Схемы цифровой термометр для измеритель наружного воздуха – принцип работы цифрового устройства, простые схемы

принцип работы цифрового устройства, простые схемы

На замену не совсем удобным аналоговым измерителям температуры, в основе работы которых лежит свойство жидкости расширяться и сжиматься, промышленность предложила дискретные устройства. Эти совсем несложные приборы обладают рядом неоспоримых преимуществ. Купить измеритель можно практически в любом магазине бытовой или климатической техники, но гораздо интереснее изготовить электронный термометр с выносным датчиком своими руками.

Суть устройства

Детали электронного термометра

Термометр, разговорный аналог — градусник, предназначен для измерения температуры окружающей среды. Первое устройство было изобретено в 1714 году немецким физиком Д. Г. Фаренгейтом. В основе своей конструкции он использовал прозрачную запаянную колбу, внутри которой находился спирт. После в качестве жидкости учёный применил ртуть. Но шкала аналогового измерителя, существующая и по сей день, была разработана лишь только через 30 лет шведским астрономом и метеорологом Андерс Цельсием. За начальные точки он предложил взять температуру тающего льда и кипения воды.

Интересным фактом является то, что изначально числом 100 была отмечена температура таяния льда, а за ноль взята точка кипения. Впоследствии шкалу «перевернули». По некоторым мнениям это сделал сам Цельсий, по другим — его соотечественники ботаник Линней и астроном Штремер.

Вскоре изготовление ртутных измерителей было широко налажено производством в промышленных масштабах. Со временем ртуть из-за своей ядовитости была заменена на спирт, а затем и вовсе был предложен новый тип устройства — цифровой. Сегодня, пожалуй, градусник стал неотъемлемым атрибутом любого жилища. По совету Всемирной организации здравоохранения была принята Минаматская конвенция, направленная на постепенный вывод из обихода ртутных градусников. Согласно ей в 2022 году использование ртути в измерителях будет полностью прекращено.

Поэтому из-за своих отличных характеристик термометр с цифровой схемой практически не имеет конкурентов. Предлагаемые в продаже спиртовые приборы проигрывают ему по точности и удобству восприятия данных.

Электронные модели могут располагаться в любом месте, ведь в контролируемом помещении необходимо расположить только небольшой датчик, подключённый к устройству. Этот тип используется во многих технологических процессах промышленности, например, строительных, аграрных, энергетических. С их помощью контролируется:

  • температура воздуха в производственных и жилых зданиях;
  • проверка нагрева сыпучих продуктов;
  • состояние вязких материалов.

Принцип работы

Перед тем как непосредственно приступить к изготовлению электронного термометра, следует разобраться в принципе его действия и определиться, из каких узлов будет состоять конструкция. Промышленно выпускаемые электронные градусники различаются по своим размерам и назначению. Но все они построены на однотипном принципе действия.

Проводимость материала изменяется в зависимости от температуры окружающей среды. Основываясь на этом и проектируется схема электронного градусника. Так, чаще всего в конструкции применяется термопара. Это электронный прибор, стоящий из двух сваренных между собой металлов. На поверхности каждого из них имеется контактная площадка, подключённая к измерительной схеме. При нагревании или охлаждении контактов возникает термоэлектродвижущая сила, появление и изменение которой регистрируется платой электроники.

В устройствах нового поколения вместо термочувствительного элемента используется кремниевый диод. Полупроводниковый радиоэлемент, у которого наблюдается зависимость вольт-амперной характеристики от температурного воздействия. Иными словами, при прямом включении (направление тока от анода к катоду) значение падения напряжения на переходе изменяется в зависимости от нагрева полупроводника.

Обработанные данные выводятся на дисплей, с которого уже визуально снимаются пользователем. Цифровые градусники позволяют измерять изменения температуры в диапазоне от -50 ° С до 100 ° С.

Всего же в конструкции простого термометра можно выделить пять блоков:

Схема электронного термометра

  1. Датчик — устройство, изменяющее свои параметры в зависимости от величины воздействующей на него температуры.
  2. Измерительные провода — используются для выноса датчика и его расположения в различных местах, требующих контроля над температурой. Чаще всего это небольшого сечения в диаметре проводники, даже необязательно экранированные.
  3. Плата электроники — содержит блок анализатора, фиксирующий изменения приходящего от датчика сигнала, а затем передающий его на экран.
  4. Дисплей — монохромный или цветной экран, предназначенный для отображения данных об измеренной температуре.
  5. Блок питания — собирается на типовых для радиоэлектроники интегральных микросхемах. Используется для стабилизации и преобразования питания, подающегося на все узлы платы.

Особенности изготовления

Сборка термометра своими руками

Человеку, увлекающемуся радиолюбительством, сделать электронный термометр своими руками по схеме не доставит трудностей, но в то же время обычному потребителю понадобится иметь хотя бы навыки паяния. Сегодня существует довольно много различных схем, отличающихся как сложностью повторения, так и дефицитностью радиодеталей.

При выборе схемы учитывают характеристики, которые она сможет обеспечить будущему измерительному устройству. В первую очередь — это диапазон измеряемых температур, а во вторую – погрешность. Конструктивно можно собрать проводную и беспроводную модель. При сборке второго типа используется радиомодуль, значительно удорожающий изделие.

Из-за использования чувствительных специализированных микросхем собирать навесным монтажом схему вряд ли получится. Поэтому предварительно изготавливается печатная плата. Делать её лучше из одностороннего фольгированного стеклотекстолита методом «лазерно-утюжной технологии».

