В этой статье я расскажу о многорежимном регуляторе температуры для электропечи.
Для работы мне понадобился терморегулятор, но не обычный, ас так называемым линейным нагревом. Конечно такие приборы можно купить, но стоят они очень дорого. Поэтому решил собрать сам.
Идея прибора проста. Сигнал с термопары с 0-50 мВ усиливаем до 0-5 В и подаем на вход АЦП микроконтроллера 12f675. Нагрузкой управляет симистор, развязанный от напряжения сети 220 В оптопарой MOC 3053.
На LM358 собран неинвертирующий усилитель с коэффициентом усиления около 110. Этим обеспечивается перекрытие диапазона 0-1100 градусов термопары К-типа.
Конечно такая схема имеет массу недостатков, в том числе и проблему коррекции "холодного спая" но в тот момент у меня ничего кроме LM 358 не было. Следующий вариант будет уже на AD8495 - специализированном термопарном усилителе К и J типа. Но для тестирования идеи этот вариант подойдет.
Микроконтроллер измеряет напряжение на выходе усилителя и принимает решение о том что нужно делать - включить нагрузку или нет. Логическая 1 на выходе GP2 контроллера включает а логическая 0 - выключает нагрузку.
Переключатели подключенные к GP3, GP5 управляют режимом работы и обеспечивают запуск и останов программы нагрева. Ко входам подключены внутренние подтягивающие резисторы поэтому внешние не нужны. Светодиод служит индикатором работы нагрузки.
Резистор RV1 имеет две функции: в режиме ПИД-регулятора он задает температуру, которую нужно поддерживать в печи а в режиме линейного нагрева он задает скорость нагрева печи.
На стабилитроне D2 собран простейший источник опорного напряжения для АЦП контроллера. Дело в том, что максимальное выходное напряжение на LM358 не может достигать напряжение питания 5 В. Максимум 3,5 В и это будет соответствовать максимальной температуре на термопаре. Чтобы согласовать диапазон усилителя и АЦП, вход GP1 сконфигурирован как вход опорного напряжения АЦП.
Работа программы обеспечивается прерыванием таймера T0 контроллера с периодом около 18 мс. В цикле прерывания контроллер опрашивает АЦП с выхода усилителя получаем температуру в печи а со входа GP4 нужную установку для регулирования температуру или скорость нагрева.
Затем определяет какой режим установлен, и если режим линейного нагрева, то разрешена работа программы нагрева или нет. В линейном режиме подсчитывает количества секунд, прошедших после старта программы. После этого программа рассчитывает какая температура должна быть в это время и включает или выключает нагрузку.
Конечно такой алгоритм примитивен, но что мешает его менять просто перепрошив контроллер? В этом заключается ценность и преимущества контроллера. Порой он может заменить сложную цифровую схему на логических элементах.
Итак, если кто то захочет воспроизвести это устройство, пишите в комментария e-mail, вышлю вам схему и программу контроллера. Буду рад любым замечаниям и советам по улучшению. И конечно, ставим лайки и подписываемся на канал!
Кстати, вот здесь я описываю как сделал миниатюрный блок питания для контроллера.