ТермоМонитор - модуль контроля температурного режима технического устройства

Конструкции любых блоков питания, источников тока для любых назначений. Микроконтроллеры и все, что с ними связано

Модератор: Алаев Ян

Аватара пользователя
Алаев Ян
Основатель Форума
Сообщения: 2291
Зарегистрирован: 19 мар 2014, 12:05
Откуда: Саратов
Благодарил (а): 11 раз
Поблагодарили: 4 раза
Контактная информация:

ТермоМонитор - модуль контроля температурного режима технического устройства

#1

Сообщение Алаев Ян » 19 мар 2018, 07:29



Предыстория проекта

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
Показать
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
Показать
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!
https://vk.com/alaevlabs

Аватара пользователя
seurf
Опытный
Опытный
Сообщения: 579
Зарегистрирован: 12 май 2016, 19:54
Откуда: Волгоград
Благодарил (а): 1 раз
Поблагодарили: 3 раза

#321

Сообщение seurf » 06 сен 2018, 17:13

Спасибо за развернутый ответ! Ложных срабатываний? Случайных включений/выключений не наблюдали?
Пока бог миловал. Нет.

Стоп! Сначала надо определиться в терминологии. Что такое ложное срабатывание? У меня выведено два выключателя на лицевую панель блока питания, где стоит плата ТМ. Соответственно включение слева на право. Левым подаю напряжение на блок питания ТМ. В противном случае он обесточен. Загорается трёх цветный индикатор. Питание подано. Далее правым выключателем активизирую процедуру запуска самого ТМ. ( включение термодатчиков, модуля Bluetooth, накального реле. Пауза. По таймеру микроконтроллера. Включается второе реле анодного питания. Горят два светодиода белым свечением. Процедура понятна, оговорена 10 раз, воплощена в программе и железе, вопросов не вызывает.
Самопроизвольного включения быть не может, по причине механического разрыва контактов выключателя.
Самопроизвольное выключение? Вот ответ на этот вопрос я и дал. Не было.

Аватара пользователя
Алаев Ян
Основатель Форума
Сообщения: 2291
Зарегистрирован: 19 мар 2014, 12:05
Откуда: Саратов
Благодарил (а): 11 раз
Поблагодарили: 4 раза
Контактная информация:

#322

Сообщение Алаев Ян » 06 сен 2018, 18:36

Отлично! Я спросил потому, что в первых версиях ПО блока управления корректора Романа были проблемы с пробуждением контроллера из сна. Ошибки молодости, я, разумеется, учел, но никто не застрахован от новых. Очень хорошо, что все работает стабильно.
Стремление к совершенству рождает шедевры!
https://vk.com/alaevlabs

Аватара пользователя
seurf
Опытный
Опытный
Сообщения: 579
Зарегистрирован: 12 май 2016, 19:54
Откуда: Волгоград
Благодарил (а): 1 раз
Поблагодарили: 3 раза

#323

Сообщение seurf » 19 сен 2018, 13:50

Вишенка на торте!
Мне тут на досуге подумалось, что подобный модуль крайне необходим всем ламповым устройствам без исключения. Особенно автоматика запуска, аварийного отключения, выключения и совсем не лишним будет возможность дистанционного термоконтроля за особо проблемными,по температуре, деталями. Но учитывая обще принятую компоновку ламповых усилителей ( блок питания в одном корпусе с самим усилителем), многих может отпугнуть габарит платы. Поскольку подвал корпуса обычно и так забит под завязку. Поэтому было бы интересно иметь возможность сложить плату пополам, соединив электрические дорожки половинок платы электрическим шлейфом. И далее соединить между собой половинки платы монтажными стойками, можно будет монтировать сандвич вертикально. Понимаю, огромной очереди на сегодня за этой платой наверное нет. Да и отвлекаться на законченный проект уже нет времени. Другие задачи впереди. Но как перспективный вариант предложения заказчику, при интересе потребителей, такая компоновка платы должна лежать в портфеле проектов.