Суть метода заключается в том, что с помощью, например, Sprint Layout, рисуется печатная схема устройства и распечатывается в зеркальном отображении в масштабе 1:1 на лазерном принтере. Затем, приложив отпечатанный рисунок изображением вниз к фольгированному слою, проглаживают чертёж разогретым утюгом. Из-за особенностей тонера изображение линий перенесётся на стеклотекстолит. Далее плата погружается в ванную с реактивом, например, FeCl3.

Как самостоятельно собрать термометр

В качестве индикатора можно использовать светодиодную матрицу, но лучше приобрести любой монохромный экран. Простой экран можно взять буквально за «копейки», например, подойдёт от старых системных блоков, выполненных в форм-факторе АТ. Если планируется конструкция с выносным датчиком, то неплохим вариантом будет использование шлейфа с диаметром проводника от 0,3 мм2, но в принципе подойдёт любой провод. При этом чем вынос датчика больше, тем большего сечения нужен и провод.

В схемотехнике некоторых термометров используются микроконтроллеры. Их применение позволяет упростить электрическую схему и повысить функциональность, но при этом требует навыков программирования и умения загружать прошивку. Для этого понадобится программатор, который можно также спаять самостоятельно, например, для LPT из пяти проводов.

Простой термометр

Конструкция простого термометра состоит всего из трёх деталей и тестера. В качестве датчика температуры в схеме используется LM35. Это интегральный прибор с калиброванным выходом по напряжению. Амплитуда на выходе датчика пропорциональна температуре. Точность измерений составляет 0,75° C. Запитывать интегральную микросхему можно как от однополярного источника, так и двухполярного. Предел измерений от -55 ° до 150° C.

Простой электронный термометр

В качестве мультиметра можно использовать стрелочный или цифровой прибор. К датчику согласно схеме подключают источник питания. Например, КРОНу или три соединённых последовательно пальчиковых батарейки. Измеритель же подключают к клеммам V и COM и переводят в режим измерения температуры. Потребление датчика при работе не превышает 10 мкА.

Диапазон измерения мультиметра устанавливается на два вольта. Отображённый на экране результат и будет соответствовать измеряемой температуре. Последняя цифра в числе обозначает десятые доли градуса.

При желании устройство можно сделать двухканальным. Для этого дополнительно необходимо будет изготовить механический или электронный переключатель.

Цифровая схема

Одна из самых простых схем состоит всего из нескольких элементов. В основе конструкции лежит использование датчика, выдающего значение температуры в цифровом коде. Стоимость термодатчика LM 335 не превышает 50 центов, при этом после калибровки его точность измерения составляет от 0,3 ° до 1,5° C. Датчик может измерять температуру от — 40 ° до 100° C. Выпускается он в двух корпусах — TO-92 и SOIC. В качестве аналога можно использовать отечественную микросхему К1019ЕМ1.

При монтаже длина соединительных проводов может достигать пяти метров. Калибровка схемы осуществляется изменением напряжения, подаваемым на вывод один. Необходимое значение рассчитывается по формуле:

Uвых = Vвых1 * T / To, где:

  • Uвых – напряжение на выходе микросхемы;
  • Uвых1 – напряжение на выходе при эталонной температуре;
  • T и To – измеряемая и эталонная температура.

Напряжение, формирующее выходной сигнал, зависит от температуры, поэтому питание, подающееся на датчик, должно осуществляться от источника тока. Собирается он на двух транзисторах КТ209 и не требует дополнительных настроек. Максимальный ток питания не превышает 5 мА. Увеличение выходного напряжения на 10 мВ соответствует приросту температуры на один градус.

Использование микроконтроллера

Применение в схеме самодельного термометра микроконтроллера подразумевает использование программы, управляющей его работой. В качестве микросхемы применяется ATmega8, а датчика температуры — DS18B20.

В схеме используется небольшое число радиодеталей. Она несложная и не нуждается после сборки в какой-либо наладке. Напряжение питания микроконтроллера составляет пять вольт. Для его стабилизации используется микросхема L7805. Транзисторы можно использовать любые с NPN структурой. В качестве индикатора подойдёт трёхразрядный сегментный дисплей с общим катодом.

Схема электронного термометра

Температура устройством может изменяться в интервале от -55 ° до 125º С с шагом в 0,1º С. Погрешность измерения не превышает 0,5º С. Обмен данными между датчиком и микроконтроллером происходит по шине 1-Wire. При большом расстоянии выноса измерительной микросхемы DS18B20 от ATmega8 необходимо подобрать подтягивающее сопротивление. Распаять его лучше непосредственно на вывод датчика.

При программировании все установки микроконтроллера оставляются заводскими, и фьюзы не изменяются. Затем к собранному термометру можно добавить ещё один датчик, а также часы. Но для этого необходимо будет обладать знаниями в программировании, чтобы дописать программный код.

Точный термометр

Как своими руками собрать электронный термометр

Применение в качестве датчиков полупроводниковых диодов и транзисторов характеризуется сложностью калибровки показаний, что в итоге приводит к погрешности результата измерений. Поэтому для получения точного результата в качестве измерителя применяется бифилярно намотанная катушка из тонкого проводника, размещённая в цилиндре, имеющем размеры порядка 4×20 мм.

Основой конструкции является микросхема ICL707 и светящийся индикатор. Питание можно подавать от любого источника с выходной амплитудой 12 В. На DA3 собран нормирующий преобразователь, изменяющий своё выходное напряжение в зависимости от сигнала, поступаемого с датчика.

Настройка заключается в выставлении на 36 ноге микросхемы напряжения, равного одному вольту. Делается это с помощью резисторов R3 и R4. Вместо датчика подключают резистор на 100 Ом. Изменением сопротивления R14 устанавливают нули на цифровом индикаторе. После чего устройство готово к измерениям.

