Wybierz swój język

Temperatura powietrza jest jednym z najważniejszych parametrów środowiska, znacznie wpływa na wiele procesów życiowych człowieka. Dlatego jej stała kontrola tworzy niewątpliwe udogodnienia. Proponowany termometr jest przeznaczony do stosowania wewnątrz pomieszczeń mieszkalnych i charakteryzuje się szeregiem zalet:

  • po pierwsze, jest on zasilany jedną пальчиковой baterii, która nie wymaga wymiany w ciągu roku (zebrany termometr z powodzeniem działa już 8 miesięcy);
  • po drugie, zastosowano w nim cyfrowy czujnik temperatury. Przy tym osiąga się dokładność pomiarów rzędu ±0,5°C. Cyfrowy czujnik ona wykonana fabrycznie, więc urządzenie nie wymaga żadnej dodatkowej konfiguracji;
  • po trzecie, jest to połączenie lcd wyświetlacza (LCD) bezpośrednio do микроконтроллеру. W tym trybie pobór wskaźnikiem prąd wynosi około 10 µa, co korzystnie odbija się na czasie pracy na baterii.

Termometr (rys. 1) składa się z czterech bloków funkcjonalnych.

Батарейный термометр

(kliknij, aby powiększyć)

Temperatura mierzona jest układem DD1 typu МСР9803, produkowanej przez firmę Microchip. Zawiera ona w sobie czujnik temperatury i urządzenie, które przekształca wartość temperatury w kod cyfrowy z rozdzielczością 0,0625°C. Ten kod jest przechowywany w rejestrach układu i może być żądany mikrokontrolerem za pomocą interfejsu l2C. Rezystory R1 i R2 służą do realizacji tego interfejsu. Zakres pracy czujnika temperatury od -40 do +125 C, co znacznie obejmuje zakres temperatury zastosowanego LCD (od -10 do +50°C). Dlatego zakres pomiarowy termometru jest ograniczona do temperatury zakres LCD. Należy zauważyć, że praktycznie wszystkie LCD nie działają w niskich temperaturach, bez specjalnego ogrzewania. Jednak ujemne temperatury bardzo rzadkie dla pomieszczeń mieszkalnych.

Temperatura jest mierzona przez około raz w 8 s. W pozostałym czasie czujnik i mikrokontroler znajduje się w trybie uśpienia (stan w dalszym ciągu zostać zaprezentowane), co znacznie zmniejsza zużycie energii. Cyfrowy kod temperatury przekazywana jest w mikrokontroler DD2 typu PIC16F916 do dalszego przetwarzania i wyświetlania na LCD HG1 (model VI-201 firmy Varitronix). LCD posiada dwa absolutorium dla wskazania temperatury i dwa miejsca dziesiętne. Lewy punkt nie jest używany, a prawy służy do podziału całych i dziesiątych stopnia w zakresie od 0 do +9,9°C.

Temperatura w zakresie od -9 do 0°c i od +10 do +50°C pojawia się tylko jako liczba całkowita. Lewy bit LCD służy również do wyświetlania znaku minus dla ujemnych temperatur.

Jak pokazuje praktyka, oznaczanie temperatury powietrza z dokładnością do całych części stopni jest wystarczająca dla większości aplikacji. Pozwala to zastosować rozlewne LCD duży rozmiar dla ułatwienia odczytu wskazań.

Zasilanie urządzenia z jednej пальчиковой akumulatora przez przetwornicę napięcia, wykonującym na chipie DA1 typu МАХ1724 firmy Maxim. Układ МАХ1724 dostępny jest w kilku wariantach na stałe napięcia wyjściowe w granicach 2...5 V. zastosowano ją wariant na 5. Jednak trwałość akumulatora można zwiększyć, korzystając z opcji układu na napięcie 3 V. Sensor, mikrokontrolera i wyświetlacza LCD też mogą pracować od takiego napięcia.

.Wkłady kondensatory C2 i C3 są niezbędne do normalnej pracy przetwornicy, a kondensator C1 służy do tłumienia wysokich częstotliwości pulsacji konwerter i zapobiegania własny wzbudzenia mikrokontrolera. Charakterystyczną cechą układu przetwornicy jest brak diody prostowniczej, charakterystycznego dla podobnych schematów. Tym uzyskuje się wysoką wydajność przetwornicy. Dławik L1 indukcyjność 10...22 мкГн może być praktycznie dowolnej konstrukcji, ponieważ pobór od konwerter prąd jest bardzo mały. Nami używany, mały dławik SRU5016-100Y firmy Bourns.

Płytka termometru została stworzona pod układ МАХ1724 w obudowie QFN. Wszystkie pozostałe elementy na płytce przeznaczone są również na SMD-MOH-taj (powierzchowne). Rezystory R1 i R2 mogą być w obudowach 0806 lub 1206. Tantalowe kondensatory elektrolityczne C2 i C3 - na napięcie 10 v, kondensator C1 - ceramiczny w obudowie 0806. Układy DA1 i DD1 - w obudowach SOT23-5 i S08 odpowiednio. Jako DD1 można wykorzystać czujnik МСР9802. Jest on dostępny w 5-pin obudowie SOT23-5 kilka mniejszych rozmiarach. Ta zmiana pociąga za sobą niewielką korektę pcb, jednak żadnych zmian w kodzie mikrokontrolera nie jest wymagane. Sam mikrokontroler może być wymieniony na PIC16F914.

Płytka drukowana zaprojektowana pod układ PIC16F916 w obudowie QFN i wykonana z jednostronnego фольгированного стеклотекстолита wymiarach 65x39 mm (rys. 2) Z tyłu płyty głównej są zainstalowane dwie druciane nadproża, przedstawione na schematach. Kształt płytki drukowanej jest zaprojektowana do instalacji w standardowej obudowie "JAL-1" wymiary 68x22x42 mm W obudowie znajdują się dwie kreski do mocowania płytki za pomocą dwóch śrub, W bocznej ściance obudowy, obok czujnika temperatury, nawiercono otwór 02 mm, w celu poprawy wymiany ciepła.

Батарейный термометр

Płyta czołowa wykonana jest z pleksi o grubości 2 mm i mocowany jest za pomocą czterech śrub do odpowiednich stanowisk obudowy. Na dnie obudowy przyklejony uchwyt na baterie typu AA. Akumulator jest podłączony na płytce do gniazd oznaczonych "+" i "-". Ze względu na małe zużycie prądu wyłącznik zasilania nie ma.

Podczas montażu termometru pierwszy na kartę należy zainstalować mikrokontrolera. Montaż jego jest produkowany przez lutowanie gorącym powietrzem. Po montażu należy nagrać do niego program, przedstawiony w tabeli.

Батарейный термометр

(kliknij, aby powiększyć)

Do programowania można użyć dowolnego programator podłączany przez 5-przewodowy ICSP-kabel. Kabel tymczasowo łączy się z wnioskami kontrolera za pośrednictwem gniazda instalacji LCD na płycie głównej. Długa ścieżka drukowana, podłączona do wniosku 26 (MCLR), jest przeznaczony dla ułatwienia lutowania odpowiedniej przewody ICSP kabla. Po zaprogramowaniu ten utwór nie jest używany, oraz gniazdo do podłączenia przewodu pozostaje zamknięty panel LCD.

Poprawnie zmontowany termometr w nawiązaniu nie potrzebuje.

Autorzy: S. Bezrukov, W. Artystów, Superior, USA