Аватара пользователя
Алаев Ян
Основатель Форума
Сообщения: 2291
Зарегистрирован: 19 мар 2014, 12:05
Откуда: Саратов
Благодарил (а): 11 раз
Поблагодарили: 4 раза
Контактная информация:

#324

Сообщение Алаев Ян » 19 сен 2018, 14:22

Александр, спасибо за рекомендации. Плату можно сильно уменьшить. Применить контроллер в корпусе TQFP/QFN. Плату я затачивал под изготовление фрезером, поэтому сами дорожки и зазоры между ними крупные, да и разводка не блещет, так как фактически все на одном слое с использованием перемычек. Если развести плату под промышленное изготовление, то все можно сделать в разы лучше и компактнее. У меня есть все это в планах. Как нибудь сделаю. Спасибо за Ваше участие.
Стремление к совершенству рождает шедевры!
https://vk.com/alaevlabs

Аватара пользователя
Алаев Ян
Основатель Форума
Сообщения: 2291
Зарегистрирован: 19 мар 2014, 12:05
Откуда: Саратов
Благодарил (а): 11 раз
Поблагодарили: 4 раза
Контактная информация:

ТермоМонитор - модуль контроля температурного режима технического устройства

#325

Сообщение Алаев Ян » 16 окт 2018, 14:45

Собрал еще одну копию ТермоМонитора с функцией блока управления устройством. Хочу расширить функционал и сделать поддержку кнопки, сенсорной кнопки.
Есть еще идеи о пиковом детекторе и записи времени наработки прибора.
2018-10-16 13.36.02.jpg
2018-10-16 13.36.02.jpg (803.28 КБ) 219 просмотров
2018-10-16 13.35.29.jpg
2018-10-16 13.35.29.jpg (1.02 МБ) 219 просмотров
Стремление к совершенству рождает шедевры!
https://vk.com/alaevlabs

Аватара пользователя
seurf
Опытный
Опытный
Сообщения: 579
Зарегистрирован: 12 май 2016, 19:54
Откуда: Волгоград
Благодарил (а): 1 раз
Поблагодарили: 3 раза

ТермоМонитор - модуль контроля температурного режима технического устройства

#326

Сообщение seurf » 19 окт 2018, 22:18

Увы, отдал на токарную работу, деталь проигрывателя и не слушаю пока корректор. Но есть пара новостей из не далекого прошлого.
Пока восстанавливал стабилизатор анодного питания (viewtopic.php?t=281&start=220), приходилось часто включать/ выключать корректор и два раза поймал сбой включения. То есть начинается процедура включения, греется накальная цепь, таймер считает и вдруг все переходит в режим полного обесточивание. Срыв всей процедуры. Выключаю оба тумблера. 5 сек пауза. Включаю и все штатно запускается. Было это с разбросом самих сбоев по времени. Если запуск совершён, далее все работает штатно.
Это ложка дёгтя, совершенно допустимая, для самодельных конструкций. Bluetooth модуль я извлёк, поэтому отчёта нет.
Ну и бочка мёда. В процессе частого выпаивания/ впаивания платы стабилизации, а они у меня стоят зеркально- по канально, умудрился в пылу экспериментов, сотворить рукотворно КЗ. Тут же при запуске кенотронный термодатчик среагировал на перегрев и все отключилось. Я стал искать причину отказа, увидел свою ошибку ( в зеркальных каналах плюс и минус перевёрнуты относительно друг друга, а я на автомате, присоединил платы одинаково). В общем ТермоМонитор спас мне кенотрон! И финансово, и морально доказал необходимость использования! Опять же ура!
За это сообщение автора seurf поблагодарил:
Алаев Ян
Рейтинг: 33.3%
 

Аватара пользователя
Алаев Ян
Основатель Форума
Сообщения: 2291
Зарегистрирован: 19 мар 2014, 12:05
Откуда: Саратов
Благодарил (а): 11 раз
Поблагодарили: 4 раза
Контактная информация:

ТермоМонитор - модуль контроля температурного режима технического устройства

#327

Сообщение Алаев Ян » 21 окт 2018, 10:33

seurf писал(а):
19 окт 2018, 22:18
В общем ТермоМонитор спас мне кенотрон! И финансово, и морально доказал необходимость использования! Опять же ура!
приятно это слышать!

