DIY-kaaviot yksinkertaisista ulkolämpötilamittareista. Yksinkertaisin elektroninen lämpömittari. Erilaisia ​​lämpömittareita, joita voit tehdä itse

Kuinka tehdä yksinkertainen digitaalinen lämpötilamittari (10+)

Yksinkertainen DIY digitaalinen lämpömittari

Minun piti nopeasti tehdä yksinkertainen lämpömittari romuosista. Piiri osoittautui yksinkertaiseksi, elektroniikan perustaidot omaavien ihmisten helppo toistaa.

Sähköisen digitaalisen lämpötilamittarin piirikaavio

Suunnittelu on klassinen silta. Sillan toinen varsi on tehty vastuksesta ja lämpötila-anturista, jonka jännite on lineaarisesti riippuvainen lämpötilasta. Toinen varsi on jännitteenjakaja

Piiri saa virtansa stabiloidusta 9 V jännitelähteestä. Huomio! Et voi käyttää lähteitä, jotka tuottavat korkeataajuisia pulsaatioita lähdössä. Mittauslaite ei toimi sellaisissa olosuhteissa. Voit käyttää sitä Krona-akulla, mutta silloin kun se purkautuu ja sen jännite laskee, säätöjä tarvitaan

Yksityiskohdat

Vastus R1- pienitehoinen 6,8 kOhm.

Vastus R2- pienitehoinen 30 kOhm.

Vastus R3- pienitehoinen trimmeri 5 kOhm.

Mittari A- tavallinen digitaalinen testaaja.

Toimintaperiaate, asennus, kalibrointi

VD1-anturin jännite on suoraan verrannollinen lämpötilaan. Lisäksi lämpötilan muutos 1 GHz:llä johtaa jännitteen muutokseen 10 mV, mikä on erittäin kätevää, koska se yksinkertaistaa instrumentin lukemien muuntamista lämpötila-arvoiksi.

Suoritamme säädön näin. Mittaamme ympäristön lämpötilan tavallisella lämpömittarilla. Kytkemme testerin päälle ja kytkemme sen jännitteenmittaustilaan 2000 mV:n rajalla. Viritysvastuksen R3 avulla saavutamme ilmaisimen lukemat, jotka ovat yhtä suuret kuin nykyinen lämpötila kerrottuna 10:llä. Eli jos huoneessamme on 21 astetta, indikaattorin pitäisi näyttää 210 mV.

Siinä kaikki, nyt voit mitata. Ilmaisimen lukemat on jaettava 10:llä. Jos osoitin näyttää esimerkiksi -120, lämpötila on -12 GHz.

Valitettavasti artikkeleista löytyy ajoittain virheitä, niitä korjataan, artikkeleita täydennetään, kehitetään ja valmistellaan uusia.

Tänään kerromme sinulle, kuinka tehdä elektroninen lämpömittari kolmesta osasta omin käsin.

Hyvin yksinkertainen ja melko tarkka lämpömittari voidaan valmistaa, jos sinulla on vanha kellomittari, jonka asteikko on 100 µA.
Tämä vaatii vain kaksi osaa.
Lämpötilaa mitataan anturilla LM 35. Tämä integroitu pii sisältää lämpötilaherkän elementin - primäärimuuntimen ja signaalinkäsittelypiirin, jotka on tehty yhdelle sirulle ja suljettu koteloon, kuten esimerkiksi KT 502 ( TO-92). LM 35 -anturissa on mallimuunnelma samoilla parametreilla, mutta eri pinout ja jäähdytyselementti, mikä on erittäin kätevä kosketuslämpötilan mittauksiin.
LM 35 -anturin lähtöjännite on verrannollinen Celsius-asteikkoon (10mV/C). 25 asteen lämpötilassa tämän anturin lähtöjännite on 250 mV ja 100 asteessa lähtö on 1,0 V.
Anturin nimi on hieman epätavallinen. Pinout näkyy kuvassa.

Kaaviossa anturi on kuvattu suorakulmiona, jossa on laitteen tyyppi ja nastanumerointi.
lämpömittari näkyy kuvassa ja on niin yksinkertainen, että se ei vaadi selityksiä.
Koottu lämpömittari on kalibroitava.
Ota kaavio käyttöön. Paina LM 35 -anturi tiukasti elohopealämpömittarin säiliöön esimerkiksi sähköteipillä, kääri liitoskohta tai laita kaikki tyynyn alle. Koska kaikki lämpöprosessit ovat inertiaalisia, sinun on odotettava puoli tuntia tai enemmän, jotta anturin ja lämpömittarin lämpötilat tasoittuvat, ja aseta sitten potentiometrillä mikroampeerimittarin neula lämpömittarin lämpötilaa vastaavaan numeroon. Siinä kaikki. Voit käyttää lämpömittaria.

Tekijän versiossa kalibrointiin käytettiin lämpömittaria 0 - 50 celsiusastetta jakoarvolla 0,1 astetta, joten lämpömittari osoittautui melko tarkaksi.
Valitettavasti tällaisen lämpömittarin löytäminen on ongelmallista. Karkeaa kalibrointia varten voit sijoittaa anturin esimerkiksi huoneen lämpötilaa mittaavan lämpömittarin viereen, odottaa kaksi tuntia ja asettaa halutun lämpötilan mikroampeerimittarin asteikolla.
Jos löydät silti tarkan lämpömittarin, voit käyttää mittarin sijaan digitaalista yleismittaria, esimerkiksi kiinalaista VT-308V, indikaattorina, jolloin lämpötilalukemat voidaan lukea asteen kymmenesosaan.
Niille, jotka haluavat tutustua integroituihin antureisiin yksityiskohtaisesti, käy osoitteessa kit-e.ru tai rcl-radio.ru (haku LM 35).

