Батарейный термометр. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы

 Комментарии к статье

Температура воздуха является одним из важных параметров окружающей среды, существенно влияющим на многие процессы жизнедеятельности человека. Поэтому ее постоянный контроль создает несомненные удобства. Предлагаемый термометр предназначен для использования внутри жилых помещений и отличается рядом достоинств:

• во-первых, он питается от одной пальчиковой батареи, которая не требует замены в течение года (собранный термометр успешно работает уже 8 месяцев);
• во-вторых, в нем используется цифровой датчик температуры. При этом достигается точность измерений порядка ±0,5°С. Цифровой датчик поставляется уже откалиброванным, поэтому устройство не требует никакой дополнительной настройки;
• в-третьих, это подключение жидкокристаллического индикатора (ЖКИ) непосредственно к микроконтроллеру. В таком режиме потребляемый индикатором ток составляет порядка 10 мкА, что благоприятно отражается на времени непрерывной работы от батареи.

Термометр (рис.1) состоит из четырех функциональных блоков.

(нажмите для увеличения)

Температура измеряется микросхемой DD1 типа МСР9803, производимой фирмой Microchip. Она содержит в себе датчик температуры и устройство, преобразующее значение температуры в цифровой код с разрешением 0,0625°С. Этот код хранится в регистрах микросхемы и может быть затребован микроконтроллером по интерфейсу l2C. Резисторы R1 и R2 служат для реализации этого интерфейса. Рабочий диапазон датчика температуры - от -40 до +125 С, что существенно перекрывает температурный диапазон используемого ЖКИ (от -10 до +50°С). Поэтому диапазон измерений термометра ограничен температурным диапазоном ЖКИ. Следует отметить, что практически все ЖКИ не работают при низких температурах без специального подогрева. Однако отрицательные температуры весьма редки для жилых помещений.

Температура измеряется примерно один раз в 8 с. В остальное время датчик и микроконтроллер находятся в спящем режиме (показания продолжают индицироваться), что существенно снижает энергопотребление. Цифровой код температуры передается в микроконтроллер DD2 типа PIC16F916 для дальнейшей обработки и отображения на ЖКИ HG1 (модель VI-201 фирмы Varitronix). ЖКИ имеет два разряда для индикации температуры и две десятичные точки. Левая точка не используется, а правая служит для разделения целых и десятых долей градуса пределах от 0 до +9,9°С.

Температура в пределах от -9 до 0°С и от +10 до +50°С показывается только как целое число. Левый разряд ЖКИ также используется для индикации знака минус для отрицательных температур.

Как показывает практика, определение температуры воздуха с точностью до целых долей градуса вполне достаточна для большинства приложений. Это позволяет применить широко распространенные ЖКИ большого размера для удобства считывания показаний.

Питание устройства от одной пальчиковой батареи обеспечивается преобразователем напряжения, выполненным на микросхеме DA1 типа МАХ1724 фирмы Maxim. Микросхема МАХ1724 выпускается в нескольких вариантах на фиксированные выходные напряжения в пределах 2...5 В. Нами применен ее вариант на 5 В. Однако долговечность батареи можно еще повысить, использовав вариант микросхемы на выходное напряжение 3 В. Сенсор, микроконтроллер и ЖКИ тоже могут работать от такого напряжения.

.Фильтрующие конденсаторы С2 и C3 необходимы для нормальной работы преобразователя, а конденсатор С1 служит для подавления высокочастотных пульсаций преобразователя и предотвращения самовозбуждения микроконтроллера. Отличительной особенностью микросхемы преобразователя является отсутствие выпрямительного диода, характерного для подобных схем. Этим достигается высокая эффективность преобразователя. Дроссель L1 индуктивностью 10...22 мкГн может быть практически любой конструкции, так как потребляемый от преобразователя ток очень мал. Нами использован малогабаритный дроссель SRU5016-100Y фирмы Bourns.

Печатная плата термометра разрабатывалась под микросхему МАХ1724 в корпусе QFN. Все остальные элементы на плате также рассчитаны на SMD-MOH-таж (поверхностный). Резисторы R1 и R2 могут быть в корпусах 0806 или 1206. Танталовые электролитические конденсаторы С2 и C3 - на рабочее напряжение 10 В, конденсатор С1 - керамический, в корпусе 0806. Микросхемы DA1 и DD1 - в корпусах SOT23-5 и S08 соответственно. В качестве DD1 можно использовать датчик МСР9802. Он выпускается в 5-выводном корпусе SOT23-5 несколько меньших размеров. Эта замена повлечет за собой небольшую коррекцию печатной платы, однако никаких изменений в коде микроконтроллера не потребуется. Сам микроконтроллер может быть заменен на PIC16F914.

