Терморегулятор на ds18s20 своими руками

Содержание

Термостат на arduino и DS1820

1481443450 pic 0003

Изначально термостат делался просто как термометр, для контроля температуры за окном. Затем во время морозов, стала подмерзать картошка в подполье и был добавлен функционал для контроля за микроклиматом. Паспортные данные коммутационного реле – 250В и 10А( 2,5кВт). Т.к жара в подполье не нужна, тэна на киловатт вполне хватит.

Необходимые материалы и инструменты:
-коробка от средство ухода за обувью
-USB-зарядка для для телефона(любая,не менее 0,7А)
-Arduino-Pro-Mini
-2-х строчный 8 символьный дисплей(WH0802A-NGA-CT он более компактный)
-энкодер с кнопкой (можно приобрести в любом радиомаг, кнопку можно и не встроенную)
-шильд с 5В реле (я приобрел в свое время кучу китайских реле без опторазвязки, поэтому мне понадобился еще Оптрон PC817 и резистор на 470 Ом. Если у вас на шильде собрана опторазвязка, то вы можете подключить шильд непосредственно к порту arduino)
-USB-разъем
-2 USB-удлинителя 3 метровых (один для шнура питания, ко второму подпаяем DS1820)
— DS1820 (с любой буквой)
-паяльник
-клеевой пиcтолет
-шильд FTDI232

Шаг 1: Первым делом нам надо прошить ардуинку, т.к у меня Pro Mini (она идет без преобразователя USB-RS232) мне необходимо впаять линейку с пинами на ардуинку. С той стороны где выведены DTR, TXD, RXD, VCC, GND, GND. Теперь соединяем FTDI232 DTR к DTR, VCC к VCC, GND к GND, TXD к RXD, RXD к TXD. Запускаем arduino IDE загружаем скетч и прошиваем(скетч в конце).

1481026463 pro mini modul atmega328 5 v 16 m dlya arduino sovmestimyy s

1481026481 ft232rl ftdi basic usb posledovatelnyy port dlya arduino pro mini skachat kabel usb k 232

Шаг 2: Теперь займемся корпусом. Отрываем губку у «ФУКС», все хорошо обезжириваем, глубокую часть коробочки можно пройти наждачкой (что-бы крепче приклеилось). Размечаем отверстие под энкодер, USB-разъем(маму) и сам дисплейчик. На крышку коробки приклеиваем реле. Надо постараться расположить реле подальше от процессора и расположить компоненты так, что-бы потом крышка закрылась (место предостаточно).

Шаг 3: Теперь берем USB-удлинитель отрезаем разъем гнездо (мама). Разделываем отрезанный конец, сверлим в корпусе отверстие под кабель, просовываем его и проклеиваем кл.пистолетом. Плюс у кабеля красный, минус черный(я на всякий проверяю), плюс на плюс разъема, минус на минус (распиновку разъема я не привожу – в инете есть). Между плюсом разъема и 2 средними(у меня они соединены) надо распаять резистор 4.7кОм.

1481026652 snapshot 20161206 1

1481026711 doc001204975

1481026783 termostat

Шаг 5: Все компоненты схемы соединены. Подключаем наш датчик(без него дисплей останется черным),подаем питание. В первой строке – значение температуры, во 2 если горит “*” – реле вкл, нет – выкл. Теперь попробуем выставить пределы переключения реле. Нажимаем вал энкодера(или вашу кнопку) появится значение предела при котором реле будет включаться, вращая вал – значение увеличивается или уменьшается. Нажав на вал еще раз – получим верхний предел(реле будет выключаться),выставляем значение и нажимаем еще раз. Прибор будет контролировать температуру, значение пределов сохраняется при отключении питания. Все.

Источник

Простое электронное термореле с датчиком DS1820 на 220 вольт

Практически все системы температурного регулирования можно поделить на простые не регулируемые термореле, которые только поддерживают температуру в необходимом диапазоне и схемы электронные регулируемые, в которых контроль за температурным режимом может осуществляться в широких пределах.

