Датчик температур с интерфейсом RS-485 PTC-095

2.5 Датчик температур с интерфейсом RS-485 PTC-095

Датчик температуры с интерфейсом RS-485 ( шифр PTC-095 ) предназначен для измерения температуры и передачи измеренного значения по сети RS-485.

Устройство состоит из блока интерфейса RS-485 и подсоединенного к нему выносного измерителя температуры.

2.5.1 Технические данные

- измеритель температуры;

- диапазон измеряемых температур: от –55 до +85 о С;

- кабель для подключения выносного измерителя температуры к блоку интерфейса RS -485 – не более 30 м;

- габаритные размеры: длина – 30 мм; диаметр – 14 мм;

- блок интерфейса RS-485;

- линия управления внутренней локальной сети – последовательный двунаправленный канал стандарта RS-485;

- скорость передачи - 9600 бит/сек;

- формат данных - 11 бит (1 - стартовый, 8 - информационных, 1 - программируемый, 1 - стоповый) в режиме полудуплекса;

- длина линии управления – не более 100 м;

- количество передатчиков на линии – не более 31;

- питание блока – 9В постоянного тока;

- потребляемая мощность – не более 1 Вт;

- диапазон рабочих температур – от 0 до +45 о С;

- габаритные размеры: 27х81х93 мм;

- масса (с сетевым адаптером) – не более 1 кг.

2.5.2 Общее устройство и система управления

Датчик температуры представляет собой блок интерфейса RS-485, используемый в настольном варианте, к которому при помощи кабеля подключен измеритель температуры. Измеритель температуры реализован на основе полупроводникового прибора DS 1820 с 1- WIRE интерфейсом.

На лицевой панели блока интерфейса расположены органы управления и индикации.

Рисунок 2.3 - Лицевая панель датчика

­    разъем " t о SENSOR " для подключения выносного измерителя температуры;

­    светодиод - для индикации получения данных от измерителя температуры;

­    переключатель " OPTION " для определения адреса интерфейса в локальной сети "RS-485".

На задней панели блока интерфейса расположены:

Рисунок 2.4 - Задняя панель датчика

­    разъем питания "9V DC";

­    два разъема "RS-485" локальной сети управления;

­    светодиод - для индикации работы интерфейса в сети RS -485;

­    кнопка " RESET " для аварийного сброса процессора.

Передача измеренного значения температуры осуществляется по последовательному двунаправленному каналу стандарта RS-485. Если суммарная длина линии управления достаточно велика, на оконечных устройствах сети можно включить терминатор 120 Ом.

Все устройства объединяются в сеть RS-485 на основе описанной выше линии управления. Каждое устройство в сети имеет свой уникальный системный адрес. Общение между устройствами в этой системе осуществляется по разработанному фирмой "ПРОФИТТ" протоколу.

Кроме того, если в этой сети необходимо также осуществлять управление от ЭВМ или какого-либо другого устройства по последовательному каналу стандарта RS-232, то в составе сети необходимо иметь блок преобразования интерфейсов (PIC-094), который передает команды управления от ЭВМ или другого источника команд в сеть RS-485.

Рисунок 2.5 - Схема объединения устройств в сеть (расположение устройств в сети произвольное)

2.5.3 Конструкция

Конструктивно датчик температуры выполнен в виде переносного прибора с размерами 27х81х93 мм. Для доступа к плате необходимо снять верхнюю крышку блока.

Выносной измеритель температуры смонтирован в корпусе разъема PC 4 TB . Конструкция измерителя обеспечивает его эксплуатацию вне помещений на открытом воздухе при температурах от –50 о С до +50 о С. Кабель подключения снабжен фланцем, упрощающим крепление измерителя.

2.6 Модернизация датчика

Я модернизировал датчик добавив к нему блок управления вентиляторами.

Алгоритм работы устройств, управляющих охлаждением элементов системного блока компьютера, описания которых были опубликованы за последние несколько лет, приблизительно одинаков. Пока температура не выше допустимой, на вентиляторы поступает уменьшенное до 6,5...7 В напряжение питания. При этом система охлаждения, хотя и работает менее эффективно, но значительно меньше шумит. Напряжение обычно снижают, включая последовательно в цепь питания вентилятора резистор или работающий в активном режиме биполярный транзистор. К сожалению, кроме своего основного назначения, этот элемент ограничивает пусковой ток двигателя вентилятора. В результате уменьшается его механический пусковой момент и, не преодолев трения покоя, крыльчатка вентилятора при включении компьютера может остаться неподвижной. Если температура превысила заданную (обычно 50 °С), срабатывает пороговое устройство и напряжение питания вентиляторов увеличивается до номинального (12 В). Пока температура не снизится, система охлаждения работает интенсивнее. Однако ее максимально возможная эффективность все-таки не достигается, так как заметная часть напряжения питания падает на коммутирующем элементе - биполярном транзисторе.

