ТермоМонитор - модуль контроля температурного режима технического устройства

Список разделов РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ ФОРУМ Источники питания и цифровая техника

Описание: Конструкции любых блоков питания, источников тока для любых назначений. Микроконтроллеры и все, что с ними связано
Модераторы: Алаев Ян, poty

#1 Алаев Ян » 19 марта 2018, 7:29

Предыстория проекта

Изображение

ТермоМонитор предназначен для контроля температуры в зонах расположения термодатчиков и формирования управляющего события: срабатывание встроенного реле, включение внешней нагрузки с помощью транзистора с открытым стоком, передача статуса события на гальванически развязанное сопряженное устройство с помощью оптрона. ТермоМонитор является элементом противоаварийной защиты технического устройства. Обеспечение правильного температурного режима крайне важно! Помните об этом! Увеличение температуры (устройства/компонента) на каждые 10 °С снижает ресурс работы (устройства/компонента) в два раза!

ТермоМонитор (прототип) может быть БЕСПЛАТНО предоставлен желающим в опытную эксплуатацию для тестирования в реальных условиях в составе технического устройства пользователя. После проведения тестовых испытаний проект будет реализован на заводской печатной плате.

Основные технические характеристики:
Спойлер
Измерительная часть:
1. Количество измерительных каналов: 8+1 (8 внешних подключаемых термодатчиков + 1 встроенный в плату);
2. Температурный диапазон измерений каждого термодатчика: -55...+125°С;
3. Точность измерений температуры: ±0,5°С (для диапазона -10...+85°С);
4. Дискретность измерения температуры каждого термодатчика: 0,0625 °С;
5. Тип используемых термодатчиков: DS18B20 Dallas Semiconductor (протокол обмена данными 1-Wire).
Параметры питания:
1. Питание - внешнее нестабилизированное (9...15) В с номинальным значением напряжения 12 В или стабилизированное 5±0,5 В (используемое напряжение питания зависит от схемы включения ТермоМонитора);
2. Потребляемый ток (данные приведены для одного термодатчика, каждый дополнительный термодатчик +1.5 мА к общему току потребления):
- базовое исполнение без модуля Bluetooth: не более 20 мА;
- исполнение с установленным модулем Bluetooth: не более 60 мА;
- в режиме с установленной связью с модулем Bluetooth: не более 25 мА, в режиме передачи данных не более 45 мА;
- режим включения сигнала перегрева: +10 мА к общему току потребления;
- режим включения аварийного реле: +20 мА к общему току потребления;
- максимальный ток потребления ТермоМонитора: не более 80 мА (к транзистору с открытым стоком дополнительная нагрузка не подключена).
Параметры связи и передачи данных:
1. Протокол беспроводной передачи данных: Bluetooth;
2. Радиус действия модуля Bluetooth: до 10 метров;
3. Скорость передачи данных: 9600 бит/сек;
4. Протокол проводной передачи данных: Arduino;
5. Интерфейс проводной передачи данных: USB - UART.
Параметры выходных цепей:
1. Выход транзистора с открытым стоком (ОС): Vmax=100 В, Imax=1.5 А, Pmax=0.5 Вт;
2. Выход оптрона: Vmax=55 В, Imax=0.05 А, Pmax=0.15 Вт;
3. Выход электромеханического реле SCHRACK RY211012: 250 VAC 8 A.
Размеры модуля и способ установки:
1. Габаритные размеры: 95х50 мм, высота модуля не более 20 мм;
2. Крепление модуля осуществляется с помощью четырех винтов М3.