В данной статье приведено электронное термореле имеющее крайне простое схематическое решение. Термореле не имеет подвижных механических контактов, надежно в работе и соответствует условиям безопасной.

Описание работы термореле

В термореле датчиком температуры служит интегральная микросхема DS1820. Выход термодатчика DS1820 допускает втекающий ток до 4 мА, поскольку выход является ключом с открытым стоком. В связи с этим конструкция термореле получается предельно простой.

31 image

prostoe elektronnoe termorele na datchike ds1820

В режиме термостатирование, контроль за температурой происходит непрерывно. Датчик с частотой в 1 секунду производит сравнение фактической температуры с пороговыми значениями прописанные в регистры TL и TH.

В данной схеме, если текущее значение температуры превысит TH, то на выходе датчика DS1820 будет лог.1 что приведет к отключению нагрузки от сети. Если же температура опустится ниже TL то на выходе DS1820 появится лог. 0 и нагрузка будет включена.

Примечание. Если применить данную схему электронного термореле для управления работой компрессора холодильника, то выходной сигнал нужно будет инвертировать.

Питание DS1820 осуществляется от простого бестрансформаторного блока питания через гасящий резистор Rl. Сигнал с выхода управляет оптосимистором через цепь R2, VT1, R3. В свою очередь оптосимистор VD1, управляет симистором VS1. Данный мощный симистор, для эффективной работы, необходимо разместить на радиаторе площадью не менее 40 кв. см.

Для устранения радиопомех, возникающих при включении симистора, в схему включены R5, С1 выполняющие роль фильтра НЧ. Свечение зеленого светодиода говорит о включении термореле к сети, а свечение красного светодиода свидетельствует о включении нагревателя.

Для записи температурных порогов в память датчика необходимо использовать простой программатор. В роли температурного датчика так же возможно применить схожие по параметрам DS1821, DS18S20. В термореле применены конденсаторы К10-17 (СЗ), К52-1 (С4), К73-17В (Cl, С2).

Датчик DS1820 размещен внутри корпуса прибора, в связи с этим термореле обладает довольно большой инерционностью. В случае если такая инертность прибора не устраивает, тогда датчик DS1820 необходимо вынести наружу. Испытания термореле в балконном овощехранилище, которое длилось более двух лет, подтвердили его надежную работу. В роли нагревателя применялась электролампа накаливания в 250 Вт.

Источник

Двухканальный термостат, терморегулятор на ATmega8

Dvuhkanalnyiy termostat termoregulyator na ATmega8 i DS18B20

Некоторые пояснения к некоторым понятиям.
1. Под словом «термостат» подразумевается способность устройства поддерживать определенную температуру
2. Под словом «терморегулятор» подразумевается способность устройства поддерживать температуру в определенных границах
3. Это условное разделение

Описание и характеристики двухканального термостата (терморегулятора) на ATmega8 и DS18B20

В этом устройстве алгоритм построен немного иначе (мне кажется, что так практичней и удобней):
— выставляется температура включения нагрузки
— выставляется температура выключения нагрузки
— и все

Схема двухканального термостата, терморегулятора на ATmega8:

Shema dvuhkanalnogo termostata termoregulyatora na ATmega8 i Ds18B20
Схема аналогична схеме двухканального термометра. Добавлены три кнопки для управления устройством, выводы микроконтроллера РС3 и РС4 подключаются к блокам управления нагрузками (первому и второму соответственно). На схеме блоки управления не раскрыты, о них мы поговорим в конце статьи.

Программа двухканального термостата (терморегулятора) на ATmega8 и DS18B20

Управление двухканальным термостатом (терморегулятором) на ATmega8 и DS18B20

1. Режим термостатирования

Algoritm ustanovki rezhima termostatirovaniya

2. Режим терморегулирования

Если один из температурных порогов будет в отрицательном диапазоне температур а второй в положительном, то все равно режим «Нагрев» или «Охлаждение» будет определятся автоматически и устройство будет работать по описанным выше алгоритмам.

