Термометр Дом-улица. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы

 Комментарии к статье

Этот цифровой прибор имеет два переключаемых датчика и позволяет поочередно контролировать температуру воздуха в помещении и за его пределами. Крупные яркие светодиодные индикаторы дают возможность пользователю получать информацию о температуре как днем, так и ночью.

Прибор (рис. 1) выполнен на базе аналого-цифрового преобразователя (АЦП) КР572ПВ2А - DD3 [1]. Датчики температуры - специально предназначенные для этой цели микросхемы К1019ЕМ1 - DA1. DA2 (2). Эти микросхемы могут рассматриваться как стабилитроны с малым дифференциальным сопротивлением (менее 1 Ом) и напряжением стабилизации, пропорциональным абсолютной температуре. Рабочий ток через них (около 1 мА) определяется резисторами R1 и R2.

(нажмите для увеличения)

Датчики выбираются ключами на элементах DD2.1 и DD2.3. которыми управляют мультивибратор на микросхеме DDI и переключатель SA1. В положении "П" (помещение) этого переключателя на входе элемента DD1. 1 присутствует низкий логический уровень, на выходе элемента DD1.3 - высокий. Последний открывает ключ DD2.3, и на вход 31 АЦП DD3 поступает сигнал с установленного в корпусе термометра датчика DA2. В этом случае термометр индицирует температуру внутри помещения.

Высокий логический уровень с выхода элемента DD 1.3 открывает также ключ DD2.4 и напряжение, поступающее на выв. 2 и 6 индикатора HG1, зажигает его сегменты а и е Вместе с постоянно включенными сегментами b, с и f они высвечивают на индикаторе букву ТТ.

Если переключатель SAJ находится в положении "У" (улица), открыты ключи на элементах DD2.1. DD2.2 и напряжение на АЦП подается с датчика DA 1. установленного на улице. На индикаторе HG1 высвечивается при этом буква "У".

В среднем положении переключателя SA1 работает мультивибратор DDI и к входу 31 ЛЦП поочередно на 2...3 с подключаются датчики DA1 и DA2. Синхронно с их подключением на индикаторе HG1 высвечиваются буквы "У" и "П".

Чтобы при температуре О С показания термометра были нулевыми, на вход АЦП следует подать сигнал, уровень которого был бы равен разности напряжения на датчике и образцового напряжения 2,732 В [2]. Это напряжение должно поддерживаться с высокой стабильностью, а температурный коэффициент напряжения (ТКН) встроенного в микросхему КР572ПВ2А источника слишком велик. По этой причине в описываемом приборе в качестве источника образцового напряжения используется микросхема DA5 КР142ЕН19 [3]. обладающая весьма малым ТКН.

Эта микросхема выполняет функции регулируемого прецизионного стабили трона. Необходимое напряжение 2.732 В устанавливается подстроечным резистором R10, а рабочий ток через микросхему и делитель R10R 11 (около 6 мА) задается резистором R12.

Измеряемой температуре 100°С соответствует напряжение между входами +Uuk, (выв. 31) и -Uuu. (выв. 30) АЦП DD3. равное 1 В. А чтобы на индикаторах HG2 - HG5 высвечивались при этом знаки 100.0 на входы +Uобр (выв. 36) и -Uобр (выв. 35) АЦП DD3 необходимо подать образцовое напряжение 1 В. Оно снимается с движка подстроечного резистора R14.

Частота работы генератора АЦП 50 кГц выбрана из стандартного ряда [ 1] и задана элементами С12 и R16. Номиналы элементов интегратора R17 и С13 и конденсатора автокоррекции нуля С14 соответствуют приведенной частоте генератора и величине образцового напряжения 1 В. Конденсаторы С1 и С2 защищают датчики от наводок, а С4 исключает генерацию внутреннего источника опорного напряжения -2.9 В.

