моей практике такое изменение привело к перегоранию PIC16F676 - микроконтроллера.

Резисторы R5-R6 – это делитель входного (измеряемого) напряжения. DD1 - микроконтроллер, HG1-HG3 – три отдельных семисегментных индикатора, которые собраны в одну информационную шину. Применение отдельных семисегментных индикаторов сильно усложняют печатную плату. Такое решение тоже не очень хорошее. Да и потребление у АЛС324А приличное.

На рисунке 2 показана переделанная принципиальная схема цифрового вольтметра.

Принципиальная схема вольтметра постоянного тока на PIC16F676

Рисунок 2 – Схема принципиальная вольтметра постоянного тока.

Теперь рассмотрим, какие изменения были внесены в схему.

Вместо регулируемого интегрального стабилизатора КР142ЕН12А было принято решение использовать интегральный стабилизатор LM7805 с постоянным выходным напряжением +5В. Тем самым удалось надежно стабилизировать рабочее напряжение микроконтроллера. Еще один плюс такого решение - это возможность применения входного (измеряемого) напряжения для питания схемы. Если, конечно, это напряжение больше 6В, но меньше 30В. Чтобы подключиться к входному напряжению, достаточно только замкнуть перемычку(jamper). Если сам стабилизатор сильно греется, его необходимо установить на радиатор.

Для защиты входа АЦП от перенапряжения в схему был добавлен стабилитрон VD1.

Резистор R4 совместно с конденсатором С3 - рекомендованы производителем, для надежного сброса микроконтроллера.

Резистор R3 был введен в схему, для надежной защиты от паразитных помех.

Вместо трех отдельных семисегментных индикаторов был применен один общий.

Для разгрузки отдельных ножек микроконтроллера были добавлены три транзистора.

В таблице 1 можно ознакомиться со всем перечнем деталей и возможной их заменой на аналог.

Таблица 1 – Перечень деталей для вольтметра на PIC16F676
Позиционное обозначение Наименование Аналог/замена
С1 Конденсатор электролитический - 470мкФх35В
С2 Конденсатор электролитический - 1000мкФх10В
С3 Конденсатор электролитический - 10мкФх25В
С4 Конденсатор керамический - 0,1мкФх50В
DA1 Интегральный стабилизатор L7805
DD1 Микроконтроллер PIC16F676
HG1 7-ми сегментный LED индикатор KEM-5631-ASR (OK) Любой другой маломощный для динамической индикации и подходящий по подключению.
R1* Резистор 0,125Вт 91 кОм SMD типоразмер 0805
R2* Резистор 0,125Вт 4,7 кОм SMD типоразмер 0805
R3 Резистор 0,125Вт 5,1 Ом SMD типоразмер 0805
R4 Резистор 0,125Вт 10 кОм SMD типоразмер 0805
R5-R12 Резистор 0,125Вт 330 Ом SMD типоразмер 0805
R13-R15 Резистор 0,125Вт 4,3 кОм SMD типоразмер 0805
VD1 Стабилитрон BZV85C5V1 1N4733
VT1-VT3 Транзистор BC546B КТ3102
XP1-XP2 Штыревой разъем на плату
XT1 Клеммник на 4 контакта.

Печатная плата вольтметра постоянного тока разрабатывалась с учетом воздействия возможных паразитных помех. На рисунке 3 показана печатная плата сторона проводников (плата на рисунке не в масштабе).

Печатная плата вольтметра постоянного тока на PIC16F676

Рисунок 3 – Плата печатная вольтметра на PIC16F676 (сторона проводников).

На рисунке 4 – печатная плата сторона размещения деталей.

Печатная плата вольтметра постоянного тока на PIC16F676

Рисунок 4 –Плата печатная сторона размещения деталей (плата на рисунке не в масштабе).

Что касается прошивки, то изменения были внесены не существенные:

  • Добавлено отключение незначащего разряда;
  • Увеличено время выдачи результата на семисегментный LED индикатор.

Вольтметр, собранный из заведомо рабочих деталей, начинает работать сразу же и в наладке не нуждается. В отдельных случаях возникает необходимость подстроить точность измерения подбором резисторов R1 и R2.

Внешний вид вольтметра показан на рисунках 5-6.

Внешний вид вольтметра постоянного тока на PIC16F676

Рисунок 5 – Внешний вид вольтметра.

Внешний вид вольтметра постоянного тока на PIC16F676

Рисунок 6 – Внешний вид вольтметра.

Вольтметр, рассматриваемый в статье успешно прошел испытания в домашних условиях, проверялся в автомобиле с питанием от бортовой сети. Сбоев не было. Может отлично подойти для длительного использования.

