#第九届立创电赛#基于MCU的微型温漂测试系统 - 立创电子设计大赛

主页 >

martinyu

赛事

第九届立创电子设计开源大赛

版本协议

Public Domain

视频

描述

<div class="document"> 注：* 为必填项 请在报名阶段填写 ↓ <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">* 1、项目功能介绍</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> 本项目设计一款低成本微型温控箱，可以测量那些对温度敏感的器件在不同温度下的参数漂移。设计控制温度范围10-60℃，控制温度精度±1℃，通过盒内温度、温度控制散热片温度的反馈自调整控制温度。温度控制通过半导体制冷片和加热片控制，半导体制冷片负责降温，加热片负责升温，通过PWM控制调整温度，实现恒温。 主要控制思路：通过设定温度和箱内温度的差值，调整加热和制冷两路的PWM脉宽，实现温度的调整，稳定温度在±1℃。最初的设想是通过PID调整温度，由于时间紧张，无法将PID程序加入到程序中，希望后面能完善一些，将温度调动控制在±0.5℃。 注：主题不限，可以是解决生活/工作中的某个问题、为某个人群/场景设计的方案、毕业设计/课程设计/DIY项目/纯属炫酷项目等。主要讲一下自己通过什么手段解决了什么问题。 <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">*2、项目属性</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> 此项目为原创项目，首次公开 注：请说明项目是否首次公开；项目是否为原创；项目是否曾经在其他比赛中获奖，若有获奖则叙述获奖详情；项目是否在学校参加过答辩。 <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">* 3、开源协议</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> 本项目为开源项目 注：利他即利己，请认真阅读下述内容。 <ol style="line-height: 1.8;"> <li class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt pap-hanging-indent-1.6em" style="line-height: 1.8;">拥抱开源，赋予项目无限价值。建议项目核心功能开源80%以上；</li> <li class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt pap-hanging-indent-1.6em" style="line-height: 1.8;">2、若某一部分功能不可替代且删掉之后项目无法解决对应的问题，则这一部分实现的功能就是项目的核心功能；比如设计了一台电子负载且设计了一款上位机软件监控功率变化，则电子负载为核心功能，上位机软件为辅助功能；比如电子负载中使用了一款隔离485模块与上位机通信，则此485模块实现的通讯功能为辅助功能； </li> <li class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt pap-hanging-indent-1.6em" style="line-height: 1.8;">项目应选择适合自己的<a href="/posts/98fdb2accd754af7b51990790db3b47a" target="_blank">开源协议</a>，若项目引用其他开源项目，应注明来源并遵循原作者的开源协议规定；原创项目推荐使用GPL3.0开源协议；</li> <li class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt pap-hanging-indent-1.6em" style="line-height: 1.8;">直接引用开源项目的原电路或原代码实现的功能不可作为自己项目的核心功能、使用市场上通用模块直接实现的功能不可作为自己项目的核心功能。</li> </ol> 请在竞赛阶段填写 ↓ <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">*4、硬件部分</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> 主控板原理图 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/z3sEKk7VQRfV8hKQpu9P7Kyw31aeWR3Z7zwWN9by.png" alt="原理图" width="1675" height="1190"> 本项目采用STC单片机控制两路PWM输出，一路开关量输出，2路AD采集NTC温度传感器（型号 10K 1% B=3950），3路IIC温度传感器（型号STS30），3个按键输入，驱动4个数码管 主控板硬件 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/OHGlJDdsnmLLUmgMPZfU6H71qe9wGo9r6wttlJko.png" alt="主板顶层" width="486" height="510"> <img src="//image.lceda.cn/pullimage/7lkYlwJAJwY0GlrFwjx8MJh85VziWdHCe0Lw0KBB.png" alt="主板底层" width="470" height="505"> 以上是主控板的PCB图，U5位置12V稳压块是电源为24V时需要安装的，原先设计时为减小PWM控制的MOS管的电流，使用24V半导体制冷片、24V加热片，实际网上12V的制冷片价格更有优势，测试板采用12V供电，去掉了U5部分电路。