Algoritm ustanovki rezhima termoregulirovaniya

3. Режим однократного нагрева/охлаждения до определенной температуры

Algoritm ustanovki odnokratnogo nagreva ohlazhdeniya

4. Отключение каналов управления нагрузками

Otklyuchenie blokov upravleniya

Подключение нагрузки к термостату (терморегулятору) на ATmega8

В данной конструкции применены два вида управления нагрузками:
— с помощью реле (для режимов, где не требуется частое включение/выключение и индуктивных нагрузок)
— с помощью симистора (для режима термостатирования и для любых активных нагрузок)

Podklyuchenie nagruzki k termostatu

В качестве буферного транзистора для подключения реле к микроконтроллеру можно использовать не только полевые но и биполярные транзисторы

Sheme podklyucheniya e%60lektricheskogo rele

И еще несколько схем подключения нагрузки к микроконтроллеру

Shemyi podklyucheniya simistorov i optosimistorov

Некоторые справочные данные:

Trinistor BT138

Polevoy tranzistor 2N7000

Vyivodyi dioda SHottki 1N5819

Характеристики некоторых симисторов:

Hrakteristiki simistorov

Программа двухканального термометра, термостата, терморегулятора на ATmega8 и DS18B20:

rarTermostat 2 kanala OK_AlgorithmBuilder (36,7 KiB, 27 322 hits)

unknownTermostat 2 kanala OK_HEX (13,5 KiB, 39 609 hits)

unknownTermostat 2 kanala EEPROM_HEX (91 bytes, 845 hits)

Ustanovka FUSE bitov

Прошивка для индикаторов со схемой включения «Общий анод»

Прошивка предоставлена Вячеславом Кучером и Юрием Градовым, за что им большое спасибо.

Для работы программы с индикаторами, включаемыми по схеме «Общий Анод» в представленной выше схеме необходимо заменить транзисторы структуры NPN на транзисторы структуры PNP (к примеру ВС557). При этом эмиттеры транзисторов должны подключаться к «+» источника питания, а коллекторы к разрядам индикатора.

unknownTermostat 2 kanala OA_HEX (13,6 KiB, 3 319 hits)

Dvuhkanalnyiy termostat

rating onrating onrating onrating on rating on(67 голосов, оценка: 4,97 из 5)

Источник

DS18S20 – температурный датчик на портах компьютера

Главная страница » DS18S20 – температурный датчик на портах компьютера

temperaturnii sensor ds18s20

Температурные датчики рассматриваются компонентами электронных схем, очень часто используемых на практике. Контролировать температуру требуется в самых разных случаях эксплуатации электроники, а также в ином статусе. Следует отметить, датчики температуры – изделия достаточно дорогие. К тому же не всегда есть возможность приобретения такой электроники. Между тем, недорогой температурный датчик, подключаемый к портам ПК через последовательный или USB порт, вполне доступно изготовить своими руками. Достаточно лишь иметь навыки работы с электроникой, чтобы создать устройство контроля и записи параметров температуры.

Компьютерный тепловой синдром

Выделяемое электроникой компьютера тепло — это естественная враждебная среда «железа» ПК, особенно когда компьютер эксплуатируется в условиях повышенной температуры окружающей среды. Электроника большей части современных ПК оснащается датчиками температуры, установленными на теле процессора, а также на материнской плате. Эти датчики доступны для контроля через «Linux» приложение «lm_sensors».

В качестве альтернативы можно также рассматривать некоторые конструкции жёстких дисков (HDD, SSD) компьютеров, которые тоже содержат датчики температуры в составе электроники. В этом варианте контролировать сенсоры доступно через «Linux» приложение «hddtemp».

Однако не всем ПК присуще такое оснащение. Устаревшие аппаратные средства ПК, предназначенные для беспроводных маршрутизаторов, как правило, не содержат температурных датчиков. Кроме того, встроенные температурные сенсоры несколько ограничены в отношении диапазона контроля, поскольку датчики зафиксированы под измерения температуры конкретно определенной зоны ПК.