Интересное видео

Подведу итоги. После всех изменений получился совсем не плохой цифровой вольтметр постоянного тока на микроконтроллере PIC16F676, с пределом измерения 0-50В. Всем кто будет повторять данный вольтметр, желаю исправных компонентов и удачи в изготовлении!

Повторили изобретение? Присылайте фото на media собака pichobby.lg.ua.

Файлы к статье:

Вольтметр на PIC16F676(статья)

Архив с проектом

Фотографии вольтметра

pichobby.lg.ua

Регулятор мощности с фазовым управлением симистором на микроконтроллере PIC16F84A

егулятор предназначен для плавного управления мощностью активнойнагрузки, питающейся от сети переменного тока 220 вольт частотой 50 Гц.Мощность нагрузки зависит от типа применяемого симистора. В основуметода управления положен принцип фазового регулирования моментавключения симистора, включенного последовательно с нагрузкой.

Фото регулятора представлены на риснках :

В момент включения мощность на нагрузке нарастает плавно, что удобно,если регулятор будет использоваться для регулирования яркости лампыосвещения. Вообще область применения регулятора самая широкая.

Основнымэлементом   регулятора является микроконтроллер PIC16F84A.По входу RB0 микроконтроллера организовано прерывание в момент переходасетевого напряжения через ноль. Перепад на этом выводе формирует узелна оптопаре U1 (АОУ110Б). От момента прерывания программно организованазадержка включения симистора, которая меняется в определённых пределах.На светодиодном индикаторе это выглядит как регулирование мощности от 0до 99%.

Схема регулятора мощностипредставлена на рисунке :


Погрешность соответствия показаний индикатора и действительной мощностиподводимой к нагрузке вполне достаточная для применения регулятора длябытовых целей. Кнопки  S1  и  S2 служат дляувеличения и уменьшения мощности соответственно. В подпрограмме опросакнопок организовано несколько режимов, удобных в пользовании, приоднократном нажатии изменение на единицу значения, при долгом нажатиибыстрое изменение и очень быстрое.
     Узел управления симисторомсостоит из элементов U2, VD3, R5, стандартное схемное решение,оптотиристор U2 (АОУ103В) обеспечивает гальваническую развязку и спомощью диодного моста VD3 (W08) управление симистором VS1. 
     Схема питается от сети черезтрансформатор T1. Далее напряжение выпрямляется диодным мостом VD2,часть напряжения поступает на оптопару  U1, для формированияперепада перехода сетевого напряжения через ноль, остальная часть черездиод VD1 на микросхему стабилизатора IC1, которая стабилизируетнапряжение до 5 вольт. Элементы С1, С2, С7 служат для сглаживанияпульсаций сетевого напряжения.

Печатные платы в формате LAY:
печатная плата PicPower
плата управлениясемистором

Прошивка для микроконтроллера PIC16F84A в HEX формате :PicPower.rar  
Та-же прошивка в формате программы ProgCode :  PicPower.sfr  

Автор конструкции:  Юрий Стрижаков

Связаться с автором можно по email (указан на схеме)

elektro-shemi.ru

РЕГУЛЯТОР НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ ДЛЯ ПАЯЛЬНИКА

   Хорошая пайка радиоэлементов является залогом успешной работы собранного устройства. Качество пайки определяется по характерному блеску. Сероватая и неровная пайка является потенциальной причиной плохой работы схемы. Другая важная задача заключается в том, чтобы произвести пайку не перегревая компонентов. Предлагается проверенная схема кнопочного регулятора температуры сетевого паяльника, с визуальной индикацией установленной мощности на светодиодном цифровом индикаторе.

Схема регулятора для паяльника

Схема регулятора для паяльника на МК

   Как в процессе работы оценить на каком уровне мощности работает паяльник? Кто-то оценивает достаточность мощности по положению колпачка регулятора, но мы предлагаем собрать регулятор с цифровой индикацией и кнопочным управлением. Предлагаемый регулятор собран на основе популярного контроллера PIC16F628A. Тактирование микроконтроллера осуществляется встроенным генератором на частоте 4 МГц. На плате предусмотрены посадочные места под кварцевый резонатор, что позволяет применять и другие МК без внутреннего тактирования. На плате предусмотрена установка индикатора с общим анодом, путем перепайки соответствующей перемычки. В исходниках программы есть заготовки под контроллер PIC16F628A и LED индикатор с общим анодом.

РЕГУЛЯТОР НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ ДЛЯ ПАЯЛЬНИКА - схема

   Одной кнопкой увеличиваем уровень мощности и температуру нагрева паяльника, другой – снижаем. Задержки, определяющие уровень мощности, подобраны экспериментально. Их можно легко изменить в программе и подобрать для себя необходимые уровни. Всего 10 уровней. Символ «0» на индикаторе означает, что симистор закрыт. Символ «9» означает, что симистор постоянно открыт и устройство работает на полную мощность. Для проверки работоспособности регулятора мощности можно подключить лампу накаливания.