Kuvassa 79 annettu piirikaaviot yksinkertaisimmat diodien puolijohdelämpömittarit(Kuva 79, a) ja transistori (Kuva 79.6), julkaistu jossakin amerikkalaisessa radiolehdessä. Lämpömittarissa, jonka kaavio on esitetty kuvassa. Kuvassa 79, a herkkä elementti (anturi) on neljä sarjaan kytkettyä piidiodia, jotka saavat virran 1 mA:n tasavirralla. Tässä tapauksessa käytetään piidiodien virta-jännite-ominaisuuden siirtoa kohti nollaa 2,11±0,06 mVI°C. Siten lämpötilan noustessa -18 - +100 ° C kuhunkin diodiin vaikuttava jännite laskee yli 400 mV (688 - 270 mV). Tämän seurauksena kaikkien neljän diodin jännite laskee 1,6 V, eli se on 4 kertaa suurempi.



Diodien jännitevaihteluiden mittaamiseksi ne on sisällytetty yhteen sillan varresta, joka yleensä koostuu jännitteenjakajasta vastusten R3-R5 ja vastuksesta R1, jotka on kytketty sarjaan diodien D1-D4 kanssa. Lämpömittarin ilmaisin on mikroampeerimittari, joka on kytketty sillan diagonaaliin säädettävän vastuksen R2 kautta. Silta on sähköllä vakiojännite 6 V, stabiloitu piizener-diodi D5.


Diodilämpömittarin asettaminen edellyttää sen asteikon kalibrointia, joka tehdään seuraavasti. Vedenpitävällä lakalla päällystetyt diodit asetetaan astiaan, jossa on vettä, jonka lämpötilaa säädetään elohopealämpömittarilla. Diodit D1-D4 mittariin yhdistävien johtimien pituus voi olla useita metrejä. Kun jäähdytät tai lämmität vettä, voit käydä läpi lämpötila-alueen nollasta 100 ° C: een samalla kun teet asianmukaiset merkit mikroampeerimittarin asteikolla. "Zero" siirretään haluttuun kohtaan instrumenttiasteikolla säätämällä säädettävää vastusta R4 ja lämpötilan mittausalue valitaan muuttuva vastus R2. Mitä tahansa lähdettä voidaan käyttää diodilämpömittarin virtalähteenä tasavirta jännite 12-16V.


Transistorilämpömittari, jonka piiri on esitetty kuvassa 1, on huomattavasti herkempi. 79, s.


Tämä selittyy sillä, että tässä herkänä elementtinä käytetään transistoria, joka toimii vahvistinvaiheessa, joka on koottu erillisillä kuormilla olevan piirin mukaan. Transistorin vahvistusominaisuuksien ansiosta lämpömittarin herkkyys kasvaa kymmeniä kertoja. Ohjaimet ja asetukset ovat samat kuin aiemmin käsitellyssä suunnittelussa.


Kun teet lämpömittarin kuvan 2 kaavion mukaan. 79, tai voit käyttää diodeja, kuten D105 tai D106 (D1-D4), KS156A (D5). Kuvan kaavion mukaisessa lämpömittarissa. 79, b transistori T1 voi olla tyyppiä KT315 tai KT312 millä tahansa kirjainindeksillä. Lämpömittarilla, jossa on transistor, kuten KT312, on vähemmän lämpöinertiaa, koska tässä transistorissa on metallirunko, kun taas KT315: ssä on muovirunko.


Kaikilla kuvatuilla lämpömittareilla voidaan mitata myös negatiivisia lämpötiloja aina -70°C asti. Tässä tapauksessa on suositeltavaa asentaa lämpömittariin mikroampeerimittari 100 μA, jossa nolla on asteikon keskellä.


Puolijohdelämpömittarit ovat erittäin käteviä lämpötilan etämittaukseen. Esimerkiksi asettamalla useita diodiryhmiä jääkaapin eri kohtiin, niitä vaihtamalla voidaan säätää vastaavan alueen lämpötilaa. Toinen esimerkki on maan pinnan ja maata läheisen ilmakerroksen lämpötilan mittaaminen. Maaseudulla tämä on erittäin tärkeää, koska se voi varoittaa kevät- ja kesäpakkasten alkamisesta maaperässä. Voit seurata maaperän tai ilman lämpötilaa puutarhassa tai kasvimaassa suoraan huoneeseen asennetun laitteen lukemien avulla. Puolijohdelämmönmittareille on muita mahdollisia sovelluksia.


Vasiliev V. A. Ulkomaalainen radioamatöörit. M., "energia", 1977.

Hei ystävät!

Tällä sivulla kerron sinulle kotitekoisesta elektroninen lämpömittari. Tämä laite on suunniteltu mittaamaan lämpötila ikkunan ulkopuolella kadulla, tein useita kopioita, joista jokainen toimii moitteettomasti.