Вместе с тем ничто не мешает организовать настоящую сенсорную сеть, взаимодействующую с одним ПК, с датчиками температуры на длинных проводах. Такая схема способна обеспечить гибкую альтернативу, позволяющую легко распределять элементы контроля в разных точках, в том числе за пределами системного блока.

Достаточно эффективную измерительную сенсорную сеть обещает помочь создать электронный прибор DS18S20 – однопроводной, (с поддержкой паразитного питания), датчик от фирмы «Dallas Semiconductor» («Maxim»). На AliExpress есть лот по цене всего 50 руб.

Что представляет собой сенсорный элемент DS18S20?

Электронный компонент — миниатюрный датчик в стандартном исполнении TO-92, обладает температурным диапазоном: — 55˚C / +125˚C при точности до 0,5º (с некоторым ограничением Т-диапазона). Существуют аналоги:

Сенсор, внешне напоминающий транзистор, уникален тем, что требует минимум компонентов схемы для сопряжения с последовательным портом ПК. Программное обеспечение для связи с этим видом датчика температуры доступно под «Linux» и «Windows».

datchiki temperaturi ds 18 s 20Самые настоящие цифровые термометры, которые допустимо подключать через простейшие электронные схемы к персональному компьютеру. Появляется возможность создания цифрового температурного регулятора на DS18S20 или аналогах

Не исключается возможность подключения сразу группы датчиков DS18S20 через параллельную схему. Обусловлена такая возможность наличием уникальных 64-битных адресов, которые допустимо запрашивать индивидуально на 1-проводной шине.

!Следует обратить внимание, внешнее обозначение DS18S20 на корпусе прибора может быть отмечено как «DS1820». Но характеристики этих двух модификаций немного отличаются. Например, по времени чтения. Следует уточнять спецификацию.

Схемы подключения датчика DS18S20

Рассмотрим электронные схемы, подходящие для подключения датчиков температуры DS18S20 через последовательный порт ПК. Схемы, показанные ниже, являются реализацией одноканального интерфейса последовательного порта DS9097U от «Dallas Semiconductor». Если последовательный порт ПК отсутствует, допустимо использовать «USB-to-SERIAL» адаптер.

Существует два варианта схем подключения DS18S20:

Рассмотрим оба варианта для лучшего понимания возможностей интерфейсов.

Схема паразитного режима

shema parazitnogo rejima ds 18 s 20Схематичный расклад подключения сенсора для работы в так называемом «паразитном» режиме, когда питание на прибор подаётся не с линий питания, а непосредственно от линий данных порта

Это решение предполагает:

Учитывая ограниченное количество компонентов, появляется возможность сборки схемы в достаточной степени миниатюрной, чтобы обеспечить размещение внутри пластиковой оболочки разъёма последовательного порта DB9.

Стоит отметить, коммерческие версии уже реализованной схемы для последовательного порта и USB доступны в продаже непосредственно от производителя «Maxim» и других.

Для самостоятельной реализации схемы интерфейса последовательного порта, работающей в паразитном режиме, потребуются следующие электронные детали:

raspinovka datchika temperaturi ds18b20Распиновка этого прибора предполагает работу всего с тремя сигнальными контактами, причём в «паразитном» режиме фактически используются только два пина

Выводы температурного датчика DS18S20 в спецификации TO-92 (если считать слева направо) предназначены под включение:

При работе схемы в паразитном режиме, терминал питания (VDD) не используется. Эту точку необходимо заземлять. Обусловлено такое включение тем, что датчик DS18S20 получает питание от линии передачи данных.

Ограничения схемы паразитного режима

Практика применения схемы паразитного режима показала: линейные проводники между электрической схемой и непосредственно датчиком температуры DS18S20 допустимо увеличивать до 100 метров. Если же требуется использовать схему, когда расстояния превышают 100 м, использовать датчик в паразитном режиме также допустимо, но придётся подавать питание уже на вывод VDD датчика температуры.

