Green hand_基于STM8的程控加热器

eefocus · 电子工程世界·2020-09-17 00:00

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一.题目要求:

A.基础部分

(1)能显示控制温度和实际工作温度;

(2)可用键盘设置工作温度,温控误差要求误差±2℃;

(3)温度低于30℃时,风扇停止散热,加热器工作;当温度高于70℃,切断加热器,并且接通风扇开始散热;

(4)达到预定温度、上下限温度时,能声光报警;

(5)自制直流电源。

B.发挥部分

(1)能显示加热功率和风扇转速;

(2)加热功率程控可调。


二.解题思路:

通过多途径了解和多方面考虑之后,决定分块解题。风扇使用12V的机箱风扇、加热器使用20W 1.5RJ的水泥电阻、温度传感器使用DS18B20、MCU使用STM8 105型号、显示使用OLED、风扇转速使用霍尔元件进行测速、除复位外再加三个按键。


三.方案论证:

经与软件讨论,所需模块均可以操作,且将成品分成两块板子,即控制板和加热板。于是将方案大致确定下来。


四.具体设计:

(1)自制直流电源

利用实验室已有的220V(AC)转15V(AC)的变压器作为加热器和风扇工作电源的来源,但是需要进行整流滤波。考虑实验室已有器件,决定使用桥式整流电路并进行必要的滤波操作。


为了后期调试方便及电路安全考虑,决定加一个六脚自锁开关进行控制较大电压的通断。


如下图所示:

(2)稳压给芯片供电

STM8工作电压范围2.9~5.5V,所以决定制作5V电流较小的电压供芯片使用。决定使用LM系列的7805进行稳压输出,因压降较大,所以使用散热片进行辅助散热。经测得输出电压为5.012V。

如下图所示:

(3)温度和转速的测量

温度和转速的测量电路较为简单且相差不大,均有使用上拉电阻。如:

(4)加热板工作与否的控制

控制对象为水泥电阻和风扇,由于二者需要有MCU来控制其所处的工作状态,但是MCU的输出电流和电压均很小,思考之后决定使用MCU输出信号来控制三极管,通过三极管来控制NMOS管是否导通,这样便可以达到水泥电阻和风扇可控的要求。 由于三极管为流控元件,而NMOS管为压控元件,故决定采取如下电路(MOS管的静态工作点没设计好,需要改进。仿真与AD原理图):

(5)声光报警

声光报警电路较为简单,只需要使用MCU控制三极管即可控制电路状态,如:

(6)按键电路

按键电路只需要使用电容消抖和上拉电阻即可,如:

(7)MCU控制电路

由于大部分功能已经在工作板上实现,使得MCU控制板较为简洁,只需要留出下载口、其他模块的排针和OLED的接口便可。 如:

五.测试结果

根据本组自己调试时的结果为:第一次过冲±2.3℃,一分半后稳定值为±0.4℃。预定温度可调,报警温度随之可变,加热和散热均可控。

六.附录

在做好成品之后、验收之前,利用空余时间做了一份投板的程控加热器。如图(原理图和成品):

关键字: Green hand STM8 程控加热器 编辑:什么鱼 引用地址: //news.eeworld.com.cn/mcu/ic510501.html 本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

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