Как своими руками собрать электронный термометр Загрузка...

proagregat.com

DIY набор для создания цифрового термометра и последующая интеграция (не колхозинг) его в автомобиль

Здравствуйте. Предлагаю обзор комплекта для создания самодельного цифрового термометра. Постараюсь рассказать также и о некоторых хитростях. Для гуру мои «хитрости» могут показаться смешными, но некоторым, надеюсь, помогут. Также в обзоре будет информация о том, как этот термометр я установил, не приколхозил, а именно установил в автомобиль.
На самом деле это не просто термометр, а терморегулятор, у него есть выход для управления нагрузкой и кнопки изменения уставки, но я использовать эти функции не планирую.
Заинтересовавшихся прошу…
У меня в авто нет датчика температуры наружного воздуха. В связи с этим я испытываю некоторое неудобство. Анализ готовых автомобильных термометров мне не принес удовлетворения. Поэтому выбор пал на этот набор. Почему именно на него? Термометр использует цифровой датчик температуры DS18B20, который не требуется настраивать или калибровать. Он уже имеет абсолютную точность 0,5 градуса. Но об этом ниже.
Перейдём к набору.

Посылка и упаковка:


Продавец положил вот такую памятку-просьбу:В ней продавец благодарит за выбор именно его магазина, рассказывает о том, как он заботится об удовлетворении покупателей и просит не забыть оставить хороший отзыв. Как-то так.

Комплектация:

  • резистор 470 Ом — 7шт.
  • резистор 4,7 кОм — 5 шт.
  • резистор 10 кОм — 1 шт.
  • резистор 1 кОм — 1 шт.
  • конденсатор 10 мкФ — 2 шт.
  • конденсатор 0,1 мкФ — 1 шт.
  • конденсатор 30 пФ — 2 шт.
  • транзистор S9012 — 4 шт.
  • кварцевый резонатор 12 МГц — 1 шт.
  • кнопка — 3 шт.
  • микроконтроллер AT89C2051 — 1 шт.
  • панелька DIP-20 — 1 шт.
  • термодатчик DS18B20 — 1 шт.
  • светодиодная матрица 3631 — 1 шт.
  • 2-х контактный клеммник — 2 шт.
  • светодиод красный — 1 шт.
  • печатная плата — 1 шт.
  • схема — 1 шт.

Рассмотрим основные компоненты поближе.

Печатная плата:

Односторонняя печатная плата из стеклотекстолита. Со стороны печати нанесён защитный лаковый слой, в обиходе именуемый «зелёнкой», со стороны элементов нанесена шелкография. Размер платы 50х55 мм. Качество изготовления хорошее.

Микроконтроллер:

Микроконтроллер АТ89С2051 в корпусе DIP20 является Атмеловским клоном знаменитого Интелловского микроконтроллера Intell 8051. Официальное название 8051-семейства микроконтроллеров Intel — MCS 51.
Микроконтроллер уже «прошит», т.е. содержит в себе необходимый программный код.

Кварцевый резонатор:

Микроконтроллер оборудован тактовым генератором, для стабилизации частоты которого используется внешний кварцевый резонатор на 12 МГц

Термодатчик:

В качестве датчика температуры используется распространённый цифровой датчик DS18B20 (русскоязычное описание). Данный термодатчик, а по правильному «Преобразователь температуры» зарегистрирован в Государственном реестре средств измерений и имеет описание типа СИ (ссылка). Так вот в описании типа СИ указано, что данный датчик температуры имеет абсолютную погрешность измерения температуры +- 0,5 градуса Цельсия в диапазоне от -10 до +85 градусов. За пределами диапазона погрешность увеличивается до 2 градусов.
Этот цифровой датчик имеет интерфейс «1-Wire» или по другому «MicroLAN». Работает как с «активным» питанием (используются все 3 ножки), так и с «паразитным» (для этого достаточно 2 проводов). Но ввиду того, что термометр предполагается эксплуатировать в автомобиле с большим уровнем помех, то лучше подключить все 3 ножки.

Индикатор:

В качестве индикатора используется трехразрядный светодиодный цифровой дисплей 3631 с общими анодами красного цвета.

Винтовые клеммники:

Клеммники соединяются между собой с помощью гнезда «ласточкин хвост».
У этих клеммников есть один конструктивный недостаток: Ось контакта для пайки совпадает с осью винта и при приложении достаточно небольшого усилия на винт, контакт для пайки проворачивается, срывая пайку. Поэтому затягивать эти клеммники нужно аккуратно, без лишних усилий.

Остальные элементы:

Остальные элементы самые стандартные: конденсаторы, резисторы, транзисторы, кнопки.

Паяем:

Паять желательно используя флюс — спиртоканифоль. Изготавливается либо самостоятельно (канифоль толчётся в песок и растворяется в медицинском спирте), либо приобретается в специализированных магазинах. Готовую спиртоканифоль, для удобства использования, советую перелить в пузырёк от лака для ногтей, предварительно очищенный от лака ацетоном. Кисточкой спиртоканифоль наносится на плату и выводы и дальше паяется обычным припоем, например ПОС-61.

Спаяли:

Возле отверстий можно заметить остатки флюса, протёкшего со стороны печати.

Моем:

Для очистки от флюса плата помещается в литровую стеклянную банку и заливается спиртом или спиртобензиновой смесью примерно на полчаса. Я обычно мою медицинским спиртом. Потом этот спирт можно использовать для изготовления спиртоканифоли. Через полчаса остатки флюса смываются ватной палочкой или не очень жёсткой зубной щёткой.

