[F.Abdelaziz]

مشروع لنظام تحكم فى درجة الحرارة باستخدام PIC16F876A والحساس LM35

Temperature Control System using LM35

المصدر :

www.cytron.com.my/viewProduct.php?pid=LCERJBUKAhI1ORIkJQMkOtKSNrZx1q 85YOdjXYEgKXA=

الغرض :

هذا المشروع يستخدم الميكروكونترولر PIC16F876A للتحكم فى ترانزستور القدرة نوع NPN رقم BD135 لتشغيل : مراوح تعمل بمحركات تيار المستمر بدون فرش كربونية (أو أى أحمال خلال ريلاى) و دايودات مشعة للضوء LEDs و جرس BUZZER عند كشف (الوصول) درجة حرارة معينة . قيمة درجة الحرارة دائما تظهر على شاشة LCD .

الخواص :
1- يتم التحكم فى محرك المروحة والليدات والجرس باستخدام الميكروكونترولر الميكروكونترولر PIC :
يتم كشف القيمة التناظرية المناظرة لدرجة الحرارة بالحساس LM35 ثم قراءتها بالمحول ADC الداخلى للميكروكونترولر PIC16F876A ثم إظهارها على شاشة LCD .
2- ترانزستور القدرة BD135 : قادر على تشغيل محرك المروحة (0.12A) .
3- حساس درجة الحرارة LM35DZ : ذو خرج (كسب) قدره 10mV/°C فى المدى 0 - 100°C
4- المراوح والليدات والجرس تعمل عند كشف درجة الحرارة المحددة .

الوصف العام :

[F.Abdelaziz]

الوصف العام :

يستخدم الميكروكونترولر PIC مباشرة فى التحكم فى الليدات والجرس ولكنه لا يستطيع تشغيل محرك المروحة لعدم كفاية تياره , لذلك يتم التحكم فى الترانزستور BD135 بغرض تشغيل محرك المروحة .
يتم قراءة الجهد التماثلى من حساس درجة الحرارة LM35 باستخدام المحول ADC الموجود داخل الميكروكونترولر وإظهره على شاسة LCD كما يتم تشغيل ليدات وجرس عند الوصول لدرجة حرارة محددة .

ترانزستور القدرة BD135 :

[F.Abdelaziz]

ترانزستور القدرة BD135 :

حساس درجة الحرارة LM35 :
فى هذا المشروع يستخدم عدد 2 حساس لدرجتين مختلفتين من الحرارة . جهد التغذية Vs للحساس LM35 هو 5V ويتم توصيل طرف الخرج إلى كل من المداخل AN0 و AN1 للميكروكونترولر PIC16F876A كل على حدة .

حيث أن كسب الحساس هو 10mV /o C والمحول ACD ذات10 bit أى ( 210 ≈1000 ) لذلك يجب تغذية الطرف 5 للميكروكونترولر (جهد المرجع Vref ) بجهد قدره 1V باستخدام مقسم جهد .لمنع (لتعويض) خروج جهد الطرف 5 عن الحدود offset يستخدم مقاومة متغيرة للضبط .

الميكروكونترولر PIC16F876A :
خصائصه :
· يحتوى على ذاكرة بيانات نوع EEPROM : 256 bytes
· ذاتى البرمجة ويحتوى على ICD .
· يحتوى على عدد 2 مقارن .
· يحتوى على 5 قنوات لمحولات من تماثلى إلى رقمى ADC ذات 10-bit .
· يحتوى على عدد 2 وظيفة "تعديل عرض النبضة " PWM .
· يمكن تهيئة منفذ التوالى المتزامن به إما بشكل SPI 3-wire Serial Peripheral Interface أو بشكل IC
2-wire Inter-Integrated Circuit .
· يحتوى على منفذ UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter ).
كل تلك الخواص تجعله مثالى للمستوى المتطور لتطبيقات التحويل من تماثلى إلى رقمى كما فى المركبات (السيارات) وفى الصناعة وفى الأجهزة المنزلية .

جزء العتاد (المعدات) HARDWARE

[F.Abdelaziz]

جزء العتاد (المعدات) HARDWARE

المكونات الأساسية :
· PIC16F876A.
· وحدة عرض نوع LCD.
· جرس BUZZER.
· عدد 2 حساس لدرجة الحرارة نوع LM35.
· عدد 2 مروحة ذات محرك DC بدون فرش كربونية .
· باقى المكونات والعناصر الالكترونية .

