Цей цифровий прилад має два перемикаються датчика і дозволяє по черзі контролювати температуру повітря в приміщенні і за його межами. Великі яскраві світлодіодні індикатори дають можливість користувачеві отримувати інформацію про температурі як вдень, так і вночі.
Прилад (рис. 1) виконаний на базі аналого-цифрового перетворювача (АЦП) КР572ПВ2А - DD3 [1]. Датчики температури - спеціально призначені для цієї цілі мікросхеми К1019ЕМ1 - DA1. DA2 (2). Ці мікросхеми можуть розглядатися як стабілітрони з малим диференціальним опором (менше 1 Ом) і напругою стабілізації, пропорційний абсолютній температурі. Робочий струм через них (близько 1 мА) визначається резисторами R1 і R2.
(натисніть для збільшення)
Датчики вибираються ключами на елементах DD2.1 і DD2.3. якими управляють мультивібратор на мікросхемі DDI і перемикач SA1. У положенні "П" (приміщення) цього перемикача на вході елемента DD1. 1 присутній низький логічний рівень, на виході елемента DD1.3 - високий. Останній відкриває ключ DD2.3, і на вхід 31 АЦП DD3 надходить сигнал з встановленого в корпусі термометра датчика DA2. У цьому випадку термометр показує температуру всередині приміщення.
Високий логічний рівень з виходу елемента DD 1.3 відкриває також ключ DD2.4 і напруга, що надходить на вив. 2 і 6 індикатора HG1, запалює його сегменти а і е Разом з постійно включеними сегментами b, с і f вони висвічують на індикаторі букву ТТ.
Якщо перемикач SAJ знаходиться в положенні "В" (вулиця), відкриті ключі на елементи DD2.1. DD2.2 і напруга на АЦП подається з датчика DA 1. встановленого на вулиці. На індикаторі HG1 висвічується при цьому буква "У".
В середньому положенні перемикача SA1 працює мультивібратор DDI і до входу 31 ЛЦП по черзі на 2...3 с підключаються датчики DA1 і DA2. Синхронно з їх підключенням на індикаторі HG1 висвічуються літери "У" та "П".
Щоб при температурі Про показання термометра були нульовими, на вхід АЦП слід подати сигнал, рівень якого був би дорівнює різниці напруги на датчику і зразкового напруги 2,732 В [2]. Ця напруга має підтримуватися з високою стабільністю, а температурний коефіцієнт напруги (ТКН) вбудованого в мікросхему КР572ПВ2А джерела занадто великий. З цієї причини в описуваному приладі в якості джерела зразкового напруги використовується мікросхема DA5 КР142ЕН19 [3]. володіє досить малим ТКН.
Ця мікросхема виконує функції регульованого прецизійного стабія трону. Необхідну напругу 2.732 встановлюється підлаштування резистором R10, а робочий струм через мікросхему і дільник R10R 11 (близько 6 мА) задається резистором R12.
Вимірюваній температурі 100°С відповідає напруга між входами +Uuk, (вив. 31) і -Uuu. (вив. 30) АЦП DD3. рівне 1 Ст. А щоб на індикаторі HG2 - HG5 висвічувалися при цьому знаки 100.0 на входи +Uобр (вив. 36)- Uобр (вив. 35) АЦП DD3 необхідно подати зразкове напруга 1 Ст. Воно знімається з движка підлаштування резистора R14.
Частота роботи генератора АЦП 50 кГц обрана з стандартного ряду [ 1] і задана елементами С12 і R16. Номінали елементів інтегратора R17 і С13 і конденсатора автокорекції нуля С14 відповідають наведеній частоті генератора і величиною зразкового напруги 1 Ст. Конденсатори С1 і С2 захищають датчики від наведень, а С4 виключає генерацію внутрішнього джерела опорного напруги -2.9 Ст.
Для зазначення знака вимірюваної температури (а при необхідності і її першої цифри "1") встановлено індикатор HG2. Через його горизонтальний елемент з постійно тече струм. заданий резистором R18. В результаті цей елемент світиться і формує знак Полярність напруги, що надходить на входи +Uвх і -Uвх АЦП. протилежна звичайної, тому при плюсовій температурі на виході першого 9 розряду АЦП присутній низький логічний рівень, що включає додатково два вертикальних елемента d і е індикатор HG2. які і формують знак "+". Цифра "1" включається на індикаторі HG2 лише тоді, коли вимірювана температура дорівнює або перевищує 100°С.
Напруга живлення всього приладу (-9) стабілізоване стабілізатором на мікросхемі DA4 (4). Для живлення індикаторів HG1 - HG5 використовується напруга -5 Ст. сформований стабілізатором DA3. На рис. 1 вказані напруги відносно верхнього за схемою дроти живлення.