Наладка и первое включение:

В наладке плата не нуждается, должна работать сразу после подачи питания, но у меня не заработала. Сначала я даже подумал, что контроллер прислали незапрограммированный. Но оказывается при подаче питания, термометр включается в «дежурном режиме» и чтобы его «разбудить», необходимо нажать кнопку S1. Этой же кнопкой можно послать термометр обратно в «дежурный режим» долгим нажатием. Короткое нажатие переводит в режим изменения уставки. Режим индикации уставки определяется морганием индикатора. Для изменения уставки служат кнопки S2 и S3. Для подтверждения уставки — короткое нажатие S1. Уставка это температура при которой происходит изменение значения выхода на клеммнике Х2, что дополнительно индицируется красным светодиодом LED1. К клеммнику Х2 можно подключить катушку маломощного 5 вольтового реле, контактами которого уже управлять чем-то более мощным.
Работает это следующим образом: Если измеряемая температура выше уставки, то светодиод не горит и реле обесточено, если температура падает ниже уставки, загорается светодиод и подаётся напряжение на контакты клеммника Х1, т.е. реле срабатывает. Таким образом с помощью данного термометра, а точнее терморегулятора можно поддерживать температуру в какой-нибудь печи (инкубаторе).
Питается термометр от 5 вольт постоянного тока. Ток потребления не замерил, но он невелик. Думаю десятки миллиампер.

Установка в автомобиль:

Ну что же, пора переходить ко второй части обзора — к установке в автомобиль. Не люблю разный «колхозинг» и обвешивание салона всякими «прибамбасами», поэтому постарался встроить термометр так, чтобы его внешне видно не было. Вставить его решил в… штатный приёмник. Из всех функция приёмника используется единственная — часы. Поэтому левая часть ЖК индикатора всегда пустая. Вот под этот индикатор я и решил спрятать индикатор термометра.
Подробности демонтажа приёмника и последующего его «расковыривания» опущу, думаю всё будет понятно из фото:
Чтобы установить светодиодный индикатор термометра позади ЖК индикатора приёмника, индикатор термометра пришлось удлинить с помощью 11 жильного плоского кабеля (кабель взял от PATA интерфейса, это то, что было до SATA, если такого кабеля в наличии нет, то его можно купить в магазине радиотоваров).
Далее в пластиковом корпусе за ЖК индикатором прорезается плоская щель на ширину кабеля, я для этого просверлил ряд отверстий 2 мм сверлом, и обработал их скачала канцелярским ножом, потом маленьким надфилем.
Далее, термоклеем закрепил индикатор, удалив излишки клея ножом:
ЖК индикатор сам по себе прозрачный, но позади индикатора установлена рассеивающая белая пластиковая прокладка. Вот как видны цифры без рассеивающей прокладки:
А вот так с установленной рассеивающей прокладкой:Второй вариант мне понравился больше.

Питание:

Нужно не забывать, что напряжение питания термометра 5 вольт, а бортовое напряжение большинства автомобилей 12 вольт. Для этого необходимо использовать 5 вольтовый стабилизатор. Я использовал линейный стабилизатор 7805 в корпусе ТО-220. Схема включения:
Стабилизатор прикрутил на радиатор. Саму плату закрепил 2-мя стойками к основной плате. Кнопку S1 подключил к штатной кнопке приёмника, предварительно отрезав дорожки от последней:

Подключение термодатчика:

Для подключения термодатчика я использовал установленное, но не подключенное 8 контактное гнездо DIN-8:
В качестве разъёма использовал старый советский стерео-штеккер DIN-5 (такой используется и в старых АТ клавиатурах):
Вот как получилось:

Термодатчик и кабель:

Кабель я использовал 2-х проводный микрофонный, т.к. он круглый в сечении и достаточно гибкий. Он состоит из 2-х проводов и оплётки — экрана. Вот этот экран я подключил к "-" питания датчика, провода как получилось:
Теперь необходимо датчик загерметизировать. Проще всего надеть на него термоусадочную трубку таким образом, чтобы она перекрыла и часть кабеля и осталась за пределами датчика ещё миллиметров на 5-8. Далее усадить, начиная от кабеля и заканчивая датчиком и пока ещё трубка горячая, конец зажать пассатижами. Получается вот такого вида герметичный несъёмный «чехол»:

Место установки термодатчика:

Немаловажный этап установки термометра наружного воздуха это выбор правильного места установки термодатчика. Сначала я вывел термодатчик в подкапотное пространство между фарой и крылом. Во время езды термометр показывает правильную температуру. Но во время стоянки подкапотное пространство подогревается работающим двигателем и показания плывут вверх.
Изучив данный вопрос я выяснил, что производители устанавливают термодатчики наружного воздуха в основном в 2 местах:
Перед радиатором под замком капота:
И в зеркале заднего вида:
Второй вариант мне показался идеальным, т.к. в зеркале точно термодатчик ничем подогреваться не будет, при условии, что зеркала без подогрева. В моём авто установлены зеркала с электроприводом и как раз без подогрева, поэтому конструктивно уже есть отверстия для проводов. Для этого пришлось снять обшивку двери и часть обшивки салона. Самое трудоёмкое — продеть провод через гофру с кабелями между дверью и салоном:

Наслаждение результатом:

С выключенным термометром но с включенной подсветкой ЖК индикатора:
С включенным термометром:
Я результатом остался доволен.

Заключение:

Затратив 8 долларов и 3 дня новогодних праздников я получил цифровой термометр с хорошей точностью измеряющий температуру за бортом авто и, что для меня немаловажно, не портящий внешний вид салона.
Вот что ещё можно добавить к вышесказанному:
  • Индикатор термометра можно заменить на другой по размеру или цвету свечения, но аналогичный по подключению, при условии выносного подключения, как в данном варианте. Использовать можно любые 3 разрядные 7 сегментные светодиодные матрицы с общим анодом, либо отдельно 3 одноразрядных 7 сегментных индикатора, также с общим анодом. Подобных индикаторов полно у различных производителей, например у Kingbright.
  • Некоторые производители автомобилей не комплектуют свои авто термометрами наружного воздуха, но предусматривают индикатор, обычно со снежинкой, который говорит о том, что погодные условия близки к образованию гололёда. С помощью данного термометра можно реализовать такую функцию. Выход термостата (клеммник Х2) можно подключить к какой-нибудь лампочке на панели приборов, либо вывести дополнительный светодиод и настроив уставку +1 градус, можно индицировать падение температуры до этой уставки.

