Aktivní chladící systém pro LED komponenty

Anton Paus, Vladimír Pacholík, UREL, FEEC, VUT Brno
xpausa00stud.feec.vutbr.cz
xpacho01stud.feec.vutbr.cz

Obsah:

1. Úvod
2. Realizace
3. Závěr
4. Literatura

Úvod

Realizace

Chlazení probíhá aktivně prouděním vzduchu, vytvořené ventilátorem, pasivní chlazení by bylo v tomto případě nedostačující. Ventilátor je spouštěn pouze v případě nutnosti. Podle výstupního signálu z termistoru zařízení rozhodne, zdali ventilátor spustit nebo upravit počet otáček. V tomto projektu je využit ventilátor, který je zpravidla využívaný pro chlazení PC. Díky v něm umístěné Hallově sondě je možné sledovat rychlost otáčení ventilátoru externím zařízením, tzv. TACHO signál. Je napájen stejnosměrně 12V , jeho maximální otáčky jsou 4000 za minutu. Dva ze tří vodičů jsou napájecí. Třetí je použit na měření otáček (frekvence signálu je nepřímo úměrná otáčkám). Při otáčení je na výstupu obdélníkový signál se střídou 50%. Pokud je ventilátor zablokován, je na výstupu vysoká úroveň.

PWM

Termistor

Popis programu

Ukázka zdrojového kódu:

Měření otáček

// funkce na mereni otacek ventilatoru (metoda pulse stretching)
// vraci delku ctvrtiny periody jednoho otoceni ventilatoru
// vyjadrenou v hodinove periode citace 1 (64/F_clock)

unsigned int measure (void)
{
	counter = 3;
	RPM = 0;

	while (counter>0)
		{
			data_ready_rpm = 0;   
				
			if (first==0)
				{
					TCCR0 = 0;			// vypnuti PWM rizeni 
					PORTB |= (1<<PB3);	// ridici pin se nastavi na konstatni vysokou uroven
				}

			priemer = 0;		// nulovani promenne
			a = 0;				// nulovani pocitadla pro pocet preteceni citace 1

			TCNT1 = 0;			// nulovani citace
			TIMSK |= (1<<TICIE1);	// zapnuti preruseni po detekci hrany
			TIMSK |= (1<<TOIE1);	// zapnuti preruseni po preteceni citace 1

			while(data_ready_rpm==0);	// smycka do ukonceni jednoho mereni			
			data_ready_rpm = 0;		// nulovani priznaku dokonceneho mereni		

			TIMSK &=~(!0<<TICIE1);	// vypnuti preruseni po detekci hrany
		 	TIMSK &= ~(!0<<TOIE1);// vypnuti preruseni po preteceni citace 1	

			if (first==0)
				{
					PORTB &=~(!0<<PB3);		// ridici pin do nizke urovne
					// zapnuti PWM rizeni
					TCCR0 |= (1<<WGM01)|(1<<WGM00)|(1<<COM01)|(0<<COM00)|(2<<CS00);
				}

			if (priemer > 0)
				{
					RPM += (37500/priemer);
				}
			else
				{
					RPM = 0;
				}

			counter--;
		}

	RPM /= 3;

	if (first==0)
		{
	
			if ((RPM > RPM_memory) && (RPM!=0) )
				{
					if ((RPM - RPM_memory)>10)
						{
							RPM = RPM_memory;
						}
					else
						{
							RPM_memory = RPM;
						}
				}
	
			if ((RPM < RPM_memory) && (RPM!=0))
				{
					if ((RPM_memory - RPM)>10)
						{
							RPM = RPM_memory;
						}
					else
						{
							RPM_memory = RPM;
						}
				}
		}
	
	return RPM;		// vraci hodnotu prumerne delky pulzu
}

ISR (TIMER1_OVF_vect)				// obsluha preruseni po preteceni citace 1
{
	a++;

	if(a==2)				// perioda pro vyhodnoceni zablokovaneho ventilatoru
	{
		priemer = 0;			// vraceni nulove hodnoty delky pulzu
		data_ready_rpm = 1;
		a = 0;
	}					
}

ISR (TIMER1_CAPT_vect)				// obsluha preruseni po zachyceni hrany
{
	if (bit_is_set(TCCR1B,ICES1))
		{
			start = ICR1;		// ulozeni stavu citace pri nastupni hrane
			TCCR1B &= ~(!0<<ICES1);	// zmena citlivosti na sestupnou hranu
		}
	else
		{
			stop = ICR1;		// ulozeni stavu citace pri sestupni hrane
			pulse = (stop - start);	// vypocet delky pulzu
			TCCR1B |=  (1<<ICES1);	// zmena citlivosti na nastupnou hranu	
			priemer = pulse;	// ulozeni delky pulzu
			a = 0;			// nulovani promenne, ventilator se toci
			TCNT1 = 0;  		// nulovani citace
			data_ready_rpm = 1;	// indikace dokonceni mereni
		}
}

delta_temperature += (teplota - temp_memory); // integrace zmeny teploty
counter2++;				// pocitadlo vzorku na integraci
temp_memory = teplota;	// ulozeni soucasne hodnoty pro vypocet nasledne zmeny teploty

if (counter2 == 32)		// ukonceni integrace	
	{
		counter2 = 0;	// nulovani pocitadla

		if (teplota > (Tstart*10))	// jestli je teplota vyssi nez zadana
			{
				higher = 1;		// nastavi se prislusne priznaky
				lower = 0;

				if (delta_temperature > (-strmost))	// testovani hodnoty v integratoru
					{					
						OCR0 += 5;		// jestli nevyhovuje zvysi se otacky
										
						if (OCR0 > 249)	// zabraneni preteceni komparacniho registru
							{
								OCR0 = 250;
							}								
					}
			}
		else if (teplota < (Tstart*10))	// jestli je teplota nizsi nez zadana
			{
				higher = 0;		// nastavi se prislusne priznaky
				lower = 1;

				if ((delta_temperature < strmost))	// testovani hodnoty v integratoru
					{
						OCR0 -= 5;		// jestli nevyhovuje snizi se otacky
				
						if (OCR0 < 20)	// zabraneni preteceni komparacniho registru
							{
								OCR0 = 20;
							}								
					}
			}
		else						// jestli je teplota rovna zadana
			{
				if (higher==1)		// testuje se predesly stav
					{
						OCR0 -= 5; 
					}

				if (lower==1)
					{
						OCR0 += 5;
					}								
			}
	}
             

Závěr

Schémata a obrazová dokumentace

Ke stažení

Literatura