РЕГУЛЯТОР НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ ДЛЯ ПАЯЛЬНИКА

   После сборки и успешного запуска, пришла мысль объединить два блока (второй для низковольтного паяльника на 12 В). На фотографиях вы видите электронный трансформатор Tashibra 220-12 в центре корпуса. И вот что получилось:

РЕГУЛЯТОР НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ ДЛЯ ПАЯЛЬНИКА

РЕГУЛЯТОР ЦИФРОВОЙ ДЛЯ ПАЯЛЬНИКА

РЕГУЛЯТОР НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ ДЛЯ ПАЯЛЬНИКА СВОИМИ РУКАМИ

Самодельный РЕГУЛЯТОР НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ

РЕГУЛЯТОР НА МК ДЛЯ ПАЯЛЬНИКА

   В настоящее время пользуюсь данным регулятором почти год, работает без перебоев. Как более простой вариант - можно взять схему обычного тиристорного регулятора. Схема была впервые опубликована на radiokot.ru, сборка и фото - sterc.

   Форум

   Обсудить статью РЕГУЛЯТОР НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ ДЛЯ ПАЯЛЬНИКА


radioskot.ru

Регулятор на микроконтроллере PIC16F628A | NALADCHIKKIP.RU

Регулятор мощности на микроконтроллере PIC16F628A
Яркость свечения индикатора конечно невысокая, но как видно на следующих двух фото, вполне удовлетворительная.
Регулятор мощности на микроконтроллере PIC16F628A
Регулятор мощности на микроконтроллере PIC16F628A

В регуляторе применено широтно – импульсное регулирование. В связи с этим им можно регулировать и мощность в инерционной нагрузке, и яркость свечения ламп накаливания. Конечно, такой регулятор производит сетевые помехи, но для современной бытовой техники это не актуально. Импульсные блоки питания все помехи хорошо отсеивают. Весь диапазон регулировки разбит на 10 частей, от 0 до 9. Я считаю этого вполне достаточно. Увеличение или уменьшение мощности осуществляется нажатием кнопочек, “плюс” и “минус”.

Ни каких сервисных функций я вводить не стал. Единственное что предусмотрено, это сохранение в памяти микроконтроллера уровня установленной мощности. Так как регулятор у меня трудится на работе, где в сети присутствуют индустриальные помехи, наблюдалось зависание микроконтроллера. Как метод борьбы с этим явлением, ввел в управляющую программу использование сторожевого таймера. Поэтому и сохраняю в памяти все изменения по мощности. И зависания прекратились. И вот уже около двух лет регулятор работает ежедневно и часами без проблем.

Теперь о конструкции.

По принципиальной схеме видно, что регулятор состоит из двух плат, платы питания и платы управления. Только так я и смог уместить его и розетку в корпусе сгоревшего сетевого адаптера. Под симистор еще нужно было небольшой радиатор подложить в виде уголка. За счет двухъярусной конструкции это все и уместилось. Винтики М4 длиной 45 миллиметров со шляпками в “потай” заходят снаружи в корпус. Дальше на них нанизывается плата питания, затем через втулки плата управления, и все стягивается гайками. Естественно высоту втулок придется подбирать.

Можно было конечно накрутить на винты кучу гаек и потом спокойно ими все выровнять. Но как говорится, хорошая мысля, приходит опосля. Что сделано, то сделано. Переделывать не стал.

вид со снятой крышкой

На плате управления детали напаяны с обеих сторон, индикатор и кнопки припаяны со стороны проводников. Индикатор АЛС338Б2 я применил, не из каких то там умных соображений, а просто по тому, что у нас их на работе в избытке.

Кнопочки тоже с длинными толкателями не нашел, увеличил высоту обыкновенными кембриками. Думал временно, потом переделаю нормально. Но правду говорят, нет более постоянного, чем временное. Уже скоро как два года все в таком виде.

Регулятор мощности на микроконтроллере PIC16F628A
Ну и теперь естественно файлы прошивки и печатки.

Печатные платы в формате Sprint Layout 4.0 и файл прошивки hex

naladchikkip.ru

ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ НА PIC16F676

В Сети полным-полно всевозможных вариантов схем электронных термометров: питающихся от блока питания или от батареек, выводящих температуру на дисплей или отсылающих данные по радиоканалу, с жидкокристаллическими или светодиодными индикаторами, показывающих температуру цифрами, столбцами или даже с помощью RGB-светодиода. Предлагаю вашему вниманию еще один вариант.