Содержание:
Спойлер
1. Полная принципиальная схема /viewtopic.php?f=106&t=410#p19470
2. Габаритные размеры, внешний вид и описание состава ТермоМонитора /viewtopic.php?f=106&t=410&p=19472#p19472
3. Как применить ТермоМонитор в своем проекте? /viewtopic.php?f=106&t=410&p=19472#p19476
4. ТермоМонитор глазами тепловизора /viewtopic.php?f=106&t=410&p=19506#p19506
5. Чтение измеренных значений ТермоМонитора /viewtopic.php?f=106&t=410#p19515
6. ТермоМонитор, контроллер питания фонокорректора /viewtopic.php?f=16&t=410&p=19640#p19640
7. Блокировка анодного напряжения /viewtopic.php?f=16&t=410&p=19821#p19821
8. Предварительное ТЗ на согласование /viewtopic.php?f=16&t=410&start=120#p19868
9. Модуль блокировки анодного напряжения (принципиальная схема) /viewtopic.php?f=16&t=410&start=120#p19888
10. ТермоМонитор, контроллер питания фонокорректора. Вер. 2 /viewtopic.php?f=16&t=410&p=20136#p20136
11. OneWireViewer /viewtopic.php?f=16&t=410&p=20160#p20160
12. Автоматическое переключение питания вентилятора /viewtopic.php?f=16&t=410&start=180#p20242
13. Инструкция по обновлению встроенного ПО ТермоМонитора /viewtopic.php?f=16&t=410&start=200#p21071
14. Проведение температурных измерений с помощью тепловизора /viewtopic.php?p=21149#p21149
15. Температурные испытания для режима CCS2 = 87 мА /viewtopic.php?p=21149#p21175
16. Руководство по эксплуатации ТермоМонитора /viewtopic.php?f=16&t=410&start=220#p21334
Стремление к совершенству рождает шедевры! http://www.alaev.org
Алаев Ян В сети
Автор темы, Основатель Форума
Аватара
Возраст: 34
Откуда: Саратов
Репутация: 63 (+63/−0)
Лояльность: 177 (+178/−1)
Сообщения: 2285
Темы: 2
С нами: 4 года 6 месяцев


#101 Алаев Ян » 4 апреля 2018, 11:47

seurf писал(а):Важен сам факт запуска системы подогрева накалов. До включения анодного питания.
так и будет, речь идет о том, чтобы сделать аппаратную защиту не позволяющую физически включить анодное напряжение раньше накального. Мы предложили свои варианты, они вполне жизнеспособны, осталось понять какой входной сигнал Вы нам можете дать для выполнения поставленной задачи.

seurf писал(а):Накальный разъём почти весь занят
а с разъема нельзя вывести нужные провода??

seurf писал(а):Более того, не вижу особого смысла, контролировать все 4 накала одновременно
если делать честно, то нужно контролировать все накалы, а дальше уже можно делать как угодно, если Вы готовы с этим примириться.

seurf писал(а):Где то 5,1-5,5 В по факту.
Вот это напряжение и нужно нам передать наружу

seurf писал(а):Можно даже до LM317 снимать, там 10 с копейками вольт.
до нельзя, так как нет гарантии того, что это напряжение дошло до ламп. Самый честный вариант в данном случае - снимать напряжение непосредственно с панелек ламп.
Стремление к совершенству рождает шедевры! http://www.alaev.org
Алаев Ян В сети
Автор темы, Основатель Форума
Аватара
Возраст: 34
Откуда: Саратов
Репутация: 63 (+63/−0)
Лояльность: 177 (+178/−1)
Сообщения: 2285
Темы: 2
С нами: 4 года 6 месяцев

#102 seurf » 4 апреля 2018, 13:35

до нельзя, так как нет гарантии того, что это напряжение дошло до ламп. Самый честный вариант в данном случае - снимать напряжение непосредственно с панелек ламп
Но если с панелек, то есть возможность снять его с 3 ламп. Так как имеем 6 свободных пинов в разъёме и завести их обратно в блок питания.

Добавлено 4 апреля 2018, 11:56:
если делать честно, то нужно контролировать все накалы, а дальше уже можно делать как угодно, если Вы готовы с этим примириться.
В самом блоке питания, с выходов плат накала можно вывести все 4 накала, но это будет не совсем честно. А вдруг какой " разява " забудет воткнуть разъём накалов в корпус корректора. Мне однажды такой встречался!
Но тогда возможен компромис: три лампы контролируются из корректора и четвёртая непосредственно из блока питания.

