高精度温度控制器DIY图解

第1步：Steinhart-Hart的温度校准

维基百科上有一篇很好的文章，它将有助于根据所需的温度和热敏电阻范围计算热敏电阻系数。在大多数情况下，系数非常小，可以在方程中以简化形式忽略。

Steinhart-Hart方程是半导体在不同温度下的电阻模型。等式是：

1 T = A + Bln⁡（R）+ C ［ln⁡（R）］ 3 {\ displaystyle {1 \ over T} = A + B \ ln（R） + C ［\ ln（R）］ ^ {3}}

其中：

T {\ displaystyle T}是温度（以开尔文为单位）R {\ displaystyle R}是T（以欧姆为单位）的电阻A {\ displaystyle A}，B {\ displaystyle B}和C {\ displaystyle C}是Steinhart-Hart系数，它们根据热敏电阻的类型和型号以及温度范围而变化。利益。 （应用方程的最一般形式包含［ln⁡（R）］ 2 {\ displaystyle ［\ ln（R）］ ^ {2}}

term，但这经常被忽略，因为它通常比其他系数小得多，因此上面没有显示。）

等式的开发人员：

参考文献：

John S. Steinhart，Stanley R. Hart，热敏电阻校准曲线，深海研究和海洋学文摘，第15卷，第4期，1968年8月，第497-503页，ISSN 0011-7471，doi：10.1016/0011-7471（68）90057-0。

“威斯康星大学麦迪逊分校的纪念决议关于名誉教授John S. Steinhart的死亡“（PDF）。威斯康星大学。 2004年4月5日。于2010年6月10日归档（PDF）。2015年7月2日检索。

“斯坦哈特博士，”。伍兹霍尔海洋研究所。检索2015年7月2日。

第2步：装配：材料和方法

为了开始建设时，我们需要咨询物料清单（物料清单）并查看我们计划使用的部件。除了BOM，烙铁，还需要几把扳手，螺丝刀和热胶枪。为方便起见，我建议您使用旁边的基本电子实验室工具。

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我知道它的材料费用相当大，可能会花费不少钱。就我而言，我通过雇主获得了一切。但是如果你们想要保持便宜，你不应该考虑可选部件。其他一切都很容易从Farnell14，DigiKey和/或一些当地的电子专业商店获得。

我决定使用MSP-430微处理器系列，因为我让它们四处闲置。虽然可以轻松选择“AVR”RISC MCU。像ATmega168或带有Pico-Power技术的ATmega644。任何其他AVR微处理器都可以完成这项工作。我实际上是Atmel AVR的一个大“粉丝”。值得一提的是，如果你是来自技术背景并且愿意做一些好的组装，不要使用任何Arduino板，如果你能够编写独立的AVR，那会好得多，如果没有那么，试着编程CPU并嵌入设备。

原型板-1

日立液晶显示器-1

平均值240V 》》 5V电源-1

红色LED-3

蓝色LED-3

绿色LED-1

黄色LED-1

欧姆龙继电器（ DPDT或类似的5伏特-3

电位计5KOhm-1

电阻器（470欧姆） - 几个

BC58晶体管-3

Diode-3

低压差稳压器-3

SMD LED（绿色，红色）-6

MSP-430微处理器（Ti 2553或2452） - 2

机械开关制动前制造（240V 60Hz）-1

旋转编码器-1

Ritchco塑料支架-2

用于MSP-430微处理器的DIP插座-4

墙壁插座的电源线-1

跳线（各种颜色） - 很多

NTC探测又称ermistor 4k7值，爱普科斯B57045-5

430BOOST-SENSE1-电容式触摸BoosterPack（德州仪器）-1（可选）

冷却风扇（可选），以防需要冷却的东西down-（1-3）（可选）

带有5个孔的纯铝散热器，适用于NTC探头-1

带钻孔的塑料板 - 2

用于组装托架结构的螺母，螺栓和一些螺钉-20（每件）

电线到PCB preff_board安装插座2线版本，内有螺钉-1

Sharp® LCD BoosterPack（430BOOST-SHARP96）（可选），作为第二前显示器-1

步骤3：装配：焊接和构建步骤。..。

从最小的部件开始装配，即焊接是一个良好的开端。从smd组件和接线开始。首先焊接电源总线，就像我在我的前板上做的那样，然后使其更长，使得前板上的所有部件都可以轻松接入电源总线而不会出现任何重新布线或复杂情况。我在整个前板上都使用了导线，看起来非常疯狂，但是一旦原型工作，人们可以设计出合适的PCB。

