Разработка термоконтроллера, позволяющий регулировать температурный режим удаленного объекта, а так же измерять температуру в помещении, страница 2

Датчик представляет из себя терморезистор, припаянный к экранированному проводу. Терморезистор работает по принципу  измерения температуры окружающей  среды с помощью физической закономерности: зависимости сопротивления материалов от температуры, которая выражается формулой:

Где и  – абсолютные температуры в градусах Кельвина (^оС +273) ;

 и – сопротивления термистора при и ;  - константа, определяемая путем измерения сопротивления термистора при двух известных температурах.

Если  и  известны, то это уравнение можно преобразовать:

Для вычисления температурного коэффициента выражаем :

                                        

Терморезистор, используемый в создании термоконтроллера, был выпаян из материнской платы компьютера. 

Была разработана принципиальная схема датчика (рис.2), которая  представляет собой терморезистор R1, подключенный экранированным проводом к игровому порту, через штекер DB-15M, выполненный в корпусе DP-15C. 

Рис.2

При разработке принципиальной схемы датчика, основной упор делался на максимальную функциональность при минимальном количестве элементов. При подключении датчика использовался один из аналоговых входов игрового порта (3 контакт), питание (1 контакт) и экранирование сигнального провода (5 контакт).

Для контролирования температуры измеряемого объекта (допустим, помещения) используется устройство управления, которое обеспечивает необходимое воздействие (нагрев, охлаждение) в зависимости от показаний датчика. Принципиальная схема устройства управления (Рис.3):

Рис.3

3. Спецификация (техническое задание на разработку)

В качестве среды разработки был выбран Borland C++ Builder v.5.0 так как создание приложений  аппаратным средствам компьютера. Так же был использован драйвер PortIO компании NuMega Driver Studio, для работы с портами компьютера.

4. Руководство пользователя

Главная часть интерфейса программы реализована в виде иконки, которая появляется в области трея на панеле задач Windows.

При нажатии правой клавиши мыши по иконке, появляется меню, которое позволяет получать доступ к отдельным разделам программы, таким как: Настройка, Помощь, О программе, Выйти.

нажатие пункта «Настройка» приостановит измерение температуры и приведет к открытию окна, в котором можно настроить основные параметры.

Параметры разделены на 3 категории: «Игровой порт», «Порт LPT», «Программа». Параметрами «Адрес» и «Канал», обоих портов, реализуется подключение нескольких датчиков и устройств управления соответственно.

Параметр «Интервал», задает частоту опроса датчика и вывода его на экран, слишком маленькое значение может замедлить работу компьютера, слишком большое значение приведет к длительным временным задержкам показаний датчика. Интервал задается в миллисекундах. Стандартное значение =500мсек.

Параметры «t вкл» и «t выкл», задают температурные границы срабатывания устройства управления. Если «t вкл» больше, чем «t выкл», то устройство работает на охлаждение, иначе на нагрев.

Кнопка «Калибровка» сохраняет параметры программы и завершает ее, а затем запускает программу калибровки датчика.

При использовании нескольких термодатчиков или устройств управления будет полезна опция «Имя», которая задает символическое имя для устройства, которое будет отображаться при наведении указателя мыши на иконку программы.

«Индикатор вкл» - данный параметр показывает, включено ли устройство управления в данный момент.

4.1 Программа калибровки

Программа калибровки служит для упрощения нахождения коэффициента термистора и соотношения температуры к сопротивлению.

          Процесс калибровки представляет из себя 4 шага. На первом шаге необходимо поместить датчик вместе с обычным термометром в холодную воду и через некоторое время (2-5 минут), необходимое для уравнения температуры датчика и термометра, нажать кнопку «Продолжить».

На шаге 2 необходимо вынуть термометр и датчик из воды и ввести показания термометра.

На 3 и 4 шагах необходимо будет проделать тоже самое, но для горячей воды.

По окончании калибровки, программа сохранит полученные значения и завершит свою работу, при этом запустив программу термоконтроллера.

4.2 Системные требования

Для работы программы необходим компьютер с установленной операционной системой Windows NT/2000/XP и имеющий в своем составе игровой порт.

4.3 Установка программы

            Для начала установки программы необходимо запустить файл TermoInstall.exe, при этом появится окно с лицензионным соглашением.

Если вы согласны с текстом лицензионного соглашения, то продолжайте установку нажав кнопку «Принимаю», нажатие на кнопку «Отмена», приведет к выходу из программы установки.