Цифровой термометр своими руками – 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

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:

  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

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.

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.

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.

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

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.

Загрузка...

proagregat.com

Простой цифровой термометр своими руками / Habr

Наткнулся недавно в интернете на интересный материал, идея заинтересовала, но после сборки отказалась корректно работать, погуглив дальше наткнулся на другой вариант, который и представляю.

Простой цифровой термометр с подключением через COM-порт.


Рабочий вариант схемы был найден здесь.
Для сборки данного девайса понадобятся следующие компоненты:
1) Термодатчик DALLAS DS1820 — самая главная часть всей схемы, датчиков можно прицепить несколько параллельно. По описанию каждый сенсор имеет собственный 64 битный ID, что позволяет использовать одновременно 100 сенсоров на шине, длиной 300 м, проверить не довелось, но два датчика на шине длиной 5 метров успешно работают.
2) Стабилитроны на 3.9V, 6.2V, 5.6V, самой минимальной мощности — они компактнее.
3) Диод Шоттки, использовал 1N5818 в количестве 2шт.
4) Диод 1N4148 — 1шт.
5) Резистор 1,5кОм, 0,25Вт — 1шт.
6) Конденсатор 10мкФ, 16V — 1шт.
7) 9-контактный разъем COM-порта, тип — мама.
8) Корпус для разъема.
9) Паяльник, припой, и прямые руки =)

Компоненты необходимо собрать по следующей схеме:

Для людей не подкованных в электронике стоит отметить что на всех диодах/стабилитронах полоска на корпусе обозначает катод. Из следующей картинки можно понять как необходимо монтировать детали.

На корпусе конденсатора есть пометка полярности — не ошибетесь, резистор полярности не имеет, паяем как хотим.
Выводы датчика расположены следующим образом:

Монтаж можно вести прямо на разъеме, при некоторой сноровке, достаточно плотный монтаж можно уместить в корпусе разъема, что несомненно удобно и практично.

Посмотреть на Яндекс.Фотках


Посмотреть на Яндекс.Фотках

Подключать несколько датчиков нужно параллельно, в итоге получается примерно вот такая штуковина

Посмотреть на Яндекс.Фотках
Датчик на конце можно залить эпоксидкой и ему не будут страшны условия за окном.

Термометр готов, и что особенно приятно, все работает без какой либо калибровки сенсоров.
Для считывания показаний термометра потребуется программа digitemp, она есть в репозитариях популярных дистрибутивов Linux, установить сложности не составит. Также у нее есть официальный сайт.
Для пользователей Gentoo стоит отметить что для данной схемы необходимо собрать пакет с опцией USE="ds9097" emerge digitemp

Далее запускаем инициализацию программы командой digitemp_DS9097 -i -s /dev/ttyS0
На выводе видим следующее:
DigiTemp v3.5.0 Copyright 1996-2007 by Brian C. Lane
GNU Public License v2.0 - www.digitemp.com
Turning off all DS2409 Couplers
..
Searching the 1-Wire LAN
10E89CA3000800B2 : DS1820/DS18S20/DS1920 Temperature Sensor
10C162A300080096 : DS1820/DS18S20/DS1920 Temperature Sensor
ROM #0 : 10E89CA3000800B2
ROM #1 : 10C162A300080096
Wrote .digitemprc

Программа нашла два датчика, значит устройство работает верно.

Теперь можно считать информацию со всех датчиков командой digitemp_DS9097 -a -s /dev/ttyS0
Получаем следующие данные:
DigiTemp v3.5.0 Copyright 1996-2007 by Brian C. Lane
GNU Public License v2.0 - www.digitemp.com
Mar 28 18:29:00 Sensor 0 C: 6.38 F: 43.47
Mar 28 18:29:01 Sensor 1 C: 26.50 F: 79.70

Для удобства интеграции в систему мониторинга можно использовать следующий вариант:
/usr/bin/digitemp_DS9097 -c /root/.digitemprc -t 0 -s /dev/ttyS0 -q -o "%.2C"
Считывает показания нулевого сенсора и без лишней мишуры выводит сухие цифры, для считывания других датчиков можно менять параметр -t.

Устройство было подключено к серверу, где уже давно его ждала система мониторинга cacti, теперь можно наблюдать такие интересные графики:

Видно когда в комнате было открыто окно и как медленно под вечер опускается температура на улице. =)

Устройство делалось исключительно ради интереса, но оно может принести и практическую пользу, у меня в комнате появился термометр и теперь одеваясь с утра на работу не нужно идти на кухню для того, чтобы посмотреть сколько градусов за окном.