Добавлено 4 апреля 2018, 12:02:
а с разъема нельзя вывести нужные провода??
Из блока питания идёт разъём " папа". С него выводить нет никакого смысла, проще с выходов плат. Если он не соединён с " мамой" на корпусе корректора, контроль этого не обнаружит. А вот с " мамы" с корпуса корректора, используя 6 пинов, это уже контроль соединения и подачи накалов на ламповые панельки!
Там далее идёт Толстая не разрывная моножила в тефлоновой изоляции до самих панелек.

Добавлено 4 апреля 2018, 12:08:
На этом фото, в процессе апгрейда под медный экран, отчётливо видна организация накалов ламп.
Нет тут никаких причин, сомневаться в неразрывности проводов от входного разъёма до панелек.

Добавлено 4 апреля 2018, 12:13:
Фото накального разъёма

image.jpeg
Разъём накала катодов ламп
image.jpeg
Медный апгрейд корпуса корректора
seurf
Опытный
Опытный
Аватара
Возраст: 61
Откуда: Волгоград
Репутация: 39 (+39/−0)
Лояльность: 0 (+0/−0)
Сообщения: 559
Темы: 7
С нами: 2 года 4 месяца

#103 poty » 4 апреля 2018, 13:53

WP_20180404_13_25_03_Rich.jpg

Мои предложения - выше. Сверху- как сделано у меня, снизу - что предлагаю.
Владислав
poty В сети
Профи
Профи
Аватара
Возраст: 52
Откуда: Россия, Москва
Репутация: 79 (+79/−0)
Лояльность: 42 (+43/−1)
Сообщения: 3219
Темы: 1
С нами: 4 года 6 месяцев

#104 Алаев Ян » 4 апреля 2018, 13:57

Идея хороша. Я поддерживаю. Остается только дождаться мнения Александра, сможет ли он подцепиться к накалам своих четырех ламп. Я так понимаю, что оптроны с разъемами надо на отдельной платке разместить.
Стремление к совершенству рождает шедевры! http://www.alaev.org
Алаев Ян В сети
Автор темы, Основатель Форума
Аватара
Возраст: 34
Откуда: Саратов
Репутация: 63 (+63/−0)
Лояльность: 177 (+178/−1)
Сообщения: 2285
Темы: 2
С нами: 4 года 6 месяцев

#105 poty » 4 апреля 2018, 14:10

Да, никакого дополнительного питания им не нужно, для сигнализации достаточно будет одного провода (второй подцепить на землю).

Немного прокомментирую то, как сделано в моём фонокорректоре. У меня было три задачи:
- проконтролировать, чтобы высокое не появлялось на разъёме БП, если кабель не подключен;
- проконтролировать, что напряжение накала доходит до блока усиления;
- обеспечить задержку включения высокого.

То, что получилось, ровно это и делает. Я беру 6,3В из блока усиления и одним проводом возвращаю его в блок питания. Если кабель не подключен - в блоке питания не сработает SSR и заблокирует передачу высокого на разъём. Если кабель подключен, но 6,3В по каким-то причинам недоступно - в блоке питания не сработает SSR и заблокирует передачу высокого на разъём. Если кабель подключен и 6,3В есть в блоке усиления, конденсатор на входе в SSR начинает заряжаться через Rб. Примерно через 10-12 секунд напряжение на конденсаторе достигает напряжения срабатывания SSR и оно включает высокое. Естественно, Rб и ёмкость конденсатора могут быть выбраны исходя из любого времени задержки.
Владислав
poty В сети
Профи
Профи
Аватара
Возраст: 52
Откуда: Россия, Москва
Репутация: 79 (+79/−0)
Лояльность: 42 (+43/−1)
Сообщения: 3219
Темы: 1
С нами: 4 года 6 месяцев

