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:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Выключатель света без проводов 23.12.2002 Германская компания "EnIcean" занимается разработкой принципиально новых выключателей света, которые можно монтировать в любом удобном месте. При этом к ним не нужно тянуть провода либо снабжать их батарейками. При нажатии на такой выключатель в цепи, связанной с пьезоэлектрическим кристаллом, возникает импульс тока, запитывающий миниатюрный радиопередатчик. Каждый источник света снабжен встроенным микровыключателем, срабатывающем при приеме соответствующих кодированных радиосигналов на его включение либо выключение. Дальность действия системы достигает 300 метров, а количество независимых кодов превышает 1000. В планах компании - разработка не содержащих батареек брелков систем охранной сигнализации и датчиков давления воздуха в шинах автомобилей.

Другие интересные новости:

▪ Новый способ ощущать прикосновение

▪ Рулонный смартфон Motorola

▪ DC/DC-преобразователи Traco TEC 2(WI) и TEC 3(WI)

▪ Доказано существование девятой планеты

▪ Контактные линзы Microsoft измеряют уровень сахара в крови

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электронные справочники. Подборка статей

▪ статья Королева Виктория. Знаменитые афоризмы

▪ статья В каком научном журнале был опубликован первый отчет братьев Райт об их достижениях? Подробный ответ

▪ статья Тепари. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Зарядное устройство автомобильных аккумуляторов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Отделяющийся узел. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026