Отправлено спустя 9 минут 6 секунд:
seurf писал(а):
19 окт 2018, 22:18
То есть начинается процедура включения, греется накальная цепь, таймер считает и вдруг все переходит в режим полного обесточивание. Срыв всей процедуры. Выключаю оба тумблера. 5 сек пауза. Включаю и все штатно запускается.
странно это как-то. Для меня пока мало информации, чтобы прокомментировать ситуацию. Александр, я попрошу Вас сделать следующее.
Если вдруг данный сбой повторится и ТермоМонитор обесточит всю систему - не торопитесь выключать тумблеры. Я бы хотел для начала убедиться, что не пропало питающее напряжение у самого ТермоМонитора. Первое, что я могу предположить - нарушился контакт в питающем напряжении ТермоМонитора и по этой причине он мог перезагрузиться, например, или полностью выключиться. Как вывод, нужно понять в каком режиме остается ТермоМонитор после сбоя. Что светится, пищит и есть ли питание. Это поможет сделать правильные выводы и, возможно, отыскать причину данной ситуации.
Стремление к совершенству рождает шедевры!
https://vk.com/alaevlabs

Аватара пользователя
seurf
Опытный
Опытный
Сообщения: 579
Зарегистрирован: 12 май 2016, 19:54
Откуда: Волгоград
Благодарил (а): 1 раз
Поблагодарили: 3 раза

ТермоМонитор - модуль контроля температурного режима технического устройства

#328

Сообщение seurf » 21 окт 2018, 14:25

Код: Выделить всё

Если вдруг данный сбой повторится и ТермоМонитор обесточит всю систему - не торопитесь выключать тумблеры
Хорошо, только писал выше, пока верток в апгрейде у токоря, не пользуюсь ни корректором, ни его блоком питания с ТермоМонитором. А когда эти сбои случились, голова была забита поиском неисправности в стабилизаторе анодного питания. Хотелось проверить очередную мысль практикой. Как запущу проигрыватель, буду бдить!

Аватара пользователя
Алаев Ян
Основатель Форума
Сообщения: 2291
Зарегистрирован: 19 мар 2014, 12:05
Откуда: Саратов
Благодарил (а): 11 раз
Поблагодарили: 4 раза
Контактная информация:

ТермоМонитор - модуль контроля температурного режима технического устройства

#329

Сообщение Алаев Ян » 29 окт 2018, 14:48

Очередная версия блока управления для фонокорректора сделана на базе ТермоМонитора. Пришлось немного модифицировать прошивку для поддержки кнопки (сенсорной кнопки), так же в ближайшее время добавлю несколько новых функциональных возможностей.
1.jpg
Блок управления для фонокорректора на базе ТермоМонитора
1.jpg (494.37 КБ) 97 просмотров
2.jpg
2.jpg (349.19 КБ) 93 просмотра
Отправлено спустя 1 час 50 минут 20 секунд:
Хочу поделиться некоторыми соображениями на предмет обновленной прошивки ТермоМонитора. Меня очень смущает "сон" контроллера в дежурном режиме. Конечно, ничего плохого в нем нет, но и его наличие тоже особо ничего не решает. Я понимаю, если бы контроллер спал в то время, пока работает устройство для удовлетворения разного рода пуристов, которые бы радовались, что ничто не навредит их волшебному звуку. Но в данном случае у нас все наоборот. Во время работы устройства, ТермоМонитор "кружится" в цикле и мониторит всю систему. Стало быть, как показала практика, в рабочем режиме и даже тогда, когда работает модуль Bluetooth, явного и очевидного влияния на звук не обнаружено. Возникает вопрос, зачем тогда усыплять контроллер в дежурном режиме? Чтобы энергии потреблял меньше? Там выгода мизерная. Питание не батарейное и много на этом не сэкономить. Модуль Bluetooth - согласен, надо "тушить" в дежурном режиме, а вот сам ТермоМонитор пусть работает и мониторит систему - к такому выводу я пришел применительно к новой прошивки. Более того, работа с кнопкой и сенсорной кнопкой реализуется проще в том случае, если контроллер не приходится будить. Исходя из этих соображений, я планирую выкинуть "сон" контроллера из программы и позволить ему и в дежурном режиме мониторить состояние устройства. Вероятность, что что-то произойдет, конечно, минимальная, но она тоже есть и в этом случае, устройство может подать звуковой сигнал или выключить само себя, например, если коммутировать собственное питание с помощью поляризованного реле.
Стремление к совершенству рождает шедевры!
https://vk.com/alaevlabs

Ответить