#106 Алаев Ян » 4 апреля 2018, 14:13

poty писал(а):Да, никакого дополнительного питания им не нужно, для сигнализации достаточно будет одного провода (второй подцепить на землю).
не совсем понимаю, как быть с управляющим транзистором, получается, что у него земля приподнята на 4 перехода КЭ. Или в качестве управляющего мы тоже поставим оптрон? Пятый в цепочке.
Стремление к совершенству рождает шедевры! http://www.alaev.org
Алаев Ян В сети
Автор темы, Основатель Форума
Аватара
Возраст: 34
Откуда: Саратов
Репутация: 63 (+63/−0)
Лояльность: 177 (+178/−1)
Сообщения: 2285
Темы: 2
С нами: 4 года 6 месяцев

#107 seurf » 4 апреля 2018, 14:21

Да, Обе идеи хороши. А по току ( там наверное совсем не много), я могу банально подстроечником добавить, забранное на оптрон.
Но второй вариант по одному проводу позволяет контролировать все 4 накала одномоментно.
Без разницы, но нижний чуть по интересней!
seurf
Опытный
Опытный
Аватара
Возраст: 61
Откуда: Волгоград
Репутация: 39 (+39/−0)
Лояльность: 0 (+0/−0)
Сообщения: 559
Темы: 7
С нами: 2 года 4 месяца

#108 Алаев Ян » 4 апреля 2018, 14:23

seurf писал(а):А по току ( там наверное совсем не много), я могу банально подстроечником добавить, забранное на оптрон
оптрон для надежного срабатывания обычно просит порядка 6-8 мА.
Стремление к совершенству рождает шедевры! http://www.alaev.org
Алаев Ян В сети
Автор темы, Основатель Форума
Аватара
Возраст: 34
Откуда: Саратов
Репутация: 63 (+63/−0)
Лояльность: 177 (+178/−1)
Сообщения: 2285
Темы: 2
С нами: 4 года 6 месяцев

#109 seurf » 4 апреля 2018, 14:58

оптрон для надежного срабатывания обычно просит порядка 6-8 мА
У меня на выходных лампах по Datasheet 900 mA ( по факту 820), на входных лампах 200 мА ( по факту 185 выставил). То есть 6-8 мА потребления, можно даже не заморачиваться. Гляну ток для проформы, но не повлият по факту.
seurf
Опытный
Опытный
Аватара
Возраст: 61
Откуда: Волгоград
Репутация: 39 (+39/−0)
Лояльность: 0 (+0/−0)
Сообщения: 559
Темы: 7
С нами: 2 года 4 месяца

#110 poty » 4 апреля 2018, 16:15

Алаев Ян писал(а):как быть с управляющим транзистором, получается, что у него земля приподнята на 4 перехода КЭ. Или в качестве управляющего мы тоже поставим оптрон? Пятый в цепочке.
Я начинаю путаться. Выскажу своё мнение:
1. (мой любимый) убрать транзистор и реле и прикрутить SSR (пятое в цепочке).
2. оставить транзистор, все четыре выхода оптрона поставить между выводом процессора и затвором (базой) транзистора, обеспечив примерно 1 мА тока (расчёт сопротивления резистора между затвором (базой) и землёй).
3. подобрать оптроны (или реле) и напрямую запитаться, без транзистора.
4. поставить вместо реле п.1 ещё один оптрон (пятым) и управлять реле им, через транзистор или напрямую (слишком затратно).
Владислав
poty В сети
Профи
Профи
Аватара
Возраст: 52
Откуда: Россия, Москва
Репутация: 79 (+79/−0)
Лояльность: 42 (+43/−1)
Сообщения: 3219
Темы: 1
С нами: 4 года 6 месяцев

#111 Алаев Ян » 4 апреля 2018, 16:31

poty писал(а):Я начинаю путаться. Выскажу своё мнение:
Согласно Вашей схеме, что Вы привели ранее, 4 оптрона включены таким образом, что пропускают через себя ток обмотки реле анодного напряжения (порядка 20 мА). Открытие 4-х выходных транзисторов обеспечивается аппаратно напряжением, поступаемым от накала ламп, скажем так это сигналы разрешения включения, но не включения. Меня интересует вопрос, где стоит ключ, который открывается сигналом от микроконтроллера. Тот самый, что дает команду на включение/выключение реле? Т3 вот здесь /viewtopic.php?p=19827#p19827

