Простой цифровой термометр своими руками / Хабр

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.

ПРОСТОЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ ТЕРМОМЕТР

25.09.201925.09.2021 от admin

   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.

Originally posted 2019-09-25 18:44:29. Republished by Blog Post Promoter

Научный эксперимент с самодельным термометром — учись рядом со мной

Практическое изучение естественных наук STEM STEM

• Поделиться
• Твит

Этот пост может содержать партнерские ссылки.

Знаете ли вы, что можно сделать самодельный термометр? Это простой научный эксперимент, который можно провести дома или в классе с детьми. Вам понадобится всего несколько расходных материалов.

Этот самодельный научный эксперимент с термометром — отличная демонстрация, чтобы показать детям, как работают термометры, и поговорить о тепле и температуре.

Жидкостные термометры существуют уже сотни лет. В то время как большинство из нас теперь используют цифровые термометры для измерения температуры, жидкостные термометры также хороши для изучения и изучения!

Необходимые материалы

• Пластилин для лепки
• Красный пищевой краситель (по желанию)
• Вода
• Прозрачная соломинка
• Медицинский спирт
• Маленькая прозрачная бутылка с узким горлышком
• Термометр (дополнительно)

 

Как сделать самодельный термометр

Налейте равное количество воды и медицинского спирта в бутылку, пока она не заполнится на 1/4. Добавьте несколько капель красного пищевого красителя, чтобы сделать его более заметным и похожим на термометр.

Поместите соломинку в бутылку и плотно оберните глиной вокруг нее и горлышка бутылки. Вы не хотите, чтобы соломинка касалась дна бутылки, поэтому переместите ее вверх, чтобы глина удерживала ее на месте. Оставьте верхнее отверстие соломинки открытым.

Теперь можно проверить термометр! Обхватите его руками, чтобы увидеть, нагревается ли он.

Вы получаете небольшую реакцию на тепло ваших рук.

Или поместите его в миску с очень горячей водой, чтобы получить быструю реакцию. Вы можете видеть, когда мы помещаем его в горячую воду, чтобы подняться над глиной!

Теперь попробуйте положить его в морозилку и посмотреть, что изменится.

Проверьте его на улице в жаркую или холодную погоду и посмотрите, что получится.

Наука о самодельном термометре

Хотите узнать, как и почему работает этот самодельный термометр? Это называется тепловым сжатием и расширением. Когда смесь спирта и воды нагревается, она расширяется. Это увеличивает давление внутри бутылки и давит на жидкость в банке. Поскольку глина запечатала его, ему некуда идти, кроме как вверх по соломе! Когда снова остынет. жидкость вернется обратно по соломинке.

Насколько горячей должна быть вода, чтобы потекла из соломинки?

Попробуйте сделать шкалу для термометра. Используйте купленный в магазине термометр, чтобы определить температуру в той области, где находится смесь самодельного термометра. Проведите линию на соломинке, где находится жидкость, и отметьте температуру, которую показывает термометр. Делайте это в различных холодных и горячих местах.

 

Хотите узнать больше о термометрах? Проверьте мою математическую деятельность термометра.

Смотрите другие удивительные научные эксперименты для детей!

Cloud Shapes — карточки с именами 2D-фигур

Модель солнечной системы Jumbo Crayon

1 комментарий

Самодельный термометр для детей

7779 акции

• Facebook
• Твиттер

Я люблю заниматься с детьми простыми научными проектами, а этот самодельный термометр из бутылки — отличное занятие для любознательных!

Знаете ли вы, что термометр можно сделать дома? А из бутылки? А я нет. Что ж, умничка-умница Энни из Bird and Little Bird и красивый электронный журнал Alphabet Glue сделали. К счастью для нас, сегодня она здесь с этим интригующим научным проектом: как сделать самодельный термометр . К счастью, ртуть не требуется.

После того, как вы сделаете этот термометр для бутылок, я рекомендую вам попробовать Alphabet Glue . Мало того, что это великолепный , но идеи Энни невероятно креативны и идеально подходят для детей-книголюбов и семей — и если вы читаете этот блог, то включаете и вас! ( Подробнее о Alphabet Glue читайте в конце этого поста. ) Вам понравится то, что вы увидите, и, к счастью для вас, Энни предоставляет 25% скидку на подписку до 31 июля. Просто используйте код скидки «лето». .»

Бутылочные термометры

Эти импровизированные термометры — один из тех резервных научных проектов, с которыми я снова и снова сталкивался в годы работы учителем. Я никогда не понимал, почему они должны быть такими крутыми, пока мы не сделали один. Действительно, этот маленький эксперимент оказывается до странного, смехотворно забавным. Может быть, это потому, что он так хорошо работает, но при этом его так легко сделать. Или, возможно, это как-то связано с тем фактом, что результаты эксперимента могут быть относительно драматичными, что делает его скорее игрушкой, чем учебным пособием. Я не уверен, но я знаю, что мы с дочерью получили огромное удовольствие от этого, и я подозреваю, что вы тоже.

Что вам понадобится:

• пустая стеклянная бутылка
• вода
• спирт для растирания
• пищевой краситель
• прозрачная соломинка
• глина для лепки
• маркер

Начните со сбора всех ваших материалов. Мы использовали стеклянную бутылку из продуктового магазина (раньше в ней хранился кленовый сироп) и прозрачную пластиковую соломинку, которую мы поймали, когда в последний раз останавливались, чтобы выпить смузи.

Наполните бутылку на ¼ чистой водой. Затем добавьте равное количество медицинского спирта, чтобы бутылка была наполовину заполнена. Добавьте несколько капель пищевого красителя.

Поместите соломинку в бутылку и, удерживая ее так, чтобы она не касалась дна, а была слегка подвешена в жидкости, оберните пластилин вокруг верхней части бутылки и соломинки. Это удержит соломинку на месте и предотвратит ее дальнейшее падение в бутылку.

Обратите внимание, как далеко теперь поднимается жидкость по соломинке. Используйте маркер, чтобы отметить снаружи бутылки место, где соломинка переходит от наполненной жидкостью к пустой (т. е. линия, где жидкость перестает заполнять соломинку). Эта строка показывает текущую температуру, в которой находится бутылка в данный момент.

Переместите бутылку в другое место, где температура может отличаться. Обратите внимание, как жидкость то поднимается, то опускается в соломинке. При более высоких температурах жидкость поднимается. При более низких температурах он будет тонуть. Попробуйте поставить бутылку под прямые солнечные лучи, на крыльцо в теплый день или в холодильник, чтобы увидеть, как жидкость в соломинке поднимается и опускается при изменении температуры.

Что работает: Жидкость в бутылке расширяется при нагревании и сжимается при охлаждении. На дне бутылки мало места, поэтому, когда жидкость нагревается, она поднимается в бутылке и попадает в соломинку. Когда жидкость снова окажется в более прохладной среде, она начнет сжиматься, двигаясь по соломинке. Этот эксперимент не даст вам точной температуры, это может сделать только настоящий термометр, но он позволит вам в целом увидеть, какая среда теплее или холоднее, чем другая.

******************************************************* ***************

Alphabet Glue , электронный журнал для семей, любящих книги, который выходит раз в два месяца и полон всего, от книжных поделок до простых детских книг. наука, которой может наслаждаться вся семья. Я также работаю над тем, чтобы сделать ежегодной традицией выпуск специального выпуска, полностью посвященного науке, каждое лето; немного дополнительного вдохновения для семей, желающих изучить фундаментальные научные концепции с помощью веселых и простых экспериментов и проектов, в большинстве из которых используются только обычные ингредиенты, которые можно найти в среднем кухонном шкафу. Каждое летнее научное специальное предложение состоит из четырех увлекательных занятий, где каждый эксперимент или проект сопровождается кратким обзором отличной детской книги, которая хорошо дополняет занятие. Наряду с обзором прилагается список дополнительных заголовков, которые были бы хорошим выбором для завершения рекомендуемой деятельности с некоторым чтением по рассматриваемой научной теме. От неньютоновских жидкостей до свойств птичьих яиц — в летних научных выпусках каждый найдет что-то для себя. Вот эксперимент из прошлогоднего спецвыпуска. Наслаждаться!

Энни Рихманн — педагог, блогер и мама двух маленьких людей, живущих в районе Бостона.