В чем его особенность? Во-первых, в подобных термометрах часто применяют спящий режим микроконтроллера. Однако для дубовой конструкции из десятка деталей, да на дубовом микрочиповском контроллере проще применить... кнопку после батарейки. Температура замеряется и показывается только тогда, когда нажата кнопка – все остальное время термометр просто-напросто выключен, и никакого спящего режима. 

Кроме того, в подобных термометрах часто прибегают к связке микроконтроллер + сдвиговые регистры. Использование PIC16F676 в качестве «мозгов» и трёхразрядного индикатора в качестве дисплея позволило обойтись без дополнительных микросхем, а значит, еще больше снизить энергопотребление.

Наконец, еще одной особенностью термометра является и то, что он изначально был рассчитан на работу с пониженным напряжением. Как ни странно, реализовать это помогла «сопля» на другой плате. Маленькая капелька припоя, попавшая между плюсом и землей, разрядила свежекупленную батарейку до 2.8 вольт. Прототип термометра с этой батарейкой через раз выдавал «0», и я заинтересовался: а что же такого происходит, что время от времени он все-таки срабатывает? Согласно даташиту, напряжение питания для датчиков DS18B20 не должно быть ниже 3 вольт. 

На практике же обнаружилось, что и при 2.8 вольта датчик продолжает измерять температуру; просто получается это у него не с первого раза (что интересно, промежуток между измерениями должен быть не больше секунды-двух, иначе датчик снова вернёт 0). Решение было найдено быстро – надо просто производить замер температуры дважды, с небольшой паузой (в данном случае 10 мс).

Это позволило использовать «баг как фичу»: в программе не лучшим способом реализован опрос состояния DS-ки – вместо необходимой задержки в 0.7 секунды прописан цикл while, опрашивающий датчик до тех пор, пока он не будет готов. Это заставляет контроллер ненадолго подвисать, из-за чего отключается  динамическая индикация, но зато здорово снижает вероятность ошибки, если датчику вдруг потребуется чуть больше времени. В результате, несмотря на то, что напряжение на CR2032 упало уже почти до 2.7 вольт, термометр продолжает исправно работать, разве что время замера составляет иногда 2-3 секунды.

Таким образом получается продлить срок службы с одной батарейкой еще на полгода, а то и больше. Однако не стоит забывать, что у DS18B20 есть заводская погрешность в питании: встречаются экземпляры, которые уже не запускаются даже при трех с небольшим вольтах.

Схема прибора проста до безобразия

СХЕМА ИЗМЕРИТЕЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НА PIC16F676

Плата была разработана под индикатор 5631BS и корпус 70x40 мм.

ПЛАТА ИЗМЕРИТЕЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НА PIC16F676

Крупные полигоны на плате ни с чем не соединены, они оставлены для экономии травящего раствора и сокращения времени травления платы, и могут быть удалены с нее без каких-либо последствий.

При желании и использовании батарейки и индикатора меньших размеров, плату можно уменьшить. Также можно исключить первый разряд и использовать двухразрядный индикатор, заменив знак «минус» (сегмент g первого разряда) одним светодиодом. В этом случае, правда, вместо надписи «Err» (при отсутствии питания на датчике) будет выводиться что-то типа «-rr».

Фото готового термометра

При разработке собственной платы следует учесть, что датчик может реагировать на тепло руки, поэтому кнопку следует располагать как можно дальше от него. Это исключит искажение температуры.

Простой термометр на микроконтроллере своими руками

Прошивка представлена в двух вариантах: под общий анод и общий катод. Все файлы берите здесь.

Простой термометр на микроконтроллере PIC16F676

Срок службы термометра можно значительно продлить, соединив последовательно два элемента типа CR2016 (отлично ложатся друг на друга в батарейный отсек с плюсовым контактом сверху – см. видео ниже) и добавив блок из 78L05 и пары конденсаторов в SMD корпусах. Да, стабилизатор вряд ли будет исправно работать при напряжении ниже 4.5 вольт, однако с двумя свежими элементами мы сразу получаем напряжение 6.6 вольт, так что даже до 5 В разряжаться они будут очень долго. Для повышения стабильности работы микроконтроллера можно подпаять конденсатор емкостью 0.1 мкФ параллельно его 1 и 14 выводам.

Простой термометр

Видео, показывающее термометр в действии (единственное отличие новой версии прошивки от той, что представлена в видео – упрощённая анимация загрузки перед показом температуры):

А с вариантом термометра на Attiny можно ознакомится тут. Специально для сайта Radioskot.ru. Автор материала – Витинари.

   Форум

   Обсудить статью ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ НА PIC16F676


radioskot.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о