Всі деталі пристрою, крім датчика DA1, перемикача SA1 і трансформатора літанія (на схемі не показаний) встановлені на односторонній друкованій платі розмірами 85x105 мм з фольгованого склотекстоліти товщиною 1 мм (рис. 2). Штриховими лініями показані начіпні провідники, їх можна виконати і у вигляді друкованих доріжок на другій стороні плати.
При монтажі в основному використані резистори МТ і МЛТ. РІЗ. R15 - С2-29В, але і їх можна підібрати з числа МТ або МЛТ з похибкою 1...2 %. В якості оксидних конденсаторів застосовані малогабаритні зарубіжні аналоги вітчизняних К50-35; С5, С13, С14 - К73-17, інші - КМ-5 КМ-6. Підстроювальні резистори - СПЗ-19а. Перемикач SA1 - малогабаритний тумблер з середнім положенням ПТ23-2Б. Мікросхему К1019ЕМ1 (DA1, DA2) можна замінити на LM335. а КР142ЕН19 (DA5) - на TL431 або LM431. Мікросхеми DA3 і DA4 - будь-які інтегральні стабілізатори напруги на відповідно -5 (наприклад, КР1162ЕН5Б. КР1179ЕН5 або імпортні - 79М05.7905 з будь-якими префіксами і суфіксами) і -9 (наприклад, КР1168СН9. КР1162ЕН9А, КР1162ЕН9Б, КР1179ЕН9,79L05,79М09.7909 [4]). Мікросхема DA3 встановлена на ребристий тепловідвід розмірами 25x25x10 мм.
Індикатори - імпортні з висотою символів 20 мм і великою яскравістю світіння при струм через елемент 5 мА - саме такий струм забезпечує мікросхема КР572ПВ5А. В як HG1, HG3 - HG5 підійдуть індикатори HDSP-3901 фірми " Х'юлетт-Паккард, однакові по оформленню з HD3P-3906 (HG2). Можна також застосувати і будь-які індикатори з загальним анодом і достатньою яскравістю світіння при визначеному струмі. З вітчизняних - це індикатори червоного свічення з висотою знаків не більше 7.5 мм - АЛ305А-АЛ305Г, АЛ309А - АЛ309Е. АЛС312А, АЛС312Б, АЛС324А. АЛС324Б. На місце HG2 допустимо встановити індикатор АЛС326А. При відсутності спеціалізованого індикатора для зазначення знака температури і пер-.виття цифри "±1" можна використовувати звичайний семиэлементный індикатор. У цьому випадку знак "+" не индицируют, а для знакаиспользуют елементу індикатора. Підключення входів +Uвх і - Uвх мікросхеми 003 (висновки 31 і 30) до іншої частини пристрою треба буде поміняти місцями.
Плата поміщена в корпус, склеєний з органічного скла, передня стінка - кольорова прозора. У верхній і нижній стінках просвердлено максимально можливе кількість вентиляційних отворів діаметром 6 мм.
Датчик DA1 підключений до термометру екранованим проводом (екран повинен бути з'єднаний з плюсовим висновком кон денсатора С1) довжиною до 5 м. Його необхідно загерметизувати епоксидною смолою, помістивши у відрізок металевої трубки, і встановити на північній зовнішній стороні будинку під звисом даху так, щоб на нього не потрапляли прямі сонячні промені.
В якості трансформатора живлення використаний мережевий адаптер RW900 [5], якого видалені всі зайві елементи. Послідовно з первинною обмоткою трансформатора включений резистор МЛТ-2 опором 1 кОм. Його опір уточнюють з тим. щоб напруга на конденсаторі С9 становило 20...22 Ст. Можна також використовувати будь-трансформатор з напругою на вторинній обмотці 7,5...8 В при струмі 150 мА.
Регулювання термомефа нескладна. Помістивши датчик DA1 в танучий сніг або лід (але не у воду з льодом), підлаштування резистором R10 потрібно домогтися нульових показань на індикаторах при установці перемикача SA1 в положення "В". Далі датчик опускають у воду, нагріту до 30...40Х. температура води при цьому повинна контролюватися точним термометром. Потім підлаштування резистором R14 необхідно встановити відповідні свідчення на індикаторах.
На закінчення слід перевести перемикач SA1 в положення "П", поруч з настроюється термометром в корпусі на стіну приміщення повісити зразковий термометр і через 20...30 хв підлаштування резистором R3 домогтися рівності їх показань.
Діапазон вимірюваних температур -40...+40°С, точність в основному визначається калібруванням, максимально досяжне значення порядку ±0,2°С.
Література
Автор: С. Бірюков, р. Москва