Печатная плата разработана под микросхему PIC16F916 в корпусе QFN и изготовлена из одностороннего фольгированного стеклотекстолита размерами 65x39 мм (рис.2) С обратной стороны платы устанавливаются две проволочные перемычки, показанные на схеме расположения. Форма печатной платы рассчитана на установку ее в стандартный корпус "JAL-1" размерами 68x22x42 мм. В корпусе имеются два столбика для закрепления платы двумя винтами, В боковой стенке корпуса, напротив датчика температуры, просверлено отверстие 02 мм для улучшения теплообмена.

Лицевая панель выполнена из оргстекла толщиной 2 мм и крепится четырьмя винтами к соответствующим стойкам корпуса. На дне корпуса приклеен держатель для батареи типа АА. Батарея подключается на плате к гнездам, помеченным "+" и "-". Из-за малого потребления тока выключатель питания не предусмотрен.

При сборке термометра первым на плату следует установить микроконтроллер. Монтаж его производится пайкой горячим воздухом. После монтажа следует записать в него программу, приведенную в таблице.

(нажмите для увеличения)

Для программирования можно использовать любой программатор, подключаемый через 5-проводной ICSP-кабель. Кабель временно соединяется с выводами контроллера через гнезда установки ЖКИ на плате. Длинная печатная дорожка, подключенная к выводу 26 (MCLR), предназначена для удобства припаивания соответствующего провода ICSP-кабеля. После программирования эта дорожка более не используется, и гнездо для подключения провода остается закрытым панелью ЖКИ.

Правильно собранный термометр в налаживании не нуждается.

Авторы: С.Безруков, В.Артистов, Superior, USA

Смотрите другие статьи раздела Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Канада планирует построить космодром 06.04.2026

Развитие космической инфраструктуры все чаще становится вопросом не только науки и технологий, но и национальной безопасности. Многие государства стремятся получить независимый доступ к космическим запускам, чтобы не зависеть от внешних партнеров и укреплять собственный технологический суверенитет. На этом фоне Канада объявила о запуске масштабного проекта по созданию собственного космодрома. Министр обороны Канады Дэвид Мак-Гинти сообщил, что правительство страны инвестирует 200 млн канадских долларов, что составляет около 150 млн долларов США, в строительство национального космодрома. Эти средства станут частью долгосрочной программы развития суверенных возможностей космических запусков. По словам Мак-Гинти, Министерство обороны подписало 10-летнее соглашение с компанией MLS на сумму 200 млн долларов. В рамках этого контракта планируется строительство стартовой площадки, которая будет использоваться не только военными структурами, включая Министерство обороны и Вооруженные силы ...>>

Обновленные телевизоры Xiaomi S Mini LED TV 2026 06.04.2026

Компания Xiaomi представила обновленную серию телевизоров S Mini LED TV 2026, которая заметно отличается от версии, недавно вышедшей на европейский рынок. Новое поколение ориентировано на расширенные возможности отображения и более гибкую конфигурацию экранов, что делает линейку более универсальной для разных сценариев использования. В обновленной серии Xiaomi S Mini LED TV 2026 предлагается сразу пять диагоналей, начиная от 55 дюймов и заканчивая внушительными 100 дюймами. Флагманская модель оснащена 1920 зонами локального затемнения, способна достигать пиковой яркости до 2000 нит и поддерживает частоту обновления изображения до 288 Гц, что делает ее особенно привлекательной для динамичного контента и игр. Младшая модель в линейке отличается в первую очередь количеством зон локального затемнения, которых здесь 576, однако остальные ключевые характеристики остаются на уровне старших версий. Это позволяет сохранить высокое качество изображения даже в более доступном сегменте, не ж ...>>