Mittausrajoja rajoittaa alhaalta käytettävä anturin tyyppi -40ºС tasolla, ylhäältä - laitteistopiiri ja ohjelmisto+80ºC:ssa. Elektronisen lämpömittarin mittausalue on siis -40...80ºС. Lämpötilan mittaustarkkuus ei ole huonompi kuin ±1ºС.

Kuten lämpösensori LM335Z-anturia käytetään, valmistettu TO-92-kotelossa:

Tässä anturissa on 3 jalkaa, joista vain kaksi on todellisuudessa käytössä: "+" ja "-":

Anturilla on lähes ideaalisen zener-diodin (jännitteen stabilaattorin) ominaisuus, jonka stabilointijännite riippuu lineaarisesti (tarkemmin, melkein lineaarisesti) itse anturin lämpötilasta. Asettamalla minkä tahansa virran anturin läpi alueelle 0,4 - 5 mA (esimerkiksi kuten yllä olevassa kuvassa, käyttämällä sopivan arvoista vastusta), saadaan anturin jännite, joka kymmeninä mV edustaa absoluuttinen lämpötila (kelvineinä):

Joten esimerkiksi lämpötilassa 0ºС = 273,15 K, ihannetapauksessa anturin jännite on 2,7315 V, lämpötilassa -40 ºС = 233,15 K anturissa on 2,3315 V, 100 ºС = 373,15 K anturissa tulee olemaan 3,7315V.

Siten mittaamalla anturin jännitettä voimme selvittää itse anturin lämpötilan.

perusta elektroninen lämpömittari on Atmel ATtiny26:n mikro-ohjain. Tämä mikro-ohjain on mikropiiri, jonka toimintoja voidaan muuttaa ohjelmoimalla se uudelleen. Mikro-ohjaimessa on useita ohjelmoitavia nastoja, joiden tarkoituksen ja toiminnot voi määrittää laitepiirin suunnittelija (eli minä itse) mikrokontrolleriin kirjoitetun laiteohjelmiston avulla. Lisäksi tämä mikro-ohjain sisältää useita hyödyllisiä laitteita, mukaan lukien analogia-digitaalimuunnin (ADC) -jännitteen.

ADC on laite, joka on suunniteltu muuttamaan analoginen tulosignaali (eli jokin virtajännitearvo mikro-ohjaimen toisessa jalassa) joksikin numeeriseksi arvoksi, jota voidaan sitten käyttää laiteohjelmistossa syöttöparametrina. Tämän ADC:n resoluutio on 10 bittiä. Tämä tarkoittaa, että mikro-ohjaimen sisällä tulojännitteen muuntamisen tulosta edustaa luku välillä 0 - 1023 (0...1023 eli yhteensä 1024 arvoa - tämä on täsmälleen numero 2 teho 10).

ADC-tuloksen saamiseksi tulojännitettä verrataan mikrokontrolleriin sisäänrakennetun referenssijännitelähteen (VS) muodostamaan referenssijännitteeseen. Tämän mikro-ohjaimen kuvauksen mukaan sen ION tuottaa 2,56 V jännitteen, mutta sen sallittu poikkeama näytteestä näytteeseen on 2,4 ... 2,9 V. Tyypillinen arvo on 2,7 V. Eli jos tulojännite = 2,7V, eli yhtä suuri kuin vertailujännite, niin ADC-tulos on 1023, jos tulojännite on puolet vertailujännitteestä, eli 1,35 V, niin ADC-tulos on yhtä suuri kuin puolet 1023:sta, eli 511. Jos tulojännite on suurempi kuin referenssijännite, eli yli 2,7 V, niin ADC-tulos on silti 1023:

Koska enimmäislämpötila, jolle se on suunniteltu Digitaalinen lämpömittari, on 80 ºС tai 353,15 K, ja siksi anturin jännite on ihanteellisesti 3,5315 V, mikä on suurempi kuin mikro-ohjaimen ADC vertailujännite (2,7 V), tarvitsemme anturista jännitteenjakajan, johon käytämme kahta vastusta:

Nyt sinun on valittava kaikkien vastusten arvot. Laite saa virtansa epävakaasta virtalähteestä, joka käyttää kiinalaista matkapuhelimen laturia:

Sellainen latauslaite niillä on melko suuri lähtöjännitteiden hajonta, joka (jännitteet) voi lisäksi muuttua kuormituksen alaisena (sag). Lämpömittareihin valitsin latureita, joiden lähtöjännite tyhjäkäynnillä (eli ilman kuormaa) on noin 5,2...5,8V. Tämä ei ole enää mahdollista, koska ATtiny26-mikrokontrollerin maksimisyöttöjännite on 6 V. Oletamme, että myös kuormitettuna ulostulojännite Tällainen virtalähde voi pudota 4,5 V:iin.

Tarkastellaan kahta rajoittavaa tapausta:

  1. Anturin jännite on minimaalinen (anturin lämpötilassa -40ºС), syöttöjännite on maksimi (otetaan 6 V mukavuuden vuoksi):

  1. Anturin jännite on maksimi (anturin lämpötilassa 80ºС), syöttöjännite on minimi (4,5 V).

Voidaan nähdä, että yllä olevissa kuvissa ilmoitetuilla vastusarvoilla anturin läpi kulkeva virta on alueella 0,87...3,67 mA, mikä on itse anturin sallituissa rajoissa (0,4...5 mA). Anturin jännitteenjakajan vastusten arvot valitaan siten, että niiden läpi kulkevalla virralla ei ole suurta vaikutusta anturin läpi kulkevaan virtaan, ja samalla siten, että niiden alentunut vastus (joka tässä tapauksessa on noin 7 kOhm) on huomattavasti pienempi kuin mikro-ohjaimen ADC tuloresistanssi (100 MOhm mikro-ohjaimen kuvauksen mukaan).

