Προγραμματιζόμενο κύκλωμα ελεγκτή θερμοκρασίας με χρονοδιακόπτη

Εδώ μαθαίνουμε για μια διαμόρφωση κυκλώματος που παράγει ρυθμιζόμενες εξόδους διαδοχικού χρονισμού για τον έλεγχο μιας συσκευής θέρμανσης μέσω ενός κυκλώματος ελεγκτή θερμοκρασίας ταυτόχρονης αλληλουχίας που μπορεί επίσης να προγραμματιστεί για την απόκτηση των επιθυμητών επιπέδων θερμοκρασίας στις χρονοθυρίδες αλληλουχίας. Η ιδέα ζητήθηκε από τον κ. Carlos

Τεχνικές προδιαγραφές

Είμαι ο Carlos και ζω στη Χιλή.

Καθώς βλέπω ότι έχετε την προθυμία να μας βγείτε από προβλήματα με κάποια ηλεκτρονικά κυκλώματα, θα ρωτούσα αν έχετε κάποιο κύκλωμα που ελέγχει τη θερμοκρασία και το χρόνο ταυτόχρονα.

Αυτό που χρειάζομαι είναι ένας ελεγκτής με προγραμματιζόμενα χρονικά διαστήματα θερμοκρασίας. Για παράδειγμα, κρατάτε πρώτα μια θερμοκρασία T1 σε t1 λεπτά, στο τέλος αυτού του t1 διατηρείται μια θερμοκρασία T2 για t2 λεπτά μετά από αυτό διατηρεί μια θερμοκρασία T3 για t3 λεπτά.

Η θερμοκρασία και ο χρόνος πρέπει να είναι ρυθμιζόμενοι σε ένα απλό πρόγραμμα παρακολούθησης είτε μέσω PIC ή παρόμοιου, αλλά πρέπει να μπορούν να ρυθμίζονται χωρίς να προγραμματίζονται εκ νέου μέσω υπολογιστή.

Μένω αιώνια ευγνώμων.

Τις καλύτερες ευχές μου

Ο σχεδιασμός

Η πρώτη απαίτηση όπως αναφέρεται στο παραπάνω αίτημα είναι ένας προγραμματιζόμενος χρονοδιακόπτης που θα μπορούσε να δημιουργήσει διαδοχικές καθυστερήσεις ON περιόδους μέσω σειριακά συνδεδεμένων μονάδων χρονοδιακόπτη.

Ο αριθμός των ενοτήτων χρονοδιακόπτη και των χρονικών διαστημάτων θα εξαρτηθεί από τον χρήστη και θα μπορούσε να επιλεγεί σύμφωνα με τις μεμονωμένες προτιμήσεις. Το παρακάτω διάγραμμα δείχνει ένα προγραμματιζόμενο στάδιο χρονοδιακόπτη 10 σταδίων, χρησιμοποιώντας 10 διακριτά στάδια 4060 IC συνδεδεμένα σε διαδοχική διαμόρφωση.

Ο σχεδιασμός μπορεί να γίνει κατανοητός με τη βοήθεια των ακόλουθων σημείων:

Αναφερόμενοι στο παρακάτω διάγραμμα, μπορούμε να δούμε 10 πανομοιότυπα στάδια χρονοδιακόπτη που αποτελούνται από 10 αριθμούς 4060 IC διατεταγμένα σε διαδοχική λειτουργία μεταγωγής.

Όταν το κύκλωμα είναι ενεργοποιημένο και το P1 ωθείται, το SCR ασφαλίζει στην επαναφορά του ακροδέκτη 12 του IC1 στη γείωση, ξεκινώντας τη διαδικασία μέτρησης.

Σύμφωνα με τη ρύθμιση ή την επιλογή των Rx, 22K και του παρακείμενου πυκνωτή 1uF, το IC μετρά για μια προκαθορισμένη περίοδο μετά την οποία το pin3 ανεβαίνει ψηλά. Αυτή η υψηλή μανδαλώνεται μέσω της διόδου 1N4148 και του pin11 του IC

Το παραπάνω υψηλό στο pin3 του IC1 ενεργοποιεί το T1 το οποίο επαναφέρει το IC2 pin12 σε δράση και η διαδικασία επαναλαμβάνεται μεταφέροντας την ακολουθία στα IC2, IC3, IC4 ... έως ότου επιτευχθεί το IC10, όταν το Τ10 επαναφέρει ολόκληρη τη μονάδα σπάζοντας το μάνδαλο SCR.

Το Rx μπορεί να αντικατασταθεί με ένα κατάλληλο δοχείο για την απόκτηση των επιθυμητών καθυστερήσεων διακριτικά σε όλα τα διαδοχικά στάδια 4060.

