เครื่องควบคุมอุณหภูมิสูงโดยใช้เทอร์โมคัปเปิ้ลชนิด K PIC16F676 - เทอร์โมมิเตอร์ - โครงสร้างสำหรับบ้านและสวน เทอร์โมมิเตอร์อุณหภูมิสูงทั้งแบบในรูปและเทอร์โมคัปเปิล

การใช้งาน PIC16F676: สถานีบัดกรี การควบคุมกระบวนการที่อุณหภูมิสูง ฯลฯ ด้วยฟังก์ชันควบคุม PID ขององค์ประกอบความร้อน

ฉันตัดสินใจใส่เทอร์โมมิเตอร์เข้าไปในเครื่องเคลือบบัตร ซึ่งเป็นเทอร์โมมิเตอร์เทอร์โมคัปเปิลชนิด K เพื่อให้มีข้อมูลมากขึ้นสำหรับฉัน ฉันเชื่อว่านักวิทยุสมัครเล่นที่เป็นงานอดิเรกไม่สามารถพอใจได้เมื่อมีไฟ LED “POWER” และ “READY” เพียงสองดวงบนอุปกรณ์ดังกล่าว ฉันจัดผ้าพันคอเพื่อดูรายละเอียดของฉัน ในกรณีที่มีความสามารถในการผ่าครึ่ง (นี่คือความสามารถรอบด้าน) ทันทีที่มีสถานที่สำหรับส่วนกำลังบนไทริสเตอร์ แต่ตอนนี้ฉันไม่ได้ใช้ส่วนนี้นี่จะเป็นวงจรของฉันสำหรับหัวแร้ง (เมื่อฉันรู้วิธีติดเทอร์โมคัปเปิลเข้ากับปลาย)

เครื่องเคลือบบัตรมีพื้นที่ไม่เพียงพอ (กลไกตั้งอยู่อย่างแน่นหนาในประเทศจีน) ฉันใช้เครื่องเคลือบบัตรขนาดเล็ก ตัวบ่งชี้เจ็ดส่วนแต่นั่นไม่ใช่ทั้งหมด บอร์ดทั้งหมดไม่พอดี นี่คือจุดที่ความอเนกประสงค์ของบอร์ดมีประโยชน์ ฉันตัดมันออกเป็นสองส่วน (ถ้าคุณใช้ตัวเชื่อมต่อ ส่วนบนจะพอดีกับการออกแบบหลายแบบบนพินจาก ur5kby .)

ฉันตั้งค่ามันก่อนอื่นฉันทำตามที่ระบุไว้ในฟอรัมฉันไม่ได้บัดกรีในเทอร์โมคัปเปิ้ลฉันตั้งค่า 400 (แม้ว่าพารามิเตอร์นี้จะอยู่ในหน่วยความจำรายการนี้จะหายไป) ฉันตั้งค่าตัวแปรเป็นอุณหภูมิห้องโดยประมาณและ ถึงจุดเดือดพอดี

ตามทฤษฎีแล้วตัวควบคุมดังกล่าวทำงานได้สูงถึง 999°C แต่ที่บ้านไม่น่าจะพบอุณหภูมิดังกล่าวได้ ส่วนใหญ่เป็นไฟแบบเปิด แต่แหล่งความร้อนนี้มีความไม่เชิงเส้นสูงและความไวต่อสภาวะภายนอก

นี่คือตารางตัวอย่าง
และเพื่อความชัดเจนอีกด้วย

ดังนั้นจึงแทบไม่มีทางเลือกในการเลือกแหล่งสำหรับปรับการอ่านค่าของคอนโทรลเลอร์

ไม่ต้องเล่นปุ่มอีกต่อไป ทุกอย่างสามารถรวบรวมได้
ฉันใช้เทอร์โมคัปเปิ้ลจากผู้ทดสอบชาวจีน และโพสต์ในฟอรัมแนะนำฉันว่าเทอร์โมคัปเปิ้ลนี้สามารถคูณได้ความยาวเกือบครึ่งเมตรฉันตัดออก 2 ซม.