On myös selvää, että koko toiminta-alueella elektroninen lämpömittari, ADC-tuloon syötetty jännite vaihtelee välillä 1,74...2,64 V, mikä vastaa ADC-tulosta välillä 660...1001. Siksi, jos ADC-tulos on alle 660, voimme puhua anturin toimintahäiriöstä tai oikosulusta. Jos ADC-tulos on suurempi kuin 1001, voidaan puhua anturin toimintahäiriöstä tai sen katkeamisesta, koska jos se rikkoutuu, jännitteenjakaja 9,1 kOhm ja 27 kOhm vastuksissa kytketään lähes syöttöjännitteeseen (1:n kautta). kOhm vastus).

Mietitään nyt digitaalinen ilmaisin. Se käyttää nelinumeroista seitsemän segmentin ilmaisinta kingbright CA04-41SRWA:sta tai CC04-41SRWA:sta kirkkaan punaisella hehkulla. CA04-41SRWA eroaa CC04-41SRWA:sta LEDien suunnassa: CC04:ssä ne on kytketty piirin mukaisesti, jossa on yhteinen katodi (yhteinen negatiivinen):

CA04:ssä - järjestelmän mukaan yhteisellä anodilla (yhteinen plus):

Seitsemän segmentin indikaattorissa segmentit on nimetty latinalaisilla kirjaimilla a, b, c, d, e, f, g, h seuraavasti:

Jokainen ilmaisimen segmentti on erillinen LED, joka voidaan sytyttää, eli syttyä, tai sammuttaa, eli ei pala, riippuen niille syötettävän jännitteen napaisuudesta:

Segmentin (LED) läpi kulkevan virran rajoittamiseen tarvitaan vastus vaadittu taso. Ilman sitä LEDin läpi virtaa liian suuri virta - LED epäonnistuu ja palaa.

Arvioidaan kuinka monta segmenttiä on neljällä numerolla. Osoittautuu, että niitä on 8 x 4 = 32 erillistä segmenttiä (LED). Jos ohjaisimme jokaista segmenttiä erillisellä johdolla, nelinumeroisen ilmaisimen ohjaamiseen tarvitsisimme mikro-ohjaimen, jossa on 32 ohjelmoitavaa jalkaa, ADC-tuloa ja virtanastaa lukuun ottamatta. Lisäksi jokaisessa segmentin (LED) piirissä tarvitaan 32 vastusta:

Onko mitään tapaa vähentää ohjattavien nastojen määrää mikro-ohjaimessa? Osoittautuu, että on! Jo CA04-41SRWA-ilmaisimessa (CC04-41SRWA) segmentit (LEDit) on kytketty seuraavan kaavion mukaisesti:

Voidaan nähdä, että ensimmäisen ja toisen sekä kolmannen ja neljännen numeron segmenttitastat yhdistetään pareittain. Menin kuitenkin vielä pidemmälle ja jo itse järjestelmässä elektroninen lämpömittari yhdisti näiden kahden ryhmän segmenttihavainnot:

Kuinka monta ohjelmoitavaa mikro-ohjainjalkaa tarvitsemme nyt ohjataksemme tällaista ilmaisinta? Osoittautuu, että se on vain 8 + 4 = 12. Totta, nyt meidän on hallittava paitsi segmenttien, myös yleisten numeroiden lähtöjä. Miksi?

Oletetaan, että haluamme sytyttää vain "a"-segmentin ensimmäisessä numerossa ja vain "b"-segmentin toisessa numerossa. Näiden numeroiden loput segmentit ja kaikki muiden numeroiden segmentit on kytkettävä pois päältä. Mitä meidän pitäisi tehdä?

"A"-segmentin sytyttämiseksi ensimmäisessä numerossa meidän on lisättävä "+" ensimmäisen numeron yhteiseen johtoon ja "-" yhdistettyjen "a"-segmenttien johtoon. Samoin "b"-segmentin sytyttämiseksi toisessa numerossa meidän on lisättävä "+" toisen numeron yhteiseen johtoon ja "-" yhdistettyjen "b"-segmenttien johtoon.

Mutta silloin meillä on myös toisen numeron segmentti "a" ja ensimmäisen numeron segmentti "b", koska virta kulkee myös niihin. Mutta me emme niitä tarvitse! Mitä tehdä?

Kuka sanoi, että heidän täytyy polttaa samaan aikaan?