Для указания знака измеряемой температуры (а при необходимости и первой ее цифры "1") установлен индикатор HG2. Через его горизонтальный элемент с постоянно течет ток. заданный резистором R18. В результате этот элемент светится и формирует знак Полярность напряжения, поступающего на входы +Uвх и -Uвх АЦП. противоположна обычной, поэтому при плюсовой температуре на выходе 9 первого разряда АЦП присутствует низкий логический уровень, включающий дополнительно два вертикальных элемента d и е индикатора HG2. которые и формируют знак "+". Цифра "1" включается на индикаторе HG2 лишь тогда, когда измеряемая температура равна или превышает 100°С.

Напряжение питания всего прибора (-9 В) стабилизировано стабилизатором на микросхеме DA4 (4). Для питания индикаторов HG1 - HG5 используется напряжение -5 В. сформированное стабилизатором DA3. На рис. 1 указаны напряжения относительно верхнего по схеме провода питания.

Все детали устройства, кроме датчика DA1, переключателя SA1 и трансформатора литания (на схеме не показан) установлены на односторонней печатной плате размерами 85x105 мм из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм (рис. 2). Штриховыми линиями показаны навесные проводники, их можно выполнить и в виде печатных дорожек на второй стороне платы.

При монтаже в основном использованы резисторы МТ и МЛТ. РИЗ. R15 - С2-29В, но и их можно подобрать из числа МТ или МЛТ с погрешностью 1...2 %. В качестве оксидных конденсаторов применены малогабаритные зарубежные аналоги отечественных К50-35; С5, С13, С14 - К73-17, остальные - КМ-5 и КМ-6. Подстроечные резисторы - СПЗ-19а. Переключатель SA1 - малогабаритный тумблер со средним положением ПТ23-2Б. Микросхему К1019ЕМ1 (DA1, DA2) можно заменить на LM335. а КР142ЕН19 (DA5) - на TL431 или LM431. Микросхемы DA3 и DA4 - любые интегральные стабилизаторы на напряжения соответственно -5 В (например, КР1162ЕН5Б. КР1179ЕН5 или импортные - 79М05.7905 с любыми префиксами и суффиксами) и -9 В (например, КР1168СН9. КР1162ЕН9А, КР1162ЕН9Б, КР1179ЕН9,79L05,79М09.7909 [4]). Микросхема DA3 установлена на ребристый теплоотвод размерами 25x25x10 мм.

Индикаторы - импортные с высотой знаков 20 мм и большой яркостью свечения при токе через элемент 5 мА - именно такой ток обеспечивает микросхема КР572ПВ5А. В качестве HG1, HG3 - HG5 подойдут индикаторы HDSP-3901 фирмы Хьюлетт-Паккард, единообразные по оформлению с HD3P-3906 (HG2). Можно также применить и любые индикаторы с общим анодом и достаточной яркостью свечения при указанном токе. Из отечественных - это индикаторы красного свечения с высотой знаков не более 7.5 мм - АЛ305А-АЛ305Г, АЛ309А- АЛ309Е. АЛC312А, АЛC312Б, АЛC324А. АЛC324Б. На место HG2 допустимо установить индикатор АЛC326А. При отсутствии специализированного индикатора для указания знака температуры и пер-.вой цифры "±1" можно использовать обычный семиэлементный индикатор. В этом случае знак "+" не индицируют, а для знакаиспользуют элементу индикатора. Подключение входов +Uвх и - Uвх микросхемы 003 (выводы 31 и 30) к остальной части устройства надо будет поменять местами.

Плата помещена в корпус, склеенный из органического стекла, передняя стенка - цветная прозрачная. В верхней и нижней стенках просверлено максимально возможное число вентиляционных отверстий диаметром 6 мм.

Датчик DA1 подключен к термометру экранированным проводом (экран должен быть соединен с плюсовым выводом кон денсатора С1) длиной до 5 м. Его необходимо загерметизировать эпоксидной смолой, поместив в отрезок металлической трубки, и установить на северной наружной стороне дома под свесом крыши так, чтобы на него не попадали прямые солнечные лучи.