Διάγραμμα κυκλώματος

Η παραπάνω διαμόρφωση φροντίζει για τον απαιτούμενο προγραμματιζόμενο έλεγχο χρονισμού, ωστόσο, για να ληφθεί αντιστοίχως χρονοδιάγραμμα ελέγχου θερμοκρασίας κλιμάκωσης, χρειαζόμαστε ένα κύκλωμα που θα μπορούσε να παράγει ακριβείς, ρυθμιζόμενες εξόδους θερμοκρασίας.

Γι 'αυτό εφαρμόζουμε την ακόλουθη διαμόρφωση σε συνδυασμό με το παραπάνω κύκλωμα.

Έλεγχος θερμοκρασίας PWM

Το εμφανιζόμενο κύκλωμα ελεγκτή θερμοκρασίας είναι μια απλή γεννήτρια PWM βασισμένη σε IC 555 η οποία είναι σε θέση να παράγει PWM ρυθμιζόμενες από το μηδέν έως το μέγιστο, ανάλογα με ένα εξωτερικό δυναμικό στο pin5 του IC2.

Το περιεχόμενο PWM αποφασίζει την περίοδο μεταγωγής του συνδεδεμένου mosfet που με τη σειρά του ρυθμίζει το θερμαντικό στοιχείο στην αποστράγγισή του διασφαλίζοντας την απαιτούμενη ποσότητα θερμότητας στον θάλαμο.

Το mosfet θα πρέπει να επιλεγεί σύμφωνα με τις προδιαγραφές του θερμαντήρα.

Η σύνδεση μεταξύ αυτού του σταδίου PWM και του παραπάνω διαδοχικού χρονοδιακόπτη καθορίζεται από ένα ενδιάμεσο στάδιο που γίνεται διαμορφώνοντας μια κοινή συσκευή συλλογής NPN μαζί με ένα στάδιο αντιστροφέα PNP, το οποίο μπορεί να φανεί στο παρακάτω διάγραμμα:

Ενσωμάτωση PWM Temperature Controller με Timer Circuit

Πέντε στάδια φαίνονται στο διάγραμμα, το οποίο μπορεί να αυξηθεί σε 10 αριθμούς για ενσωμάτωση με τα 10 στάδια του πρώτου διαδοχικού κυκλώματος χρονοδιακόπτη.

Καθένα από τα παραπάνω στάδια που παρουσιάζεται αποτελείται από μια συσκευή NPN ενσύρματο σε μια κοινή λειτουργία συλλέκτη για να επιτρέπεται να ληφθεί ένα προκαθορισμένο μέγεθος τάσης στους πομπούς τους, το οποίο θα εξαρτάται από τη ρύθμιση της προκαθορισμένης βάσης ή του δοχείου.

Όλοι οι πομποί τερματίζονται στο pin5 του PWM IC2 μέσω ξεχωριστών διόδων.

Οι συσκευές PNP λειτουργούν σαν μετατροπείς για την αντιστροφή της χαμηλής λογικής μέτρησης στα pin3s των διαδοχικών σταδίων χρονοδιακόπτη σε τροφοδοσία 12V για καθένα από τα κοινά στάδια συλλέκτη.

Τα δοχεία εδώ μπορούν να ρυθμιστούν για τροφοδοσία της προκαθορισμένης ποσότητας τάσεων στο στάδιο PWM, το οποίο με τη σειρά του θα ρυθμίσει τα PWM στο mosfet και τη συσκευή θερμαντήρα, δημιουργώντας τη σχετική ποσότητα θερμότητας για τη συγκεκριμένη χρονική περίοδο.

Έτσι, ως απόκριση στη σχετική αλλαγή του σταδίου του χρονοδιακόπτη, ο αντίστοιχος κοινός συλλέκτης NPN ενεργοποιείται παράγοντας την καθορισμένη ποσότητα τάσης στον ακροδέκτη 5 του IC2 του κυκλώματος PWM.

Ανάλογα με αυτήν την προκαθορισμένη τάση, οι έξοδοι του θερμαντήρα ρυθμίζονται μέσω του mosfet switching.

Καθώς ακολουθεί ο χρονοδιακόπτης, η θερμοκρασία του θερμαντήρα μεταβαίνει στο επόμενο προκαθορισμένο επίπεδο όπως ορίζεται από τις προεπιλογές βάσης των παραπάνω κοινών σταδίων συλλέκτη.

Όλες οι αντιστάσεις στο κοινό κύκλωμα συλλεκτών είναι 10k, οι προκαθορισμένες είναι επίσης 10k, οι NPN είναι BC547 ενώ οι PNP είναι BC557