ฉันทำหม้อแปลงโดยการบิดด้วยถ่านจะได้ลูกบอลและที่ปลายทั้งสองข้างก็เหมือนกันทุกประการตามลวดทองแดงเพื่อการบัดกรีที่ดีกับสายไฟของฉัน

เหตุผลในการประกอบวงจรนี้คือการพังของเทอร์โมสตัทในเตาอบไฟฟ้าในห้องครัว เมื่อค้นหาบนอินเทอร์เน็ต ฉันไม่พบตัวเลือกมากมายบนไมโครคอนโทรลเลอร์ แน่นอนว่ามีบางตัว แต่ทั้งหมดได้รับการออกแบบมาให้ทำงานกับเซ็นเซอร์อุณหภูมิเช่น DS18B20 เป็นหลัก และช่วงอุณหภูมิส่วนบนนั้นถูกจำกัดมาก ค่าและไม่เหมาะกับเตาอบ ภารกิจคือการวัดอุณหภูมิสูงถึง 300°C ดังนั้นตัวเลือกจึงตกอยู่ที่เทอร์โมคัปเปิลชนิด K การวิเคราะห์โซลูชันวงจรนำไปสู่ทางเลือกสองทาง

วงจรเทอร์โมสตัท - ตัวเลือกแรก

เทอร์โมสตัทที่ประกอบตามรูปแบบนี้มีขีดจำกัดบนที่ประกาศไว้ที่ 999°C นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นหลังจากประกอบแล้ว:

การทดสอบแสดงให้เห็นว่าเทอร์โมสตัททำงานได้ค่อนข้างเชื่อถือได้ แต่ฉันไม่ชอบมัน ตัวเลือกนี้ขาดหน่วยความจำที่ยืดหยุ่น การเย็บไมโครคอนโทรลเลอร์สำหรับทั้งสองตัวเลือกอยู่ในไฟล์เก็บถาวร

วงจรเทอร์โมสตัท - ตัวเลือกที่สอง

หลังจากคิดอยู่พักหนึ่งฉันก็ได้ข้อสรุปว่าคุณสามารถเชื่อมต่อคอนโทรลเลอร์แบบเดียวกับบนสถานีบัดกรีได้ที่นี่ แต่มีการดัดแปลงเล็กน้อย ในระหว่างการทำงานของสถานีบัดกรีพบความไม่สะดวกเล็กน้อย: ความจำเป็นในการตั้งเวลาเป็น 0 และบางครั้งเกิดการรบกวนซึ่งเปลี่ยนสถานีไปที่ นอน . เมื่อพิจารณาว่าผู้หญิงไม่จำเป็นต้องจำอัลกอริธึมในการสลับตัวจับเวลาไปที่โหมด 0 หรือ 1 วงจรของสถานีเดียวกันก็ถูกทำซ้ำ แต่มีเพียงช่องเครื่องเป่าผมเท่านั้น และการปรับปรุงเล็กน้อยทำให้การทำงานของเทอร์โมสตัทมีเสถียรภาพและ "ปราศจากการรบกวน" ในแง่ของการควบคุม เมื่อกระพริบเฟิร์มแวร์ AtMega8 คุณควรใส่ใจกับฟิวส์ใหม่ รูปภาพต่อไปนี้แสดงเทอร์โมคัปเปิลชนิด K ซึ่งสะดวกในการติดตั้งในเตาอบ

ฉันชอบการทำงานของตัวควบคุมอุณหภูมิบนเขียงหั่นขนม - ฉันเริ่มการประกอบขั้นสุดท้าย แผงวงจรพิมพ์.