Применение схемы с датчиком DS18S20 в паразитном режиме несколько снижает допустимый предел максимальной температуры. В этом схемном варианте граница 125˚C уже недоступна, а максимально допустимый порог снижается приблизительно до 70-75˚C. Однако такой граничной температуры вполне достаточно для большинства электронных применений.

Не исключены проблемы в работе схемы паразитного режима. Так, на практике отмечались случаи:

на последовательном порту некоторых моделей ноутбуков («Dell Latitude D610», «Dell PowerEdge» и др.). Как выяснилось, перебои связаны с низким напряжением последовательного порта и / или недостаточным током для внутренней схемы DS18S20, работающей в паразитном режиме. Видоизменённая (не паразитная) схема интерфейса устраняет проблемы.

Схема без паразитного режима

besparazitnaya shema ds 18 s 20Схема, посредством которой реализуется режим работы, исключающий «паразитное» использование сигнальных линий, в частности, линии передачи данных

Несколько более сложной выглядит схема, где обеспечивается питание DS18S20 через интерфейс последовательного порта, а не через паразитную мощность линии передачи данных.

Эту версию схемы интерфейса последовательного порта дополняют три компонента – диоды D5, D6 и конденсатор C1. Компоненты используются для подачи питания на контакт VDD датчика температуры. То есть вариация заземления вывода VDD, в данном случае, исключается.

Набор деталей схемы без паразитного режима:

Сборка конструкции температурного датчика

Схему интерфейса последовательного порта рекомендуется выполнить на макете. Такой способ позволяет убедиться в правильности работы схемы перед созданием окончательной электронной платы.

Окончательный вариант, собранный на текстолитовой плате, следует рассчитать под размещение внутри интерфейса DB9. Такое размещение обеспечивает компактность конструкции и надежность электроники датчика температуры последовательного порта.

razmeshenie na plateМалочисленность комплектующих деталей электронной схемы позволяет внедрить всё содержимое непосредственно в корпус разъёма DB9. В результате получается удобный интерфейс

Сам датчик DS18S20 припаивается на противоположном конце проводной линии, выведенной от электронной платы. Длина линии должна учитываться в соответствии с ранее отмеченными нюансами. Контакты 1 и 3 датчика соединяются вместе. Для изоляции контакта 2 от других контактов используется короткая изолирующая поливинилхлоридная трубка.

Не исключается подключение дополнительных температурных датчиков DS18S20 параллельно друг другу, используя более длинные провода для крепежа к интерфейсной схеме. Групповая комбинация позволит контролировать несколько температур в разных местах через один последовательный интерфейс.

Схемы подключения через USB интерфейс

Учитывая отказ производителей новых компьютеров включать в системные материнские платы последовательные порты DB9, актуальной становится необходимость сопряжения температурного датчика DS18S20 с интерфейсом иного типа. Явным претендентом здесь видится порт USB.

Существуют различные по исполнению недорогие адаптеры «USB-to-SERIAL». Однако далеко не все из таких преобразователей успешно сочетаются с новыми версиями операционных систем, включая «Windows 10».

Рекомендуется использовать «USB-to-SERIAL» адаптеры, построенные на микросхемах PL2303TA или аналогичных. На практике отмечена стабильная работа таких адаптеров с «Windows XP» / «Vista» / 7, 8, 10 / «MacOS X» / «Linux».

Этот тип адаптера эмулирует 1-проводной интерфейс DS9097, который вполне устойчиво работает на взаимодействие с 1-проводными устройствами, идентичными схеме интерфейса последовательного порта.

adapter usb to serialАдаптер «USB-to-SERIAL», на примере широко распространённого исполнения с микросхемой PL2303TA, предоставляет возможность подключения температурного датчика на компьютерах, где отсутствует порт DB9

Распиновка «USB-to-SERIAL» адаптера PL2303TA:

Драйверы адаптера «USB-to-SERIAL»

Под операционную систему «Windows» и «MacOS X» потребуется установить соответствующие «Prolific» драйверы (доступны здесь или использовать этот, если есть проблемы в «Windows 7»).