Ну вот и всё. Удачи по жизни и на дорогах!!!

P.S. Есть вариант точно такого же конструктора на пару долларов дешевле (спасибо gargargar за информацию). Но там качество печатной платы хуже. Это отметил и gargargar в своём комменте, и на странице товара есть также соответствующий коммент "Very hard to solder, blue PCB"

mysku.ru

СХЕМА ЦИФРОВОГО ТЕРМОМЕТРА

   Часто схемы собирают по остаточному принципу: что-то где-то завалялось - можно что-нибудь спаять. Это как раз тот случай, где ничего покупать не нужно, так как все детали термометра самые распространённые. Использование дешевых микросхем серии 176 (К176ЛА7 и К176ИЕ4), сделало возможным создание цифрового термометра, который при всей своей простоте обладает высокой повторяемостью и достаточной для бытовых целей точностью. Часто в последнее время ставят цифровые датчики температуры, но здесь им является обычный терморезистор с отрицательным ТКС и сопротивлением примерно 100кОм. 

Цифровой термометр своими руками

   Цифровой термометр был задуман изначально как бытовой, домашний, который всю свою жизнь должен провисеть где-нибудь у окошка. Владельца термометра, прежде всего, волнует, какая температура на улице. Поэтому термометр может иметь внешний датчик температуры, расположенный, например, на внешней стороне рамы окна или только внутренний, если нужен контроль температуры в помещении. 

   Часто надо посмотреть на термометр, когда условия освещения плохие - например, посреди ночи. Поэтому ЖК-индикаторы, даже с подсветкой, не подходят. Лучшую читаемость в условиях недостаточного освещения имеют светодиодные индикаторы типа АЛС. Параметры термометра в смысле погрешности измерений всецело определяются настройкой градуирования по образцовому термометру. Схема термометра, вместе со всей страницей из журнала радиоконструктор приводится ниже:

Цифровой термометр схема и описание

   Печатная плата конструкция корпуса термометра зависит от желаемого дизайна изделия, поэтому здесь не приводится. Фото моей платы приводится ниже.

Цифровой термометр на микросхемах

   Можно при необходимости питать цифровой термометр от батареек с напряжением 9В, а если предполагается использовать термометр только с сетевым питанием, то собирайте схему стабилизатора на 7808. Материал предоставил -igRoman-

   Форум по цифровым микросхемам

   Обсудить статью СХЕМА ЦИФРОВОГО ТЕРМОМЕТРА


radioskot.ru

Простой цифровой термометр своими руками с датчиком на LM35

Для изготовления этого простого цифрового термометра необходим температурный датчик LM35, цифровой вольтметр (любой недорогой китайский цифровой мультиметр), два маломощных диода, один резистор и несколько батареек (либо элемент типа «Крона»). Из этих компонентов можно быстро собрать простой цифровой многофункциональный термометр с диапазоном температур от -40 до +150 градусов Цельсия. Для измерения только положительных температур диоды и резистор не нужны.

Точность измерения температуры 0,1 градуса Цельсия, т.е. термодатчик для многих применений можно назвать прецизионным. Для этого универсального цифрового термометра использованы полупроводниковые датчики температуры LM35DZ/NOPB для температуры от 0 до +100°C и LM35CZ/NOPB для температуры от -40 до +110°С в корпусах TO-92. В datasheets некоторых производителей LM35 указана верхняя измеряемая температура +150 градусов Цельсия.

Термометр для измерения положительных температур

Такой электронный измеритель температуры можно быстро сделать своими руками. Достаточно подключить Крону (или три пальчиковые батарейки, соединенные последовательно) к датчику, а датчик к вольтметру, как показано на рисунке – и термометр готов. Датчик потребляет от источника питания ток не более 10 мкА, поэтому батарейку можно не отключать длительное время.

Схема подключения LM35 для измерения плюсовой температуры и «распиновка» датчика

Диапазон использования такого цифрового датчика очень широк:
- термометр комнатный
- термометр уличный
- термометр для воды и других жидкостей
- термометр для инкубатора
- термометр для бани и сауны
- термометр для аквариума
-термометр для холодильника
- термометр для автомобиля
- цифровой многоканальный термометр и т.д.

Термометр уличный электронный

Схема цифрового термометра для измерения температуры от минус 40 до плюс 110 градусов Цельсия с однополярным источником питания. Диоды маломощные кремниевые – КД509, КД521 и т.д. Диапазон измерения тестера надо устанавливать на 2 вольта (2000 мВ), последняя цифра будет показывать десятые доли градуса, ее следует отделить точкой.

Для воды и других жидкостей датчик термометра следует сделать герметичным, для этого его можно залить силиконовым герметиком, либо поместить в медную трубку с внутренним диаметром 6 мм со сплющенным и запаянным концом. Запаянный конец трубки надо заполнить термопастой. Затем припаять к датчику провода, изолировать контакты и вставить датчик в трубку – протолкнуть до упора, чтобы он находился в теплопроводящей пасте. Таким образом получаем щуп-термометр. Если инерционность термометра не является критичной, датчик можно вставить в пластиковую трубку и загерметизировать ее концы.