ฉันประกอบเสร็จแล้ว การทำงานก็มีเสถียรภาพเช่นกัน การอ่านค่าเมื่อเปรียบเทียบกับเทอร์โมมิเตอร์ในห้องปฏิบัติการจะแตกต่างกันประมาณ 1.5°C ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วถือว่าดีเยี่ยม เมื่อตั้งค่า มีตัวต้านทานเอาต์พุตบนแผงวงจรพิมพ์ ฉันยังไม่พบ SMD ของค่านี้ในสต็อก

ไฟ LED จำลององค์ประกอบความร้อนของเตาอบ ข้อแม้เดียว: ความจำเป็นในการสร้างที่ดินสาธารณะที่เชื่อถือได้ซึ่งจะส่งผลกระทบต่อ ผลลัพธ์สุดท้ายการวัด วงจรต้องใช้ตัวต้านทานการปรับแบบหลายรอบและประการที่สองให้ความสนใจกับ R16 ซึ่งอาจต้องเลือกด้วยในกรณีของฉันคือ 18 kOhm นี่คือสิ่งที่เรามี:

ในกระบวนการทดลองกับเทอร์โมสตัทล่าสุดมีการปรับปรุงเล็กน้อยเพิ่มเติมซึ่งส่งผลต่อผลลัพธ์สุดท้ายในเชิงคุณภาพ ดูภาพพร้อมคำจารึก 543 - หมายความว่าเซ็นเซอร์ขาดการเชื่อมต่อหรือชำรุด

และในที่สุดเราก็ย้ายจากการทดลองไปสู่การออกแบบเทอร์โมสตัทที่เสร็จสิ้นแล้ว ฉันใช้วงจรในเตาไฟฟ้าและเชิญคณะกรรมการที่เชื่อถือได้ให้รับงานนี้ :) สิ่งเดียวที่ภรรยาของฉันปฏิเสธคือปุ่มเล็ก ๆ บนตัวควบคุมการพาความร้อน แหล่งจ่ายไฟทั่วไป และการไหลเวียนของอากาศ แต่สิ่งนี้สามารถแก้ไขได้เมื่อเวลาผ่านไป แต่ ตอนนี้มันก็เป็นแบบนี้

เครื่องปรับลมจะรักษาอุณหภูมิที่ตั้งไว้ด้วยความแม่นยำ 2 องศา สิ่งนี้เกิดขึ้นในขณะที่ให้ความร้อนเนื่องจากความเฉื่อยของโครงสร้างทั้งหมด (องค์ประกอบความร้อนเย็นลงกรอบภายในมีอุณหภูมิเท่ากัน) โดยทั่วไปแล้วฉันชอบโครงร่างในการทำงานมากและดังนั้นจึงแนะนำให้เป็นอิสระ การทำซ้ำ ผู้เขียน - ผู้ว่าราชการจังหวัด.

อภิปรายบทความ THERMOREGULATOR DIAGRAM

เมื่อเร็วๆ นี้ เนื่องจากมีการใช้โมดูล step-down, step-up, การชาร์จ และการควบคุมต่างๆ บ่อยครั้ง จึงมีความจำเป็นสำหรับเทอร์โมมิเตอร์ที่มีช่วงการวัดที่กว้าง เนื่องจากมัลติมิเตอร์ที่มีอยู่ไม่มีฟังก์ชันการวัดอุณหภูมิ ฉันจึงคิดจะซื้ออุปกรณ์แยกต่างหาก ฉันปฏิเสธเทอร์โมมิเตอร์แบบจุ่มทันที - พวกมันเฉื่อยเกินไป แม้ว่าไพโรมิเตอร์จะอนุญาตให้คุณวัดอุณหภูมิจากระยะไกลได้ แต่ราคาก็ถูกขัดขวางและไม่ได้โดดเด่นในด้านคุณภาพ อย่างน้อยสิ่งที่มาอยู่ในมือของฉันก็ไม่น่าประทับใจ
จากการค้นหาดังกล่าว ได้มีการสั่งซื้อเทอร์โมมิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ TM 902C ในราคา 3.99 ดอลลาร์