В предлагаемом блоке регулирование напряжения, питающего двигатели, ведется импульсным методом. В качестве коммутирующих элементов использованы полевые транзисторы с очень низким (доли ома) сопротивлением каналов в открытом состоянии. Они не ограничивают пусковой токи практически не уменьшают питающее напряжение на работающих на полную мощность вентиляторах.

Схема блока управления вентиляторами компьютера изображена на рис.2.5. В нем два независимых канала управления. Выход первого канала, собранного на микросхемах DA1 и DA2 и транзисторах VT1, VT2, вилка ХР1, к которой подключают вентилятор, обдувающий теплоотвод процессора. Второй канал на микросхеме DA3 и транзисторе VT3 обслуживает другие вентиляторы системного блока, которые подключают к вилке ХР2.

Рисунок 2.6 Схема блока управления вентиляторами компьютера

На интегральных таймерах DA2 и DA3 собраны одинаковые генераторы импульсов частотой 10...15 Гц. Цепи зарядки и разрядки времязадающих конденсаторов С1 и С2 (соответственно первого и второго генераторов) разделены диодами VD1-VD4, что позволяет регулировать скважность генерируемых импульсов переменными резисторами R4 и R5. Импульсы поступают на затворы полевых транзисторов VT2 и VT3, каналы которых (сопротивлением в открытом состоянии не более 0,35 Ом) включены последовательно в цепи питания вентиляторов. Изменяя скважность импульсов, можно регулировать частоту вращения роторов вентиляторов в очень широких пределах при сохранении достаточно большого пускового момента. Благодаря импульсному режиму работы полевых транзисторов рассеиваемая ими мощность очень мала, что позволяет не устанавливать эти транзисторы на теплоотводы. Конденсаторы С5 и С6 сглаживают перепады импульсов, что устраняет следующие с частотой повторения импульсов хорошо слышимые щелчки в двигателях вентиляторов. В канале управления вентилятором процессора имеется дополнительный узел, включающий этот вентилятор на полную мощность, если температура теплоотвода процессора выше допустимой. Узел построен по известной схеме на ОУ DA1. Датчиком температуры служит транзистор VT1, закрепленный на теплоотводе процессора. Температуру срабатывания устанавливают подстроечным резистором R7. Сигнал с выхода ОУ DA1 логически складывается с импульсами генератора на таймере DA2 с помощью диодов VD5 и VD6, в результате чего при превышении допустимой температуры транзистор VT2 открыт постоянно и вентилятор работает на полную мощность.

Печатная плата блока управления изображена на рис. 2.6. Она рассчитана на установку постоянных резисторов МЛТ-0,125, подстроечных СПЗ-44 А (R 4, R 5) и СП 4-3 (R 7).

Конденсатор СЗ-КМ-6, остальные - оксидные К50-35. Разъемы XS1, ХР1, ХР2 - от неисправных вентиляторов и материнских плат. Вместо КР140УД708 можно применить практически любой ОУ в аналогичном корпусе, как отечественный, так и импортный. Транзистор КТ315В в качестве температурного датчика заменит любой маломощный кремниевый транзистор структуры n-р-n в пластмассовом корпусе с коэффициентом передачи тока не менее 100. Полевые транзисторы КП704А можно заменить импортными n-канальными с низким сопротивлением открытого канала, например, IRF640 или IRF644. Вместо диодов КД522 подойдут другие маломощные импульсные.