Беспилотный грузовой самолет с двигателем AEP100 05.04.2026

Авиационная отрасль стоит перед масштабной задачей перехода к экологически чистым технологиям, и одним из наиболее перспективных направлений считается использование водорода в качестве топлива. Этот элемент рассматривается как потенциальная альтернатива традиционным видам авиационного топлива благодаря своей энергоэффективности и отсутствию углеродных выбросов при использовании. На этом фоне Китай сообщил об успешном испытании беспилотного грузового самолета, оснащенного турбовинтовым двигателем AEP100 мегаваттного класса, работающим на водороде. Это событие стало важным этапом в развитии авиационных технологий, так как позволило протестировать двигатель в реальных условиях полета, а не только в лабораторной среде. Испытательный полет был проведен в субботу, 4 апреля, в городе Чжучжоу, расположенном в китайской провинции Хунань. Именно там впервые в реальных условиях был задействован водородный авиационный двигатель подобной мощности, что дало возможность оценить его стабильность ...>>

Случайная новость из Архива Летучие мыши запоминают акустическую карту своего ареала 10.11.2024 Летучие мыши обладают уникальной способностью находить дорогу в полной темноте, используя свою эхолокацию, которая позволяет им ориентироваться без света. Новое исследование, проведенное международной командой ученых из Тель-Авивского университета и Еврейского университета Иерусалима, показало, что эти животные не только полагаются на эхолокацию, но и сохраняют в памяти детализированную акустическую карту своего ареала обитания. Проведенный эксперимент ставит вопрос: могли бы люди ориентироваться в темноте в радиусе трех километров, полагаясь только на один фонарик? Летучие мыши сталкиваются с подобной задачей каждую ночь, используя для навигации ультразвук вместо света. Команда ученых под руководством Аи Гольдштейн изучала, как летучие мыши вида Pipistrellus kuhlii определяют свое местоположение в темноте и возвращаются к месту ночлега. Эксперимент был проведен в долине Хула в Израиле. Для исследования ученые отловили 76 летучих мышей весом всего около 6 граммов каждая. Каждое животное было помечено небольшим GPS-датчиком системы ATLAS, который обеспечивал отслеживание их передвижений в режиме реального времени с высоким разрешением. Летучих мышей перемещали на различные точки в радиусе трех километров от места их обычного ночлега, но при этом они оставались в пределах своего привычного ареала. Результаты удивили исследователей: 95% летучих мышей сумели вернуться в свои пещеры всего за несколько минут, используя преимущественно свою эхолокацию. Однако вскоре стало очевидно, что при возможности животные также пользуются зрением для уточнения маршрута. "Это было неожиданностью для нас", - говорит Ая Гольдштейн. "Мы не ожидали, что летучие мыши с такими маленькими глазами будут частично полагаться на зрение, особенно в ночное время". Исследователи тщательно проанализировали, как летучие мыши ориентируются в пространстве, используя эхолокацию. Животные собирают акустическую информацию о своей среде и различают такие объекты, как деревья и дороги, которые служат для них ориентирами. Эти объекты играют роль своеобразных "акустических меток", помогающих летучим мышам корректировать свой путь. Когда животное точно определяет свое местоположение, оно переключается с хаотичного, синусоидального полета на направленный, стремясь к своей цели. Команда ученых пришла к выводу, что летучие мыши хранят в памяти подробную ментальную карту своего ареала обитания, что позволяет им эффективно ориентироваться. Они постоянно сравнивают полученные в реальном времени данные от эхолокации с сохраненными в памяти ориентирующими метками. Эта способность - одна из ключевых для их успешной навигации и выживания. Неожиданным для ученых стало открытие, что, помимо эхолокации, летучие мыши активно используют зрение для ориентирования. Хотя их глаза маленькие и не предназначены для высококачественного ночного зрения, они помогают улучшить точность навигации. Это открытие подчеркивает, насколько сложна и многогранна система ориентации у этих животных.

Другие интересные новости:

▪ ШИМ-модуляторы Microchip MCP1631

▪ Редкоземельные поросята

▪ Сверхпрочные нанопровода из углеродных нанотрубок

▪ Флэш-накопитель Apacer AH650 с емкостным дактилоскопическим датчиком

▪ Поддержка DisplayPort в разъеме USB Type-C

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Металлоискатели. Подборка статей

▪ статья Фазы оказания медицинской помощи пораженным при катастрофах. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Что такое никель? Подробный ответ

▪ статья Китайская слива. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Конструкции на основе компьютерной мышки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Малошумящий антенный усилитель 23-го канала ДМВ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026