Между тем относительно недавний дистрибутив «Linux» показывает успешную работу адаптеров без необходимости загрузки драйверов. В частности, тестировался «USB-to-SERIAL» адаптер на PL2303TA, подключаемый к «Ubuntu» версий 12.04 и 14.04.2. Каких-либо драйверов не потребовалось.

Чтобы использовать «USB-to-SERIAL» адаптер на PL2303TA с температурными датчиками, работающими в паразитном режиме, следует подключать один или несколько приборов DS18S20 так:

Тестирование в паразитном режиме по длине кабеля

На практике тестировался «USB-to-SERIAL» адаптер на PL2303TA с тремя температурными датчиками типа DS18S20. Все три прибора, подключенные параллельно, работающие в паразитном режиме, соединялись с рабочей платой через кабель длиной 300 метров. По результатам эксперимента отмечалась нормальная работа. Все три датчика температуры успешно обнаруживались системой.

testirovanie datchika ds18s20Проверка на работоспособность завершилась успешными результатами. Прибор действительно можно использовать для проектов, где требуется температурный контроль

Эти результаты испытаний заставляют сомневаться в требованиях подключения датчиков температуры DS18S20 в непаразитарном (c внешним питанием) режиме при использовании адаптеров USB на PL2303TA. Как показал тест, микросхема PL2303TA успешно работает в паразитном режиме с более длинными (длиннее 100 метров) соединительными линиями.

Программное обеспечение для работы с DS18S20

Запрос температурных датчиков, подключенных через USB-последовательный адаптер PL2303TA на «Linux» или «Windows», практически аналогичен подключению через интерфейс физического последовательного порта. Единственное различие заключается в необходимости указывать порт USB вместо последовательного порта при инициализации программного обеспечения «digitemp».

После загрузки «digitemp» для ОС «Windows» либо «Linux», извлечь исполняемый файл из архива. Следует подчеркнуть: требуется версия, подходящая для адаптера последовательного порта DS9097, поскольку описанная ранее схема интерфейса последовательного порта эквивалентна 1-проводному адаптеру последовательного порта DS9097U.

Конфигурирование под «Windows» с последующей инициализацией

Изначально необходимо настроить интерфейс, указав номер последовательного порта, куда подключен интерфейс. По умолчанию программа «digitemp» ищет файл конфигурации (digitemp.cfg) в текущем рабочем каталоге, поэтому необходимо явно указывать расположение файла конфигурации.

Для варианта с COM 1 программной строкой «digitemp» (Только первой строкой сверху. Всё что ниже — распечатка программы), создаётся файл конфигурации:

komandaСоздание конфигурационного файла «digitemp» под использование температурного датчика DS18S20 на компьютере персонального управления с инсталлированной ОС «Windows»

Регулировка задержки и чтение данных

Температурный датчик DS18S20 обладает несколько замедленным временем отклика (преобразование температуры в сигнал), чем аналогичный прибор серии DS1820. Датчику DS18S20 требуется около 750 мс для преобразования, а «digitemp» по умолчанию ставит — 1000 мс.

Если в процессе чтения получаются некорректные показания температуры, рекомендуется замедлить задержку чтения выполнения «digitemp» изменением параметра чтения по умолчанию — 1000 мс при помощи команды.

Так, чтобы установить задержку чтения на 2000 мс и сохранить параметр в файле конфигурации, необходимо выполнить следующую строковую последовательность:

komanda1

Между тем, как выясняется на практике, задержка по чтению напрямую зависит от длины проводной линии, соединяющей непосредственно датчик и электронную плату. Этот момент стоит учесть.

После выполненной конфигурации и начала эксплуатации прибора, температура с датчика считывается следующей командой:

Источник

Поделиться с друзьями
admin
Здоровая спина
Adblock
detector