В планах написать апплет для панельки gnome, который будет брать информацию с сервера и выводить на панель текущую температуру.

habr.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

Сделай сам: электронный термометр своими руками

Сегодня мы расскажем, как своими руками сделать электронный термометр из трех деталей.
Очень простой и достаточно точный термометр можно сделать, если у вас случайно завалялся старый стрелочный амперметр со шкалой 100 мкА.
Для этого потребуется батарейка и всего две детали.
Температура измеряется датчиком LM 35. Этот интегральный кремниевый датчик включает в себя термочувствительный элемент — первичный преобразователь температуры и схему обработки сигнала, выполненные на одном кристалле и заключенные в пластмассовый корпус, такой, как, например, у КТ 502 (ТО- 92). У датчика LM 35 есть конструктивная разновидность с теми же параметрами, но иной цокалевкой и теплоотводом, что очень удобно для контактных измерений температуры.
Выходное напряжение датчика LM 35 пропорционально шкале Цельсия (10мВ/ С). При температуре 25 градусов этот датчик имеет на выходе напряжение 250 мВ, а при 100 градусов на выходе 1,0 В.
Обозначение датчика несколько необычно. Цоколевка приведена на рисунке.
На схеме датчик изображают прямоугольником с обозначением типа прибора и нумерацией выводов.
Схема термометра приведена на рисунке и столь проста, что не требует пояснений.
Собранный термометр должен быть откалиброван.
Включите схему. Датчик LM 35 плотно прижмите к резервуару ртутного градусника, например с помощью изоленты, укутайте место соединения или просто положите все под подушку. Так как любые тепловые процессы инерционны, придется подождать с полчаса или больше, чтобы температуры датчика и градусника выровнялись, затем потенциометром установите стрелку микроамперметра на цифру, соответствующую температуре градусника. Вот и все. Термометром можно пользоваться.
В авторском варианте для тарировки был использован градусник от 0 до 50 градусов Цельсия с ценой деления 0,1 градус, поэтому термометр получился достаточно точным.
К сожалению, найти такой градусник проблематично. Для грубой тарировки можно просто положить датчик рядом с термометром, измеряющем скажем температуру в помещении, подождать часа два и выставить нужную температуру на шкале микроамперметра.
Если точный градусник все же найдется, то в качестве индикатора вместо стрелочного прибора можно использовать цифровой мультиметр, например китайский ВТ-308В, тогда показания температуры можно будет считывать до десятых долей градуса.
Для тех, кто хочет ознакомиться с интегральными датчиками подробно- простите сайт kit-e.ru   или  rcl-radio.ru  (искать LM 35).

Автор статьи “Сделай сам: электронный термометр своими руками”  Георгий Меньшиков

Смотрите так же:

samodelka.info

РадиоКот :: Банальный цифровой термометр.

РадиоКот >Схемы >Цифровые устройства >Бытовая техника >

Банальный цифровой термометр.

В Интернете полно схем цифровых термометров и эта очередная схема по функциональности ничем не выделяется. Но каждый (или почти каждый) программист микроконтроллеров хотя бы один раз сталкивается с задачей написать цифровой термометр. Это может быть конкретное устройство, а может быть учебный пример.
Предел измерения термометра от -55,0°С до +125,0°С. Датчик DS18B20 оцифровывает температуру с шагом 0,0625°С. На индикаторе результат измерения выводится с точностью 0,1°С. Реально производитель заявляет от погрешности +/- 0,5°С в диапазоне от -10°С до +85°С.
Индикация сделана на 4х разрядах семисегментных индикаторов. Питание термометра автономное, от литиевой батарейки на 12В, которая используется в брелках сигнализации авто. Решение нельзя назвать экономичным, но оцифровка температуры занимает доли секунды и поэтому достаточно кратковременно подать питание и оценить температуру.
Итак, схема устройства.

Схема рисовалась по рисунку печатной платы, т.к. сначала придумывался дизайн, затем разводились электрические соединения, потом писалась программа и т.д.
Конструктивно термометр собран на двух платах: плата индикации и плата контроллера. Платы расположены одна над другой и соединены через межплатные разъемы.

По рисунку печатной платы всё довольно просто, хотя схема выглядит не совсем традиционно. Предполагалось конструкцию одарить корпусом, но с этим напряженно. Датчик DS18B20 подключается через аудио-разъем.
Ниже фото устройства в работе.

Незначащий ноль не гасится, инициализация на +85,0°С не игнорируется (ну не интересно это было делать). В первом разряде в случае отрицательной температуры высвечивается символ "-" (минус).
Для любителей синтетического моделирования собран проект в Proteus Professional 7.2 SP6 .

Файлы:
Печатная плата в формате SL 4.0.
Прошивка МК с исходником. Проект Proteus.

Вопросы, как всегда в Форум.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

www.radiokot.ru

РадиоКот :: Цифровой термометр.

РадиоКот >Схемы >Цифровые устройства >Бытовая техника >

Цифровой термометр.

