Mikroohjaimia käytetään laajasti lämpötilan mittaus- ja säätöjärjestelmissä monipuolisuuden ja tarkkuuden ansiosta. Ne mahdollistavat automaation eri sovelluksissa, teollisista prosesseista kotiautomaatioon. Tässä artikkelissa käsitellään käytännön suunnittelunäkökohtia ja laskelmia, jotka liittyvät mikroohjaimien käyttöön lämpötilan hallinnassa.

Oikean mikro-ohjaimen valinta

Sopivan mikro-ohjaimen valinta riippuu tekijöistä, kuten syöttö-/tuotosvaatimuksista, käsittelytehosta ja tehonkulutuksesta. Lämpötilasovelluksissa mikro-ohjaimet, joissa on sisäänrakennettu analoginen-digitaalinen muunnin (ADC), ovat suositeltavia lukemaan anturisignaaleja tarkasti.

Lämpötila-anturit ja signaalin hoito

Yhteiset lämpötila-anturit sisältävät termisorit, TTK-laitteet ja termoparit. Signaalinkäsittelypiirit, kuten jännitejakajat tai vahvistimet, ovat usein tarpeen muuntaa anturisignaalit mikroohjaimen ADC-järjestelmään sopivaksi. Kalibrointi takaa mittaustarkkuuden.

Valvonta algoritmeja ja täytäntöönpanoa

Hallintastrategioita, kuten suhteellista-integroivaa-dirivatiivista (PID) algoritmeja käytetään halutun lämpötilan ylläpitämiseen. Mikroohjain lukee anturin tiedot, laskee ohjaustehostimen ja säätää toimilaitteita, kuten lämmittimiä tai tuulettimia vastaavasti.

Käytännön laskelmat

Laskelmissa on kyse anturin vastuksen, jännitteen ja ohjausparametrien määrittämisestä. Esimerkiksi termistoria käytettäessä Steinhart-Hart-yhtälö auttaa muuntamaan resistenssin lämpötilaan. Teholaskelmat varmistavat, että lämmityselementti toimii turvallisissa rajoissa.

  • Anturien kalibrointi
  • ADC:n erottelukyky ja näytteenottotiheys
  • Ohjaussilmukka-viritys
  • Virransyöttöön liittyvät näkökohdat