デジタル温度調節回路は、医療、産業、家庭用アプリケーションの正確な温度コントローラーです。このシステムは、精度の低いアナログ/サーモスタットシステムよりも優れています。たとえば、正確な温度を維持することが非常に重要なインキュベーターの温度制御に使用できます。

デジタル温度制御システム

デジタル温度コントローラーのブロック図の説明

この提案されたデジタル温度コントローラーシステムは、ディスプレイに温度情報を提供し、温度が設定値を超えると、負荷（つまりヒーター）がオフになります。このプロジェクトでは、デモンストレーション用の負荷としてランプが提供されます。デジタル温度制御システムのブロック図を以下に示します。

デジタル温度コントローラーのブロック図

提案されているデジタル温度コントローラーシステムは、アプリケーションの心臓部である8051ファミリーのマイクロコントローラーを使用しています。ディスプレイユニットは4つで構成されています- 7セグメントディスプレイ、温度センサーとマイクロコントローラーに接続されています。

温度条件を感知するためにマイクロコントローラーに接続されたデジタル温度センサー。このシステムには、温度設定を調整するための4つの押しボタンスイッチもあります。

次に、マイクロコントローラーはデジタル温度センサーを介して温度情報を継続的にポーリングし、7セグメントディスプレイユニットに表示し、対応する温度が設定値を超えると、ランプを自動的にオフにします。

ハードウェア要件

変圧器（230-12 v ac）
電圧レギュレーター（LM 7805）
整流器
フィルタ
マイクロコントローラー（at89s52 / at89c51）
DS1621温度センサー
ボタンを押す
7セグメントディスプレイ
BC547
抵抗器
コンデンサ
1N4007
リレー

マイクロコントローラー（AT89S52）

Atmel AT89S52は、8051ベースの強力なマイクロコントローラーであり、多くの組み込み制御アプリケーションに柔軟性と費用効果の高いソリューションを提供します。

AT89S52は、次の標準機能を提供します。

8Kバイトのフラッシュ
256バイトのRAM
32のI / Oライン
ウォッチドッグタイマー
2つのデータポインタ
3つの16ビットタイマー/カウンター
6ベクトル2レベル割り込みアーキテクチャ
全二重シリアルポート
オンチップ発振器、およびクロック回路

ピン配列を以下に示します。

8051マイクロコントローラー

温度センサー-DS1621

センサーは、信号または刺激を受信して応答するデバイスです。センサーは、受信した信号を電気的な形式にのみ変換できます。

ザ・温度センサー-DS1621 次の標準機能を提供します。

測定には外付け部品は必要ありません
0.5°C刻みで-55°Cから+ 125°Cまでの温度を測定します（0.9°F刻みで67°Fから257°F）
温度は9ビット値として読み取られます（2バイト転送）
広い電源範囲（2.7V〜5.5V）
1秒未満で温度をデジタルワードに変換します
サーモスタット設定はユーザー定義可能で不揮発性です
データは2線式シリアルインターフェース（オープンドレインI / Oライン）を介して読み書きされます
アプリケーションには、サーモスタット制御、産業システム、消費者製品、温度計、または任意の感熱システムが含まれます
これは8ピンDIPまたはSOパッケージです

ピンの説明

DS1621ピンの説明

“バイナリを加算および減算する方法 ”

SDA –2線式シリアルデータ入力/出力
SCL –2線式シリアルクロック
GND –アース
TOUT –サーモスタット出力信号
A0 –チップアドレス入力
A1 –チップアドレス入力
A2 –チップアドレス入力
VDD –電源電圧

DS1621の機能図を下図に示します。

DS1621機能ブロック図

DS1621は、デバイスの温度を示す9ビットの温度測定値を提供します。サーモスタット出力信号（TOUT）は、デバイスの温度がユーザー定義の温度（TH）を超えるとアクティブになります。

温度がユーザー定義の温度TLを下回るまで出力はアクティブのままであり、必要なヒステリシスを考慮に入れます。ユーザー定義の温度設定は不揮発性メモリに保存されるため、システムに挿入する前に部品をプログラムすることができます。

温度設定と温度測定値はすべて、DS1621との間で通信されます。シンプルな2線式（I2C）シリアルインターフェースを介したマイクロコントローラー。

温度の測定

DS1621は、バンドギャップベースの温度センサーを使用して温度を測定します。デルタシグマアナログ-デジタルコンバーター（ADC）測定された温度を°Cまたは°Fで校正されたデジタル値に変換します。

温度の読み取り値は、READ TEMPERATUREコマンドを発行することにより、9ビットの2の補数の読み取り値で提供されます。データは2線式シリアルインターフェースを介して送信されます-MSBファースト（ I2Cシリアル通信インターフェース）。

“オペレーティングシステムの種類の数 ”

基本的な7セグメントディスプレイ

このバージョンは一般的なアノードバージョンです。これは、各LEDの正のレッグが共通点（この場合はピン3、Vcc）に接続されていることを意味します。各発光ダイオードデバイスのピンの1つに接続されている負の脚があります。

7セグメントLEDディスプレイ

それを機能させるには、ピン3〜5ボルトを接続する必要があります。次に、各セグメントを点灯させるには、抵抗を介してアースにつながっているアースピンを接続します。たとえば、シンクモードのマイクロコントローラポートピンを介して使用することもできます。 8051シリーズマイクロコントローラのポート0。

ソフトウェア

「C」言語を使用してアプリケーションコードを記述し、KEILマイクロビジョン（IDE）コンパイラを使用してコンパイルしました。ソフトウェアの書き込みが完了すると、そのコードはマイクロコントローラーを駆動するために16進コードに変換されます。生成された16進コードは、適切なプログラマーを使用してマイクロコントローラーに書き込まれます。

デジタル温度コントローラーの回路図接続

システムを操作するには5vの電源が必要で、マイクロコントローラーの40ピンに接続され、GNDはその20ピンに接続されます。ポート1のピン1.0〜1.3は押しボタンに接続されています。マイクロコントローラのピン3.5から3.7は、それぞれ温度センサーDS1621の1、2、3ピンに接続されています。

デジタル温度コントローラーの回路図

マイクロコントローラのポート0のピン0.0〜0.6は7セグメントディスプレイに接続されています。マイクロコントローラのポート2のピン2.0から2.3はトランジスタBC547に接続されていますマイクロコントローラのポート2のピン2.0から2.3はトランジスタのBC547に接続されています。ピン2.4は、リレーを駆動する別のトランジスタBC547に接続されています。

ワーキング

このプロジェクトでは、マイクロコントローラーに接続されたデジタル温度センサーDS1621を使用します。この8ピンICの表面は、周囲温度を感知して、マイクロコントローラーから4ユニットで表示されるピン番号1でデジタルデータをシリアルに配信します。 7セグメントコモンアノードディスプレイすべて並列にポート「0」に接続されています。

4つの押しボタンスイッチがプルアップ抵抗を備えたマイクロコントローラーに接続されており、必要に応じて設定温度をプログラムするのに役立ちます。ピン25のマイクロコントローラーからの出力はトランジスターを駆動し、トランジスターは温度を維持するためにヒーターをオンまたはオフに切り替えるリレーを駆動します。

ただし、このプロジェクトでは、デモ目的でヒーターの代わりにランプを使用しています。設定温度に達すると、ランプは通常オンになり、オフになります。