طراحی و ساخت يک کنترل دمای ديجيتالی تابلو های برق

طراحی و ساخت يک کنترل دمای ديجيتالی تابلو های برق

چكيده
هدف از انجام اين پروژه طراحي و ساخت کنترل دماي ديجيتالي تابلوهاي برق با استفاده از ميکروکنترولر AT M32 مي باشند. دستگاهي که طراحي و ساخته شده علاوه بر قسمت اتوماتيک داراي بخش است که مي توان دما ، فن و هيتر را بصورت دستي تغيير وضعيت داد. تحقق اين پروژه کمک شاياني به کنترل دما با دقت بالا در محل هاي کار ، کارخانجات و بخصوص کارخانه هاي جوجه کشي مي باشد . طبق برنامه اي که براي اين پروژه نوشته شده است دماهايي که بصورت دستي تغيير ميکنند ، رنج محدودي دارند که اين رنج توسط سازنده مشخص شده است.

فهرست مطالب
عنوان
پيشگفتار
فصل اول
فصل اول: مقدمه اي بر AVR
1-1ميكرو كنترل هاي TINY AVR
1-2 ميكرو كنترلرهاي AT90S
1-3 ميكروكنترلر هاي MEGAAVR
1-4 خصوصيات داخلي MEGA 32
فصل دوم
فصل دوم: برنامه Bascom و برنامه نويسي آن
2-1 برنامه bascom
2-2 محيط برنامه نويسي
فصل سوم
فصل سوم : سنسور هاي دما
3-1 ترمومترهاي شيشه اي
3-2 ترمومترهاي Bimetal
3-3 ترمومترهاي فشاري
3-4 ترموکوپل
3-5 اندازه گيري دما از طريق مقاومت اهمي
6-3 lm 35
فصل چهارم
ر فصل چهارم :طراحي و ساخت يک کنتر ل دماي ديجيتالي تابلو هاي برق
4-1 برنامه و توضيح آن
4-2 شکل مدار و توضيحاتي در مورد آن
نتيجه گيري
مراجع

پيشگفتار

با ورود ميكرو كنترلر ها به بازار الكترونيك و استفاده از آنها كار را بر روي بسياري از قسمتهاي الكترونيك آسان تر نمود و به خصوص در صنعت با در دست گرفتن كنترل قسمتهاي مختلف يك كارگاه يا كارخانه صنعتي منجر به توليد بيشتر با كيفيت بهتر شد و افق وسيعي از كار را بر روي سازندگان قطعات الكترونيك گشود. نکته اي كه در صنعت بسيار مهم به نظر مي رسد اندازه گيري پارامتر هايي مثل دما ، فشار و ميزان جابه جايي اجسام و … مي باشد كه كار ها توسط سنسور هاي مختلف انجام مي شود اما روز به روز بر تعداد سنسورها افزوده شده و سنسورهاي بهتر با قابليت هاي بيشتري به بازار عرضه مي گردد و همچنين دستگاه هايي که توسط ميکرو کنترلر ها ساخته مي شود داري انواع مختلفي بوده و کارهاي متفاوتي انجام مي دهند يکي ازاين دستگاه ها دستگاه کنترل دماي تابلو و اتاقک ها مي باشند که توسط ميکروکنترلر ها و حتي بردهاي الکترونيکي نيز ساخته مي شوند.
پروژه مورد توجه و حائز اهميت در اين پايان نامه در خصوص کنترل دما تابلو هاي برق مي باشد که مي توان براي ماشينهاي جوجه کشي ، محل کار ، تابلو هاي برق و غيره ميتوان استفاده کرد.
در اين پايان نامه ابتدا توضيح مختصري راجع به ميکرو کنترلر هاي AVR آورده شده در بخش هاي بعد يک توضيح راجع به برنامه bascom ،انواع سنسورهاي دما مي خوانيد و در پايان نيز شکل مدار و برنامه نوشته شده در ميکرو آورده شده است.