มีอุปกรณ์ที่คล้ายกันมากมายใน Aliexpress แต่ฉันตัดสินใจเลือกอุปกรณ์นี้ด้วยเหตุผลดังต่อไปนี้:
- อุปกรณ์พิเศษสูงไม่มี ฟังก์ชั่นเพิ่มเติม;
- ช่วงการวัดกว้าง
- ตัวเครื่องติดตั้งเทอร์โมคัปเปิล TR-02 โดยมีขีดจำกัดการวัดค่าบนอยู่ที่ 750 องศาเซลเซียส

มีการดัดแปลงเทอร์โมมิเตอร์อีกอย่างหนึ่ง - ใช้พลังงานจากองค์ประกอบ AAA สองชิ้น แต่มาพร้อมกับเทอร์โมคัปเปิล TP01 ที่มีขีด จำกัด การวัดที่ 350 (400 ตามแหล่งข้อมูลบางแห่ง) ฉันไม่เห็นประโยชน์ใดๆ ในการซื้อเทอร์โมคัปเปิล TP02 แยกต่างหาก และเมินแหล่งจ่ายไฟจาก Krona
ผู้ผลิตและผู้ขายประกาศอะไรกับเราตามคำแนะนำในภาษาที่เราทุกคนเข้าใจ)?

แม้ว่าพวกเราบางคนจะเข้าใจภาษานั้นจริงๆ แต่อย่างน้อยก็มีคนที่มีความรู้ทางเทคนิคจำนวนหนึ่งจะเข้าใจว่าอุปกรณ์:
- มีขนาด 24 * 72 * 108
- ขับเคลื่อนด้วยไฟ 9 โวลต์ (Krona, 9F22)
- ความชื้นสัมพัทธ์ ≤ 75%;
- สามารถวัดอุณหภูมิได้ตั้งแต่ -50 ถึง 1300 องศาเซลเซียส (1370 ตามคำแนะนำ)
- ใช้งานได้กับเทอร์โมคัปเปิลชนิด K ในช่วงที่สอดคล้องกัน

เมื่อพิจารณาจากข้อมูลในคำแนะนำ ข้อผิดพลาดของอุปกรณ์จะมีดังต่อไปนี้ (ในหน่วยเซลเซียส):
ตั้งแต่ – 40 ถึง – 20: -± 3 องศา;
ตั้งแต่ -20 ถึง – 0: -± 2 องศา;
ตั้งแต่ 0 ถึง 500: - ± 0.75-1 องศา;
จาก 500 ถึง 750: -± 1%;
จาก 750 ถึง 1,000 และจาก 1,000 ถึง 1370: ไม่สามารถตีความได้อย่างแม่นยำ
เทอร์โมคัปเปิ้ลที่พบมากที่สุดคือ TP01 และ TP02 โดยมีช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ -50 ถึง 350 (400) และตั้งแต่ -50 ถึง 750 องศาเซลเซียส ตามลำดับ
เมื่อซื้อ ผู้ขายจะถูกถามคำถามว่าเทอร์โมคัปเปิลชนิดใดที่จะรวมอยู่ในชุดอุปกรณ์
ได้รับการประกันว่าเทอร์โมมิเตอร์จะวัดอุณหภูมิได้ตั้งแต่ -50 ถึง 750 องศา กล่าวคือ ชุดอุปกรณ์ดังกล่าวจะประกอบด้วยโพรบ TP02 ซึ่งได้รับการยืนยันจากการทดสอบเพิ่มเติม
ภายนอกอุปกรณ์ทำอย่างระมัดระวังการหล่อมีคุณภาพสูง

น้ำหนักพร้อมแบตเตอรี่และเทอร์โมคัปเปิล

ฝาหลังยึดด้วยสกรูสองตัว บอร์ดยังยึดด้วยสกรูแบบเดียวกัน - เรียบง่าย เชื่อถือได้ และประหยัด
จอแสดงผลยึดเข้ากับบอร์ดด้วยสกรูสองตัวและสลักสองตัว

มุมมองที่กว้าง
ข้างใน การหล่อเคสมีความละเอียดน้อยกว่า ซึ่งไม่สำคัญ

กระดานทำจาก getinax
คุณภาพการประมวลผลของปลายด้านใดด้านหนึ่งของบอร์ด (อย่าลืมราคาของอุปกรณ์)

