[F.Abdelaziz]

مشروع متحكم فى درجة حرارة (بيان وتحكم) مع استخدام موديول ADC والحساس LM35 و LCD و RS232 مع المترجم CCS C
الغرض :
هذا البرنامج البسيط يبين لك كيفية قراءة حساس درجة الحرارة LM35 باستخدام الميكروكونترولر بغرض بيان درجة الحرارة ، وبناء على هذا البيان يتم التحكم فى تشغيل وفصل جهاز (حمل) عند درجة حرارة محددة ، أى متحكم فى درجة الحرارة .
الأدوات المستخدمة :
• المترجم CCS PIC-C .
• برمجيات المحاكاة ضمن برنامج PROTEUS .

معلومات مساعدة :
المحول من تناظرى إلى رقمى ADC هو وحدة أو موديول داخل الميكروكونترولر يستخدم لقراءة الجهود التناظرية فى شكل تمثيل رقمى . فى هذا المشروع سوف نستخدم الميكروكونترولر PIC16F877A والذى يمتلك موديول ADC بدقة 10 بت وله 8 قنوات هى A0-A5 , E0-E2 .
أحد البارامترات الهامة لموديول ADC هو جهد مرجعه (Vref) ، وهو أقصى جهد يمكن للموديول ADC قراءته ، فى هذا المشروع سوف يكون Vref = 5V وهو جهد مصدر تغذية الميكروكونترولر .
بارامتر مهم آخر هو دقة التحويل للموديول ADC ، والتى تحدد أدنى قيمة جهد تناظرى يمكن قراءته ( تسمى خطوة التحويل) .
فعلى سبيل المثال ، موديول محول ADC بدقة 10 بت مع جهد مرجع 5V ، يكون مدى الجهود يبدأ من 0V وينتهى عند 5V ويكون مقسما إلى خطوات (أقسام) متساوية تبدأ من “0” وتنتهى عند “1023” (2^10 -1) . وهذا يعنى أنه إذا كان جهد الدخل التناظرى هو 5V ، والذى يمثل أقصى قيمة ، فأن المحول ADC سوف يقرأه فى شكل العدد “1023” ، وإذا كان جهد الدخل التناظرى 2.5V فإن القراءة سوف تكون 512 وهكذا .
يتم حساب خطوة (دقة) المحول ADC ببساطة باستخدام المعادلة Step = Vref/1024 ، وفى هذه الحالة تكون
4.883 mV ، وهذا الجهد هو أدنى جهد يمكن للمحول ADC قراءته ، ومن ثم فإن دخل تناظرى بالقيمة 4.883Mv يجب أن يعطى قراءة “001” ، ودخل بالقيمة 9.766mV يجب أن يعطى قراءة “002” وهكذا .
حساس درجة الحرارة LM35 :
هذا الحساس له 3 أطراف هى طرفى التغذية وطرف الخرج (Vcc,Output,GND) ، وهو حساس لدرجة الحرارة مرتفع الدقة ، حيث تبلغ دقته 10mV/C مبتدءا من عند 0V ، أى أن خرج 0V يمثل درجة حرارة 0C ، ومن ثم يكون :
10mV ---> 1C
20mV ---> 2C
370mV ---> 37.0C.
…………………
تحويل قراءة المحول ADC إلى الدرجات المئوية :
بمعلومية أن خطوة المحول ADC هى 4.883Mv ، فإن تحويل القراءة القمية مرة أخرى إلى جهد تناظرى يكون أمرا من السهل القيام به عن طريق ضرب القراءة الرقمية (عدد الخطوات) فى قيمة الخطوة الواحدة :
Vin (in Volts) = DigitalReading * 0.004883

الآن ، بمعلومية أن حساسية الحساس هى 10mV/C ، يكون من السهل القيام بتحويل هذا الجهد إلى درجات مئوية عن طريق قسمة جهد الدخل على “0.01” ، وبالتالى يكون :

Temperature (C) = Vin/0.01 = DigitalReading * 0.4883

أى ضرب القراءة الرقمية فى معامل الدقة الكلية وهو 0.4883 .