В данной статье рассмотрим создание простого цифрового термометра с использованием в качестве датчика цифровой датчик температуры от фирмы DАLLAS, а точнее с датчиком ds18b20 и микроконтроллером ATtiny2313. Написал программу и собрал девайс в процессе изучения AVR микроконтроллеров. Характеристики цифрового термометра: пределы от -55 до +125*С ; точность измерение от 0,1 до 0,5*С ; максимальное количество датчиков - 8. О принципе работы.
Вот типа на сам датчик:

Мк подает запрос на поиск и запись адресов датчиков ds18b20 подключенных к линии МК по интерфейсу 1Wire. Далее производится чтение температуры с датчиков, которые были найдены, после этого МК выводит температуру на 3-х символьный LED, при небольшой модификации прошивки можно подключать 4-х символьный LED, при этом будет температура выводится с точность до десятичных. Опрос датчика составляет где-то 750мс. Схема проста и в печатной плате не нуждается, хотя кому больше нравится на печатной плате - можно нарисовать. Я МК ставил с заду LED и всё соединял проводами.
Вот схема:

Перейдём к настройки фьюзов МК. 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:

Вот фото готового девайса:

В архив прошивки с общим катодом и общим анодом. Так же все прошивки умеют работать с 8 х датчиками ds18b20.
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.

Файлы:
Файлы проекта для Proteus.
Прошивка МК.
UPD
Печатная плата в формате SL 5.0(прислал Maverick5334)

Вопросы, как обычно, складываем тут.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

www.radiokot.ru

ПРОСТОЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ ТЕРМОМЕТР

   Конструкция простого электронного термометра описана в журнале «Юный техник» №3 за 1985 г. в статье Ю. Пахомова «Электронный термометр» (с. 68 — 71). Тем, кто не имеет пока возможности осилить измерители температуры на микроконтроллерах, рекомендуем собрать такую схемку. Термометр выполнен по мостовой схеме, где термочувствительным элементом являются, включенные последовательно, диоды VD1 и VD2. Когда мост уравновешен напряжение между точками А и Б равно нулю, следовательно микроамперметр PA1 покажет ноль. При повышении температуры, падение напряжения на диодах VD1 и VD2 уменьшается, баланс нарушается, а микроамперметр покажет наличие тока в цепи.

Принципиальная схема простейшего термометра

   В качестве датчика температуры можно применять различные диоды, использованы Д220, но в статье указывается, что подойдут КД102-104, Д226. Постоянные резисторы R1, R2, R5, R6 типа МЛТ-0.25 или МЛТ-0,125. В качестве подстроечных резисторов R3 и R4 использованы СП3-39А, это недостаток конструкции, т. к. термометр требует периодической калибровки, для чего приходится разбирать всю конструкцию. Лучшим вариантом было бы использование полноразмерных переменных резисторов с выводом их ручек на переднюю панель прибора. Микроамперметр PA1 любой, с током полного отклонения 50-200 мкА. Выключатель питания SA1 любого типа. Светодиод VD3 служит для индикации включения термометра, он также может быть любым, например мигающим. Желательно, чтобы светодиод был маломощным и не расходовал заряд батареи в пустую.

Корпус самодельного термометра

   Собранный прибор требует калибровки. При отключенном микроамперметре PA1 замеряют напряжение между точками А и Б, оно должно быть около 1,0-1,2 В. Если напряжение составляет 4,5 В. то необходимо поменять полярность включения диодов VD1 и VD2. Если напряжение между точками А и Б невелико, то необходимого значения добиваемся регулировкой резистора R4. Затем устанавливаем минимальное сопротивление для резистора R3 и включаем обратно в схему микроамперметр PA1. Резистором R4 добиваемся, чтобы прибор показывал примерно 20 мкА (это соответствует комнатной температуре в 20 градусов). Если датчик зажать в пальцах, то показания должны возрасти примерно до 30-35 мкА (примерно температура человеческого тела).

   Прибор калибруется в начале и конце шкалы. Сначала датчик опускают в сосуд, наполненный водой с тающим льдом, как известно температура тающего льда равна 0 градусов. При этом надо перемешивать воду со льдом, так чтобы температура в сосуде была везде одинакова. Подстройкой резистора R4 устанавливаем на микроамперметре 0. Затем берем сосуд с водой температурой около 40 градусов, температуру воды надо контролировать при помощи ртутного термометра (подойдет обычный медицинский термометр).

   Соответственно погружаем датчик в теплую воду и подстройкой резистора R3 добиваемся, чтобы показания микроамперметра совпали с показаниями ртутного термометра. Таким образом, получаем термометр для температурного диапазона 0-50 градусов.

   Если нет возможности использовать ртутный термометр, то в качестве второй калибровочной точки можно использовать кипящую воду, как известно при нормальном атмосферном давлении температура кипения воду 100 градусов. Тогда температурный диапазон термометра будет 0-100 градусов. Спасибо, за внимание. Автор статьи: Denev.

el-shema.ru

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о