1 Анализ современного состояния систем измерения температурных характеристик электронных элементов 4
1.1 Обзор установок, применяемых в настоящее время 4
1.2 Портативное устройство сбора данных myDAQ 6
1.3 Микроконтроллеры ESP32 7
1.4 Реализация беспроводной связи 9
1.5 Нагревание и охлаждение термостатов в переходных режимах 11
1.6 ШИМ - регулирование мощности 13
2 Разработка миниатюрного автоматизированного термостата на основе микрокопроцессора ESP32 с беспроводной связью 15
2.1 Описание экспериментальной установки 15
2.2 Описание LCD1602 17
2.3 Измерение температуры с помощью термистора NTC 3950 19
2.4 Оценка параметров модели 25
2.5 Разработка алгоритма установки и измерения температуры на основе алгоритма работы автоматизированного термостата 27
3 Проведение тестовых экспериментов 31
3.1 Ускоренная калибровка термостата 31
3.2 Измерение прямого напряжения и обратного тока диода . 32
3.3 Измерение сопротивления германиевого полупроводника . 33
Заключение 36
Список литературы 37
В учебной деятельности сущесвует потребность в использовании миниатюрных термостатов для измерения температурных характеристик различных электронных элементов. Предлагаемые на рынке системы в виде муфельных печей достаточной громоздки, дороги и неэкономичны. В связи с этим актуальной является разработка компактных автоматизированных термостатов на основе мощных резисторов с керамической основой.
Целью работы разработка и исследование характеристик автоматизированных термостатов на основе мощных резисторов и беспроводных систем сбора данных.
Решаемые задачи:
1. Разработка схемных решений автоматизированных термостатов;
2. Разработка программного обеспечения автоматизированных систем;
3. Тестирование и экспериментальная оценка основных характеристик автоматизированных термостатов;
Основные результаты выпускной квалификационной работы заключаются в следующем :
1. При измерении температурных характеристик полупроводниковых диодов для повышения точности и чувствительности целесообразно включать их последовательно при измерении прямого напряжения на диоде и параллельно - при измерении обратного тока.
2. Для управления нагревом термостата целесообразно предваритель¬но оценить параметры его модели и использовать их при формировании алгоритма управления.
3. Для повышения скорости нагрева при сохранении однородности температурного поля целесообразно применять комбинированный метод нагрева, заключающийся в форсированном нагреве с максимальной мощностью на первом этапе и требуемой мощностью - на втором.
[1] Суранов, А. Я. LabVIEW 7: справочник по функциям. — М: ДМК Пресс, — 2007. — 536 С.
[2] R. Santos. MicroPython Programming with ESP32 and ESP8266. /
S. Santos //— Independently published — 2019. — 359 P.
[3] Самарин, А. В. Жидкрокристаллические дисплеи . — М.: СОЛОН- Р, — 2002. — 304 С.
[4] Королёв, А. А. Физика твёрдого тела.— СПб: Университет ИТ- МО,—2014.—78 С.
[5] Забродин, Ю. С. Промышленная электроника: учебник для вузов. — Москва: Альянс, — 2013. — 496 С.
[6] Гуртов, В. А. Твердотельная электроника.— М.: Техносфера,— 2005. — 408 С.
[7] Ярышев, Н. А. Тепловой расчет термостатов. — М.: Энергоатомиа- дат, — 1984.— 176 С.