الربط (التوصيل) Interface بين الميكروكونترولر PIC16F876A وحساس درجة الحرارة LM35 :

يوصل طرف إشارة الخرج Vout من الحساس LM35 إلى أى من أطراف المداخل التناظرية (AN0-AN4) ما عدا الطرف 5 AN3 مع التأكد من اعدادات الأطراف الصحيحة بجزء البرمجيات SOFTWARE .
فى الحقيقة الطرف 5 Vref+ يجب أن يوصل بجهد مرجعى قدره 1V ولكن قد يحدث به إنحراف (إنجراف-إزاحة)لذلك تستخدم مقاومة متغيرة VR1 لضبط الجهد . لزيادة الاستقرار ينصح بإضافة مكثف 0.1UF بين طرف إشارة الخرج والأرضى .

الربط (التوصيل) Interface بين الميكروكونترولر PIC16F876A ووحدة العرض LCD
(2X16 character) :

يجب أولا لحام أطراف وحدة العرض بالموصل ذات 16 طرف .
الجدول التالى يبين توصيل وحدة العرض LCD (2X16 character)

الشكل التالى يبين مخطط دائرة توصيل وحدة العرض LCD

دائرة التغذية :Power Supply Circuit

[F.Abdelaziz]

دائرة التغذية :Power Supply Circuit

مدى جهد مصدر التغذية يمكن أن يكون بين 7V و 15V . كلما أرتفع الجهد تتولد حرارة أكثر بمنظم الجهد LM7805 . الجهد العملى هو 12V .ومع ذلك يظل المنظم LM7805 ينتج بعض الحرارة حتى عند 12V .
يقوم منظم الجهد بتنظيم الجهد عند 5V (VCC) وتيار (1A maximum) لتغذية الميكروكونترولر PIC16F876A ومقاومات الرفع المتصلة بالمفاتيح الضاغطة .
الغرض من الدايود D1 هو الحماية فى حالة التوصيل الخاطىء أى عكس قطبية مصدر التغذية .
المكثف C5 والمكثف C1 تستخدم فى تنظيم الجهد فى دخل وخرج المنظم LM7805 .
DS1 ليد أخضر لبيان وجود القدرة .

[F.Abdelaziz]

برمجة الميكروكونترولر PIC على التوالى وهو بالدائرة
Programming (ICSP)In Circuit Serial

تستخدم البرمجة بالدائرة فى تحميل البرنامج وهى تعطى طريقة مريحة فى تحميل البرنامج على الميكروكونترولر PIC بدون إزالته من اللوحة المطبوعة .ولهذا الغرض يجب توصيل الأطراف:
pin 1 (Vpp) و pin 27 (PGC) و pin 28 (PGD) من الميكروكونترولر إلى جهاز البرمجة (مثل USB UIC00A أو أى جهاز برمجة آخر) عن طريق كابل خارجى , علاوة على توصيل طرف الارضى GND من اللوحة المطبوعة إلى أرضى جهاز البرمجة وتوصيل (خفض جهد) الطرف pin 24 (PGM) بالأرضى GND خلال مقاومة 10K كما فى الشكل .وحيث أن البرمجة ICSP تستخدم 3 أطراف مدخل / مخرج (RB3, RB6 and RB7) فإن هذه الأطراف لا يمكن استخدامها كمداخل مرة أخرى ولكن مازال يمكن استخدامها كمخارج .

المفتاح الضاغط Push Button كمدخل Input للميكروكونترولر PIC

[F.Abdelaziz]

المفتاح الضاغط Push Button كمدخل Input للميكروكونترولر PIC

نحتاج إلى طرف مدخل / مخرج لكل مفتاح ضاغط كمدخل للميكروكونترولر PIC كما هو موضح بالشكل . يجب توصيل (رفع جهد) طرف مدخل / مخرج بالجهد الموجب 5V باستخدام مقاومة بالقيمة فى المدى 1K- 10K وبهذه الطريقة يتم التهيئة (إعداد) كمدخل فعال فى الحالة المنخفضة active-low input , فعند الضغط على المفتاح الضاغط تكون قراءة طرف مدخل / مخرج هى الحالة المنطقية المنخفضة logic 0 وعند عدم الضغط (تحرير) فإن قراءة طرف مدخل / مخرج سوف تكون الحالة المنطقية المرتفعة logic 1 .
الدايود المشع للضوء LED كمخرج Output للميكروكونترولر PIC

[F.Abdelaziz]

الدايود المشع للضوء LED كمخرج Output للميكروكونترولر PIC

نحتاج إلى طرف مدخل / مخرج لكل LED كمخرج للميكروكونترولر PIC كما هو موضح بالشكل . وظيفة المقاومة R8 هى حماية الليد من زيادة التيار والذى يتسبب فى تلف الليد .
عندما يكون المخرج فى الحالة المنطقية المرتفعة logic 1 يضىء الليد ON وعندما يكون المخرج فى الحالة المنطقية المنخفضة logic 0 ينطفأ الليد OFF .

توصيل (ربط)Interface الميكروكونترولر PIC16F876A مع محرك المروحة DC Brushless Fan :