طراحی و ساخت يک کنترل دمای ديجيتالی تابلو های برق

فصل اول

مقدمه اي بر AVR

فصل اول : مقدمه اي بر AVR
در اين فصل هدف بر اين است كه يك توضيح كلي در مورد AVR كفته شود
يكي از جديد ترين ميكروكنترلر هاي قوي عرضه شده به بازار الكترونيك متغلق به شركت ATMEL به نام ميكروكنترلرهاي AVR مي باشد اين ميكرو كنترلر هشت بيتي به علت وجود كامپايلر هاي قوي به زبان سطح بالا مورد استقبال فراواني قرار گرفت يادگيري و استفاده از اين ميكروكنترلر بسيار ساده مي باشد و دامنه استفاده آن بسيار وسيع مي باشد
از جمله مزيت هاي آن حافظه بالاتر نسبت به ميكروكنترلر هاي قبلي و وجود دستورات وسيع ميباشد و همچنين بر خلاف زبان هاي سطح بالا كه كدهاي بيشتري را نسبت به زبان اسمبلي توليد ميكردند توليد كدهارا به مينيمم رسانده و با ايجاد تحولي عظيم در معماري ميكروكنترلر ها عمليات را تنها در يك سيكل ماشين انجام مي دهد و از 32 رجيستر همه منظوره استفاده مي كند كه اين خود باعث شده كه 4 تا 12 بار سريعتر از ميكروكنترل هاي قبلي باشد و داراي حافظه كم مصرف غيرفرار نيز مي باشند كه و با به كار بردن تكنولوژي شركت ATMEL حافظه هاي FLASH وEEPROM در داخل مدار قابل برنامه ريزي هستند
اكثر ميكرو كنترلر ها كلاك اسيلاتور به سيستم را را با نسبت 4/1 يا 12/1 تقسيم مي كنند كه خود باعث كاهش سرعت مي شود امادر AVR كلاك اسيلاتور با كلاك داخلي سيستم يكي مي شود و هيچ تقسيم كننده اي در داخل AVR وجود ندارد و بنابراين اختلاف فاز كلاك وجود ندارد.

طراحی و ساخت يک کنترل دمای ديجيتالی تابلو های برق
تا قبل از به وجود آمدن AVR ها بيشترين توجه به زبان اسمبلي مي شد و توجه خيلي كمي در مورد برنامه نويسي ميكروكنترل ها به زبان هاي سطح بالا مي شد.
هدف ATMEL طراحي و معماري ميكروكنترل هايي بود كه هم براي زبان اسمبلي و هم زبان هاي سطح بالا مفيد باشند به طور مثال در برنامه نويسي C و BASIC مي توان يك متغير محلي به جاي متغير سراسري در داخل زير برنامه تعريف كرد كه در اين صورت در زمان اجراي يك زير برنامه مكاني از حافظه RAM براي متغيير اشغال مي شود در صورتي كه اگر متغييري به عنوان متغيير سراسري تعريف شود در تمام وقت مكاني از حافظه FLASH را اشغال مي كند.
همچنين براي دسترسي سريعتر به منغييرهاي محلي و كاهش كد نياز به افزايش رجيسترهاي همه منظوره است AVR ها داراي 32 رجيستر هستند كه مستقيم به LOGIC ALU منصل شده اند و تنها در يككلاك سيكل به اين واحد دسترسي پيدا مي كنند. سه جفت از اين از اين رجيستر ها مي توانند به عنوان رجيستر 16 بيتي استفاده شوند.
ميكرو كنترلر هاي AVR به سه نوع AT90S ,‌ TINY AVR و MEGAAVR تقسيم بندي شده اند .

1-1ميكرو كنترل هاي TINY AVR
به طوركلي و نمونه مي توان به چند تا از ميكروكنترلر هاي معروف AVR اشاره كرد كه عبارتند از ATTINY 10 , 11 , 12 , 15L , 26 , 26L , 28L , 28
شکل 1

برخي از خصوصيات ATTINY 10,11,12
• كارآيي بالا و توان مصرفي كم
• داراي 90 دستورالعمل با كارآيي بالا كه اكثرا تنها در ي
• ك سيكل اجرا مي شوند
• 8*32 رجيستر كاربردي
• سرعتي تا 8 مگاهرتز
• يك كيلوبايت حافظه FLASH داخلي قابل برنامه ريزي و پايداري آن تا 1000 بار خواندن و نوشتن
• 64 بايت حافظه EEPROM داخلي قابل برنامه ريزي و پايداري آن تا 100000 بار نوشتن و پاك كردن
• قفل برنامه FLASH و حافظه EEPROM
• يك تايمر-كانتر 8 بيتي
• يك مقايسه گر آنالوگ داخلي
• وقفه در اثر تغيير وضعيت پايه
• منابع وقفه داخلي و خارجي
• ارتباط سريال SPI در ATTINY 12
• قابل انتخاب بودن اسيلاتور داخلي براي ATTINY 12
• در حالت فعال 2.2 ميلي آمپر و در بيكاري 5/ ميلي آمپر
• ولتاژ عملياتي 1.5 تا 5.5 ولت براي ATTINY 12
• فركانس كاري تا 8 مگاهرتز