焊接SMD部件（用于MSP-430的电源指示） MCU，在Vcc和GND之间）

焊接电源总线和布线（以为MSP-430供电的方式布线）

焊接各种DIL插座（在为了插入MSP-430 x 2 IC的

焊接低压差稳压器及其合适的支撑（电容器，用于电源5 》》 3.3 V压降）

焊接晶体管，以及用于继电器和与MCU接口的电阻器和二极管。

焊接10k欧姆电位器，用于LCD显示器亮度控制。

焊接继电器旁边的LED，双态红色指示灯/蓝色（蓝色=亮，红色=关闭）。

焊接平均值240伏特》》 5伏电源装置及其连接器。

焊接蓝色机械开关（断开 - 在电源旁边。之前。

焊接剩下的所有其他东西。由于时间不够，我没有从设备创建适当的原理图，但是电子背景很简单。焊接完成后，应检查所有部件，以确保连接正确，以避免任何类型的电源线短路。

现在是组装载体结构的时候了。在图片中，我使用了2个塑料板，其中钻有M3尺寸的孔（每个板4个），长螺钉，螺母和垫圈穿过，距离螺栓和垫圈非常适合这种互连。需要从两侧拧紧，以便能够将绿色板固定在一起。

前挡板应插入前垫圈之间，也就是说，前垫圈的直径应大（直至5mm）这样一个人可以将前板插入它们之间，然后将它们拧紧。如果操作正确，电路板将牢固地保持90°。将其固定到位的另一种选择是使用Ritcho塑料PCB支架，通过90°角安装在这些距离螺栓上，这样可以帮助您将塑料部件拧到距离螺栓上。此时，您应该能够插入/连接前置板。

安装后板后，LCD（16x2）显示屏将作为下一个显示，应安装。我使用我的4位模式来保存GPIO ^ _ ^）））））））。请使用4位模式，否则，您将没有足够的GPIO来完成项目。背光，Vcc和Gnd通过电位器焊接到电源总线。显示数据总线电缆应直接焊接到MSP-430微控制器。请仅使用数字GPIO。我们需要的NTC模拟GPIO。有5个NTC设备，所以它很紧。

第4步：完成组装和上电

为了在探头上安装5 x探头/NTC，必须进行钻孔。请参考NTC的数据表，我已将其作为钻孔直径和深度的图片添加。之后必须使用工具调整钻孔以接受NTC的M3尺寸头部。使用5 x NTC是一种硬件平均和平滑。 MSP-430具有8位分辨率的ADC，因此使用5个传感器可以轻松平均结果。我们不在这里配置Ghz CPU，因此在我们的嵌入式世界中，每个CPU时钟都是必不可少的。辅助平均将在固件中执行。每个NTC都有支路，并且为了能够通过板载ADC读取数据，必须形成分压器，由R（NTC）+ R（def）组成。 ADC端口必须连接在这两个中心.R（def）是第二个电阻，其固定值应为0.1％或更高，通常在R（NTC）范围内。您可以选择添加运算放大器来放大信号。请参阅本节中的图以连接NTC prpbes。

焊接完成并经过检查后，下一步是将MSP-430微控制器安装到DIL插座中。但事先他们需要编程。在此步骤中，可以打开设备（没有微控制器）进行初步测试。如果一切都正确组装，设备应该开机并且继电器应处于关闭状态，由红色LED指示，并且风扇应该运行并且显示应该打开但没有任何数据，只有蓝色背光。

步骤5：用户输入，旋转编码器和电容触摸Booster-Pack

总是很高兴有一个输入设备，可用于将数据输入设备。带永久磁铁的磁性旋钮是一个不错的选择。其任务是输入安装在散热器块上的风扇的温度阈值。它允许用户通过中断输入新的温度阈值。只需左转或右转，即可在（20-100°C）范围内加或减值。较低的值取决于室内环境温度。

此旋钮有一个小电路，可将数字信号传输到微控制器。然后，GPIO将逻辑高/低解释为输入。

第二个输入设备是Ti的电容式触摸增强器包。也可以使用Booster-pack，但由于目标MCU上缺少GPIO，因此不可能同时使用它们。 Booster包让位于许多GPIO。

在我看来，Knob比Booster-Pack更好。但它有一个选择的好处。如果需要Booster pack，那么Ti就有一个现成的库来使用它。我不会在这里详细介绍它。

第6步：总结：环境温度测量和进一步的想法。..。..。

上电后安装MCU后，它会问候你，然后进行测量。固件首先将风扇保持在关闭状态。在5 x NTC探针上开始一系列测量，然后将其合并为一个绝对值。然后根据此值和比较（用户数据）阈值，它会打开或关闭连接到DPDT继电器的风扇（或所需设备，其他任何其他设备）。考虑到您可以将任何需要关闭或关闭的任何东西连接到这些3 x继电器。继电器能够通过16安培电流，但我不认为开始在这些输出上使用这种重负载是个好主意。