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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Телескоп FAST 12.06.2020 Национальное космическое управление Китая инициировало финальный этап тестирования своего нового уникального телескопа под названием FAST, чья главная цель и задача заключается в поиске и определении внеземной формы жизни - причем речь идет не столько о нахождении следов такой жизни, когда-либо существовавшей ранее, но о непосредственно текущей, которая может присутствовать на других планетах и галактиках. Сам по себе телескоп является самым большим телескопом в своем сегменте, поскольку, обладая длиной в 500 метров, оборудован огромным количеством дополнительных модулей и датчиков, исключающих самые мелкие ошибки в его работе. Так о нем высказывается команда сборщиков и инженеров из Китайского Космического Агентства, которая указывает на то, что телескоп FAST оборудован специальной внутренней системой, которая позволяет не только эффективно пробираться через самые тонкие и отдаленные радиосигналы в космосе, но также отличать внешние радиосигналы от внутренних, которые создаются техникой самого человечества на Земле. Разумеется, при таком многообещающем описании стоит ожидать только самый высоких результатов, в то же время у ряда экспертов в области современных космических исследований имеются свои вопросы относительно работоспособности телескопа в долгосрочной перспективе. Телескоп FAST тестировался на протяжении нескольких месяцев и в декабре прошлого 2019 года даже был полноценно испытан для помощи китайскому телевидению, чьи спутники находятся на орбите Земли. Китайские ученые отмечают, что новая версия телескопа примерно на 50% мощнее и точнее, чем первоначальный его рабочий концепт. Китайский телескоп высокой точности FAST так или иначе напоминает многие сторонние разработки, которые можно найти и у НАСА, и у ЕКА - но главная отличительная особенность данного телескопа заключается в том, что он нацеливается на действительно отдаленные галактики и внешние экзопланеты, что является действительно показательным преимуществом перед сторонними проектами аналогичного типа. Остается лишь дожидаться последующих новостей относительно окончания этапа тестирования телескопа.

Другие интересные новости:

▪ Июль-2019 - самый жаркий месяц в истории метеонаблюдений

▪ Управление волнами в магните с помощью сверхпроводников

▪ Диод для защиты высокоскоростных интерфейсов от статического электричества

▪ ТЭЦ на постном масле

▪ Умный дверной замок Latch C

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Микрофоны, радиомикрофоны. Подборка статей

▪ статья Солнце всходит и заходит. Крылатое выражение

▪ статья Что из себя представляли первые океанские пароходы? Подробный ответ

▪ статья Серпуха красильная. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья О мощности, ваттах, децибелах. Объяснение терминов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Импульсный стабилизатор напряжения с повышенным КПД. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026