طراحی و ساخت يک کنترل دمای ديجيتالی تابلو های برق

اين سري از AVR ها همگي 8 پايه بوده و كمترين تعداد پايه را در AVR ها دارا مي باشند.
اما فيوز بيت هاي اين خانواده كه در ATTINY 11 برابر 5 فيوز بيت و در ATTINY 12 داراي 8 فيوز بيت مي باشند
فيوز بيت ها بيت هاي قابل برنامه ريزي هستند كه با پاك شدن ميكرو تاثيري نمي بينند و در واقع تعيين كننده برخي از شرايط كاري ميكرو مي باشند پيشنهاد مي شود جهت آشنايي بيشتر با اين فيوز بيت ها به كتاب هايي كه در زمينه ميكرو كنترلر هاي avr توشتهشده است مراجعه شود اما براي اطلاع بيشتر برنامه ريزي اين فيوز بيت ها در برتامه اي مثل BASCOM كاري بسيار راحت مي باشد كه در موقع توضيح اين برنامه توضيح داده خواهد شد.
ATTINY 15L

شکل 2
خصوصيات اين AVR هم دقيقا مثل ATTINY هاي قبلي است اما داراي تغييراتي و فرق هاي جزئي مي باشد كه عبارتند از:
• دو تايمرـ كانتر 8 بيتي
• 4 كانال مبدل آنالوگ به ديجيتال و يك كانال تفاضلي آنالوگ به ديجيتال با كنترل گين X 20
• مدار POWER-ON RESET
• اسيلاتور داخلي كاليبره شده 6/1 مگاهرتزي وقابل تنظيم
• خروجي PWM ,8 بيتي با فركانس 150 كيلو هرتز
• عملكرد كاملا ثابت
• توان مصرفي در حالت فعال 3 ميلي آمپر و در حالت بيكاري 1 ميلي امپر
• ولتاژ عملياتي 2.7 تا 5.5 ولت
• 6 خط ورودي خروجي قابل برنامه ريزي
• داراي 6 فيوز بيت مي باشد.

ATTINY 26
داراي خصوصياتي است كه با ميكرو هاي قبلي تا حدودي فرق ميكند كه در زير به بعضي از آنها اشاره مي كنيم .
• داراي 118 دستورالعمل با كارآيي بالا كه اكثرا در يك سيكل اجرا مي شوند.
• سرعتي تا 16 مگاهرتز
• 2 كيلو حافظه FLASH قابل برنامه ريزي و پايداري آن تا 1000 بار نوشتن و پاك كردن
• 128 بايت حافظه SRAM
• 128 بايت حافظه EEPROM و پايداري آن تا 100000 بار خواندن و نوشتن

• ايجاد وقفه با تغيير وضعيت بر روي 11 پايه
• يك تايمر ـكانتر 8 بيتي
• يم تايمر ـ كاتنتر 8 بيتي پر سرعت
• دوخروجي PWM فركانس بالا
• 11 آنالوگ ADC با كنترل گين X1 تا X20 و 8 كانال شيز تفاضلي
• يك مقايسه گر آنالوگ داخلي
• داراي اسيلاتور داخلي
• ولتاژ كاري 2.7 تا 5.5 وليت براي ATTINY 26L و 4.5 تا 5.5 ولت براي
• فركانس كاري 8 مگاهرتز براي ATTINY 26L و 16 مگاهرتز براي ATTINY26
• در دو نوع بسته بندي و20 پايه در حالت PDIP و 32 پايه در MLF كه 12 پايه آن بدون مصرف است.
• داراي دو بايت فيوز بيت مي باشد

طراحی و ساخت يک کنترل دمای ديجيتالی تابلو های برق

پسورد فایل: www.bazaarfile.ir

مطالعه بیشتر