В качестве трансформатора питания использован сетевой адаптер RW900 [5], из которого удалены все лишние элементы. Последовательно с первичной обмоткой трансформатора включен резистор МЛТ-2 сопротивлением 1 кОм. Его сопротивление уточняют с тем. чтобы напряжение на конденсаторе С9 составляло 20...22 В. Можно также использовать любой трансформатор с напряжением на вторичной обмотке 7,5...8 В при токе 150 мА.

Регулировка термомефа несложна. Поместив датчик DA1 в тающий снег или лед (но не в воду со льдом), подстроечным резистором R10 нужно добиться нулевых показаний на индикаторах при установке переключателя SA1 в положение "У". Далее датчик опускают в воду, нагретую до 30...40Х. температура воды должна при этом контролироваться точным термометром. Затем подстроечным резистором R14 необходимо установить соответствующие показания на индикаторах.

В заключение следует перевести переключатель SA1 в положение "П", рядом с настраиваемым термометром в корпусе на стену помещения повесить образцовый термометр и спустя 20...30 мин подстроечным резистором R3 добиться равенства их показаний.

Диапазон измеряемых температур -40...+40°С, точность в основном определяется калибровкой, максимально достижимое значение порядка ±0,2°С.

Литература

1. Федорков Б. Г., Телец В. А., Дегтяренко В. П. Микроэлектронные цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи. - М.: Радио и связь, 1984.
2. Бирюков С. Микросхемы-термодатчики К1019ЕМ1. К1019ЕМ1А. - Радио. 1996. № 7. с. 59.60.
3. Янушенко Е. Микросхема KP142FH19. - Радио. 1994. № 4, с. 45.46.
4. Бирюков С. Микросхемные стабилизаторы напряжения широкого применения. - Радио. 1999. № 2. с. 69-71.
5. Бирюков С. Сетевые адаптеры. - Радио. 1998. № 6. с. 66, 67.

Автор: С.Бирюков, г.Москва

Смотрите другие статьи раздела Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Смартфон открывает машину 09.01.2013 Многие автомобилисты еще не успели оценить преимущества бесконтактных ключей, а компания Hyundai намерена "отменить" и их. Новое поколение автомобилей этого южнокорейского производителя будет идентифицировать своего владельца по смартфону. Для этого последний должен поддерживать протокол беспроводной связи ближнего поля NFC, а машина оборудована специальной системой, прототип которой носит название Connectivity Concept. Чтобы разблокировать двери машины, достаточно поднести смартфон к специальной метке, нанесенной на стекло, а для запуска двигателя нужно положить его в специальный карман на передней консоли. Кроме того, система позволяет синхронизировать с автомобильным мультимедиа-центром контакты, аудиофайлы и другую информацию, содержащуюся в памяти смартфона, а также подзаряжать его батарею без проводного подключения. В Connectivity Concept можно зарегистрировать несколько смартфонов, что удобно в тех случаях, когда автомобилем пользуется не один человек. Массовое производство машин с доступом по смартфону Hyundai намерена наладить к 2015 году, а пока система существует лишь в виде тестового образца, установленного в серийный хэтчбек i30.

Другие интересные новости:

▪ Новые материалы заменят натуральную кожу

▪ Новое цифровое производство микро- и макроспутников с имитатором космоса

▪ Напечатанные лазеры

▪ Ионисторы увеличили автономный пробег электромотоцикла

▪ Хладнокровные отравители

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электромонтажные работы. Подборка статей

▪ статья Титаны. Крылатое выражение

▪ статья Почему кактусы обходятся без воды? Подробный ответ

▪ статья Красноярские Столбы. Чудо природы

▪ статья Простой ШИМ-генератор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Магическое исчезновение кубика. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025