poty писал(а):1. (мой любимый) убрать транзистор и реле и прикрутить SSR (пятое в цепочке).
не рассматриваем, используем электромеханическое реле

poty писал(а):2. оставить транзистор, все четыре выхода оптрона поставить между выводом процессора и затвором (базой) транзистора, обеспечив примерно 1 мА тока (расчёт сопротивления резистора между затвором (базой) и землёй).
пока не понимаю это решение

poty писал(а):3. подобрать оптроны (или реле) и напрямую запитаться, без транзистора.
а кто будет управлять включением/выключением реле в таком случае?

poty писал(а):4. поставить вместо реле п.1 ещё один оптрон (пятым) и управлять реле им, через транзистор или напрямую (слишком затратно).
не уверен, что правильно понял, то похоже только этот путь мне понятен.
Стремление к совершенству рождает шедевры! http://www.alaev.org
Алаев Ян В сети
Автор темы, Основатель Форума
Аватара
Возраст: 34
Откуда: Саратов
Репутация: 63 (+63/−0)
Лояльность: 177 (+178/−1)
Сообщения: 2285
Темы: 2
С нами: 4 года 6 месяцев

#112 poty » 4 апреля 2018, 17:45

Для того, чтобы понять вариант 2 нужно было нарисовать решения, которые я предложил после схемы версии 2.
WP_20180404_17_41_18_Rich.jpg


Добавлено спустя 1 минуту 46 секунд:
Алаев Ян писал(а):кто будет управлять включением/выключением реле в таком случае?
Ещё один оптрон.
Владислав
poty В сети
Профи
Профи
Аватара
Возраст: 52
Откуда: Россия, Москва
Репутация: 79 (+79/−0)
Лояльность: 42 (+43/−1)
Сообщения: 3219
Темы: 1
С нами: 4 года 6 месяцев

#113 Алаев Ян » 4 апреля 2018, 19:30

Владислав, я никак понять не могу, почему затвор на Вашей картинке к земле притянут? Почему она отличается от земли контроллера и вентилятора?

Можно применить 2N7002 https://www.chipdip.ru/product/2n7002-fairchild у них пороговое напряжение открытия очень низкое.
Стремление к совершенству рождает шедевры! http://www.alaev.org
Алаев Ян В сети
Автор темы, Основатель Форума
Аватара
Возраст: 34
Откуда: Саратов
Репутация: 63 (+63/−0)
Лояльность: 177 (+178/−1)
Сообщения: 2285
Темы: 2
С нами: 4 года 6 месяцев

#114 poty » 4 апреля 2018, 19:32

Эту землю я нарисовал, чтобы обеспечить соответствие с предыдущей картинкой распределения между корпусами. К реальной земле она относится опосредованно.

Добавлено 4 апреля 2018, 19:31:
Нам особенно низкое напряжение не нужно, падение на 4-х открытых оптронах будет всего 0,8В.
Владислав
poty В сети
Профи
Профи
Аватара
Возраст: 52
Откуда: Россия, Москва
Репутация: 79 (+79/−0)
Лояльность: 42 (+43/−1)
Сообщения: 3219
Темы: 1
С нами: 4 года 6 месяцев

#115 Алаев Ян » 4 апреля 2018, 19:52

Ну тогда получается вот такая финальная схема.

Блокировка анода_3.JPG


poty писал(а):Нам особенно низкое напряжение не нужно, падение на 4-х открытых оптронах будет всего 0,8В.
Я посмотрел оптроны, которые есть у меня в наличии, у них 0.4В. Какие оптроны Вы смотрели?

