Микроконтроллеры? Это же просто.
Второе устройство, которое мы с вами рассмотрим — простой маломощный термостабилизатор на основе АТ89С2051.
В ряде случаев возникает необходимость поддерживать постоянной температуру объекта небольшого размера.
Типичный пример — источник опорного напряжения (ИОН) для того или иного измерительного прибора. Очень многие ИОНы выпускаются в 4…8-выводных корпусах типа SOIC или микроSOIC, площадь их корпуса составляет десятые доли квадратного сантиметра. В рассматриваемом случае мала не только площадь термостабилизируемой поверхности, но и мощность, требуемая для поддержания температуры на заданном уровне. В свете этого возникает желание сделать устройство как можно более простым, а также не содержащим громоздких терморезисторов. Она содержит небольшое количество элементов, а кроме того, функции как нагревателя, так и термодатчика в нем выполняет один и тот же элемент — транзистор VT.
Идея заключается в следующем. В зависимости от состояния транзистора VT2, через VT1 может протекать ток 100 мкА (когда VT2 закрыт) или 100 мА (когда VT2 открыт). Пропуская малый ток, мы переводим VT1 в режим измерения температуры p.n.перехода — напомню, увеличение температуры эмиттерного перехода транзистора на 1°C приводит к снижению падения напряжения на нем (при неизменном токе через него) примерно на 2.2…2.4 мВ. Когда через VT1 мы пропускаем большой ток, на нем рассеивается мощность 3.8 В х 0.1 А = 0.38 Вт, что увеличивает температуру коллекторного перехода рассматриваемого транзистора.
Дальше нам нужен только компаратор, на один из входов которого будет подан сигнал с эмиттера VT1, а на второй — опорное напряжение, соответствующее заданной температуре. Пусть для определенности сигналы будут сфазированы таким образом, чтобы при температуре перехода ниже заданной на выходе компаратора устанавливался бы нулевой уровень, а если выше — единичный. Давайте также сделаем так, чтобы микроконтроллер опрашивал состояние выхода этого компаратора с периодичностью, например, 100 мс, и при обнаружении на выходе нуля (т. е. состояния, когда VT1 недогрет) до конца рассматриваемого 100-миллисекундного интервала он установил бы 100-миллиамперный ток через VT1, при котором температура коллекторного перехода повысится. Если же в начале этого интервала на выходе компаратора будет обнаружена единица, то пусть микроконтроллер до конца интервала задает через VT1 малый 100-микроамперный ток, при котором транзистор будет остывать. Чередуя в зависимости от температуры транзистора интервалы его нагрева и охлаждения, мы смогли бы поддерживать температуру p-n-перехода на заданном уровне.
Читать далее статью в полном обьеме (pdf)
Схема термостабилизатра