الدائرة الكهربية :





تدريب تمهيدى : قراءة درجة الحرارة وإرسالها خلال المنفذ RS232 إلى الكمبيوتر :

[F.Abdelaziz]

تدريب تمهيدى : قراءة درجة الحرارة وإرسالها خلال المنفذ RS232 إلى الكمبيوتر :

#include <16F877A.h> 
#device ADC=10 
#USE DELAY(clock = 4000000) 
#use RS232(baud = 9600, xmit = PIN_C6, rcv = PIN_C7) 

void main () 
{ 
   float32 value, value1; 
   setup_adc(ADC_CLOCK_INTERNAL);    // Internal 
   setup_adc_ports (AN0); 
   set_adc_channel (0); 
   while (TRUE) 
   { 
      delay_ms (500); 
      value = read_adc (); 
      value1 = value * 0.4883; 
      printf ("Temp:%5.1fC\n\r", (float)value1); 
   } 
}

شرح البرنامج :
أولا :رأس (مقدمة) البرنامج :
1- تحديد الميكروكونترولر المستخدم :

#include <16F877A.h>

2- تحديد دقة موديول المحول ADC ، لاحظ وجود هذا التحديد قبل تحديد تردد ساعة التأخير :

#device ADC=10

3- تحديد تردد الساعة المستخدم مع الميكروكونترولر :

#USE DELAY(clock = 4000000)

4- تحديد خصائص الاتصال عبر المنفذ RS232

#use RS232(baud = 9600, xmit = PIN_C6, rcv = PIN_C7)

ثانيا : الدالة الرئيسية :

void main () 
{

1- إعلان المتغيرات ، لاحظ أن النوع يتناسب مع القيم التى سوف يتم حفظها فى المتغير :

Int16 value;   
float value1;

2- تحديد إعدادات المحول ، وطرف المنفذ المستخدم ، والقناة المستخدمة .

   setup_adc(ADC_CLOCK_INTERNAL);    // Internal 
   setup_adc_ports (AN0); 
   set_adc_channel (0);

3- الحلقة الغير منتهية :

  while (TRUE) 
   {

أ‌- تأخير مقترح لزوم الاستقرار

      delay_ms (500);

ب‌- قراءة الجهد التناظرى وتحويله إلى نتيجة رقمية “0-1023” وحفظه فى المتغير value :

    value = read_adc ();

ت‌- تحويل القراءة الرقمية إلى ما يقابلها من الدرجات المئوية

     value1 = value * 0.4883;

ث‌- إرسال معلومات درجة الحرارة بتشكيل محدد عبر المنفذ RS232 :

      printf ("Temp:%5.1fC\n\r", (float)value1); 
   } 
}

برنامج المتحكم :

[F.Abdelaziz]

برنامج المتحكم :

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/* 
PIC16F877A and LM35-LCD Based Temperature Monitor 
*/ 

#include <16f877a.h> 
#device adc=10    // Set ADC resolution to 10Bit
#use delay(clock=4000000) 
#use rs232(baud=9600,xmit=PIN_C6,rcv=PIN_C7,ERRORS) 
#include <lcd.c> 

#define  LOAD  PIN_B7 //Relay
#define  THRES 30.0     // load switching threshold in Celsius

int16 digital_reading;  // ADC resolution is 10Bit, an 8Bit integer is not enough to hold the reading
float temp; 

void main() 
{ 
   /* ADC Initialization */ 
   setup_adc(ADC_CLOCK_INTERNAL); // initialize ADC with a sampling rate of Crystal/4 MHz
   setup_adc_ports(RA0_ANALOG);   // set PIN_A0 as analog input channel
   set_adc_channel(0);            // point ADC to channel 0 for ADC reading
   delay_ms(1);                   // ADC module is slow, needs some time to adjust. 
    
   /* Peripherals Configurations */ 
   lcd_init();                   // Turn LCD ON, along with other initialization commands
   output_low(LOAD);             // the load is initially OFF
   lcd_gotoxy(1,1);              // point LCD cursor to col1 row1
   lcd_putc("Temperature is:");  // print on LCD 
    
   while(1) // infinite loop 
   { 
      digital_reading = read_adc();    // capture current temperature reading
      delay_us(100);                   // 0.1ms delay for ADC stabilization
      temp = digital_reading * 0.4883; // convert reading to Celsius
      lcd_gotoxy(1,2);                 // point LCD cursor to col1 row2
      printf(lcd_putc,"%2.1f C",temp); // print value on LCD 
      printf("Temperature is: %2.1f C\r\n",temp); // print value on RS232
      if(temp>=THRES)   output_high(LOAD);   // if temp.>=30 then Control Load on
      else  output_low(LOAD); //else off
       
      delay_ms(1000);   // 1 second delay between readings
   } 
}


http://fathallaabdelaziz.forumarabia.com/
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////