Схема электронного термометра с двумя датчиками

Термометр легко сделать многоканальным. Для этого можно использовать как механические, так и электронные аналоговые переключатели. Ниже, для примера приведена схема двухканального термометра для плюсовых температур с использованием «перекидного» тумблера.

Этот прибор показывает уличную температуру, датчик висит за закрытой форточкой. Время на сборку заняло 30-40 минут.

Так выглядит прибор сзади. Собран градусник по схеме с одним источником питания, двумя диодами и резистором. Поскольку отрицательное смещение на диодах составляет порядка 2-х вольт, а минимальное напряжение питания датчика 4 вольта, в качестве БП использованы спаянные последовательно 5 батареек ААА. Датчики припаяны к неэкранированным проводам длиной 2,5 метра.

На этом фото показаны два термометра. Датчик первого размещен в холодильной камере, а второго - в морозильной камере этого же холодильника. Точка на индикаторе мультиметра нарисована черным маркером.

Измерил температуру своего тела – полный порядок. Подключил точно такой же другой прибор (без точки на индикаторе) к этому же датчику и огорчился, прибор «врет» в большую сторону на 0,2 градуса. В кипящей воде не пробовал: не готовы герметичные щупы. Перед замерами батарейки в обоих приборах заменил на одинаковые новые.

На основе этого термодатчика можно сделать простой регулятор температуры, добавив компаратор с регулируемым или фиксированным порогом срабатывания и силовой ключ (оптосимистор, реле …), который будет включать нагреватель. Для построения термостата (инкубатора, например) такая схема не пойдет, LM35 необходимо подключать к устройству с функцией ПИД-регулятора, например, ТРМ210.

  • Напряжение на светодиоде
  • Схема светодиодной лампы на 220в
  • Лампа ЭРА А65 13Вт
  • Как паять светодиодную ленту
  • Светодиодная лента на 220 в
  • Простое зарядное устройство
  • Разрядное устройство для автомобильного аккумулятора
  • Схема драйвера светодиодов на 220
  • Подсветка для кухни из ленты
  • Подсветка рабочей зоны кухни
  • LED лампа Selecta g9 220v 5w
  • Светодиодная лампа ASD LED-A60
  • Общедомовой учет тепла
  • Схема диодной лампы 5 Вт 220в
  • firstelectro.ru

    7 лучших электронных термометров с выносным датчиком

    Электронные термометры работают по принципу воздействия среды на особые датчики, которые управляются программой. Выносной датчик, идущий в комплекте, позволяет расположить его далеко от объекта исследования. В измеряемую среду погружают только щуп, находящийся на конце провода. Особенно пригодится это при работе с экстремальным давлением, опасными химическими веществами (кислотами, щелочами и т. д.), высокими температурами, да и с любыми другими агрессивными средами. Представленная подборка познакомит вас с семью электронными термометрами, оснащёнными выносными датчиками. Особое внимание мы уделили особенностям, а также отметили все существующие достоинства и недостатки каждой модели. 

    Электронные термометры с выносным датчиком

    DC-1 – широкий температурный диапазон

    DC 1

    Модель проста в эксплуатации. Термометр работает с широким диапазоном температур, при этом даёт довольно точное определение уровня влажности. В приборе использован РС-интерфейс. Производитель предусмотрел возможность подключения кабеля USB. Электронный термометр выдаёт точные измерения – 1,3 процента.

    Отличается высокой калибровочной скоростью. Устройство оснащено сенсором типа щуп. Подойдёт для работы в условиях лабораторных исследований. Защита от пыли и влаги соответствует протоколу IP31. В комплектацию входит сам термометр с датчиком и батарейки, также прилагается инструкция по применению. 

    Достоинства:

    • точные измерения;
    • простой в использовании;
    • есть USB-разъём;
    • приемлемая стоимость – 540 р. 

    Недостатки: 

     

    Рекомендации:

    DC-5 – датчик многоканального типа

    DC 5

    Модель стоит относительно дорого, но цена оправдана, так как прибор имеет много преимуществ перед более дешёвыми аналогами. Устройство работает в широком температурном диапазоне и имеет низкий процент погрешности. Здесь применяется датчик многоканального типа. Электронный термометр отличается высокой скоростью калибровки.

    Как и у предыдущей модели, у DC-5 интерфейс серии РС. Защита от влаги и пыли соответствует протоколу IP32. Прибор оснащён функцией, позволяющей замерять уровень влаги. Подойдёт для применения в полевых условиях и во время лабораторных исследований. 

    Достоинства:

    • точные значения измерений;
    • лёгкость использования;
    • сквозное сопротивление – до 6 Ом.

    Недостатки: 

    • относительно дорогой – 2100 р.

     

    Digital 320 – высокая скорость измерения

    Digital 320

    Электронный термометр с выносным датчиком отличается высокой скоростью измерения, которая равна 1,2 секунды. Погрешность этого прибора составляет не больше 0,8 процента, что даёт право называть его одним из точных среди аналогов. Здесь использован интерфейс серии РС.

    Производитель разместил на боковой панели гнездо для подключения кабеля USB. Подходит для лабораторных исследований, как и большинство подобных моделей. Работает термометр от двух батареек, которых хватает на три часа. Из минусов пользователи отмечают запуск прибора с некоторой задержкой. 

    Достоинства:

    • высокая скорость и точность измерений;
    • наличие USB-разъёма.

    Недостатки: 

    • долгая калибровка;
    • низкий порог придельной температуры;
    • запускается с небольшой задержкой;
    • относительно дорогой – 1600 р.

     

    RST 77110 – контроль режима температуры в трёх режимах одновременно

    RST 77110

    Модель работает в широком диапазоне температур: от -50 до 200 градусов. Из дополнительных функций здесь можно отметить возможность сохранять температурные значения в памяти устройства. Выносной датчик беспроводной, его радиус приёма составляет около 40 метров.