Itse asiassa ensin käytämme "+" vain numeron 1 yhteiseen elektrodiin ja muiden numeroiden yhteisiin elektrodeihin "-", mikä estää niiden toiminnan. Nyt käytämme yhdistettyihin segmenttiliittimiin signaalien yhdistelmää, joka on tarpeen halutun merkin näyttämiseksi numerossa 1 (tässä tapauksessa "-" yhdistettyjen segmenttien "a" johtimeen ja "+" muihin johtoihin yhdistetyt segmentit. Nyt meillä on vain "segmentti" valaistuna ensimmäisen numeron a":

Jonkin ajan kuluttua käytämme nyt "+" -merkkiä vain numeron 2 yhteiseen elektrodiin ja lisäämme "-" muiden numeroiden yhteisiin liittimiin, mukaan lukien numeron 1 yhteinen napa. Samanaikaisesti muutamme signaalien yhdistelmän yhdistetyissä segmentin nastoissa yhdistelmäksi, joka on tarpeen halutun merkin näyttämiseksi numerossa 2 (tässä tapauksessa "-" yhdistettyjen segmenttien "b" ja "+" johdolla. ” yhdistettyjen segmenttien jäljellä oleviin johtimiin. Nyt meillä on valo vain toisen numeron "b"-segmentissä:

Samoin jonkin ajan kuluttua jatkamme kolmannella numerolla, vain nyt emme käytä "-" mihinkään yhdistettyjen segmenttien johtoihin, eli käytämme "+" kaikkeen:

Sama koskee neljättä numeroa:

Jonkin ajan kuluttua kytkemme ensimmäisen numeron "a"-segmentin uudelleen päälle:

Jos aika numeroiden vaihtamiseen on tarpeeksi lyhyt eli numerot vaihtuvat tarpeeksi nopeasti, me ihmiset luomme illuusion, että ensimmäisen numeron segmentti "a" ja toisen numeron segmentti "b" palavat samanaikaisesti, eikä vaihtoehtoisesti, mutta yllä kuvattu menetelmä numeroiden sisällyttämiseksi on nimeltään " dynaaminen näyttö".

Mihin nyt kytketään virtaa rajoittavat vastukset? Tavallisiin johtoihin vai segmentoituihin? Jos haluat säästää neljässä vastuksessa, yhdistä yleisiin, jos haluat numeroiden palavan tasaisesti, yhdistä segmentteihin.

Itse asiassa, jos vastus on kytketty minkä tahansa numeron yhteiseen johtimeen, tämä vastus tuottaa virran KAIKKIIN segmentteihin, jotka ovat TÄLLÄ KÄYTÖSSÄ tässä numerossa. Jos tämä on yksi segmentti, kaikki virta kulkee vain tämän segmentin läpi. Jos segmenttejä on kaksi, vastusvirta jaetaan kahtia näiden kahden segmentin kesken; jos kaikkien kahdeksan segmentin täytyy palaa, vastusvirta jaetaan kaikkien kahdeksan segmentin kesken kerralla, eli jokainen tietty segmentti saa vain 1 /8 vastuksen virrasta. Siten kussakin tietyssä segmentissä virta riippuu siitä, kuinka monta segmenttiä tiettyyn kuvaan sisältyy. Virta liittyy suoraan hehkun kirkkauteen: mitä suurempi virta, sitä suurempi kirkkaus, mitä pienempi virta, sitä pienempi kirkkaus. Tämän seurauksena kunkin numeron kirkkaus riippuu siitä, kuinka monta segmenttiä siinä on valaistu. Tätä järjestelmää käytettiin ensimmäisissä kotimaisissa "kotipuhelimissa", joissa oli "RUS"-merkin soittajan tunnus. Se näytti täysin rumalta.

Jos kytket vastukset segmenttiliittimiin, jokainen vastus toimii tietyllä hetkellä vain yhdessä indikaattorin segmentissä, joten kaikkien numeroiden kaikkien segmenttien virrat ja siten kirkkaus ovat samat. Se näyttää paljon paremmalta.

Käytän käytännössä vain toista vaihtoehtoa ja liitän vastukset vain segmentin nastoihin:

Kuinka valita näiden vastusten arvo?

klo normaali operaatio segmenttien (LED) välillä tapahtuu noin 2 V:n jännitehäviö. Jännitehäviö muodostuu hieman enemmän mikro-ohjaimen nastojen lähtöresistanssin vuoksi. Tämä pudotus voi olla luokkaa 1V suurimmalla sallitulla virralla mikro-ohjaimen tietyn nastan kautta, joka ATtiny26-mikro-ohjaimen ohjeiden mukaan on 40 mA. Loput jännitteestä sammuu vastuksemme.

Minkä ilmaisimen johtojen kautta virtaa maksimivirta? Suurin virta kulkee ilmaisimen yhteisten johtojen läpi sillä hetkellä, kun kaikki kahdeksan segmenttiä palavat, koska nämä johdot kuljettavat kokonaisvirran tietyn numeron kaikista segmenteistä.

Viedään tämä virta yhteisten johtimien läpi (sillä hetkellä, kun tietyn numeron kaikki kahdeksan segmenttiä palavat) tälle mikro-ohjaimelle sallitun maksimitason, eli 40 mA:n tasolla. Tällöin minkä tahansa segmentin läpi kulkevan virran tulisi olla kahdeksan kertaa pienempi, eli 5 mA. Ottaen huomioon, että elektronisen lämpömittarin maksimisyöttöjännite voi olla 5,8 V, havaitsemme, että vastus voi pudota 5,8 - 2 - 1 = 2,8 V. Tarvitsemme siis vastuksen, joka tuottaa 5 mA virran ja 2,8 V:n jännitehäviön: 2,8 / 0,005 = 560 ohmia. Itse asiassa emme ole vielä ottaneet huomioon, että 5,8V on virtalähteemme maksimi NOLP-jännite, kun taas kuormitettuna se voi pudota, joten virta jokaisen indikaattorisegmentin läpi on jopa alle 5mA. Näin ollen ilmaisimen yhteisten johtimien virta on alle 40 mA, joten mikro-ohjaimen virtarajaa ei koskaan saavuteta.

