Sistem de Control a Temperaturii cu PIC 16f877A

TEMA proiectului:

Să se construiască un sistem de încălzire a unei incinte cu ajutorul unui termostat comandat prin intermediul unui microprocesor. Puterea sursei de încălzire este de 2000W, care va menţine temperatura constantă între 300 şi 400 Celsius, iar pentru răcire se foloseşte un ventilator care funcţionează într-un ciclu periodic, 15s pornit şi 5s oprit.

Acest lucru se va realiza cu microprocesorul PIC 16F877a, întrucât acesta prezintă ca avantaje faptul că are încorporat două comparatoare, are intrări atât analogice cât şi digitale, iar fiecare pin poate fi partajat între două sau trei funcţii.

Ca dezavantaj putem aminti faptul că nu are un oscilator intern, dar putem cupla un osciloscop extern.

Vom folosi un senzor de temperatură de tip LM 35, ce este preferat întrucât este un senzor de precizie cu circuit integrat de temperatură, a cărei tensiune de ieşire este proporţională cu grade Celsius - astfel, utilizatorii nu sunt obligaţi să scadă o mare tensiune constantă de ieşire, ca la senzorii de temperatură calibraţi după grade Kelvin.

Ca sursă de încălzire se va folosi o aerotermă cu o putere de 2000W ce poate fi controlată printr-un releu.

INTRODUCERE:

Se presupune că, pentru buna desfăşurare a activităţii într-o anumită încăpere, este necesară păstrarea temperaturii între valorile 30-40ºC.

Pentru a realiza acest lucru realizăm un circuit de control a temperaturii comandat de un microcontroller - PIC 16F877a, microprocesor aparţinând companiei Microchip.

Acesta va controla o aerotermă cu o rezistenţă de puterea a 2000W, care să funcţioneze pentru a asigura temperaturi cuprinse între 30-40 de grade Pentru a avea o temperatură constantă în toată încăperea se foloseşte un ventilator care să aibă următorul ciclu de funcţionare: 15 secunde este pornit, 5 secunde este oprit.

Pentru încălzirea unei incinte avem următoarele elemente constructive:

1) rezistenţă de 2000W folosită pentru încălzirea încăperii;

2) ventilator pentru menţinerea temperaturii constante ;

3) circuit integrat programabil de tipul PIC 16F877 folosit pentru controlul aparatului de încălzit;

4) senzor de temperatură de tip LM 35;

5) transformator 220V;

6) amplificator operaţional;

7) surse de alimentare care furnizează tensiunile necesare alimentării circuitului de detectare a temperaturii, a circuitului de comandă a rezistenţei şi a ventilatoarelor şi pentru alimentarea amplificatorului operaţional;

8) sursa de semnal de ceas

9) tranzistoare, rezistenţi, condensatori , etc.

CAPITOLUL I

Prezentare microcontroler PIC16F877A:

- face parte din familia Microchip care realizează o gama foarte diversă de microcontroloare, de la variante foarte ieftine, de dimensiuni mici (6 pini) şi arhitectură pe 8 biţi la variante mai performante, de dimensiuni mai mari (până la 80 de pini) şi având o arhitectură pe 16 biţi;

- arhitectură RISC performantă cu doar 35 de instrucţiuni; instrucţiunile au un format fix de 14 biti; adresare directă, indirectă şi relativă

- frecvenţa de lucru 20MHz

- memorie de program de tip Flash cu capacitate maximă de 8K*14 biţi

- memoria de date de tip RAM de maxim 368*8 biţi

- memorie de date nevolatilă (EEPROM) de maxim 256*8 biti

- memorie stivă de 8 poziţii

- 14 surse de întrerupere

- programabil pe o linie serială (pe 2 pini)

- contoare: Timer0 (8 biţi), Timer1 (16 biţi), Timer2 (8 biţi)

- PWM cu rezoluţie pe 10 biţi

- convertor analog-numeric multicanal pe 10 biţi

- - interfeţe paralele - Parallel Slave Port (PSP) pe 8-biţi;

- interfeţe seriale:

• interfaţă sincronă - Synchronous Serial Port (SSP) cu SPI (Master mode) şi I2C(Master/Slave)

• interfaţă asincronă - Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter (USART/SCI) cu detecţie de adresă pe 9-biţi