    В комплекте с термометром поставляется только один, но подключать можно до трёх штук. Сбор и передачу данных прибор осуществляет каждые семь секунд. Питается от батареек, которые входят в комплектацию. Информативный дисплей оснащён подсветкой. Термометр измеряет температуру воздуха, жидкостей, смесей и грунта.

    Достоинства:

    • есть настенное крепление для более удобной работы с прибором;
    • предусмотрена световая индикация;
    • выносной датчик с металлическим щупом;
    • сигнал о превышении минимальных/максимальных значений.

    Недостатки:

    • относительно дорогой – 2300 р.

     

    Ea2 EN209 – метеостанция

    Ea2 EN209

    Модель работает в диапазоне от -40 до 50 градусов. Есть также возможность определять уровень влажности на улице и в помещении в диапазоне от 20 до 99 процентов. Из дополнительных функций прибора стоит выделить получение прогноза погоды, наличие будильника, часов, календаря.

    Последние значения запоминаются в памяти устройства. Беспроводной выносной датчик работает в радиусе 30 метров. Можно подключать до трёх датчиков, но в комплектацию входит лишь один. Питание осуществляется как от сети, так и от батареек.

    Достоинства:

    • есть индикация уровня заряда;
    • информация отображается специальными символами и цифрами;
    • присутствует возможность выбора единиц измерения;
    • дисплей оснащён подсветкой. 

    Недостатки:

    • относительно дорогой – 5 тыс. р.

     

    Ea2 AL803 – возможность измерения внешней и внутренней температуры

    Ea2 AL803

    Модель имеет возможность измерения температуры как на улице, так и в помещении. Прибор работает в диапазоне от 0 до 50 градусов (внутренняя) и от -40 до 50 (внешняя). Он также определяет уровень влажности (диапазон от 20 до 99 процентов). Устройство питается от батареек ААА. На информативный монохромный дисплей выводится анимированный прогноз погоды. Есть функция будильника, отображение часов и календаря. 

    Достоинства:

    • небольшие габариты – 80 х 158 х 19 мм;
    • высокая точность измерений;
    • индикация уровня заряда.

    Недостатки:

    • работает только от батареек;
    • относительно дорогой – 2500 р.

     

    Oregon Scientific WMR89 – наличие барометра

    Oregon Scientific WMR89

    Модель отличается тем, что в ней присутствует встроенный барометр. Он отображает на дисплее атмосферное давление. Электронный термометр с выносным датчиком измеряет температуру и влажность, а также определяет направление, скорость ветра и уровень выпавших осадков.

    Из дополнительных функций стоит отметить выводимый на экран прогноз погоды, лунный и обычный календарь, часы. Для удобства прибор сохраняет в памяти устройства последние значения измерений. Питание осуществляется от сети и от батареек. Информация выводится в виде специальных символов и цифр. 

    Достоинства:

    • беспроводной выносной датчик работает в радиусе 100 метров;
    • в комплектацию входят три датчика;
    • есть USB.

    Недостатки:

    • дорогостоящий – 10 тыс. р.

     

    Друзьям это тоже будет интересно

     

     

    Хочешь получать актуальные рейтинги и советы по выбору? Подпишись на наш Telegram.

    Если заметили ошибку, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter

    vyboroved.ru

    Простой многоканальный термометр - Микроконтроллеры - Схемы на МК и микросхемах

    Понадобился мне для дома простейший термометр для измерения, так сказать, "забортной" температуры. Наружного термометра за окном у меня нет, поэтому решил собрать простую схему с выносным датчиком для измерения уличной температуры, чтобы не выглядывая в окно и не рассматривая деления на наружном спиртовом термометре (если он имеется), сразу видеть уличную температуру на цифровом табло в помещении.

    Схему долго не искал, сразу попался на глаза термометр на PIC-контроллере, автор которого Ondrej Slovak, и так как имеется нормальный программатор, решил собрать эту схему.
    Чем она мне понравилась, ну довольно простая, мало деталей и возможность подключать к этому термометру несколько датчиков температуры, которые можно установить в разных местах. Например один в помещении, другой на улице.
    Датчики температуры в этом термометре самые обычные, DS18B20. Термометр позволяет подключить к себе от одного, до пятнадцати подобных датчиков, для контроля за температурой в пятнадцати различных мест (может кому-то и понадобится).
    Диапазон измерения температуры этого термометра от -55 до +125 ° C, разрешение 0,1 ° C, то есть хватит на все случаи жизни, только если не на крайнем Севере, где температура может опускать и ниже 55-ти градусов.
    Температуры ниже -9,9 или выше +99,9 ° C, отображаются с разрешением в 1 ° C. Отрицательные температуры отображаются со знаком "-", а положительные без знака.
    В качестве цифрового индикатора температуры, применён 3-х разрядный светодиодный индикатор с общим анодом.
    Отображение температуры различных датчиков происходит автоматически. Сначала анимацией отображается номер температурного датчика в шестнадцатеричном формате (цифры от 1 до 9 и буквы A,B,C,D,E,F) в течении 3 секунд, затем индикация температуры этого датчика (10 секунд).
    Как это всё отображается на цифровом индикаторе, видно на анимационном рисунке ниже. Рисунок отображает температуру и номера всех пятнадцати (если они будут) подключенных к термометру датчиков.

     

    Поиск подключенных датчиков происходит после включения питания термометра.
    Если к термометру подключён только один датчик, то его номер не отображается и на индикатор выводится только температура этого датчика без всякой анимации.
    Термометр собран на микроконтроллере PIC16F88, его так-же можно собрать и на микроконтроллере PIC16F628A. В прикреплённом архиве в конце статьи, имеются прошивки для этих двух микроконтроллеров.
    Ниже приведена схема термометра в авторском варианте.