Надо сразу счетверенный оптрон поставить.
Стремление к совершенству рождает шедевры! http://www.alaev.org
Алаев Ян В сети
Автор темы, Основатель Форума
Аватара
Возраст: 34
Откуда: Саратов
Репутация: 63 (+63/−0)
Лояльность: 177 (+178/−1)
Сообщения: 2285
Темы: 2
С нами: 4 года 6 месяцев

#116 poty » 4 апреля 2018, 20:06

Я смотрел на чипе: https://www.chipdip.ru/catalog/optocouplers?sort=priceup

Добавлено спустя 3 минуты 11 секунд:
Схема ОК, хоть я ориентировался на использование одного из межблочных проводов совместно. Но если два провода не проблема, то почему бы и нет?
А какой ток срабатывания реле? Транзистор точно нужен?
Владислав
poty В сети
Профи
Профи
Аватара
Возраст: 52
Откуда: Россия, Москва
Репутация: 79 (+79/−0)
Лояльность: 42 (+43/−1)
Сообщения: 3219
Темы: 1
С нами: 4 года 6 месяцев

#117 Алаев Ян » 4 апреля 2018, 20:24

poty писал(а):хоть я ориентировался на использование одного из межблочных проводов совместно. Но если два провода не проблема, то почему бы и нет?
это к Александру вопрос, сможет ли он обеспечить двухпроводную связь...

poty писал(а):А какой ток срабатывания реле? Транзистор точно нужен?
У того реле, что применял я - порядка 20 мА. Обмотка 600 Ом. Напряжение 12В.
Стремление к совершенству рождает шедевры! http://www.alaev.org
Алаев Ян В сети
Автор темы, Основатель Форума
Аватара
Возраст: 34
Откуда: Саратов
Репутация: 63 (+63/−0)
Лояльность: 177 (+178/−1)
Сообщения: 2285
Темы: 2
С нами: 4 года 6 месяцев

#118 poty » 4 апреля 2018, 20:33

Это легко держится выходом оптрона, насколько я могу судить. Ну, тут уже вопрос вкусовщины.
Если не жалко, можно поставить индикаторные светодиоды последовательно с входными цепями оптронов, которые будут показывать, есть напряжение накала или нет на каждой лампе.
Владислав
poty В сети
Профи
Профи
Аватара
Возраст: 52
Откуда: Россия, Москва
Репутация: 79 (+79/−0)
Лояльность: 42 (+43/−1)
Сообщения: 3219
Темы: 1
С нами: 4 года 6 месяцев

#119 Алаев Ян » 4 апреля 2018, 20:53

poty писал(а):Если не жалко, можно поставить индикаторные светодиоды последовательно с входными цепями оптронов, которые будут показывать, есть напряжение накала или нет на каждой лампе.
не жалко, думаю их нужно заложить в схеме, а уж будут их использовать или зашунтируют резистором - оставим на усмотрение пользователя.
Стремление к совершенству рождает шедевры! http://www.alaev.org
Алаев Ян В сети
Автор темы, Основатель Форума
Аватара
Возраст: 34
Откуда: Саратов
Репутация: 63 (+63/−0)
Лояльность: 177 (+178/−1)
Сообщения: 2285
Темы: 2
С нами: 4 года 6 месяцев

#120 seurf » 4 апреля 2018, 23:05

poty писал(а):
хоть я ориентировался на использование одного из межблочных проводов совместно. Но если два провода не проблема, то почему бы и нет?
это к Александру вопрос, сможет ли он обеспечить
Писал выше, есть шесть свободных пинов, 2 провода из корректора в блок питания тянуться легко.
poty писал(а):
Если не жалко, можно поставить индикаторные светодиоды последовательно с входными цепями оптронов, которые будут показывать, есть напряжение накала или нет на каждой лампе.
не жалко, думаю их нужно заложить в схеме, а уж будут их использовать или зашунтируют резистором - оставим на усмотрение пользователя
Внутри корректора цветомузыка без надобности. Если для проекта надо, я не против.
seurf
Опытный
Опытный
Аватара
Возраст: 61
Откуда: Волгоград
Репутация: 39 (+39/−0)
Лояльность: 0 (+0/−0)
Сообщения: 559
Темы: 7
С нами: 2 года 4 месяца

Пред.След.

Вернуться в Источники питания и цифровая техника



Кто сейчас на форуме (по активности за 5 минут)

Сейчас этот раздел просматривают: 1 гость

cron