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:

Раннее воздержание от алкоголя перестраивает мозг и иммунитет 10.03.2026

Алкогольная зависимость - хроническое расстройство с компульсивным употреблением спиртного, которое влияет не только на поведение, но и на функционирование мозга и иммунной системы. Недавние исследования показали, что даже на ранних этапах воздержания организм начинает перестраиваться, открывая новые возможности для терапии зависимости. Ученые сосредоточились на пациентах, находящихся в первые недели абстиненции, и зафиксировали значительные изменения в мозговой активности. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии они выявили перестройку сетей нейронных связей, отвечающих за контроль импульсов и принятие решений. Эти изменения могут быть ключевыми для восстановления самоконтроля и снижения риска рецидива. Одновременно с нейронной перестройкой исследователи наблюдали колебания иммунной системы. В крови повышался уровень цитокинов - сигнальных белков, регулирующих воспалительные процессы. Эти данные свидетельствуют о существовании нейроиммунного взаимодействия, при ...>>

Жесткий диск Seagate 44 ТВ 10.03.2026

С ростом объемов данных, обрабатываемых крупными компаниями и дата-центрами, требования к накопителям резко увеличиваются. Seagate анонсировала начало поставок новейших жестких дисков Exos емкостью 44 ТБ, которые обещают сочетание рекордного объема и высокой производительности, благодаря передовой платформе Mozaic 4+ и технологии термомагнитной записи HAMR. Платформа Mozaic 4+ включает десять магнитных пластин, каждая из которых имеет емкость более 4 ТБ. В сумме это позволяет получить общий объем накопителя 44 ТБ - рекордный показатель для современных HDD. В сочетании с вращением шпинделя на скорости 7200 оборотов в минуту это обеспечивает скорость передачи данных порядка 300 МБ/с, что делает диск подходящим для работы с большими массивами информации. Seagate отмечает, что использование Exos повышает общую эффективность систем хранения примерно на 47%. Для корпоративных клиентов это означает сокращение занимаемой площади под кластеры на 9 квадратных метров и снижение годового эне ...>>

Скука - двигатель перемен 09.03.2026

Современная жизнь редко оставляет человеку время на простое ощущение скуки. С развитием цифровых технологий и постоянным доступом к социальным сетям мы стремимся мгновенно развлекать себя, избегая пауз, когда ум может быть свободен от внешних раздражителей. Между тем, новое исследование показывает, что скука выполняет важную роль в психическом здоровье и может стимулировать личностное развитие. Часто скука воспринимается как негативное состояние, которое хочется немедленно устранить. Однако психологи отмечают, что именно моменты, когда человеку становится по-настоящему скучно, могут побудить к поиску нового хобби, пересмотру жизненных приоритетов или появлению свежих идей. Это состояние открывает пространство для саморефлексии и внутреннего роста. Исследователи из Университета Бата и Тринити-колледжа показали, что привычка уходить в социальные сети в моменты скуки мешает человеку достигать "максимальной скуки". В результате стимулируется лишь поверхностное отвлечение, которое не ...>>

Случайная новость из Архива Электричество на Луне 10.02.2022 Катрин Кристманн, докторант кафедры химии и материаловедения TalTech (Таллиннского технологического университета), начала исследования, направленные на разработку технологии производства солнечных элементов с монозернистым слоем на Луне. Результаты исследовательской деятельности планируется использовать для обеспечения электроэнергией будущих лунных аванпостов Европейского космического агентства (ЕКА) и его международных партнеров. Лунный форпост планируется установить на Южном полюсе Луны в ближайшие десятилетия. Солнечный элемент, похожий на наждачную бумагу, основан на технологии монозернового порошка, разработанной исследователями TalTech, где солнечный элемент состоит из тысяч маленьких кристаллов диаметром 50 микрометров, встроенных в полимер одним непрерывным слоем. Микрокристаллы поглощают солнечный свет. Для передачи солнечной энергии эти микрокристаллы покрыты буферным и оконным слоями. Таким образом, каждый кристалл работает как небольшая индивидуальная солнечная батарея и вырабатывает электричество. Такой тип солнечных элементов имеет много преимуществ, сочетая в себе преимущества высокоэффективного монокристаллического материала с недорогим производством рулонных панелей, что позволяет производить гибкие, легкие и экономичные солнечные панели для покрытия больших площадей с минимальными затратами. Нет никаких ограничений на размер и форме солнечных модулей. Микрокристаллы, используемые в солнечном элементе с монозернистым слоем, могут быть получены из элементов, обнаруженных в почве или реголите Луны. Потенциальным материалом для микрокристаллов может быть пирит FeS2, или, другими словами, "золото дураков". Его элементы, железо и сера, довольно распространены в лунном реголите, а теоретический КПД пиритового солнечного элемента достигает 25%.

Другие интересные новости:

▪ Благотворительность слегка развращает

▪ Пластик, разлагающийся в морской воде

▪ Солнечный велосипед

▪ Консервативный ум

▪ Электричество ведет себя как вода

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Светодиоды. Подборка статей

▪ статья Вне пределов досягаемости. Крылатое выражение

▪ статья В какой стране жил бомж, оставивший в завещании более миллиона долларов? Подробный ответ

▪ статья Прессовщик эмали. Должностная инструкция

▪ статья Порошки для стирки. Простые рецепты и советы

▪ статья Наперсток из ниоткуда. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026