Muuten sisään elektroninen lämpömittari numeroissa ei tarvitse käyttää pistesegmenttiä ("h" -segmentti). Siksi elektroninen lämpömittaripiiri tarjoaa vain seitsemän yhdistettyä segmenttijohtoa, ei kahdeksaa, koska pisteen "h" segmenttien yhdistettyä johtoa ei käytetä elektronisessa lämpömittarin piirissä:

Tämä seikka vähentää edelleen virtaa numeroiden yhteisten johtimien kautta.

Puhutaanpa nyt ATtiny26-mikro-ohjaimesta tarkemmin.

Mikrokontrolleria voidaan verrata oikeaan pöytätietokone, vain voimakkaasti lyhennetyssä ja supistetussa muodossa.

Mikro-ohjaimessa on sisäänrakennettu prosessori, joka suorittaa kaikki aritmeettiset ja loogiset laskutoimitukset.

Mikro-ohjaimessa on ohjelmamuisti, johon kehittäjä (eli minä) kirjoittaa oman kehittämänsä mikroohjelman, jonka mukaan kaikki mikro-ohjaimen jatkotoiminnot suoritetaan. Tätä ohjelmamuistia voidaan verrata pöytätietokoneen kiintolevyyn, joka sisältää esimerkiksi ohjelman Microsoft Word. Jos haluamme valmistautua Tekstiasiakirja ja tätä varten käynnistämme Microsoft Wordin, niin tällä hetkellä sen (eli Wordin) ohjelma alkaa itse asiassa suoriutua.

Mikro-ohjaimessa on RAM-muisti, joka tallentaa ohjelman toimintamuuttujien nykyiset arvot, esimerkiksi lämpötila-anturin ADC-tulokset tai tietojoukot, jotka lähetetään seitsemänsegmenttiselle indikaattorille dynaamisen näytön eri hetkissä.

Mikro-ohjaimessa on haihtumaton EEPROM-muisti, joka on suunniteltu tallentamaan mukautetut asetukset vaikka mikro-ohjaimen virta katkaistaan. Oletetaan, että sinulla on televisio kotona. Kun olet määrittänyt siihen TV-kanavia ja nyt katselet niitä vaihtamalla niiden välillä. Ota seuraavaksi se, sammuta televisio ja irrota pistoke pistorasiasta. Nyt TV-piiri on täysin jännitteetön. Mutta kuitenkin, kun tämä televisio seuraavan kerran kytketään, jostain syystä aiemmin tehdyt ohjelma-asetukset säilyivät! Ja voimme taas katsoa viritettyjä tv-kanaviamme. Mihin nämä asetukset on tallennettu? Jos televisio on rakennettu ATtiny26-mikro-ohjaimelle, nämä asetukset tallennettaisiin haihtumattomaan EEPROM-muistiin. Haihtumaton, koska sammutimme television pistorasiasta, mutta tv-kanavan asetukset säilyivät silti. EEPROM-muistia voidaan verrata myös pöytätietokoneen kiintolevyyn, mutta nyt emme kirjoita siihen. Microsoft ohjelma Word ja sen työn tulokset ovat valmistamiamme tekstitiedostoja.

Mikro-ohjaimessa on kellotaajuus, joka tässä ATtiny26-mikro-ohjaimessa voi saavuttaa 16 MHz. Tässä tapauksessa mikro-ohjainprosessori voi teoriassa tuottaa jopa 16 miljoonaa aritmeettista tai loogisia operaatioita yhdessä sekunnissa. Lähde kellotaajuus voi olla erilaisia ​​laitteita, Esimerkiksi kvartsiresonaattori tai kideoskillaattori. SISÄÄN elektroninen lämpömittari Mikrokontrolleriin sisäänrakennettua 8 MHz RC-oskillaattoria käytetään kellolähteenä.

Mikrokontrollerissa on ohjelmoitavat tulo/lähtöportit tai yksinkertaisemmin ohjelmoitavat jalat. Jokaista näistä jaloista voidaan käyttää tulona - syöttääkseen tietoja mikro-ohjaimeen, kuten tietoa siitä, onko painiketta painettu vai ei, tai ulostulona - signaalien lähettämiseen mikro-ohjaimesta, esimerkiksi seitsemänsegmenttiselle LED-valolle. indikaattori.

Mikro-ohjaimessa on jopa "Reset"-jalka - samanlainen toiminta kuin Reset-painike järjestelmän yksikkö pöytätietokone.

Lisäksi mikro-ohjaimessa on useita sisäänrakennettuja hyödyllisiä laitteita, jotka voivat suorittaa monia vakiotoimintoja ja siten keventää keskusprosessorin taakkaa. Näitä ovat ajastimet, komparaattori, ADC, tiedonsiirtoliitännät ulkoisia laitteita tai muut mikro-ohjaimet, keskeytysohjaimet jne. Kaikki nämä hyödylliset laitteet voidaan kytkeä päälle, pois päältä, valita erilaisia ​​tiloja, sekä ohjaavat työnsä tuloksia käyttämällä erityisesti mikrokontrolleriin toimitettuja muistisoluja (ohjausrekistereitä), joihin kirjoittamalla voidaan ohjata erilaisia ​​tietojoukkoja tietyllä mikrokontrollerilaitteella. Ohjelmoijan näkökulmasta nämä ohjausrekisterit eivät eroa tavallisen soluista RAM-muisti mikro-ohjain.