จอแสดงผลขนาด 1.9 นิ้วเชื่อมต่อกับบอร์ดโดยใช้แถบยางนำไฟฟ้า ดังนั้นฉันจึงไม่ได้ถอดหน้าจอออก - ไม่น่าจะเป็นไปได้ จากนั้นจึงใส่กลับเข้าไปใหม่อย่างถูกต้อง

ที่ขอบของหน้าจอมีรูสำหรับยึดด้วยสกรูเข้ากับเคส - ในกรณีนี้ไม่ได้ใช้รูปแบบการยึดดังกล่าว
มีร่องรอยของฟลักซ์เล็กน้อย แต่ฉันคิดว่าสิ่งนี้จะไม่ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพแต่อย่างใด

อย่างที่คุณเห็นแทบจะไม่มีองค์ประกอบใด ๆ บนบอร์ด - อาจมีชิปหยดหยดอยู่ใต้หน้าจอซึ่งมีหน้าที่ในการประมวลผลสัญญาณจากโพรบทำการคำนวณและแสดงข้อมูลบนหน้าจอ
หลังจากศึกษาโลกภายในของอุปกรณ์แล้ว ฉันจึงเข้าสู่การทดสอบภาคสนาม
ในตอนแรก ฉันใช้เทอร์โมมิเตอร์แบบจุ่มในครัวและเทอร์โมมิเตอร์ในห้องเพื่อเปรียบเทียบการอ่าน กีฬาในร่มไม่ได้สร้างความมั่นใจมาเป็นเวลานานและถูกแยกออกจากโปรแกรมการแข่งขันในเวลาต่อมา
ตู้เย็น ตู้แช่แข็ง

ทันทีหลังจากนำออกจากช่องแช่แข็ง ตู้แช่ใต้น้ำจะมีอุณหภูมิลดลง 0.2 องศา แต่ไม่สามารถถ่ายภาพพร้อมกันได้ เนื่องจากปฏิกิริยาที่รวดเร็วต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิของวัตถุที่ถูกตรวจสอบและความเฉื่อยของเทอร์โมมิเตอร์ใต้น้ำ
กลางแจ้ง

ระเบียง

ห้อง

น้ำร้อน


จุดเดือดของน้ำ


ต่อไปใช้หัวแร้งเป็นแหล่งความร้อน เลิกใช้เทอร์โมมิเตอร์แบบจุ่มอีกต่อไปเนื่องจากติดได้ยาก แหล่งที่มาของจุดความร้อนและทำให้ร่างกายอบอุ่นได้ยาก






บน รูปสุดท้ายจะเห็นได้ว่าอุณหภูมิขององค์ประกอบความร้อนสูงกว่า 400 องศา ซึ่งบ่งชี้ว่าชุดประกอบด้วยเทอร์โมคัปเปิล TP02 จริงๆ
ในระหว่างการทดสอบการถักเปียไฟเบอร์กลาสของสายเทอร์โมคัปเปิลได้รับความเสียหายเล็กน้อย - มันตกลงไปในเปลวไฟของเตาแก๊ส อย่างไรก็ตามนี่ถือได้ว่าเป็นการทดสอบด้วย - มันไม่ได้ถูกเผา แต่เปลี่ยนสีเพียงเล็กน้อยเท่านั้น


ข้อดีได้แก่:
- ความเชี่ยวชาญเฉพาะด้านที่แคบของอุปกรณ์
- เหมาะสม รูปร่างและคุณภาพของการดำเนินการ
- พร้อมเทอร์โมคัปเปิ้ล TP02;
- สำหรับฉันดูเหมือนว่ามีความแม่นยำในการวัดเพียงพอและด้วยเหตุนี้จึงมีการวัดที่หลากหลาย
ฉันไม่พบข้อเสียใดๆ นอกเหนือจากแหล่งจ่ายไฟ 9 โวลต์และการไม่มีฝาครอบป้องกันเทอร์โมคัปเปิล