Рисунок 2.7 Печатная плата блока управления

Предварительную регулировку блока управления удобнее всего провести в лабораторных условиях. Движки подстроечных резисторов R4, R5, R7 устанавливают в крайнее по часовой стрелке положение. К вилкам ХР1, ХР2 подключают вентиляторы, а источник напряжения 12±0,1 В - к гнездам 2 (+) и 1 (-) розетки XS1. При включении питания вентиляторы должны начать вращаться с максимальной частотой. Медленно поворачивая движки подстроечных резисторов R 4 и R 5 против часовой стрелки, плавно уменьшайте частоту вращения вентиляторов и создаваемый ими шум. Продолжайте уменьшать частоту до пропадания шума подшипников. Останется лишь незначительный шум создаваемого вентиляторами воздушного потока. Затем проверьте узел на ОУ DA1. Для этого нагрейте транзистор VT1 (датчик температуры) приблизительно до 40 °С любым доступным способом, в крайнем случае, зажав транзистор пальцами. Медленно поверните движок резистора R7 против часовой стрелки до переключения вентилятора на максимальную частоту вращения и прекратите нагревать датчик . Через несколько десятков секунд частота вращения должна скачком уменьшиться. На этом предварительную регулировку блока управления можно закончить.

Установив блок и датчик температуры на предназначенные для них места в системном блоке компьютера и подключив все вентиляторы, включите компьютер в сеть. Запустите любую имеющуюся программу контроля температуры элементов компьютера, наблюдайте за температурой процессора. С помощью подстроечного резистора R7 добейтесь, чтобы переключение вентилятора процессора на максимальные обороты происходило при температуре 50°С. После снижения температуры установите подстроечным резистором R4 частоту вращения вентилятора такой, чтобы при средней загрузке процессора температура его корпуса не превышала 40°С. Если при температуре в помещении не более 25...28 °С вентилятор процессора будет часто включаться на полную мощность, необходимо немного увеличить частоту вращения сначала корпусных вентиляторов, а затем и процессорного. Во многих системных блоках компьютеров фактически установлены далеко не все предусмотренные конструкцией вентиляторы. Рекомендуется, по возможности, установить их самостоятельно. Это повысит общую эффективность охлаждения при сниженных оборотах и даст возможность избавиться от шума.

Целью экономического расчета дипломного проекта является модернизация датчика системы температур жесткого диска "Северодонецкого производственного объединения компьютерных технологий", качественная и количественная оценка экономической целесообразности создания, использования и развития этого датчика, а также определение организационно-экономических условий его функционирования. Использование ресурсов датчика позволит оперативно использовать его в различных отраслях. К достоинствам данного датчика можно отнести то, что он разработан с учетом самых современных технологий в области модернизации жесткого диска. Обладает легкостью и простотой использования. В таблице представлены исходные данные, "Северодонецкого производственного объединения компьютерных технологий" г. Северодонецк на 05.05.2010г.

Таблица 3.1 – Исходные данные

Похожие работы

Регулировка охлаждения компьютерных систем

Скачать

96011

16

24

... некий предел, на передней панели корпуса компьютера образуются вихревые турбулентные потоки, которые создают характерный шум (он напоминает шипение пылесоса, но гораздо тише). 2. Регулировка охлаждения компьютерных систем 2.1 Воздушное охлаждение компьютерных систем Для переноса воздуха в системах охлаждения используют вентиляторы. 2.1.1 Устройство вентилятора Вентилятор состоит из ...

Техническая диагностика средств вычислительной техники

Скачать

509004

6

0

... ? 8. Какими программами можно воспользоваться для устранения проблем и ошибок, обнаруженных программой Sandra? Раздел 3. Автономная и комплексная проверка функционирования и диагностика СВТ, АПС и АПК Некоторые из достаточно интеллектуальных средств вычислительной техники, такие как принтеры, плоттеры, могут иметь режимы автономного тестировании. Так, автономный тест принтера запускается без ...

Модернизация системы охлаждения двигателя "Газели"

Скачать

144932

15

26

... изменений   Далее будет предложен и рассмотрен вариант усовершенствования системы охлаждения рассматриваемого в данной работе двигателя ЗМЗ-406 автомобилей ГАЗ 2705, 3221 «ГАЗЕЛЬ». Описание целей и элементов доработки системы охлаждения двигателя ЗМЗ-406 по пунктам приведены ниже. Основные элементы системы и режимы работы приведены на рис. 20…24. 1. Вместо вентилятора и гидронасоса с ...

Автоматизация системы бюджетирования финансовой службы

Скачать

568458

20

78

... для реализации системы бюджетирования Консультационной группы "Воронов и Максимов". Статья о проблемах выбора системы бюджетирования - в проекте "УПРАВЛЕНИЕ 3000". Бюджетный автомат Если вы решитесь на автоматизацию системы бюджетирования компании, перед вами сразу встанут вопросы: что выбрать, сколько платить, как внедрять. Примеряйте! О ЧЕМ РЕЧЬ В “Капитале” на стр. 44, 45 мы рассказали ...