程序用STC专用烧写器或者检验串口通过USB1烧写， <img src="//image.lceda.cn/pullimage/cvnJu0fX6gWQGPaeqjB98uLhxVxBCZbNBTwZ2Z9C.png" alt="传感器顶层" width="192" height="538"> <img src="//image.lceda.cn/pullimage/jzZkUXr7cTFxkmmut1jdtXtl5jxsmBFX8u7ozk71.png" alt="传感器底层" width="186" height="535"> 注：请前往<a href="https://lceda.cn/editor" target="_blank">嘉立创EDA</a> 生成/上传设计文件，文件完成后，相关文稿将自动生成至项目详情；这里可以详细说明您的项目实现原理和机制、注意事项、调试方法、测试方法等。推荐图文并茂的形式向别人介绍您的想法。 <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">*5、软件部分</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> 软件部分涉及到两种温度传感器的温度采集、数码管显示、按键检测、MOS管PWM驱动以及温度控制算法这几项 1.温度采集 I2C通信的STS30温度传感器，参考了官方的DEMO程序，官方的程序是SHT30的，移植过来，换一下地址调试一下就可以了，DEMO程序中在器件温度进行转换时，未加延时等待采集完成，导致一直采集失败，后精读资料后，加15mS延时就可以了； NTC温度传感器需要将温度的电压值转换成温度值，采用了查表的方法，温度的小数点采用插值计算得到。 2.数码管显示 数码管显示采用AIP650芯片驱动4位数码管，I2C通信，节省端口，芯片还支持按键检测，因所用按键少，MCU有多余端口，没有采用芯片的按键检测。 3.按键检测 采用上拉，有按键时低电平，IO口设计RC抗干扰电路。 4.MOS管PWM MOS管驱动采用JSM27517专用驱动芯片。 5.温度控制算法 温度控制算法，采用简单的温度传感器反馈调整加热或者制冷PWM的简单算法，温度的惯性控制不是很好，会超调，稳定时温度的波动有点大，程序还有很大的提升空间，希望后期能够将PID算法加入到程序中。 温度调整时，每秒钟输出一组数据，用以分析温度控制的精度，调整修改参数，对比测试。 数据格式：T_SET 25.0 T_BOX 23.9 PWM_HOT 120 PWM_COOL 0 T_COOLER 23.2 T_Heat_COOL 23.1 0M 1S T_SET ：设置温度 T_BOX：盒内温度 PWM_HOT：加热PWM脉宽数据 PWM_COOL ：制冷PWM脉宽数据 T_COOLER：制冷散热器温度，控制制冷热端散热 T_Heat_COOL ：温度控制散热器温度 0M 1S：时间， M 分钟， S 秒 注：若您的项目涉及软件开发，请在附件上传对应的工程源码。这里可以详细说明您的软件流程图、功能模块框图、相关算法的解释或科普、源码结构、编译环境的搭建和配置、源码编译方法、程序烧录方法等。推荐图文并茂的形式向别人介绍您的想法。 <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">*6、BOM清单</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> <img src="//image.lceda.cn/pullimage/j82ax7ZqYylvYkB86VJXlCW1s97ABucbwytvoRRU.png" alt="BOM" width="1536" height="722"> 注：项目涉及的BOM清单。在<a href="https://lceda.cn/editor" target="_blank">嘉立创EDA</a> 生成/上传设计文件后，BOM将自动生成至项目详情；建议包括型号、品牌、名称、封装、采购渠道、用途等内容。具体内容和形式应以表达清楚项目构成为准。 <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">*7、大赛LOGO验证</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> <img src="//image.lceda.cn/pullimage/hLeCI6y8QXpyZUxifzduUA4f42Hswa5FgQSJ66VY.jpeg" alt="logo" width="5824" height="4368"> 请上传包含大赛logo的项目图片，logo以丝印形式印刷在PCB上面。 点击zip下载大赛logo标识！ <a href="https://image.lceda.cn/easyedaResource/images/d1bbfd69f9404f56901a0e7b849b7245.rar" target="_blank">（大赛标识）.zip</a> <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">* 8、演示您的项目并录制成视频上传</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> 视频要求：请横屏拍摄，分辨率不低于1280×720，格式Mp4/Mov，单个视频大小限100M内； 视频标题：立创电赛：{项目名称}-{视频模块名称}；如立创电赛：《自动驾驶》-团队介绍。 <a href="/posts/de460543d4cf4dacb5f0326612455578" target="_blank">前往查看更多详情＞</a> </div>