    Все температурные датчики подключаются параллельно к одному шлейфу.
    Если в процессе эксплуатации какой нибудь датчик выйдет из строя, или с ним нарушится электрический контакт, на индикаторе отобразится неисправность в следующем формате - Er.x. где х = номер неисправного датчика (смотри рисунок ниже).
    Повреждение датчика или ошибка связи с датчиком, не сразу выводятся на индикатор, а после того, как до него дойдёт очередь.

    Если при включении термометра ни один датчик не будет найден, на дисплее отображается ошибка - E.00.  Поиск датчиков при этом по-прежнему повторяется.

    При включении термометра и первоначальном поиске датчиков, их серийные номера (первые 8 бит) загружаются и сохраняются в памяти микроконтроллера, и датчикам присваиваются номера (1- самому маленькому номеру и далее по возрастанию до F, если датчиков 15), и может случиться так, что два или более датчиков, которые подключены к термометру, могут иметь один и тот же байт (номер). В этом случае на индикаторе будет отображаться ошибка [E.02] и поиск датчиков будет повторяться.
    Если будет отображаться такая ошибка, то нужно будет поочередным изъятием датчиков из термометра, определить, какие из них имеют одни и те же коды (ошибка пропадёт) и заменить этот датчик на другой.

     

    В авторском варианте термометр собран на двухсторонней печатной плате, а если убрать ICSP разъем для внутрисхемного программирования, то на односторонней печатной плате (смотри на рисунке ниже).

    Красным цветом на рисунке обозначены проводники на другой стороне платы, которые относятся только к ICSP разъему для внутрисхемного программирования.

    Трёх-разрядный светодиодный индикатор, припаивается на противоположную сторону от установки панельки микроконтроллера.

    Я особо заморачиваться не стал, и собрал термометр на макетной плате. Индикатор поставил зелёного цвета, такой индикатор более приятен для глаз, особенно в тёмное время суток.

    Поставил ещё стабилизатор на пять вольт. Наружный датчик подсоединил к термометру гибкими проводами, длинной три метра, свитыми между собой наподобие витой пары.
    Провода припаял к датчику, потом закрыл место пайки и частично сам датчик термо-усадочной трубкой, и потом сами выводы проводов залил ещё клеем для герметизации, так как датчик будет находиться на улице, и это необходимо для защиты его от воздействия всевозможных атмосферных осадков.

    С обратной стороны монтаж сделал обычными проводами, в качестве резисторов 300 Ом, поставил резисторы SMD.
    Естественно разъём для внутрисхемного программирования устанавливать не стал, он мне тан не нужен.
    В качестве блока питания здесь можно использовать любую зарядку для сотового телефона (смартфона).
    Я поставил вот такую зарядку, которая давно валялась дома без дела после замены телефона.

    Можно поставить в термометр и второй датчик, для контроля температуры, например в помещении, в котором установлен термометр, но мне пока это без надобности, а если понадобится - так поставить второй датчик, дело пяти минут.

    Скачать архив;
    Архив

     

     

    vprl.ru

    ПРОСТОЙ ЦИФРОВОЙ ТЕРМОМЕТР

       Предлагаю для повторения схему цифрового термометра, который имеет очень малые размеры. Здесь мы рассмотрим создание простого цифрового термометра с использованием в качестве температурного датчика - специальный цифровой датчик температуры от фирмы DАLLAS, а точнее ds18b20 и микроконтроллером ATtiny2313. Характеристики предложенного цифрового термометра: пределы измерения от -55 до +125*С ; точность измерение от 0,1 до 0,5*С.

    самодельный цифровой термометр на мк

       Фотография датчика ds18b20:

    самодельный цифровой термометр на мк 

       Работает термометр следующим образом: микроонтроллер подает запрос на поиск и запись адресов датчиков ds18b20, подключенных к линии контроллера по интерфейсу 1Wire. Далее производится чтение температуры с датчиков, которые были найдены, после этого микроконтроллер выводит температуру на 3-х символьный LED, хотя при небольшой модификации прошивки можно подключать и 4-х символьный LED. Тогда температура будет выводится с точность до десятичных долей градуса. Опрос датчика составляет где-то 750мс. Схема проста и в печатной плате не нуждается, хотя кому больше нравится на печатной плате - можно нарисовать. Я контроллер ATtiny2313 ставил сзади LED индикатора и всё соединял проводами. 

    размеры цифрового термометра очень малы

       Принципиальная схема цифрового термометра на ATtiny2313:

    схема цифрового термометра на ATtiny2313

        Перейдём к настройки фьюзов микроконтроллера. Для работы с протоколом 1Wire, частота внутреннего генератора МК должна быть не меньше 4мгц. Вот скриншот фьюзов которые надо выставить при прошивке в Code Vision AVR:

    фьюзов которые надо выставить при прошивке

       В архиве на форуме, есть прошивки для индикаторов с общим катодом и общим анодом. Так же все прошивки умеют работать с 8 х датчиками ds18b20. Ещё есть прошивка, которая меряет температуру с точностью до десятичных значений, при этом необходим 4х символьный LED дисплей, анод лишнего сегмента цепляют к PORTD.3 , а запятую цепляют на PORTB.7.

    вид готового цифрового термометр

    применение цифрового термометра на контроллере

       Использовать этот цифровой термометр можно в самом широком спектре устройств. Материал предоставил ansel73.

       Форум по микроконтроллерам

       Обсудить статью ПРОСТОЙ ЦИФРОВОЙ ТЕРМОМЕТР


    radioskot.ru

    0 comments on “Схемы цифровой термометр для измеритель наружного воздуха – принцип работы цифрового устройства, простые схемы

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *