ЦИФРОВОЙ ТЕРМОМЕТР НА МИКРОСХЕМАХ | Техника и Программы
Э. Медякова
Цифровой термометр, схема которого показана на рис. 1, позволяет измерять температуру воздуха в помещениях в пределах от +5 до +40 °С с погрешностью ±0,2°С.
Работа прибора построена на принципе преобразования температуры в частоту с последующим измерением частоты при помощи специализированного цифрового частотомера. В качестве датчика измерительного преобразователя температура — частота используется транзистор ГТ308Б (VI), включенный диодом. На операционном усилителе К153УД2 (А1) построен интегратор с интегрирующей цепью R2C2. Напряжение на движке переменного резистора R2, включенного потенциометром, интегрируется до момента открывания однопереходного транзистора V2 с р-базой, через который разряжается конденсатор С2. Напряжение на выходе параметрического стабилизатора напряжения V3R7 задает порог открывания транзистора
С изменением температуры происходят изменения падения напряжения на датчике, что определяет напряжение на неинвертирующем входе операционного усилителя А1. Каскад на транзисторе V4 служит для нормирования уровней выходных импульсов в соответствии с уровнями логических 1 и 0 микросхем серии К155.Генератор стабильной частоты 100 кГц цифрового частотомера построен по типовой схеме на трех элементах D1.1…D1.3, замкнутых в кольцо, и резонаторе В1,
Блок делителей частоты, образованный микросхемами D5…D9,
Цифровой термометр может работать в ручном и автоматическом режимах. В режиме «Ручн.» при нажатии кнопки S1 «Сброс» на вход 1 элемента
В режиме «Авт.» сигнал сброса, формируемый генератором, построенным на элементах D2.2, D2.3, D2.4 по схеме автоколебательного мультивибратора с времязадающей цепью
Для питания термометра использован сетевой блок, описанный С. Бирюковым в статье «Блок питания цифрового частотомера», опубликованной в журнале «Радио» № 12 ва 1981 год.
Термометр выполнен в виде малогабаритного цифрового прибора (рис. 2). На передней панели смонтированы цифровые индикаторы Н1…НЗ, коаксиальный разъем («Вход») для подключения датчика температуры, переключатель S2 «Ручн. — Авт.», кнопка S1 «Сброс» счетчиков в ручном режиме работы, выключатель питания «Сеть» и регулятор R11 «Время индикации». Датчик температуры (VI), смонтированный на конце коаксиального кабеля длиной до 1 м, может быть помещен в любой части помещения, где надо измерить температуру.
Рис. 1. Схема термометра
Детали цифрового термометра размещены на трех печатных платах. На одной из них смонтированы детали Измерительной части (рис. 3), на второй — детали цифровой части, на третьей — детали блока питания (по стать§ В «Радио»). Все постоянные резисторы типа МЛТ-0,125, переменный резистор R2 — СП5-3, R11 — СПО-0,125; конденсаторы типов КСО и К.50-3 (С5),
Для калибровки термометра датчик температуры следует поместить в среду с температурой +40 °С и переменным резистором R2 установить показание цифрового табло, равное 400 Гц. При этом на выходе измерительного блока (коллектор транзистора V4) частота численно будет в 10 раз больше значения температуры. Например, при температуре +14,5 °С частотомер покажет 145 Гц. Калибровку термометра следует провести еще в двух-трех точках, соответствующих нескольким значениям измеряемых температур.
Рис. 2. Внешний вид цифрового термометра
Рис. 3. Плата измерительного блока:
а — печатный монтаж; б — расположение элементов
Цифровая часть практически не требует настройки.
Используемые в термометре микросхемы серии К155 могут быть заменены аналогичными микросхемами K133. В качестве датчика температуры возможно применение транзисторов ГТ309 и ГТ310 с буквенными индексами Б, Г, Е.
Цифровой термометр — RadioRadar
Описываемый ниже термометр предназначен для измерения температуры воздуха или жидкой неагрессивной среды, например, воды в бассейне. К числу достоинств прибора можно отнести достаточно широкий для бытовых нужд интервал измеряемой температуры, применение ярких светодиодных цифровых индикаторов с высотой знака 57 мм и широким углом обзора. Для удобства считывания показаний предусмотрено гашение незначащего нуля с одновременной «миграцией» знака «минус». Термометр выполнен на доступной элементной базе, не сложен в изготовлении и налаживании. Повторяемости конструкции способствует также использование самодельного датчика температуры из медного провода. Недостаток устройства — инерционность такого датчика, достигающая 5 мин, однако при измерении уличной температуры или температуры воды в бассейне с этим вполне можно смириться.
Предлагаемый вниманию термометр рассчитан на измерение температуры от -99,9 до +99,9 оС. Питать прибор можно от любого неста-билизированного источника с выходным напряжением 9…10 В, потребляемая мощность — не более 5 Вт.
Прибор состоит из двух частей: платы собственно термометра (его схема показана на рис. 1) и платы индикации (рис. 2). Термометр построен на основе аналого-цифрового преобразователя КР572ПВ2А (DD3). В качестве датчика температуры RK1 использована катушка медного провода — обмотка герконового реле РЭС55 с номинальным сопротивлением 377 Ом (такую обмотку имеют реле исполнений РС4.569.600-01, РС4.569.600-06, РС4. 569.600-10, РС4.569.600-14 и РС4.569. 625-01, РС4.569.625-06, РС4.569.625-11). Сопротивление обмотки указано в справочнике [1] при температуре окружающей среды 20 оС. Температурный коэффициент сопротивления меди при этой температуре равен 0,392 %/оС. Изменение температуры на 100 оС вызывает изменение сопротивления ΔR = 377×0,392 = 147,784 Ом.
Датчик RK1 включён в одно из плеч измерительного моста. Его другое плечо — образцовый резистор R4, сопротивление которого равно сопротивлению датчика при нулевой температуре.
Два верхних плеча моста образуют источники стабильного тока 3 мА, выполненные на ОУ микросхемы DA1, транзисторах VT1, VT2 и элементах R1 — R3, R6, R7, C3. Это необходимо для линейного преобразования сопротивление-напряжение. Ток 3 мА не вызывает нежелательного нагрева датчика RK1. К измерительному мосту он подключён трёхпроводной линией, что позволяет избежать влияния сопротивления соединительных проводов и, главное, помех, которые наводятся на них. Экранирование проводов дополнительно ослабляет наводимые помехи, особенно на длинных линиях (в описываемом устройстве датчик температуры может быть удалён от прибора на расстояние до 300 м). Резистор R5 смещает напряжение разбаланса моста к половине питающего напряжения. Это вызвано тем, что напряжение питания АЦП в данном случае однополярное. По этой же причине смещено и подаваемое на АЦП образцовое напряжение.
Напряжение с измерительного моста через помехоподавляющий фильтр R8C8 поступает на вход АЦП (выводы 30, 31) микросхемы DD3, работающего по принципу двойного интегрирования с автокоррекцией «нуля» и автоматическим определением полярности входного сигнала. Элементы R10, C4 задают частоту внутреннего генератора АЦП, элементы R11, C5 входят в состав интегратора. Конденсатор C7 хранит потенциал образцового напряжения, формируемого делителем R9R12R13, для коррекции сдвига «нуля» интегратора.
Рис. 1
Образцовое напряжение Uобр должно быть равно произведению указанных выше значений ΔR и тока источников тока: Uобр = 147,784 Ом х 3 мА = 443,352 мВ.
Рис. 2
Поскольку нагрузочная способность выходов микросхемы КР572ПВ2А невелика (всего 5 мА), а максимальный ток на элемент применённых в термометре цифровых индикаторов SA23-11SRWA достигает 30 мА, они подключены к микросхеме DD3 через шинные формирователи КР1533АП5 (DD4-DD6) с допустимым током на один выход 24 мА. К тому же в этих микросхемах предусмотрена возможность отключения всех выходов по сигналу на входах E1, E2, что использовано для гашения незначащего нуля.
Узел гашения нуля в старшем разряде (DD4, HG1) выполнен на элементах микросхемы DD1. Идентификация нуля осуществляется анализом логических уровней на выходах 3f (вывод 17) и 3g (вывод 22) микросхемы DD3. Совпадение уровней 3f = 1 и 3g = 0 однозначно определяет наличие нуля, при этом лог. 1 с выхода элемента DD1.3 поступает на входы E1, E2 микросхемы DD4, и она переводит свои выходы в так называемое Z-состояние (т. е. отключает их). Но этим решается только часть проблемы, так как одновременно с гашением нуля гаснет и знак «минус» (светодиоды HL1, HL4, HL8, HL12), управляемый микросхемой DD4. Для индикации знака «минус» при отображении отрицательной температуры выше -10 оС (начиная с -9,9 оС) используется элемент 3g погашенного индикатора HG1.
Как видно из схемы, он управляется микросхемой DD5, а сигнал для его активации формирует устройство на элементах микросхемы DD2. Когда на выходе элемента DD1.3 появляется сигнал для гашения незначащего нуля, на выходе элемента DD2.3 возникает
сигнал лог. 1, который вызывает появление на выводе 18 микросхемы DD5 сигнала лог. 0, и элемент 3g индикатора HG1 начинает светиться, дублируя знак «минус». В остальных случаях (когда не надо гасить незначащий нуль) элемент 3g выполняет свою функцию в составе цифр, отображаемых индикатором HG1.
Светодиоды HL2, HL3, HL5-HL7, HL9-HL11, HL13, HL14 служат для отображения знака градуса Цельсия. Напряжение питания всего устройства поддерживается неизменным с помощью интегрального стабилизатора DA1.
Рис. 3
Устройство собрано на двух печатных платах из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита. На одной из них (рис. 3) смонтированы детали собственно термометра (разъём X1 условно не показан), на другой (рис. 4) — все остальные детали (выводы резисторов и соединительные провода припаивают к прямоугольным контактным площадкам).
Рис. 4
Резисторы R1-R4, R7, R9, R12, R13 на плате термометра должны быть с допускаемым отклонением сопротивления от номинала не более ±1 % (например, С2-14, С2-29В, С2-36), остальные — МЛТ, С2-33 или аналогичные. Конденсаторы C2-C4, C8 — любые керамические подходящих размеров, C5-C7 — плёночные серий 73-16, К73-17, К73-24. Оксидные конденсаторы — также любые, подходящие по размерам и номинальному напряжению. Микросхемы серии КР1533 заменимы аналогами из серий К555, КР1544, а также соответствующими импортными аналогами, транзисторы КП303Г — другими транзисторами этой серии.
Смонтированную и отлаженную плату термометра закрепляют с помощью винтов с гайками и втулок на плате индикаторов.
Корпус прибора изготовлен из пластин алюкобонда — листового композитного материала толщиной 3 мм, состоящего из двух окрашенных алюминиевых листов толщиной до 0,5 мм, между которыми вклеен полимерный (на основе полиэтилена низкого давления) лист, и алюминиевых уголков, скреплённых заклёпками. Передняя стенка выполнена из бесцветного органического стекла. Для повышения контрастности показаний и для того, чтобы не проглядывались внутренности термометра, на неё накатана тонировочная плёнка с прозрачностью 50 %. Внешний вид прибора показан на рис. 5.
Рис. 5
Для соединения с датчиком температуры использован экранированный трёхпроводный кабель, применяемый в аудиотехнике. Разъём датчика X1 — 2РМ14, но можно использовать и любой другой, подходящий по размерам и числу контактов. Для питания термометра использован блок питания от модема с выходным напряжением 9 В и током нагрузки 500 мА.
Налаживание безошибочно собранного из заведомо исправных элементов термометра сводится к его калибровке. Для этого параллельно резистору R12 подсоединяют включённый реостатом переменный резистор сопротивлением 20…30 кОм, а вместо датчика RK1 — постоянный резистор сопротивлением 200 Ом. Включив питание, записывают показание индикатора, не обращая внимания на знак и запятую. Затем последовательно с резистором 200 Ом включают резистор сопротивлением 148 Ом и складывают новое показание с измеренным ранее. Должно получиться число ровно 100. Если сумма отличается от требуемой, изменяют сопротивление переменного резистора и повторяют описанные операции ещё раз. Добившись нужного результата, измеряют сопротивление введённой в цепь части переменного резистора и подключают параллельно резистору R12 постоянный резистор такого же сопротивления.
Далее подключают датчик RK1, а переменный резистор подсоединяют параллельно резистору R4 и с его помощью добиваются одинаковых показаний калибруемого прибора и образцового ртутного термометра с ценой деления 0,1 °C. Головку последнего и датчик калибруемого термометра следует скрепить канцелярской резинкой и выждать не менее 10 мин, для того чтобы их температура стала одинаковой. В завершение измеряют сопротивление введённой части переменного резистора и подключают параллельно R4 постоянный резистор такого же сопротивления.
При установке датчика на улице желательно следовать рекомендациям, приведённым в статье [2]. Если термометр предполагается использовать для измерения температуры воды, датчик необходимо поместить в металлический стакан и залить его гидроизоляционным материалом (жидкое стекло, парафин и т. п.).
Литература
1. Игловский И. Г., Владимиров Г. В. Справочник по слаботочным электрическим реле. 3-е изд. — М.: Энергоатомиздат, 1990.
2. Суров В. Часы-термометр. — Радио, 2003, № 10, с. 39-41.
Автор: Б. Канаев, Е. Голомазов, г. Бишкек, Кыргызстан
Логометрический термометр — RadioRadar
В этом термометре, построенном на стандартном, широко распространённом в промышленности датчике температуры серии ТСМ и микросхеме АЦП двойного интегрирования КР572ПВ2, специально предназначенной для измерительных приборов, приняты все меры для компенсации влияния источников погрешности и повышения точности отсчёта температуры.
Логометрический метод измерения сопротивления резистивного датчика температуры (метод отношений) позволяет простым способом устранить влияние нестабильности тока, протекающего через датчик, на точность преобразования. Принцип этого метода иллюстрирует рис. 1. Ток I создаёт на сопротивлении датчика Rд падение напряжения Uд=I·Rд. Последовательно с датчиком включено образцовое сопротивление R0, на котором падает напряжение U0. Результат измерения N=Uд/U0=Rд/Ro не зависит от тока, поскольку Uд и Uо изменяются пропорционально ему. Точность измерения зависит только от температурной стабильности образцового сопротивления R0.
Рис. 1. Логометрический метод измерения сопротивления резистивного датчика температуры
Микросхема КР572ПВ2 (аналог импортной ICL7107) предназначена именно для таких измерений. Она имеет дифференциальные взаимно развязанные входы измеряемого (входного) Uвх и образцового Uобр напряжения, а результат измерения — отношение Uвх к Uобр.
Рис. 2. Схема измерительной цепи
При измерении температуры по шкале Цельсия требуется отображать ещё и знак температуры. Для этого в измерительную цепь нужно ввести, как показано на рис. 2, резистор смещения Rсм, сопротивление которого должно быть равно сопротивлению датчика при температуре 0 оС. Результат измерения будет равен
N = (Uд — Uсм)/Uо = (Rд — Rсм)/Rо .
Точность измерения в этом случае зависит от температурной стабильности не только Rо, но и Rсм. Однако у микросхемы КР572ПВ2 входы для подачи напряжения Uсм не предусмотрены. В предлагаемом варианте термометра решена не только эта, но и другие проблемы. Он нечувствителен к стабильности тока, протекающего через датчик, дрейфу нуля и дрейфу коэффициента усиления входящего в состав прибора операционного усилителя, к сопротивлению проводов, соединяющих датчик и термометр, переходному сопротивлению контактов разъёма датчика, а в случае применения нескольких переключаемых датчиков — к переходному сопротивлению контактов переключателя.
Термометр измеряет температуру в интервале от -50 до 180 оС с разрешающей способностью 0,1 оС. Датчиком служит стандартный медный термометр сопротивления (ТСМ) с характеристикой 23 [1] и сопротивлением 53 Ом при 0 оС. Линейность шкалы прибора зависит только от датчика и сохраняется во всём интервале измеряемой температуры.
Схема термометра показана на рис. 3. Подаваемые на входы микросхемы DD5 напряжения формируются на конденсаторах C11-C14, поочерёдно подключаемых к выходу ОУ DA1 селектором-мультиплексором DD4 (К561КП2), способным коммутировать и аналоговые сигналы. Синхронно с DD4 селектор-мультиплексор DD1 (К561КП1) подключает к входу ОУ напряжение с резисторов измерительной цепи.
Рис. 3. Схема термометра
Селекторами-мультиплексорами управляет счётчик DD3.1, на вход которого поданы импульсы частотой 50 кГц от генератора на триггере Шмитта DD2.1. Частоту устанавливают подборкой резистора R8. Резистор R1 задаёт ток, протекающий через датчик RK1, а на резисторах R2-R7 формируются напряжения Uсм и Uобр.
ОУ DA1 (КР140УД1408А) служит повторителем напряжения, имеющим высокое входное, низкое выходное сопротивление и коэффициент передачи, равный единице. Однако он смещает уровни сигналов, проходящих через повторитель, на величину дрейфа нуля ОУ Uдн. Чтобы выделить дрейф нуля, селектор-мультиплексор DD1 при коде 11 на адресных входах соединяет вход повторителя с общим проводом. Затем селектор-мультиплексор DD4 подключает к выходу повторителя конденсатор C11, который заряжается до напряжения Uдн. Это напряжение поступает на вход -Uобр микросхемы DD5. Можно показать, что этим влияние дрейфа нуля ОУ на результат измерения температуры полностью устраняется.
Элементы DD2.2-DD2.4, резисторы R11-R13, диод VD2, транзисторы VT2-VT4 служат для гашения незначащего нуля на индикаторе HG1.2 (разряд десятков градусов). Диод VD1 блокирует гашение нуля при температуре выше 99,9 оС, когда на индикаторе HG1.1 выводится единица. Транзисторы VT1, VT2 и VT4 умощняют выходы микросхемы DD5, обеспечивая их уровни, приемлемые для микросхемы DD2.
Рис. 4. Схема блока питания
Если измерять температуру выше 99,9 оС не предполагается, резистор R10, диоды VD1, VD2 и транзистор VT1 можно удалить, а оставшиеся свободными выводы элемента DD2.4 и резистора R13 соединить между собой.
В блоке питания (рис. 4) отрицательное напряжение -4,7 В формируется способом, описанным в [2], что позволяет использовать трансформатор T1 с меньшим числом вторичных обмоток.
Резисторы, применяемые в термометре, могут быть любыми. Для ответственных измерений рекомендуется применять резисторы R2-R5 с низким температурным коэффициентом сопротивления — С2-29В, С2-36, С2-14. Подстроечные резисторы R6 и R7 лучше использовать непроволочные многооборотные, например, СП3-24, СП3-36, СП3-37, СП3-39, СП3-40, РП1-48, РП1-53, РП1-62а. Их номиналы могут отличаться от указанных на схеме и достигать нескольких десятков килоом.
Конденсаторы C9-C14 — К72-9, К71-4, К71-5, К73-16, К73-17. Оксидные конденсаторы могут быть любыми. Остальные конденсаторы — любые малогабаритные керамические. Конденсаторы C1 и C2 располагают как можно ближе к выводам питания ОУ DA1, а конденсаторы С23-С25 — вблизи микросхем DD1-DD5.
Интегральный стабилизатор DA3 устанавливают на алюминиевую пластину площадью не менее 16 см2. Трансформатор T1 — ТП132-19 или другой габаритной мощностью не менее 3 В·А с двумя вторичными обмотками напряжением 9 В.
Для налаживания термометра требуется магазин сопротивлений, который подключают вместо датчика RK1. Перед началом налаживания все переключатели магазина проверните несколько раз от упора до упора, чтобы удалить окисную плёнку, образовавшуюся на их контактных поверхностях. Движки подстроечных резисторов R6 и R7 установите примерно в среднее положение, а переключатели магазина сопротивлений — в положение 53 Ом. Сделав это, подстроечным резистором R6 установите на индикаторе термометра 0,0 оС.
Далее переключатели переведите либо в положение 77,61 Ом, что соответствует температуре 99,0 оС, либо в положение 93,64 Ом (температура 180,0 оС). Подстроечным резистором R7 установите на индикаторе заданную температуру. Для контроля переключатели переведите в положение 41,71 Ом. Индикатор должен показать -50,0 оС. Описание подобной операции имеется в [3].
При отсутствии магазина сопротивлений регулировку можно выполнить общеизвестным способом. Датчик и образцовый термометр скрепите между собой и поместите в сосуд с тающим льдом, где количество нерастаявшего льда должно преобладать над количеством талой воды. Термометр и датчик не должны касаться льда и стенок сосуда. После погружения выждите некоторое время для установления показаний термометра. Когда они стабилизируются, подстроечным резистором R6 установите на индикаторе 0,0 оС.
Затем датчик и образцовый термометр поместите в тщательно перемешанную подогретую воду. Чем выше её температура, тем точнее будет регулировка. После стабилизации показаний подстроечным резистором R7 доведите их до показаний образцового термометра. Рекомендуется повторить регулировку несколько раз.
При самостоятельном изготовлении датчика отмерьте для него отрезок медного провода любого диаметра такой длины, чтобы его сопротивление при фактической температуре окружающей среды соответствовало указанному в табл. 1. Расчётная длина провода при температуре 20 оС в зависимости от его диаметра приведена в табл. 2. Удельное сопротивление меди при этой температуре принято равным 0,0175 Ом·мм2/м.
Таблица 1
T, оС | Rд, Ом | T, оС | Rд, Ом |
0 | 53,00 | 20 | 57,52 |
15 | 56,39 | 21 | 57,74 |
16 | 56,61 | 22 | 57,97 |
17 | 56,84 | 23 | 58,19 |
18 | 57,06 | 24 | 59,42 |
19 | 57,29 | 25 | 58,65 |
Таблица 2
Номинальный диаметр по меди, мм | Длина, м |
0,05 | 6,45 |
0,03 | 9,29 |
0,07 | 12,65 |
0,08 | 16,52 |
0,09 | 20,91 |
0,1 | 25,85 |
Самый простой вариант — отмерить провод с запасом, а затем укорачивать его, добиваясь нужного сопротивления.
Но особенно точно подгонять сопротивление датчика под указанные в табл. 1 значения не стоит. Ведь в процессе налаживания всё равно придётся пользоваться подстроечными резисторами R6 и R7.
Провод датчика намотайте на катушку бифилярным способом, предварительно сложив его вдвое. Такой датчик не обладает индуктивностью, а все электромагнитные наводки на каждую половину его провода взаимно нейтрализуются. При налаживании прибора с самостоятельно изготовленным датчиком с помощью магазина сопротивлений необходимо учитывать отклонения фактического сопротивления датчика от стандартного [1].
Источник напряжения 5 В (д), питающий цепь датчика, должен быть гальванически изолирован от других цепей. Отказаться от такого источника позволит применение инструментального усилителя AD623.
Такой усилитель желателен ещё и потому, что он обладает большим коэффициентом ослабления синфазных помех, неизбежно возникающих на соединительных проводах датчика. Схема включения усилителя в термометр изображена на рис. 5. Можно применить инструментальный усилитель и другого типа, например, AD8221, LT1168, MAX4194.
Рис. 5. Схема включения усилителя в термометр
На рис. 6 представлена схема инструментального усилителя, в которой могут быть применены любые ОУ. Рекомендуемые номиналы всех резисторов — 51 кОм, однако они могут быть и другими. Необходимо лишь выполнить с возможно большей точностью (с погрешностью в доли процента) условия R1=R2 и R3=R4=R5=R6.
Рис. 6. Схема инструментального усилителя
От сопротивления внешнего резистора Rg зависит коэффициент усиления инструментального усилителя:
K = 1 + (R1 + R2)/Rg .
В его отсутствие он равен единице, а резисторы R1 и R2 можно заменить перемычками.
Ток, проходящий через датчик, нагревает его, что приводит к ошибке измерения температуры. Резистор R1 (см. рис. 3) рассчитан так, что в цепи датчика протекает ток около 4,43 мА, при котором изменение температуры на один градус вызывает изменение напряжения Uд на 1 мВ. Уменьшить ток можно увеличением сопротивления R1. Однако во сколько раз был уменьшен ток, во столько же раз необходимо увеличить коэффициент усиления ступени на ОУ DA1, для чего надо изменить схему термометра, как показано на рис. 7. В данном случае коэффициент усиления равен
K = 1 + R2`/R1`.
Но уменьшением тока не следует увлекаться, поскольку при усилении полезного сигнала будут усиливаться и помехи. Температурный дрейф коэффициента усиления на результатах измерения не скажется, так как все участвующие в измерении сигналы проходят поочерёдно через один и тот же усилитель и изменяются пропорционально. Их отношения остаются неизменными.
Рис. 7. Изменённая часть схемы термометра
Применение фильтра, схема которого изображена на рис. 8, позволит значительно ослабить синфазные помехи, а также защитить входы микросхемы DD1 от перенапряжений, которые могут в каких-либо аварийных ситуациях образоваться на проводах, соединяющих датчик с термометром. Двухобмоточный дроссель L1 можно найти в цепях сетевого питания многих электронных приборов, например, компьютерных мониторов. Фильтр включают в разрывы цепей, соединяющих контакты 2 и 4 разъёма X1 с выводами микросхемы DD1. Места разрывов показаны на рис. 3 крестами.
Рис. 8. Схема фильтра
Если предполагается использовать несколько датчиков, то коммутировать следует все пять проводов, соединяющих датчик с термометром, включая общий провод. Переключатель может быть любым.
Литература
1. Градуировки термометров сопротивления. — URL: http://www.axwap.com/kipia/ docs/datchiki-temperatury/termometry-soprotivleniya.htm (24.09.15).
2. Два напряжения от одной обмотки трансформатора (За рубежом). — Радио, 1981, № 5-6, с. 72.
3. Хоменков Н., Зверев А. Цифровой термометр. — Радио, 1985, № 1, с. 47, 48.
Автор: В. Прокошин, г. Орёл
Радиосхемы. — Термометр на логической микросхеме
Термометр на логической микросхеме
Логические микросхемы и их применение
материалы в категории
И. ЦАПЛИН, г. Краснодар
Радио, 2003 год, № 3
Описываемые в статье термометры построены необычно: в первом из них термочувствительный элемент (терморезистор) включен в интегрирующую цепь, во втором — в дифференцирующую. Изменение постоянных времени этих цепей под действием на термистор температуры окружающей среды преобразуется в изменение скважности прямоугольных импульсов, в результате чего изменяется эффективное напряжение на выходе устройства, которое регистрируется микроамперметром. Приборы выполнены на широко распространенных цифровых микросхемах и доступны для повторения даже начинающим радиолюбителям.
Термочувствительный элемент в аналоговых термометрах чаще всего включают в измерительный мост. Такой датчик температуры имеет существенный недостаток, связанный с необходимостью ограничения тока через мост значениями, исключающими саморазогрев образующих его резисторов. Кроме того, нередко предъявляются довольно высокие требования к стабильности напряжения, подаваемого на измерительный мост. Для усиления сигнала, снимаемого с моста, и стабилизации подаваемого на него напряжения во многих аналоговых термометрах используют операционные усилители. Это усложняет конструкцию и налаживание подобных устройств.
От названных недостатков свободен предлагаемый импульсный термометр. Он содержит генератор прямоугольных импульсов, интегрирующую цепь с термочувствительным элементом, формирователь импульсов и стрелочный индикатор, регистрирующий эффективное напряжение, пропорциональное скважности импульсов. Наиболее подходят для такого прибора КМОП цифровые микросхемы: у них напряжение низкого уровня практически не отличается от 0, а высокого — от напряжения питания.
Принципиальная схема термометра изображена на рис. 1.
На элементах DD1.1, DD1.2 собран генератор прямоугольных импульсов с частотой следования около 60 кГц и скважностью 2. От генератора колебания поступают на интегрирующую цепь RK1R2C2. В зависимости от сопротивления терморезистора (далее термистора) RK1 изменяется постоянная времени интегрирующей цепи и, соответственно, длительность импульсов, поступающих на вход формирователя, выполненного на элементах DD1.3 и DD1.4. Длительность импульсов на выходе элемента DD1.4 пропорциональна температуре и определяет эффективное напряжение, регистрируемое прибором РА1. Подстроенный резистор R1 служит для установки «нуля», R2 — для регулировки чувствительности (она максимальна при его минимальном сопротивлении). При номинале термистора не более 5 кОм зависимость сопротивления от температуры близка к линейной в интервале от -20 до +50 °С. Погрешность измерения не превышает ±1 °С.
Стабильность напряжения питания (а следовательно, и амплитуды импульсов) обеспечивает параметрический стабилизатор на элементах VD1 и R3. Потребляемый термометром ток не превышает 7 мА.
Все детали, кроме термистора RK1 и микроамперметра РА1, размещают на печатной плате, изготовленной в соответствии с рис. 2
Плата рассчитана на применение постоянных резисторов МЛТ, проволочных подстроечных резисторов СП5-3, конденсаторов КМ-6 (С1 и С2 — желательно группы М47 или М75). Термистор RK1 — КМТ17 с отрицательным ТКС. Микроамперметр РА1 — М4387 или любой другой с током полного отклонения стрелки до 1 мА и внутренним сопротивлением не менее 500 Ом.
При налаживании термистор помещают в ванночку с тающим льдом и подстроечным резистором R1 устанавливают стрелку прибора РА1 на нулевую отметку шкалы. Затем датчик переносят в воду, нагретую до температуры +50 °С, и подстроечным резистором R2 добиваются отклонения стрелки до последней отметки.
Для измерения температуры в более широком интервале, например, от -60 до +150 °С, параллельно термистору сопротивлением R или последовательно с ним следует включить резистор сопротивлением 3R или 1/3R соответственно. Чувствительность устройства после такой доработки, разумеется, уменьшится, а погрешность измерения может возрасти до ±3…5 °С. Если необходима более высокая точность, указанный диапазон измеряемых температур следует разбить на два-три поддиапазона и провести линеаризацию термистора в каждом поддиапазоне. В этом случае погрешность измерения можно уменьшить до ±1 …1,5 °С.
У микросхем ТТЛ, ТТЛШ, по сравнению с микросхемами серии КМОП, логические уровни существенно отличаются от идеальных значений. Кроме того, у базовых элементов микросхем этих серий весьма значительны входные токи. Поэтому термометр на таких микросхемах следует собрать по схеме, показанной на рис. 3.
Колебания прямоугольной формы с частотой повторения 60 кГц, вырабатываемые генератором на элементах DD1.1, DD1.2, поступают на входы буферных элементов DD1.3 и DD1.4. Они устраняют взаимное влияние дифференцирующих цепей C2R3RK1 и C3R4 и уменьшают нагрузку на генератор, что благоприятно сказывается на стабильности его частоты. Элемент DD1.6 формирует последовательность, в которой длительность импульсов определяется «образцовой» дифференцирующей цепью R4C3, a DD1.5 — последовательность, в которой она зависит от сопротивления терморезистора RK1, входящего в измерительную дифференцирующую цепь RK1R3C2. В результате через прибор РА1 течет пульсирующий ток, эффективное значение которого пропорционально температуре окружающей среды. При номиналах элементов дифференцирующих цепей, указанных на схеме, диоды VD1, VD2 можно исключить. Однако, если используются резисторы меньших номиналов и конденсаторы С1 — СЗ большей емкости, для защиты инверторов DD1.5, DD1.6 от пробоя эти диоды необходимы.
В термометре используют детали тех же типов, что и в предыдущем. Вместо К555ЛН1 допустимо применение микросхем К155ЛН1, К155ЛНЗ, К155ЛН5, К1533ЛН6. Диод КД521А можно заменить другим диодом этой серии, а также серии КД522.
Все детали, кроме термистора RK1 и микроамперметра РА1, размещают на печатной плате (рис. 4).
Настройка термометра сводится к установке резистором R3 максимальной температуры, а резистором R4 — нулевой. В интервале температур от -20 до +50 °С погрешность измерения не превышает ±1 °С.
Этим термометром можно измерять температуру тела. Предварительно прибор необходимо откалибровать в интервале +36. ..+40 °С. Для этого термистор помещают в подогретое до +36 °С вазелиновое масло и подстроечным резистором R4 устанавливают стрелку микроамперметра на нулевую отметку шкалы. Затем, повысив температуру масла до +40 СС, резистором R3 устанавливают стрелку на последнее деление шкалы. Эти операции необходимо повторить два-три раза для лучшей воспроизводимости результатов измерения. (При калибровке этого прибора следует использовать именно вазелиновое масло, а не воду, поскольку из-за высокой электропроводности водных растворов результаты измерений существенно искажаются). После калибровки термистор помещают в стеклянную трубку, запаянную с одной стороны, и заливают эпоксидной смолой. Такая конструкция датчика исключает погрешность при измерении температуры, вызванную электрическим контактом термистора с кожей пациента.
В интервале температур от +36 до +40 °С температурная зависимость сопротивления термистора практически линейна. При использовании в качестве С1—СЗ термостабильных конденсаторов (например, слюдяных или фторопластовых) погрешность измерения в этом интервале не превысит ±0,1 °С.
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. 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:
Форум по цифровым микросхемам
Форум по обсуждению материала СХЕМА ЦИФРОВОГО ТЕРМОМЕТРА
Схемы термометров, измерение температуры (Страница 2)
Микромощный термометр Низкое потребление электроэнергии делает схему привлекательной для устройств с питанием от батареи. В термометре применяется преобразователь температуры в напряжение LX5600 компании National, имеющий диапазон от -55 до +125 °С и выход которого непосредственно пропорционален абсолютной…
0 1993 0
Термометр с преобразователями напряжение-частотаСигнал изменения температуры преобразуется измерительным мостом схемы в напряжение и затем преобразуется в частоту и передается, как изменение частот в диапазоне 0—10 кГц, которое и показывается на цифровом приборе. В измерительном мосте используется резистивный датчик температуры RTD (от…
0 1910 0
Измерительный прибор Горячо — Холодно Выход некалибруемого термоэлемента через операционный усилитель подключен к измерительному прибору, чтобы наблюдать за изменением температуры без, необходимости в точном определении значения температуры. Измерительный прибор просто калибруется на режимы «Горячо/Холодно».0 1669 0
Термометр с датчиком на микросхеме 3911 Датчиком в данной схеме является микросхема 3911, выходной сигнал которой соответствует 10мВ/°К (температурная шкала Кельвина). При 0 °С выходное напряжение составляет 2,73 В. Размах напряжения с выхода датчика усиливается операционным усилителем 741 до 0,1 В/°С для подключения…0 1751 0
Измерение абсолютной температуры Кремниевый датчик для измерения температуры может обеспечить высокую точность в достаточно широком диапазоне температур от -40 до +150 °С. Датчиком в данной схеме является транзистор (MTS102, MTS103 или MTS105), выводы база и коллектор которого соединены друг с другом. Падение напряжения…0 1968 0
Измеритель температуры от 0 до 100 С с точностью в 1 градус В качестве датчика температуры в схеме применяется недорогой диод 1N4148. Для калибровки схемы датчик (диод) нужно поместить в среду с температурой О °С и потенциометром «ZERO” установить на выходе О В; затем диод следует поместить в среду с температурой 100 °С и потенциометром…0 2393 0
Транзисторный датчик температуры В качестве спаренного дифференциального датчика для измерения температуры используется сдвоенный транзистор Q1 (AD813). Разница между напряжением база-эмиттер транзисторов Q1A и Q1B изменяется линейно с температурой, когда к сдвоенному транзистору Q2 (AD810) поступает 10 мкА от транзистора Q1A и 5…0 2505 0
Дифференциальный электронный термометр Необходимый диапазон измеряемой температуры термометра выбирается непосредственно в 5-декадном делителе напряжения КельвинаВарлея, а разница между выбранной температурой и датчиком YSI44018 выводится непосредственно на шкальный прибор. Чувствительность по всей шкале варьируется от 0,001 до…0 1735 0
Цифровой термометр на МС14433 Диод D2 схемы служит как температурный датчик аналогового преобразователя температура-напряжение, выполненного на транзисторе MPSA20. Выходное напряжение преобразователя ?х подается на соответствующий вход аналого-цифрового преобразователя МС14433. Схема избавлена от погрешностей дрейфа…0 1964 0
Термометр с точностью до 0,1 градуса цельсия Температурным датчиком в измерительном щупе термометра является стабилитрон LM113, включенный в измерительный мост на резисторах R3, R4, R5. Элементы А, и А2 четырехэлементного операционного усилителя LM324 обеспечивают стабильным током измерительный стабилитрон, чтобы изменения напряжения на диоде…0 2624 0
Радиодетали, электронные блоки и игрушки из китая:
Цифровой термометр с датчиками DS1820 или DS1821
Появление на нашем рынке относительно дешевых цифровых датчиков температуры и совсем дешевых микроконтроллеров сделало возможным создание цифрового термометра, который не требует калибровки и имеет много всяких возможностей. Среди цифровых датчиков температуры наиболее интересными являются микросхемы DS1820 и DS1821 фирмы DALLAS. Хороши они тем, что используют для обмена однопроводной интерфейс (1-WireTM) фирмы DALLAS. Это значит, что датчики могут быть подключены к термометру всего с помощью 3-х проводов (датчик DS1820 можно подключить даже с помощью двух проводов). Датчик DS1820 более точный (и дорогой), имеет меньшее время преобразования. Зато DS1821 может быть запрограммирован в режим термостата для полностью автономной работы.
Параметры термометра в смысле погрешности измерений всецело определяются датчиками, поэтому нет смысла их здесь приводить. Более подробную информацию по цифровым датчикам температуры можно получить на сайте www.dalsemi.com.
Цифровой термометр был задуман изначально как бытовой, домашний, который всю свою жизнь должен провисеть где-нибудь на кухне у окошка. Владельца термометра, прежде всего, волнует, какая температура за бортом, на улице. Будет ли сегодня тепло в майке или надо одеть еще пиджак и галстук? Поэтому термометр имеет внешний датчик температуры, расположенный, например, на внешней стороне рамы окна.
Многие хотят знать температуру и по эту сторону окна, т.е. в комнате. Наверное, для того, чтобы решить, бежать ли в ЖЭС с криками типа «А за тепло-то мы платим!!!». По этой причине термометр имеет второй датчик температуры, расположенный внутри корпуса. Этот датчик имеет температуру, примерно равную температуре воздуха в комнате.
Несколько замечаний по поводу расположения термометров. Внешний термометр нужно укрыть от прямых солнечных лучей и от потоков воздуха комнатной температуры, дующих сквозь щели в рамах. Внутренний термометр необходимо так расположить в корпусе, чтобы он был максимально удален от нагревающихся элементов. В первую очередь это светодиодные индикаторы и стабилизатор напряжения. Если термометр будет включаться только на несколько секунд, а все остальное время будет выключен, то нагрев элементов схемы не сможет исказить показания температуры воздуха внутри помещения.
Желание посмотреть на термометр появляется обычно тогда, когда условия освещения наихудшие. Например, посреди ночи. Поэтому ЖК-индикаторы, даже с подсветкой, не подходят. Лучшую читаемость в условиях недостаточного освещения имеют светодиодные индикаторы. Правда, они много кушают.
Я являюсь абсолютным противником устройств, которые постоянно торчат в сети. Может там, в странах развитой НТР, это и хорошо (в импортной аппаратуре все чаще отсутствует полный сетевой выключатель), но в наших своеобразных условиях это просто недопустимо. Я знаю, по меньшей мере, два случая, когда у моих друзей в ночное время по какой-то неведомой причине сетевое напряжение подскакивало почти вдвое. Все аппараты, которые находились в режиме STANDBY, были выведены из строя. А на утро на местной мастерской появилась шильдочка «Закрыто». По этой причине термометр имеет батарейное питание. Для того чтобы продлить срок службы батарей, термометр включается кнопкой, а через пять секунд автоматически отключается. Питание от сети тоже возможно, для этого есть специальный разъем. При питании от сети термометр включен постоянно.
Имея в системе микроконтроллер, хотелось реализовать побольше всяких прибабахов. Одним из них является выход управления термостатом. На этот выход поступает напряжение 0 или +5 В в зависимости от состояния термостата. Состояние определяется запрограммированными порогами и температурой, считываемой с внешнего датчика. Два порога позволяют задать необходимый гистерезис. Выход термостата может использоваться для управления тиристорами, транзисторами или реле, которые, в свою очередь, коммутируют нагрузку. Что с этим можно делать? Например, термостатировать ящик с картошкой на балконе на уровне +2°С. Для этого ведь потребуется очень немного электроэнергии. Или термостатировать воду в аквариуме (верный способ порадовать своих домашних свежей ухой). Наконец, приспособить этот выход для управления компрессором холодильника и иметь затем полный контроль над ситуацией. Впрочем, много еще всего… Еще термометр умеет программировать микросхемы DS1821 в режим термостата. Это уже не просто термометр, это средство производства!
Принципиальная схема термометра не сложна. Основой является микроконтроллер U1 типа AT89C2051 фирмы ATMEL. Индикация динамическая, реализована программно. Катодами индикаторы HG1 и HG2 подключены к порту P1, аноды включаются транзисторами VT1-VT3. Транзисторы управляются линиями сканирования S0…S2. Импульсный ток сегментов ограничен резисторами на уровне примерно 15 мА, что вписывается в нагрузочную способность порта (20 мА) и достаточно для получения необходимой яркости. Циклы сканирования формируются с помощью внутреннего таймера микроконтроллера. За каждым циклом индикации следует «пустой» цикл, когда все индикаторы выключены. Для регулировки яркости свечения индикаторов достаточно регулировать отношение длительности цикла индикации к длительности «пустого» цикла (PWM). Яркость регулируют кнопками «UP» и «DOWN» в режиме индикации температуры. Новое значение яркости сохраняется в энергонезависимой памяти. Для субъективно постоянной скорости изменения яркости в процессе регулировки применен закон регулировки, близкий к гиперболическому.
Для экономии портов микроконтроллера на линиях сканирования «висит» еще и I2C микросхема flash-памяти U2. Циклы сканирования игнорируются микросхемой, так как представляют собой чередующиеся условия «старт» и «стоп». Когда микроконтроллер обменивается с микросхемой, циклы сканирования приостанавливаются. Все бы хорошо, только при таком включении микросхемы flash-памяти был отловлен глюк. Если в качестве флэшки применялась КР1568РР1 производства ПО «ИНТЕГРАЛ», то в момент выключения питания, если идет сканирование дисплея, содержимое некоторых ячеек портилось. Интересно, что замена флэшки на PHILIPS PCF8582, с которой и содрана интеграловская, полностью устранила глюк. Вообще, ни с одной фирменной микросхемой глюка не наблюдалось.
Местная клавиатура использует в качестве линий сканирования линии данных дисплея, а в качестве линии возврата RL-порт микроконтроллера. Сканирование клавиатуры происходит в циклах сканирования дисплея.
Внешний и внутренний датчики температуры подключены к портам микроконтроллера через защитные цепочки. В цепи питания датчиков включены небольшие резисторы для защиты от короткого замыкания на линиях термометров. Внешний термометр подключен через 3-контактный 3,5-мм разъем, который обычно используется для стереонаушников. У этого разъема есть особенность: во время сочленения на некоторое время оказываются замкнутыми все три контакта. Поэтому без защитного резистора в цепи питания не обойтись. На внутреннем датчике цепочки защиты установлены на всякий случай. Ведь никто не запрещает превратить этот датчик во второй внешний, правда?
Выход управления термостатом имеет двухтактный каскад на транзисторах VT4 и VT5. Такой каскад обеспечивает одинаковый втекающий и вытекающий ток. Этот ток ограничен резистором R17 из энергетических соображений и в целях защиты транзисторов. Оба транзистора включены по схеме с общим эмиттером, что по сравнению со схемой эмиттерного повторителя обеспечивает больший размах выходного напряжения.
Разъем для программирования микросхемы DS1821 использует одну и ту же линию данных, что и внешний термометр, а в качестве напряжения питания использует напряжение выхода термостата (питание нужно выключать при переводе микросхемы DS1821 из режима термостата в режим термометра). Поэтому при программировании внешний термометр и исполнительное устройство термостата должны быть отключены.
Разъем для программирования микросхемы DS1821 использует одну и ту же линию данных, что и внешний термометр, а в качестве напряжения питания использует напряжение выхода термостата (питание нужно выключать при переводе микросхемы DS1821 из режима термостата в режим термометра). Поэтому при программировании внешний термометр и исполнительное устройство термостата должны быть отключены.
Вот мы и подошли к самой страшной части схемы — к стабилизатору. При разработке стабилизатора нужно было выполнить ряд условий. Полностью заряженные батареи имеют напряжение 6 В. Для нормальной работы датчиков требуется минимум 4,3 В. Поэтому стабилизатор должен обеспечивать как можно меньшее минимальное падение (лучше не более 200 мВ при 100 мА). Стабилизатор должен триггерно включаться с помощью кнопки, а выключаться сигналом с микроконтроллера. Стабилизатор должен «чувствовать» сетевое питание и при его наличии оставаться все время включенным. Включение и выключение штекера сетевого питания может производиться «на ходу». Батареи не должны разряжаться при работе от сети. Кроме того, у имевшегося сетевого адаптера на центральном контакте вилки был плюс, поэтому при сочленении разъема питания рвался минус. При всем этом батареи должны коммутироваться правильно. Все вышеперечисленные требования были выполнены в стабилизаторе, собранном на дискретных компонентах. Может быть, какая-нибудь микросхема LDO-стабилизатора, например LP2951 с входом SLEEP позволила бы решить эту задачу более просто, но что сделано, то сделано. Я привожу описание конструкции «как есть», со всеми преимуществами и недостатками. В качестве регулирующего элемента в стабилизаторе применен n-канальный logic-level МОП-транзистор VT6 типа IRLZ44, который выпускается ПО «ИНТЕГРАЛ» под кодовым названием КП723Г. Корпус этого транзистора ТО-220 способен рассеять необходимую мощность без радиатора. В качестве низковольтного опорного источника применен красный светодиод. Усилитель ошибки выполнен на транзисторе VT9. Благодаря высокому сопротивлению нагрузки этот каскад имеет большое усиление. Кнопка SB1 осуществляет начальное включение стабилизатора при работе от батарей. При работе от сети включение стабилизатора осуществляет каскад на транзисторе VT10. Транзисторы VT7 и VT8 образуют схему автоматического отключения. Для выключения стабилизатора микроконтроллер должен сформировать соответствующий сигнал на порту вывода. Но у микроконтроллера нет свободных линий (как всегда, не хватило одной линии). Поэтому для отключения стабилизатора используется линия возврата клавиатуры RL. При нормальной работе на этой линии наблюдается некая последовательность импульсов, зависящая от того, какая нажата кнопка и что в данное время на дисплее. Во всяком случае, период следования импульсов не может быть больше длительности полного цикла сканирования дисплея. Когда ни одна из кнопок не нажата, на линии «висит» единица. Для отключения стабилизатора было решено использовать уровень логического нуля, длительностью не менее 50 мс. Чтобы отличить это состояние линии от нормального, сигнал линии нужно заинтегрировать, причем постоянная времени заряда должна быть намного меньше, чем разряда. Транзистор VT7 включен по схеме эмиттерного повторителя, он способен быстро зарядить интегрирующую емкость C8. Постоянная времени разряда определяется в основном резистором R20. Транзистор VT8 используется как пороговый элемент, при разрядке C8 ниже некоторого уровня транзистор закрывается, разрывая цепь питания опорного источника VD12, и стабилизатор выключается. При работе от сети узел отключения блокирован с помощью цепочки VD13, R21, которая всегда поддерживает VT8 в открытом состоянии.
Несмотря на обилие дискретных компонентов, если применять SMD элементы, схема стабилизатора легко «размазывается» на плате, заполняя собой свободные места.
Отмечу один недостаток конструкции: отсутствует сигнал разряда батарей. Микроконтроллер нормально работает при напряжении питания 2,7 В, в то время как датчики температуры могут начинать «врать» при напряжении питания ниже 4,3 В. Батареи могут быть разряженными, показания термометра — неверными, а пользователь даже не будет догадываться об этом. Выдаст разве что пониженная яркость свечения индикаторов. Сразу скажу, что дело не в трудности формирования сигнала BAT. LOW, а в отсутствии свободных портов ввода у микроконтроллера. Кстати, подобный сигнал (там он называется ERROR) есть у того же LDO стабилизатора LP2951. Один из выходов из положения — применить watchdog timer DS1232L (он же ADM1232) или подобный. Для перезапуска можно использовать линию сканирования дисплея, а встроенный монитор питания просто не позволит системе работать, если напряжение питания ниже 4,5 В.
И, наконец, если предполагается использовать термометр только с сетевым питанием, то всю эту схему стабилизатора с успехом можно заменить привычной IC 7805.
Печатная плата (и механическая конструкция) термометра сильно зависит от желаемого дизайна изделия, поэтому здесь не приводится.
Содержимое ПЗУ микроконтроллера можно найти в файле therm.bin, а исходный текст — в файле therm.asm. Я пользуюсь транслятором TASM (версия 2.76) с таблицей tasm51.tab. Поскольку этот транслятор не специализирован для 8051, имена SFR с их адресами нужно указывать в тексте. Это сделано в файле libreg.asm, а в therm.asm имеется строка #include «libreg.asm». Сразу предупреждаю, что исходный текст стал не очень читаемым после нескольких операций «ужатия» кода. С трудом удалось получить therm.bin объемом 2048 байт, а AT89C4051 я еще в руках не держал. Вечные проблемы с русским (кто это придумывает все эти кодировки, и где берет на это финансирование?) давно вынудили пользоваться для комментариев ломаным английским. Впрочем, комментарии не для того, чтобы их читать…
Инструкция по эксплуатации термометра в сжатом виде находится в файле thermmanual.doc (Word 97).
Автор проекта: Ридико Леонид Иванович (E-mail: Email Включите javascript, чтобы увидеть email )
Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.
Настройка вашего браузера для приема файлов cookie
Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:
- В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
- Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
- Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
- Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
- Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.
Почему этому сайту требуются файлы cookie?
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.
Что сохраняется в файле cookie?
Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.
Как правило, в cookie-файлах может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.
Сверхвысокая чувствительность многоцветных люминофоров LiSrVO4, легированных Sm3 +, для бесконтактных оптических термометров
Чтобы преодолеть существующую проблему контроля температуры с высокой точностью, мы разработали люминофоры LiSrVO, легированные Sm 3+ , 4 со сверхвысокой чувствительностью в качестве перспективных кандидатов для оптических термометров. Подготовленные образцы могли испускать многоцветное излучение после возбуждения на длине волны 343 нм, а оптимальная концентрация легирования для ионов Sm 3+ в выбранной матрице составляла 1 мол.%.Изучен механизм передачи энергии от группы VO 4 3− к ионам Sm 3+ и доказана его эффективность 84,1% для Sm 3+ содержание ионов 7% мол. На основании различных характеристик термической закалки группы VO 4 3− и ионов Sm 3+ была исследована возможность контроля температуры полученных соединений.Путем выбора различных излучений ионов Sm 3+ и последующего объединения их с группой VO 4 3-9 были реализованы оптические термометры с регулируемой чувствительностью. Максимальная абсолютная и относительная чувствительность полученных люминофоров могла достигать сверхвысоких значений 1,076 K -1 и 6,167% K -1 , соответственно, которые были самыми высокими значениями чувствительности, о которых сообщалось до сих пор.Кроме того, содержание легирования также повлияло на чувствительность полученных соединений.
У вас есть доступ к этой статье
Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуй еще раз?Нанотермометрия
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА НАНОМАСШТАБЕ
Измерение и отображение температуры точным и неинвазивным способом с субмикрометрическим разрешением имеет решающее значение для понимания многих функций микро- и наноразмерных электронных и фотонных устройств, таких как теплопередача, рассеяние тепла и профили теплопередачи и тепловых реакций.Кроме того, точное различение температуры живой клетки, особенно раковой клетки, сильно влияет на осознание ее патологии и физиологии и, в свою очередь, на оптимизацию терапевтических процессов (например, при гипертермическом лечении опухолей и фотодинамической терапии. ).
Обычные датчики температуры — это так называемые контактные термометры, в которых измерение температуры достигается за счет теплового потока к инвазивному датчику. Контактный характер таких измерений делает традиционные заполненные жидкостью и биметаллические термометры, термопары и термисторы непригодными для измерения температуры быстро движущихся объектов или в масштабе менее 10 микрометров.Поэтому требуется новое поколение наноразмерных термометров для точного измерения распределения температуры вплоть до наномасштабного режима, когда традиционные методы не могут дать удовлетворительных результатов (например, колебания внутриклеточной температуры, температура в молекулярном масштабе или в микросхемах и микрожидкостях).
ОСНОВНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
C. D. S. Brites, X. Xie, M. L. Debasu, X. Qin, J. Rocha, X.Лю, Л. Д. Карлос «Мгновенная баллистическая скорость взвешенных броуновских нанокристаллов, измеренная с помощью апконверсионной нанотермометрии» Nature Nanotechnol., 11, 851–856 (2016)
http://dx.doi.org/10.1038/NNANO.2016.111
Броуновское движение — одно из самых увлекательных явлений в природе. Его концептуальное значение оказывает глубокое влияние почти на все области науки и даже на экономику, от диссипативных процессов в термодинамических системах, генной терапии в биомедицинских исследованиях, искусственных двигателей и образования галактик до поведения цен на акции8.Однако, несмотря на обширные экспериментальные исследования, фундаментальные микроскопические знания о прототипных системах, таких как коллоидные частицы в жидкости, все еще далеки от завершения. Это особенно актуально для измерения мгновенных скоростей частиц, неуловимых из-за быстрых случайных движений в чрезвычайно коротких временных масштабах. Здесь мы сообщаем об измерении мгновенной баллистической скорости броуновских нанокристаллов, взвешенных как в водных, так и в органических растворителях. Для этого мы разрабатываем метод, основанный на нанотермометрии с повышением конверсии.
С. Д. С. Бритес, П. П. Лима, Н. Дж. О. Сильва, А. Миллан, В. С. Амарал, Ф. Паласио, Л. Д. Карлос, «Люминесцентные молекулярные термометры на основе лантанидов», New J. Chem. 35, 1177–1183 (2011) http://dx.doi.org/10.1039/C0NJ01010C
Неинвазивные точные термометры с высоким пространственным разрешением и работающие в субмикронных масштабах, где обычные методы неэффективны, в настоящее время являются очень активной областью исследований, сильно стимулированной в последние пару лет непростыми требованиями нанотехнологий и биомедицины.Эта перспектива предлагает общий обзор недавних примеров точных люминесцентных термометров, работающих в микрометрических и нанометрических масштабах, особенно тех, которые используют современные функциональные органико-неорганические гибридные материалы на основе Ln3 +.
С. Д. С. Бритес, П. П. Лима, Н. Дж. О. Сильва, А. Миллан, В. С. Амарал, Ф. Паласио, Л. Д. Карлос, «Люминесцентный молекулярный термометр для долговременных измерений абсолютной температуры на наноуровне», Adv.Матер. 22, 4499–4504 (2010)
http://dx.doi.org/10.1002/adma.20100178
Температура — это фундаментальная термодинамическая переменная, измерение которой имеет решающее значение в бесчисленных научных исследованиях и технологических разработках, составляя в настоящее время 75–80% рынка датчиков во всем мире. Традиционные заполненные жидкостью и биметаллические термометры, термопары, пирометры и термисторы, как правило, не подходят для измерения температуры на масштабах ниже 10 мкм.Это внутреннее ограничение стимулировало разработку новых бесконтактных точных термометров с микрометрической и нанометрической точностью — сложной исследовательской темы, к которой все чаще стремятся.
Высокоточный цифровой термометр DS18B20, 2 шт.
Описание
Диапазон измеряемых температур от -55 ° C до + 125 ° C. Считываемый с прибора цифровой код является прямым прямым кодом измеренного значения температуры и не требует дополнительных преобразований.Программируемое пользователем разрешение встроенного АЦП может быть изменено в диапазоне от 9 до 12 бит выходного кода. Абсолютная ошибка преобразования составляет менее 0,5 ° C в контролируемом диапазоне температур от -10 ° C до + 85 ° C. Максимальное время для полного 12-битного преобразования составляет ~ 750 мс (при разрешении 12 бит). Внутренняя энергонезависимая память настроек температуры обеспечивает запись произвольных значений верхнего и нижнего пределов настроек. Кроме того, микросхема содержит встроенный логический механизм приоритетной сигнализации в линии о том, что температура превысила один из выбранных пороговых значений.Узел интерфейса 1-Wire устройства организован таким образом, что существует теоретическая возможность адресации неограниченного количества таких устройств по однопроводной линии. Термометр имеет индивидуальный 64-битный регистрационный номер (групповой код 028H) и обеспечивает возможность работы без внешнего источника питания, только за счет паразитного питания однопроводной линии. Питание устройства осуществляется через отдельный внешний выход с напряжением от 3,0 В до 5,5 В. Т Термометр размещен в корпусе транзистора TO-92 или в корпусе для поверхностного монтажа SOIC с 8 выводами (DS18B20Z).Модификация DS18B20X в многообещающем корпусе Flip Chip имеет значительно худшие метрологические характеристики (погрешность 2 ° C) при существенно меньшей цене. Доступна специальная модификация цифрового термометра, рассчитанная только на работу в режиме паразитного питания DS18B20-PAR. Он размещен в корпусе транзистора TO-92, один из контактов которого не используется.
Цифровые датчики температуры | TE подключения
Введение:
Добро пожаловать в первые видеоролики «Умнее с датчиками», меня зовут Девин Брок, менеджер по знаниям и обучению продуктов компании TE Connectivity Sensor Solutions.
1) Спрос на цифровые датчики растет
Почему это тренд?
В ближайшем будущем мировой рынок датчиков ожидает взрывной рост. Согласно Market Research Future (MRFR) ожидается, что к концу 2023 года мировой рынок датчиков вырастет примерно до 266,27 млрд долларов, а совокупный годовой темп роста (CAGR, произносится как «cag-er») составит 11.6% в прогнозном периоде 2017-2023 гг. Прогнозы для цифровых датчиков в некоторой степени различаются, но обычно ожидается, что они будут расти быстрее, чем общий рынок датчиков, и вдвое быстрее, чем общий промышленный рынок.
2) Сравнение технологий
Почему цифровой?
Итак, почему популярность цифровых датчиков растет? Цифровые датчики и, в частности, цифровые датчики температуры обладают рядом преимуществ перед их аналоговыми аналогами.Прежде всего, с точки зрения точности, общая погрешность системы для аналоговых датчиков температуры, таких как термисторы NTC и RTD, включает не только ошибки, связанные с самим датчиком, но также должны включать ошибки, связанные со схемой, используемой для считывания показаний датчика, в том числе тягового усилия. резисторы, аналого-цифровые преобразователи и усилители и др. Для цифрового датчика точность системы — это точность датчика, поскольку датчик возвращает одно значение для его считывания. Затем, глядя на потребление энергии, большинство аналоговых датчиков всегда включены, а делитель напряжения или цепь постоянного тока всегда потребляет значительную мощность из системы.Цифровой датчик, с другой стороны, обычно имеет очень низкое энергопотребление, и большинство из них может быть переведено в спящий режим и будет «просыпаться» только по мере необходимости для получения показаний, дополнительно сберегая энергию в системе, что делает их идеальными для приложений с батарейным питанием. . Цифровые датчики также обеспечивают лучшую надежность данных, поскольку цифровые данные являются действительными или нулевыми, и большинство датчиков имеют функции самодиагностики для дальнейшего повышения надежности данных. С другой стороны, качество данных аналоговых датчиков чувствительно к помехам в цепи, аналого-цифровому преобразованию, а надежность может со временем ухудшаться из-за сопротивления контакта и проводов, а также дрейфа чувствительного элемента.С точки зрения интеграции аналоговые датчики требуют обширных внешних схем, справочных таблиц и проверки системы, в то время как цифровые датчики предоставляют данные с помощью простого вызова ввода-вывода и прямого преобразования данных. Наконец, с точки зрения стоимости и точности аналоговые датчики требуют внешней схемы, стабильного источника напряжения и качественного аналого-цифрового преобразователя для получения точных показаний. Общая стоимость системы и точность аналоговых датчиков оставались относительно стабильными с постепенными улучшениями.С другой стороны, цифровые датчики температуры значительно улучшили точность в последние годы, и их стоимость значительно снизилась, поскольку область цифровых датчиков продолжает развиваться
3) Цифровые датчики температуры Применение серии TSYS
3.1 Системы HVACR
TSYS03 хорошо подходит для целого ряда приложений, включая системы HVACR. Эти системы требуют точных данных о температуре, чтобы обеспечить комфортные условия для людей в домах и на рабочих местах.TSY03 идеален, поскольку он предоставляет точные данные о температуре без необходимости калибровки и обеспечивает полноценную работу в режиме Plug and Play, поскольку он подключается напрямую к шине I2C с помощью простого набора команд, который упрощает программирование
3.2 Системы здравоохранения
Цифровые датчики температуры, такие как TSYS03, также могут играть ключевую роль в ряде приложений здравоохранения. Его небольшой размер и высокая точность позволяют получать критически важную информацию о температуре в различных медицинских приложениях.TSYS03 предоставляет данные в прямом цифровом формате и сочетает в себе термочувствительный элемент с аналого-цифровым преобразователем, усилителем и схемой интерфейса, что позволяет напрямую подключаться к шине I2C
.3.3 Мобильные устройства
Другое приложение, которое хорошо подходит для TSYS03, — это мобильные устройства и носимые устройства для фитнеса. Крошечный размер TSYS03 сводит к минимуму занимаемую площадь на плате, а его низкое энергопотребление и возможность использовать режим ожидания делают его идеальным для приложений с батарейным питанием и в любом месте, где потребление энергии важно
3.4 метеостанции
Метеостанции, как коммерческие, так и жилые, — еще одна область, где можно использовать TSYS03. Широкий диапазон рабочих температур от -40 ° C до + 125 ° C и высокая точность делают его подходящим для наружных и критичных с точки зрения затрат приложений
3,5 Автомобильные системы комфорта
Автомобильные системы комфорта — еще одна область применения, в которой TSYS03 хорошо подходит. Диапазон рабочих температур соответствует потребностям автомобильной промышленности, а его небольшие размеры позволяют встраивать его в ограниченные пространства и быстро реагировать на изменения температуры
4) Описание продукта
Серия цифровых датчиков температуры TSYS03 компанииTE Connectivity разработана для обеспечения очень точных измерений температуры в миниатюрных корпусах TDFN8 или сверхмалых корпусах XDFN6 для поверхностного монтажа с очень низким энергопотреблением.Эти датчики откалиброваны на заводе, доступны с цифровым выходом I2C и работают в широком диапазоне температур от -40 ° C до + 125 ° C. Они работают в широком диапазоне напряжений, а программируемый адрес I2C позволяет нескольким датчикам TSYS03 работать на одной шине I2C. Разрешение 16 бит и точность ± 0,5 ° C делают этот датчик идеальным для широкого спектра применений
5) Как это работает
TSYS03 — это полностью цифровой датчик температуры в миниатюрном корпусе TDFN8 с размерами 2.5 x 2,5 x 0,75 мм или еще меньший корпус XDFN6 с размерами или 1,5 x 1,5 x 0,38 мм
Вот как это работает…
- Тепловая энергия из окружающей среды или из среды, которая термически связана с TSYS03, попадает на устройство
- Кремниевый p-n-переход с запрещенной зоной, встроенный в ASIC, реагирует на тепловую энергию
- Напряжение на диоде пропорционально температуре диода
- ASIC преобразует напряжение диодного перехода в цифровое значение через внутренний аналого-цифровой преобразователь и выводит цифровую информацию в формате вывода I2C.Цифровое значение температуры затем доступно на соответствующих выходных контактах TSYS03 .
6) Резюме
Цифровые датчики температурыобладают рядом преимуществ по сравнению с другими технологиями измерения температуры, включая упрощенный интерфейс, лучшую общую точность системы, низкое энергопотребление и конкурентоспособные цены. Небольшой размер этого цифрового датчика температуры обеспечивает более быстрое время теплового отклика, что приводит к более быстрому измерению температуры.TSYS03 с улучшенным дизайном ASIC и уменьшенным размером корпуса обеспечивает исключительное соотношение цены и качества.
Отчет о нехватке электронных компонентов — 2022 год и последующий период
Дефицит электронных компонентов был препятствием на быстрорастущем рынке электроники с 2018 года. В то время как поступают новые заказы и производство остается стабильным, у просто не хватило конденсаторов, резисторов и других деталей. .
После введения тарифов на импортные китайские товары и закрытия заводов из-за коронавируса OEM-производители поспешили понять, что ждет их и без того ограниченные запасы.Но COVID-19 был не единственным виновником — он фактически выявил уже существующие трещины в цепочке поставок.
Вот почему 2022 год обещает стать еще одним трудным годом:
Дефицит электронных компонентов: могут ли цепочки поставок процветать после COVID?
Пандемия COVID-19, безусловно, поставила всех в тупик, но производители электроники особенно пострадали из-за сбоев в цепочке поставок и нехватки компонентов.
Пандемия закрыла множество путей для сырья и электронных компонентов в больших объемах, оставив производителей с полуфабрикатами и простаивающими мощностями.Многие компоненты поступают из цепочек поставок в Азии, и, поскольку Китай был эпицентром распространения коронавируса, дефицит начал сказываться на производителях в США еще до того, как вирус поразил американскую землю.
В отчете за апрель 2021 года JJS Manufacturing подробно рассказала, как нехватка микросхем влияет не только на автомобильную промышленность. Сейчас дефицит наблюдается у всех производителей, отраслей и продуктов.
Проблема не только в дефиците, но и в росте цен. По мере роста спроса на электронные компоненты предложение сокращается, а затраты растут.
Благодаря пакету стимулов в США многие производители электроники смогли остаться на ногах и даже начали переоснащение для производства столь необходимой электроники, как вентиляторы или термометры.
Но хватит ли?
Преодоление пандемии
С начала 2021 года перспективы развития электронной промышленности постепенно ухудшаются.
Многие печатные платы, полупроводники и микрочипы все еще производятся в Азии, и в связи с продолжающимися сбоями в цепочке поставок некоторые производители электроники рассматривают возможность переноса своей деятельности на привычную почву.
Но, дефицит компонентов сохранялся в 2021 году , поскольку многие ценные сырьевые материалы были в дефиците или полностью отсутствовали. 2022 год обещает стать еще одним долгим ожиданием.
Нехватка полупроводников
В первом квартале 2021 года цепочка поставок полупроводников пополнила длинный список тех, кто испытывает дефицит.
В отчете ElectronicsB2B указано, что стоимость полупроводниковой промышленности увеличится на 11% с 2020 по 2027 год.
Из-за растущего спроса производители полупроводниковых микросхем оказались в затруднительном положении на многие месяцы, и заказы не замедлились.
Становится очевидным, что нехватка полупроводников связана не столько с пандемией COVID-19, сколько с критическими проблемами в инфраструктуре цепочки поставок. В 2022 году полупроводниковая промышленность столкнется с еще большей неопределенностью из-за:
- Внедрение автоматизации на основе 5G
- Повышенная общая потребность в чипах
- Геополитические факторы (например, нынешние санкции США в отношении Китая)
Конечная цель — просто производить больше полупроводников по всему миру.Для американских OEM-производителей производство большего количества микросхем на внутреннем рынке сокращает время выполнения заказа и другие риски, связанные с импортом.
Переналадка цепей поставок электронных компонентов
Если COVID-19 показал нам что-нибудь, так это то, что цепочки поставок на удивление непостоянны. Чем длиннее цепочка поставок, тем больше она подвержена сбоям, поэтому американские производители электроники должны начать искать поставщиков ближе к дому. Это сведет к минимуму риск дорогостоящих задержек на производственных линиях и сократит время выполнения заказа.
Кроме того, цепочки поставок, расположенные ближе к дому, с меньшей вероятностью пострадают от глобальных сбоев. Если в Индии произойдет стихийное бедствие, скорее всего, оно не повлияет на вашу цепочку поставок в Канаде.
Популярность решоринга среди производителей во всех отраслях промышленности растет. Снижается риск потенциальных рисков кибербезопасности, и общие транспортные расходы ниже.
Своевременная доставка электронных компонентов
Одним из преимуществ пересмотра цепочек поставок компонентов является пунктуальность.Мы все ненавидим, когда наши пакеты Amazon опаздывают на день, но представьте себе, что мы месяцами ждем заказа важных электронных компонентов.
Приближая цепочки поставок к дому, мы можем приступить к решению этой проблемы . Конечно, в производственном процессе по-прежнему будут возникать нехватка компонентов или сбои в производстве, но цепочки поставок, расположенные ближе к конечным конечным объектам производства, с большей вероятностью доставляют продукцию вовремя.
2021 год и далее
Пока что в 2021 году дефицит компонентов не улучшился.Цепочки поставок ограничены:
- Высокий спрос
- Отсутствие производителей
- Блокировка COVID-19
- Дорогие и ненадежные сроки поставки
Тем не менее, вы все равно можете поставить свою компанию в положение успеха, оставаясь в курсе и планируя соответствующим образом.
Обязательно поговорите со своим поставщиком, чтобы полностью понять, как нехватка электроники влияет на вас обоих. И не забудьте проявить терпение — все в одной лодке, а мы просто преодолеваем шторм.
А пока ознакомьтесь с нашим руководством по размерам компонентов!
Примечание редактора: Это сообщение в блоге было первоначально опубликовано в сентябре 2018 года и было обновлено в июле 2021 года, чтобы отразить обновления в содержании и аналитических данных.
Алексей Захаров Часы Календарь Термометр беговая строка. Схема. Часы-будильник и градусник с бегущей строкой на шестнадцатиэлементных индикаторах. Базовые модели уличных электронных часов «Импульс»
.Уличные электронные часы широко используются в оформлении современной инфраструктуры Москвы и других городов как эффективное средство привлечения внимания людей.
Компания-производитель «Русимпулс» выпускает большой ассортимент светодиодных уличных часов: с числом цифр от 80 мм и выше и с любым цветом свечения.
Серийные модели уличных настенных часов «Импульс» стандартно отображают текущее время, дату и температуру воздуха в альтернативном режиме. По желанию, такие часы-термометры могут также показывать широкий диапазон погодных камер: температуру воды, относительную влажность, атмосферное давление, скорость ветра, радиационный фон. Время отображения каждого из параметров может быть установлено пользователем независимо.
Пустое табло работает в широком диапазоне температур (от -40 до +50 ° C), имеет специальную защиту от коррозии, пыли и влаги внутрь (IP 65) и может эксплуатироваться в любых погодных условиях.
Электронные уличные часы с термометром «Пульс» выпускаются, как правило, в одностороннем исполнении и устанавливаются на стене здания. Возможно двусторонние часы с вертикальным или боковым креплением.
В зависимости от предполагаемого места установки уличные электронные часы-термометр можно выбрать для теневой или солнечной стороны.Для размещения в тени подойдут часы с термометром с менее яркими красными светодиодами — 1,5 кД, тогда как для солнечной стороны, а также установки в витринах магазинов рекомендуются часы с более яркими светодиодами (3,0 кД для красного свечения / минимум 2кд для другого цвета)
Уличные электронные часы с термометром стандартно управляются с помощью пульта дистанционного управления по ИК-лучам с дальностью действия до 10 м. Пульт дистанционного управления позволяет изменять яркость свечения и продолжительность отображения отображаемых параметров.Крупногабаритный часовой термометр с высотой шрифта от 700 мм контролируется радиоэффектом до 50 м.
Базовые модели уличных электронных часов «Импульс»
| отображаемые параметры | текущее время (HCH: мм), дата (DD.MM), температура воздуха (-88 ° C или 88 ° С) |
| индикаторы формата | 88:88 |
| тип индикаторов | светодиоды |
| индикаторы яркости | |
| управление | пульт дистанционного управления по ИК-лучам (вмещает до 10м) |
| продукты питания | 220 В / 50 Гц, кабель питания 1.5м. |
| Условия использования | улица, температура от -40 ° до 50 ° С |
| тип и цвет корпуса | стальной штампованный корпус, окрашенный черной порошковой краской, декоративный профиль, акриловое стекло, крепежные петли на задней стороне корпуса |
| метеертаторы | датчик температуры воздуха — выносной, провод датчика 1,5м. Опционально возможно оснащение табло другими седиматорами |
| гарантийный срок | 2 года |
В предлагаемом устройстве используются шестнадцатичленные символьные светодиодные индикаторы PSA08-11 с общими анодами.Выбор пал на них из-за невысокой стоимости, большого размера отображаемого символа и высокой яркости. Для того, чтобы убрать максимум полезной информации, текст сдвигается вправо влево. На шести фамильярах также отображается текущее время, температура в помещении, температура за его пределами, число, день недели и месяц прописью, например, «18 марта, четверг.
. Микросхема DS1307. Это часы реального времени (Real Time Clock -RTC) со встроенным календарем.При отключении общего питания микросхема продолжает работать от резервного источника — литиевого элемента CR2032. Тактовый генератор этой микросхемы построен на внешнем кварцевом резонаторе с частотой 32768 Гц, что обеспечивает высокую точность хода. Чип считает секунды, минуты, часы, дни месяца (с учетом високосных лет), месяцы, дни недели и годы. Ее календарь действителен до 2100. Более подробную информацию Вы можете узнать об этом.
Для измерения температуры в приборе применены цифровые термодатчики LM75, имеющие погрешность не более 2 ° C в диапазоне температур от -25 до + 100 ° C.Более подробную информацию о них можно найти в.
Схема часов и термометра с бегущей строкой Показана на рис. 1. Все функции, за исключением учета времени, выполняет микроконтроллер DD2 (PIC16F873A-20I / P), управляемый встроенный генератор с кварцевым резонатором ZQ2. Для управления устройством предназначены кнопки SB1-SB5. При разомкнутых контактах резисторы R4-R8 обеспечивают высокий логический уровень на соответствующих входах микроконтроллера. Резистор R11 поддерживает высокий уровень на входе первоначальной установки микроконтроллера, предотвращая перезапуск программы при случайных помехах.
Для питания часов требуется стабилизированный источник напряжения 5 В с максимальным током нагрузки не менее 600 мА. Подключается к разъему XS1. Автор использовал зарядное устройство от сотового телефона. Конденсаторы С1 и С2 — сглаживающие, а емкость конденсатора С1 должна быть не менее 1000 мкФ.
В часах есть будильник. Свой звуковой сигнал подает пьезоизлучатель со встроенным генератором 1 (NR24AH). По сигналам микроконтроллера управляет ключом на транзисторе VT7.Подбирая резистор R18 в цепи базы этого транзистора, можно регулировать громкость звука в некоторых пределах.
Для индикации режимов работы предназначены светодиоды HL1-HL3 светодиодов красного свечения. Их яркость меняется подбором резисторов R15- R17.
Для программирования микроконтроллера, установленного на плате, имеется разъем XP1. На время этой операции к нему привязан программатор, например, Pickit2, ExtraPic или другой аналогичный. В текущем устройстве этот разъем не нужен.Вы не сможете установить его, если перед установкой платы запрограммируете микроконтроллер в панели программатора.
Программирование микроконтроллера заключается в загрузке программного кода из нефайловой флэш-памяти. Для этого требуется программа управления программатором, такая как WinPic800, которая находится в свободном доступе по адресу www.winpic800.com/descargas/winpic800.zip в Интернете. Подробные инструкции по программированию микроконтроллера также можно прочитать в.
Для упрощения программы микроконтроллера и устройства в целом микросхема RTC DD1 и датчики температуры VK1 и VK2 подключены к микроконтроллеру на одной шине I2C.Датчик ВК2 подключается к разъему XP2 кабелем длиной до нескольких метров по схеме, изображенной на рис. 2.
Резисторы R2 и R9 соединяют линии SCL и SDA шины I 2 C с плюсом питания, поддерживают их высокий уровень в паузах передачи информации, как того требует спецификация шины. Более подробно об использовании этой шины вы можете узнать у. Адресные входы датчиков температуры ВК1 и ВК2 подключены к плюсу питания и общему проводу, что дает микроконтроллеру возможность программно различать датчики.
На выходах микросхемы DD3 и DD4 сформированы шестнадцатиразрядные параллельные коды для отображения информации об индикаторах. Микроконтроллер DD2 вводит информацию в эти микросхемы с помощью последовательного кода, используя только три линии их портов в и C. Путем установки линии RC6 и ввода информации чипа DD3, соответствующего значению (0 или 1) следующей категории кода, он формируется на линии RC7, а тактовые входы обеих микросхем увеличивают падение уровня. При этом код, уже содержащийся в подключенных последовательно сдвигающихся регистрах, перемещается на одну позицию в сторону более старого разряда регистра DD4, а DD3 — это освобожденный младший разряд DD3, значение, установленное микроконтроллером на его входе. записывается.
После шестнадцати таких операций весь код записывается в сформированный микросхемами DD3 и DD4 шестнадцатый разряд сдвигового регистра. Однако на выходах микросхемы этот код еще не появился, он продолжил работу в предыдущем цикле. Чтобы обновить состояние выхода, микроконтроллер генерирует возрастающее падение уровня на своей линии RB0 и вводит входные данные для записи кода из регистров сдвига DD3 и DD4 в их регистры хранения. Более подробно с работой микросхемы последовательного преобразователя кода в Parallel 74ns595 можно прочитать чтением.
После записи кода в микросхемы DD3 и DD4 микроконтроллер подает включение одного из шести индикаторов, для катодов элементов которых предназначен этот код. Чтобы не перегружать выходы микроконтроллера, аноды индикатора подключаются к ним через ключи на транзисторах VT1-VT6. Схема индикаторной схемы представлена на рис. 3, A. Обозначение элементов индикатора PSA08-11SRW — — на рис. 4. Разъемы XP1 и XP2 платы индикатора соединены соответственно с ядрами XS3 и XS2 основной платы.
Чертежи основной платы и расположение элементов на ней показаны на рис. 5. Изготовлен из листового металла с одной стороны стеклостолита. Плата предназначена для установки датчика температуры PC1 в корпусе DIP8, однако датчик LM75AD выпускается в корпусе SO8 для поверхностного монтажа, поэтому его следует устанавливать через плату адаптера (рис. 6). На рис. 5 Схема адаптера показана пунктирной линией. В соответствующие отверстия переходника и платы вставляются и исчезают с обеих сторон отрезок провода.Можно, конечно, поменяв топологию печатных проводников на основной плате, обойтись и без переходника.
Печатная плата двустороннего индикатора показана на рис. 7. Обратите внимание, что разъемы на ней устанавливаются напротив индикаторов, где находятся индикаторы. При подключении разъемов обе платы располагаются одна над другой «отвесно», что видно на рисунке на фото. восемь. Транзисторы
CT502B можно заменить любыми из той же серии. Вместо светодиодов al307bm подходят и для другого маломощного красного свечения, например al310a.
Правильно собранное устройство с правильно запрограммированным микроконтроллером в настройке не нуждается и начинает работать сразу после включения.
После подачи питания отображаются первые индикаторы. Он следует за временем в 12- или 24-часовом формате, который можно выбрать в соответствующем пункте меню. Далее останавливается бегущая строка с текущим временем. По их истечении отображается температура в помещении (показания датчика ВК1), выводится температура на улице (показания датчика ВК2) и выдерживается еще одна десятиминутная пауза, в течение которой индикатор показывает температура наружного воздуха.После этого отображается число, месяц после него и день недели прописью, после чего цикл (за исключением приветственного сообщения) повторяется.
Для установки текущего времени и других параметров необходимо перейти в режим «Меню» кратковременным нажатием на кнопку «M» SB3. Светодиод HL2 загорается, показывая, что этот режим включен. На индикаторе после сообщения «Setup» отображается и останавливается строка «XX Hour», где XX — текущее значение часа, которое можно увеличить, нажав кнопку SB1 «+», или уменьшить кнопку SB5 «-», нажав кнопку Кнопка SB5.
Для перехода к следующему пункту меню нажмите SB2 «> кнопка». С его помощью меню можно «переворачивать» в следующем порядке с помощью кнопки SB4 «» Отображается строка «МИН ХХ», затем «год 20хх» (по умолчанию 2011), далее «Месяц XX», «Число XX», «День недели ХХ», «Будильника», «Будімин ХХ» (Минуты будильника).
Затем на индикаторе появляется одна из строк «Bud off» или «Bid ON», отображающая текущее состояние будильника. Его можно изменить, нажав кнопку SB1 «+» или SB5 «-».Когда будильник включен, горит светодиод HL1, сигнализируя об этом.
Ниже приводится строка «Формат ХХ», где xx равно 12 или 24, в зависимости от выбранных нажатий на кнопку SB1 «+» или SB5 »формата отображения времени. После следующего щелчка по SB2«> »будет отображается «пока» светодиод HL2 выключен, часы переходят в нормальный рабочий режим.
Когда текущее время совпадает с заданным временем срабатывания будильника, включаются светодиод HL3 и звуковой излучатель. звуковой сигнал, достаточно нажать на любую кнопку.Электрический сигнал для управления внешним исполнительным механизмом при необходимости может быть снят с выхода RB5 микроконтроллера, к которому через резистор R17 подключен светодиод HL3.
При отключении внешнего питания устройство продолжает отсчет времени — микросхема DD1 работает на литиевом элементе G1.
Ecrimible файлов: Source.zip
ЛИТЕРАТУРА
1. DS1307 — 64 x 8 Часы реального времени с последовательным интерфейсом. — www.piclist.ru/d-ds-dsb1 «+» 307-rus / d-ds-ds1307-rus.html
2. Цифровой датчик температуры и тепловой сторожевой таймер LM75A. www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/100962/philips/lm75ad.html
3. Лонг А. Программисты и программисты микроконтроллеров. — Радио, 2004, №1, с. 53.
4. Семенов Б.Ю. Шина I2C в радиотехнических сооружениях. — М .: «Солон-Р», 2002.
5. 74нс595; 74НST595 8-битный регистр сдвига с последовательным входом, последовательным или параллельным выходом с выходными защелками; 3-состояние. — www.nxp.com/documents/data_sheet/74hc_hct595.pdf.
В.Баландин, с. Петровское Тамбовская область
Радио №9 2012
Простые часы на светодиодных матрицах. Многие радиолюбители, новички и не только любят «изобретать велосипед» — строят свои электронные часы. Не обошла эта судьба и меня. Конструкций часов в интернете сегодня конечно предостаточно, но на светодиодных матрицах почему-то есть блоки. В русскоязычном интернете я нашел только один полностью законченный и описанный дизайн. При этом светодиодные матрицы сейчас очень сильно подешевели, а стоимость их не выше, а то и ниже, чем у сегментных индикаторов того же размера.Например, примененный мною GNM23881AD размером 60х60мм был куплен за 1,5U (3 индикатора стоят 4,5U), за эти деньги вряд ли можно купить четыре семи семи измерениях. Но информация сделана на матричном индикаторе, можно намного больше. Помимо цифр, вы можете отображать любые буквы, знаки, а с помощью бегущей строки еще и текст.
Исходя из этого появилось желание построить часы на светодиодных матрицах, но чтобы схема была для схемы не сложнее, чем в семи седьмых.Я также хотел быть достаточно функциональным и не похожим на других. Так родилась следующая схема.
Функционал на часах:
- Обратный отсчет, календарь, день недели. (Учитывается високосный год, переход на летнее / зимнее время не осуществляется).
- Экономия часов при исчезновении внешнего питания (Расход 15 мк).
- Коррекция хода + — 59,9с / день, с шагом 0,1сек. 9 будильников. 3 из них «одноразовые» и 6 «постоянные», настраиваемые индивидуально по дням недели.
- Индивидуально настраивается длительность звукового сигнала каждого будильника (1-15мин).
- Звуковое подтверждение нажатия кнопок (есть возможность отключить).
- Ежечасный звуковой сигнал (возможно отключение).
- С 00-00 до 08-00 сигнал не обслуживается.
- 1 или 2 датчика температуры (улица и дом).
- Пользовательская текущая строка, по которой отображается вся информация (кроме времени)
- Значение коррекции хода и настройки «бегущей строки» сохраняются даже при отключении резервного питания.
«Сердце» часов выбрано atmega16a, в связи с его доступностью, невысокой стоимостью и «ногастазностью». Схема хотела максимально упростить, чтобы все, что можно было назначить контроллеру. В итоге удалось обойтись всего двумя микросхемами, контроллером и регистром TPIC6B595. Если у кого-то нет в наличии tpic6b595, то можно заменить на 74ns595 + ULN2803. Оба варианта были опробованы. Также можно попробовать применить TPIC6C595, он слабоват, и немного поправляется, но в целом работает стабильно.Обратный отсчет ведется по асинхронной половине — Т2. Ход часов сохраняется и когда орехи исчезают. В это время большая часть схемы обесточена, и контроллер питается от аккумулятора, аккумулятора или от ионистора. Интересно было поиграть с Ионистором, поэтому применил. Текущее потребление в часах в режиме ожидания составляет 15 мкв. При питании от ионистора по 1ф часы «продержались» четыре дня. Этого достаточно для поддержания курса во время перерывов в приеме пищи. Если применить аккумулятор CR2032, то теоретически расчетов заряда должно хватить на 1.5 лет. Наличие сетевого напряжения Контроллер «прослушивает» выход RV.3 Этот выход является инвертирующим входом компаратора. Напряжение питания через делитель R2-R3 поступает на выход PB.3 и в нормальном состоянии составляет примерно 1,5 В. Если внешнее напряжение упадет ниже 4,1 вольт, то напряжение на выходе RV.3 будет меньше 1,23 вольт, и будет сгенерировано прерывание от компаратора, и все «ненужные» узлы контроллера и сам контроллер будут выключен при обработке этого прерывания.В этом режиме продолжает работать только счетный таймер Т2. При появлении внешнего питания напряжение на РВ.3 вновь появится выше 1,23В, контроллер «Видя» переведет все узлы в рабочее состояние. Если вместо ионистора будет использоваться батарейка CR2032, то ее необходимо подключить через диод (желательно диод Шоттки). Анодный диод подключен к + батареям, а катод — к катоду VD1. В обычном режиме время отображает время в формате часы-минуты. С интервалом в одну минуту бегущая строка.Бегущая строка отображает день недели, дату, год, темп. Дома и темп. на улице. Запуск строки настраивается, т.е. вы можете включить / отключить отображение любого из элементов. (Я, например, всегда выключаю отображение года). Когда все пункты выключены, бегущая строка не запускается, а часы постоянно показывают текущее время. 9 будильников делятся на 3 одноразовых и 6 многоразовых. Когда вы включаете будильники 1-3, они срабатывают только один раз. Чтобы снова заработать, их нужно повторно использовать вручную.Причем будильники 4-9 многоразовые, т.е. будут работать ежедневно, в установленное время. Кроме того, эти будильники можно настроить на работу только в определенные дни недели. Это удобно, например, если вы не хотите, чтобы будильник будил вас по выходным. Или, например, вам нужно просыпаться в будние дни в 7-00, а в четверг в 8-00, а будильник не нужен. Затем мы устанавливаем одну многоразовую до 7-00 в понедельник-среду и пятницу, а вторую в 8-00 в четверг … .. Кроме того, все будильники имеют настройку длительности сигнала, и если вы, то в для пробуждения, слабый сигнал в течение 1 минуты. Вы можете увеличить время от 1 до 15 минут.Коррекция инсульта производится 1 раз в сутки, в 00-00. Если часы идут например на 5 секунд в день, то в 00-00-00 время будет установлено на 23-59-55, если часы отстают, то в 00-00-00 будет установлено время. в 00-00-05. Шаг коррекции — 0,1 сек. Максимальная коррекция — 59,9 секунд / сутки. С хорошим кварцем в этом почти не нуждаются. Коррекция проводится в дежурном режиме при питании от аккумулятора. В светодиодных матрицах можно использовать любые светодиоды 8 * 8 с общим катодом. Как уже было сказано, я применил GNM23881AD.В принципе, можно «набрать» матрицу и из отдельных светодиодов. Микроконтроллер ATMEGA16A можно заменить на «старый» ATMEGA16 с буквой L. При этом ток потребления тока от аккумулятора теоретически увеличится. Наверное просто будет работать наmega16, но при работе от аккума могут быть проблемы. Диод D1 — желательно любой диод Шоттки. При обычной выпрямлении тоже работает, но для защиты от разных глюков связанных с тем, что часть схемы запитана напряжением «на диод», а часть «после диода» лучше поискать Шоттки.Транзистор VT1 — любой n-p-n. Часы регулируются двумя кнопками. Их количество можно было довести до 8 штук, больше не добавляя никаких компонентов, кроме самих кнопок, но я хотел попробовать «скрутить» всего двумя. Кнопки условно названы «ОК» и «Шаг». Кнопка «Шаг» обычно переходит к следующему пункту меню, а кнопка «ОК» изменяет параметры текущего меню. По сигналу сработавшего будильника также отключаются кнопки «ОК» или «шаг». Нажатие любой кнопки во время сигнала будильника отключает его.Схема управления оказалась:
Видео как все работает!
Эта бегущая строка позволяет читать текст объемом не более 8192 букв, включая пробелы. Текст вводится в бегущую строку 24c64 с клавиатуры компьютера без подключения самого компьютера. Во время ввода текста есть возможность стирать буквы с помощью клавиши (backspace), наблюдая за этим действием удаления букв на табло.
Скорость ввода букв можно регулировать с помощью двух клавиш рядом с цифрами на клавиатуре (+ и -). Скорость бегущей строки записывается в последней ячейке памяти 24c64. Поэтому, когда вы впервые включаете без регулировки скорости, буквы будут медленно бегать, и поэтому вам необходимо выполнить первую настройку. Скорость бега очень сильно меняется при настройке записи числа в последнюю ячейку 24c64 числа от 1 до 30 в десятичном или шестнадцатеричном формате1..1E то, что можно увидеть с помощью программатора Pickit2, но это не обязательно.
В памяти строки находится знакогенератор, имеющий в памяти весь алфавит русских букв заглавных и строчных букв, а также некоторые знаки и все числа.
Row Indication. Построение динамики, состоящее из 8 строк, которые подсвечиваются вниз одна за другой 300 раз в секунду, выполняется весь цикл из 8 строк, что позволяет наблюдать картинку без мерцания.
Микросхемы табло 74HC595 выполняют роль горизонтальной доски или гирлянды из 160 светодиодов, а транзисторы позволяют по очереди менять горизонталь или струны сверху вниз, то есть происходит зажигание табло на выстраиваются по очереди со скоростью 300 кадров в секунду.
Сама микросхема 74NS595 представляет собой обычный сдвиговый регистр с выходом каждого регистра на светодиодную матрицу, но есть большая, но матрица с регистрами, подключенными не напрямую, а через регистры логического состояния блокировки.
Зачем это нужно? Это необходимо для того, чтобы он загружался из МК сдвиговых регистров по цепочке от одного к другому каждым тактовым сигналом на выходе 11 и при этом наблюдался на светодиодных матрицах которых мы вообще не нуждаемся, так как Картинка была не такой, как светодиоды не в нужных местах. Следовательно, дополнительные регистры фиксации блокируются во время загрузки данных в матрицу и обновляются только после того, как на выходах 12 появляется сигнал фрахта из регистров сдвига в данные блокировки, а фиксация передается в матрицу.
Данные Табло, создающее все строки изображений, поступает от МК с выхода 34 на вход 14 регистра микросхемы 74NS595 с первой микросхемы 74ns595 на второй данные передаются с выхода 9 на вход 14 и так по цепочке до последней 20 чип.
Я повторяю, что данные перемещаются с каждым тактом на входе 11 всех микросхем 74ns595 в цепочке до последней микросхемы 74NS595, и после загрузки все 20 микросхем появляются в регистрах фиксации 12, тем самым обновляя изображение всей цепочки, а не всей изображение табло.Строки каждый раз обновляются после перехода на нижнюю строку.
При сборке табло очень удобно делать платы из двух матриц 8х8 или чтобы на плате были две матрицы с возможностью увеличения количества плат, подключив первую плату дисплея к плате микроконтроллера, вы можете убедиться, что это работает без других видеокарт и только после этого проверьте следующие платы, так будет легче искать дефекты и пайку ламп.
Чтобы проверить первую плату дисплея, вам необходимо подключить клавиатуру к плате MK, чтобы использовать питание, чтобы нажать одну или несколько букв для отправки команды в конец строки, в которой текст, введенный нажатием клавиши Enter, после этого пойдет к ряду с низкой скоростью, так как скорость бега также необходимо регулировать нажатием клавиши (-) до тех пор, пока константа будет записана из 5..1e в шестнадцатой цифре в памяти 24c64.
Если вам не нужна строка такой большой длины, состоящая из 20 матриц 8х8, то могу выслать прошивку с меньшим количеством от 2 до 19 это делается просто и быстро ответ вам пришлю письмо на прошивку MY EVGEN100777 (Собака) Рамблер.RU.
Видеокарты разведены под красные матрицы красной светящейся маркировки QFT 2388ASR, плата микроконтроллера сделана с условием обновления линии часов и термометра, но так как прошивка не дорабатывает прошивку, Не рекомендую добавлять кнопки, чтобы порт МК не спалил.
Командные кнопки.
( Shift. ) — кнопка переключения на большие буквы при нажатии на нее и отпускании буквы нажимается и отображается на букве таблока, если вы нажимаете следующую букву без предварительного нажатия Shift, чтобы отобразить маленькую букву, то есть до каждый ввод заглавной буквы нужно нажимать и отпускать SHIFT.
( + и — ) — Эти клавиши работают при включении бегущей строки на набор текста и регулируют скорость перемещения букв на табло + увеличивает скорость — снижает скорость перемещения букв.
Backspace. — Клавиша стирания текста при наборе номера, работает только в режиме набора текста с отображением на таблице удаленной буквы смещения текста.
ENTER Эта клавиша запускает запуск строки после набора текста, конца текста в памяти 24c64 и указывает, что текст вам нужен для запуска строки с начала.
Для нового набора текста бегущая строка должна быть выключена и включена, чтобы снова включить клавиатуру, подключенную к клавиатуре, с помощью клавиш плюс и минус, и когда вы впервые щелкаете по букве, табло очищается с отображением в правой части строки первой буквы, выбирая текст, который она перемещает в левую часть, после этого клавиша Enter И строка переходит в рабочий режим выполнения, не реагируя на клавиатуру.
Для повторяющегося водяного текста не забываем включать и отключать строку.
Бегущая строка с часами, календарем и текстом, установленными на клавиатуре PS / 2
Бегущая строка показывает время, часы, минуты, числа второго дня, а также слова месяца и дня недели, например, Время 12.30.10 20 января среда.
Точно такая же бегущая строка с набором текста на клавиатуре только другие часы с календарем. В этом ряду невозможно изменить количество светодиодных матриц, так как все 20 штук участвуют в установке даты, времени, месяца и дня недели.
Во время набора текста нажатием левой клавиши Ctrl вставляются часы с календарем в текст бегущей строки. Эта линия имеет все те же функции, что и предыдущие линии на PIC16F628 и PIC16F877, и точно так же управляется.
Для настройки времени необходимо нажать кнопку Select на плате с микроконтроллером. Появится табло установки времени, начало мигать секунды, при нажатии кнопки изменения секунд сбрасываются на ноль. Мы снова нажимаем кнопку выбора, и минуты после нажатия кнопки «Изменить» начинают мигать.Увеличиваем минуты, так же с часами месяц и день недели.
В настройках времени день недели и месяц отображаются в виде чисел.
Вот немного видоизмененная схема этой строчки, здесь две кнопки с подтягивающими резисторами изменения изменения и временным кварцем на 32768 Гц и еще один резистор, подтягивающий вход контроллера, отвечает за ввод в клавиатуру.
Для более стабильной работы PIC16F877 лучше пропитать через 11 Ом 0.Резистор на 25 Вт с положительной мощностью для уменьшения помех от транзисторов, которые переключают результаты на табло.
Беговая веревка с часами и градусником для улицы и дома.
Бегущая строка работает на датчиках DS1820 и показывает температуру в доме и на улице путем вставки в текст бегущей строки тестирования на табло.
Показания показывают несоответствующую температуру Дом 25.2 Улица -12.4 Показания температуры имеют младший показатель в виде десятых долей градуса.
Чтобы вставить термометр в текст, нужно нажать левую клавишу alt на клавиатуре компьютера, подключенной к бегущей строке.
Температурный диапазон выходного термометра от -55 до 99 градусов не рекомендуется нагревать датчик выше 70 градусов во избежание этого.
Длина провода, идущего к датчику на улице, должна быть не более 4 метров.
Есть прошивка с тремя украинскими буквами.
Аварийный сигнал снимается в виде журнала 0 во время сигнала с выходом 38 PIC16F877
Перечень радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | номер | Примечание | Оценка | Мой ноутбук | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Схема 1. | |||||||
| IC. | MK Pic 8-бит | PIC16F877 | 1 | В записной книжке | |||
| IC1 | Микросхема памяти | 24C64. | 1 | В записной книжке | |||
| IC2, IC3 | Регистр сдвига | CD74HC595 | 20 | В записной книжке | |||
| VT1-VT8. | Транзистор биполярный | BD140. | 8 | В записной книжке | |||
| C1, C2. | Конденсатор | 100 НФ. | 2 | В записной книжке | |||
| C3, C4. | Конденсатор | 15 PF | 2 | В записной книжке | |||
| C5. | Конденсатор | 3,3 НФ. | 1 | В записной книжке | |||
| R1-R16, R18, R19, R21-R24, R30, R31 | Резистор | 330 Ом. | 24 | В записной книжке | |||
| Резистор | 330 Ом. | 144 | В записной книжке | ||||
| R26, R27 | Резистор | 5.1 ком | 2 | В записной книжке | |||
| R28, R29 | Резистор | 4.7 ком | 2 | В записной книжке | |||
| CR1. | Кварцевый резонатор | 20.000 МГц | 1 | В записной книжке | |||
| Светодиодная матрица | 8×8 | 20 | В записной книжке | ||||
| Разъем | PS / 2. | 1 | В записной книжке | ||||
| Схема 2. | |||||||
| IC. | MK Pic 8-бит | PIC16F877 | 1 | В записной книжке | |||
| IC1 | Микросхема памяти | 24C64. | 1 | В записной книжке | |||
| Регистр сдвига | CD74HC595 | 20 | В записной книжке | ||||
| Транзистор биполярный | BD140. | 8 | В записной книжке | ||||
| C2. | Конденсатор | 100 НФ. | 1 | В записной книжке | |||
| C3, C4. | Конденсатор | 15 PF | 2 | В записной книжке | |||
| C5. | Конденсатор | 3,3 НФ. | 1 | В записной книжке | |||
| C6, C7 | Конденсатор | 33 PF | 2 | В записной книжке | |||
| C8. | Электролитический конденсатор | 47 мкФ | 1 | В записной книжке | |||
| R18, R19, R21-R24, R30, R31 | Резистор | 330 Ом. | 24 | В записной книжке | |||
| Резистор | 330 Ом. | 144 | В записной книжке | ||||
| R26, R27, R32, R33 | Резистор | 5.1 ком | 4 | В записной книжке | |||
| R29, R34, R35 | Резистор | 4.7 ком | 3 | В записной книжке | |||
| R36 | Резистор | 11 Ом. | 1 | В записной книжке | |||
| CR1. | Кварцевый резонатор | 20,000 МГц | 1 | В записной книжке | |||
| CR2. | Кварцевый резонатор | 32768 Гц | 1 | В записной книжке | |||
| S1, S2. | Кнопка часов | 2 | В записной книжке | ||||
| Светодиодная матрица | 8×8 | 20 | В записной книжке | ||||
| Разъем | PS / 2. | 1 | В записной книжке | ||||
| Схема 3. | |||||||
| IC. | MK Pic 8-бит | PIC16F877 | 1 | В записной книжке | |||
| IC1 | Микросхема памяти | 24C64. | 1 | В записной книжке | |||
| Регистр сдвига | CD74HC595 | 20 | В записной книжке | ||||
| датчик температуры | DS18B20. | 2 | |||||
Отображение в режиме бегущей строки — число, месяц, год и день недели.
Общая схема.
— При нажатии кН2. КН2.
КН1. — Кн3. КН2.
UA-EN-RU .
DS 18 B 20 №1 или №2.
Каприкулярные решения, с вариантами комбинаций для подключения датчиков, ниже примеры вариантов, с которыми эта программа будет работать правильно.
Схема в Proteus
Загрузчик прошивкиatmega328.)
FUSE, если кто будет использовать программатор ICSP для прошивки ATMEGA328 по этой схеме.
Использование перемычек JP -1, JP -2, JP RF
1сек. | 2сек. | 4 шт. | 8сек. | 16 сен. | 32x. | 64сек. | 128сек. | |
JP -1 | ||||||||
JP -2. | ||||||||
JP -3. |
ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ Attiny24A устанавливается на внутренний генератор МК — 8 МГц.
В архиве.
Радиатор для матричных часов, от АКБ, схема и прошивка в форуме.
DS18B20, RTC.DS1307, датчик освещения, кнопки управления, KitRf -модули и блок питания на 5 вольт (потребление схемы в пиковые моменты, при максимальной яркости до 0,6а, а в среднем 0,3а, можно за доплату с мобильного телефона если есть подходящие параметры)).
Какая польза от Arduino Nano ATMEGA328.
Дело в том, что на борту этой платки уже есть модем с выходом mini USB, вы можете без особого труда прошить этот контроллер через загрузчик, используя свой компьютер и телефонный шнур для зарядки мобильного телефона с разъемом mini USB.
Все это легко сделать с помощью простой программы XLoader ..
Еще немного об опыте прошивки через Bootloader, здесь описано «Nano Volt — Ampmeret 2 channel.».
При желании все необходимые модули можно по выгодной цене на Алиэкспресс.
Max7219 Точечная матрица. | Нано ATMEGA328. | DS1307. | DS18B20. | Датчик освещения | Блок питания |
После заказа немного терпения, пока все эти подробности не придут на почту, и можно гарантированно забрать, это очень интересная схема с часами и градусником.
В общем, с элементарной базой, думаю, вопросов быть не должно, так что здесь все стандартно.
Регистрация отображения типа часов — градусник, это любительский вариант исполнения.
В программе есть три варианта создания часов с термометром.
- Первый вариант — альтернативное отображение времени (часы и минуты), уличной и комнатной температуры (два датчика DS18B20).
Отображение в режиме бегущей строки — число, месяц, год и день недели.
- Вторая опция отображения времени (часы и минуты), температуры окружающей среды (один датчикDS18B20).
Отображение в режиме бегущей строки — число, месяц, год и день недели.
- Третий вариант, просто часы, отображение времени (часы и минуты),
отображение в режиме бегущей строки — число, месяц, год и день недели (отображение температуры отключено).
Собственно различия в опциях небольшие, и заключаются только в различиях отображения температуры на матричном дисплее термометра часов, практически каждый вариант может быть востребован.
Схема.
— На схеме используются три кнопки управления, при кратковременном нажатии на эти кнопки одноразовый вызов поворота на главном экране часов — дата — день недели — температура.
— При нажатии кН2. более 2 сек., входит в меню настроек (при нахождении в меню нажимаем KN2. более 2 сек., выйдите из меню настройки).
— После входа в меню кнопки KN1. — Кн3. можно производить корректировку даты и времени, перемещение по меню осуществляется. КН2. Переменный параметр будет в инверсной люминесценции.
— Также в меню можно, если в этом есть необходимость, установить поправку неточности часа в пределах суток в пределах ± 9xc.
— Следующий пункт в меню будет, это выбор используемого языка, использование языков предусмотрено в одной прошивке. UA-EN-RU .
— Вариант анимации на экране, один из трех, описанных в начале статьи.
— Радодатор, при выборе значения «0» радиопрограмма в программе не задействована, при выборе 1 или 2 на дисплей будут выводиться показания температуры от радиста, вместо dS 18 B 20 №1 или номер 2.
Фото часов в процессе отладки на пакетной плате.
Схема в Proteus
Схема передатчика для этих часов.
Используя перемычки JP -1, JP -2, JP -3, вы можете выбрать, частоту передачи RF -Модуль пакетов информации с температурой от датчика номер 3.
1сек. | 2сек. | 4 шт. | 8сек. | 16 сен. | 32x. | 64сек. | 128сек. | |
JP -1 | ||||||||
JP -2. | ||||||||
JP -3. |
(1 — перемычка закрыта, 0 — нет)
Прейскурант на часы и радиоустройство.
FUSE для работы наmega328 с загрузчиком (архив с прошивкой загрузчика TMEGA328.)
FUSE, если кто будет использовать программатор ICSP для прошивки ATMEGA328 по этой схеме.
Прошивка «часы — термометр на матричных модулях», печатные платы, Proteus, в архиве.
.