Mikro-ohjaimen mikroohjelma valmistetaan pöytätietokoneella. Tätä varten käytän ohjelmistokehitysympäristöä mikro-ohjaimille Algorithm Builder - tämä on Assemblerin kotimainen analogi, jonka avulla et kuitenkaan "kirjoita" ohjelmia, vaan "piirtää" ne erittäin kätevässä graafisessa muodossa:

Tästä ympäristöstä on jo jonkin aikaa tullut täysin ilmainen kaikille ohjelman osille! Voit ladata sen kehittäjän sivulta. Tämän ohjelman on luonut ja ylläpitänyt venäläinen käsityöläinen Tämä osoite Sähköposti suojattu roskapostibotteilta. Sinulla on oltava JavaScript käytössä nähdäksesi sen. .

Jotta mikro-ohjain alkaa toimia valmiilla laiteohjelmistolla, se on ohjelmoitava. Mikro-ohjain on ohjelmoitu suoraan piiriin elektroninen lämpömittari(ns. "in-circuit ohjelmointi"), yhdistämällä mikro-ohjain pöytätietokoneeseen erityisen ohjelmoijan kautta. Kuinka tehdä se yksinkertainen ohjelmoija, joka toimii tietokoneen COM-portin kautta, on kuvattu Algorithm Builder -ympäristön ohjeissa. Tämän ympäristön ohjelmoijan kehittyneempi versio on esitetty AVR USB-ohjelmoija for Algorithm Builder -sivulla.

Mikro-ohjaimen ohjelmointiin käytetään 5 johtoa - 4 signaalia ja yksi yhteinen. Signaalijohdot sisältävät "Reset"-johdon, koska mikro-ohjain ohjelmoidaan Reset-tilassa. Muut 3 signaalijohtoa ovat tavallisia I/O-jalkoja, joita voidaan ohjelmoinnin lisäksi käyttää aiottuun tarkoitukseen eli I/O-portteina. Erityisesti elektronisen lämpömittarin piirissä niihin on kytketty joitain seitsemän segmentin indikaattorin yhdistettyjä segmenttitapoja. On kuitenkin välttämätöntä, että näihin nastoihin kytketty piirin osa ei häiritse ohjelmointiprosessia, muuten ohjelmointi tulee mahdottomaksi.

Jotta mikro-ohjain ei laukaise nollausta ulkoisten sähkömagneettisten häiriöiden vaikutuksesta, liitän 5,6 nF:n kondensaattorin "Reset"-nastaan ​​mikro-ohjaimen välittömässä läheisyydessä:

Miksi juuri 5.6nF? Yleisesti ottaen mitä enemmän, sen parempi. Mutta kokeellisesti määritettiin, että 5,6 nF on tämän kondensaattorin suurin kapasitanssi, jolla mikrokontrollerin ohjelmointipiiri jatkaa toimintaansa vakaasti. Loppujen lopuksi tämä kondensaattori ohittaa signaalit ohjelmoijalta tulevassa "Reset"-tulossa. Jos tämän kondensaattorin kapasitanssia lisätään, ohjelmointiprosessi muuttuu epävakaaksi, ja jos sitä kasvatetaan huomattavasti, siitä tulee täysin mahdotonta.

Voit ohjelmoida mikrokontrolleria ei vain kerran, vaan useita kertoja (ohjeiden mukaan 10 000 kertaa takuu). Tämä on erityisen hyödyllistä laitteen virheenkorjauksessa, jossa voimme ensin ohjelmoida vain näyttötoiminnot (jos laitteessa on ilmaisin tai muu väline tietojen näyttämiseen) nähdäksemme, mitä sisäisesti tapahtuu, ja rakentaa sitten vähitellen loput laiteohjelmistosta.

Ohjelmoijan ja mikro-ohjaimen yhdistämisen helpottamiseksi useimmissa mikro-ohjainlaitteissani tarjoan seuraavan tyyppisen viisinastaisen liittimen:

Tämä on se, että ohjelmoija on kytketty kirjoittamaan mikroohjelman mikro-ohjaimeen.

Lopuksi, jotta mikro-ohjain toimisi ollenkaan, siihen on saatava virta. Tätä tarkoitusta varten käytetään "VCC", "AVCC" ja "GND" nastoja. Virtalähdejärjestelmän mukaan ATtiny26-mikro-ohjain on jaettu kahteen osaan: digitaaliseen ja analogiseen. Analoginen osa viittaa ADC:hen ja kaikkeen, joka on kytketty siihen mikro-ohjaimen sisällä. Tämä osa saa virtansa omasta teholähtöstään (tai pikemminkin tulostaan) nimeltä "AVCC". Mikro-ohjaimen toinen (lepo) tai "digitaalinen" osa saa virtansa "VCC"-nastasta (tulo). Molempien johtojen tulee olla +-merkillä virtalähteestä. "-"-virtalähde on kytketty mikro-ohjaimen "GND" (tai "Ground" tai "Common") nastoihin. ATtiny26-mikro-ohjaimessa on kaksi "GND"-nastaa:

Mikro-ohjaimen suojaamiseksi ulkoisten ja sisäisten sähkömagneettisten häiriöiden vaikutukselta radiopiirien rakentamista koskevat säännöt suosittelevat voimakkaasti, että ohitat virtanastat keraamisilla kondensaattoreilla mikro-ohjaimen välittömässä läheisyydessä:

Lisäksi mikro-ohjaimen analogisen osan suojaamiseksi häiriöiltä on suositeltavaa syöttää virtaa “AVCC”-nastalle LC:n tai ainakin RC-suodattimen kautta. "R":lle käytin 30 ohmin vastusta, "C":lle käytin 1 µF:n kondensaattoria:

Lopuksi vähentää melutasoa sen ADC:n tulossa, johon anturi on kytketty lämpötila resistiivisen jännitteenjakajan kautta liitin tähän tuloon myös 1 µF kondensaattorin ja otin itse anturin virran "AVCC"-mikrokontrollerin tehotulosta:

Kuinka mikro-ohjain pystyy ohjaamaan seitsemän segmentin LED-ilmaisinta ja lisäämään joko plus- tai -merkin nastoihinsa? Osoittautuu, että jokainen ohjelmoitava tulo-lähtö, jos sitä käytetään mikro-ohjaimen laiteohjelmistossa lähtönä, on kytketty mikro-ohjaimen sisään seuraavan piirin mukaisesti:

Jos haluamme lähdön olevan "+", annamme mikro-ohjaimen laiteohjelmistossa loogisen (looginen "1") tälle nastalle:

Jos haluamme lähdön olevan "-" (alias "0", "Common" tai "Ground"), niin mikro-ohjaimen laiteohjelmistossa meidän on tulostettava looginen nolla (looginen "0"):

Seitsemän segmentin ilmaisin on kytketty mikro-ohjaimen yhteentoista ohjelmoitavaan nastaan, mutta yksinkertaisuuden vuoksi tarkastelemme vain kahta niistä. Ensimmäisen numeron segmentin "a" sytyttämiseksi meidän on lisättävä "+" ensimmäisen numeron yhteiseen johtoon ja "-" segmenttipintaan "a". Tätä varten meidän on lähetettävä loki mikro-ohjaimen laiteohjelmistoon. "1" ensimmäisen numeron ja lokin yleistulokseen. "0" segmenttipintaan "a". Tässä tapauksessa ensimmäisen numeron segmentti "a" syttyy:

Jos haluamme kytkeä tämän segmentin pois päältä, teemme päinvastoin: lähetämme lokin mikro-ohjaimen laiteohjelmistoon. "1" segmentoimaan lähdön "a" ja loki. "0" ensimmäisen numeron yleiseen ulostuloon. Sitten ensimmäisen numeron segmentti "a" ei syty - loppujen lopuksi tämä LED lukitaan:

Kun sen sijaan käytetään seitsemän segmentin ilmaisinta CC04-41SRWA CA04-41SRWA(muista, että ne eroavat LEDien napaisuudesta), sinun on vaihdettava loki laiteohjelmistossa. "0" ja loki. "1".

Joten on aika harkita elektronisen lämpömittarin täydellinen piirikaavio:

Itse asiassa koko kaavio näyttää kaiken, mistä puhuimme edellä. Numerot 0603 ja 0805 vastusten ja kondensaattorien nimen vieressä osoittavat niiden vakiokoon (tuuman sadasosina). Tätä nimitystä käytetään osoittamaan radioelementtien koko pinta-asennuksessa.

Mikro-ohjaimen nastassa 17 oleva kondensaattori on itse asiassa kytketty ADC ION:iin, mikä antaa sille paremman vakauden ja suojaa ADC:tä häiriöiltä.

Mikro-ohjaimen jalkoja 19 ja 20 ei käytetä tässä piirissä, ja jotta ne eivät "roikkuisi ilmassa", liitin ne piirin yhteiseen johtoon. Mikro-ohjaimen laiteohjelmistossa nämä nastat on kirjoitettu ulostuloiksi, joihin lähetetään aina looginen nolla. Siten mikro-ohjaimen sisäinen piiri on lisäksi kytketty yhteiseen johtoon näiden jalkojen kautta:

Mikro-ohjaimen laiteohjelmisto on rakenteeltaan seuraava. Ensinnäkin, kun virta on kytketty, sekä nollauksen jälkeen, mikro-ohjaimen koko RAM tyhjennetään, mukaan lukien kaikki mikro-ohjaimeen sisäänrakennettujen hyödyllisten laitteiden ohjausrekisterit. Tämä tehtiin varmistaaksemme, ettei meillä ole satunnaisia ​​tietoja RAM-muistissa tai vääriä tiettyjä asioita. sisäiset laitteet esimerkiksi lyhytaikaisen tehonmenetyksen aiheuttamien vikojen seurauksena.

RAM-muistin tyhjentämisen jälkeen jotkin sisäiset laitteet määritetään, kuten:

Ajastin nro 0 (ja niitä on tässä mikro-ohjaimessa 2: Timer No. 0 ja Timer No. 1), koska dynaamisesta ilmaisusta vastaava laiteohjelmiston osa toimii tämän ajastimen mukaan;

Watchdog-ajastin, joka aiheuttaa mikro-ohjaimen uudelleenkäynnistyksen (Reset), jos se jumiutuu (jos laiteohjelmisto on passiivinen yli 0,5 sekuntiin);

I/O-portit. Juuri tällä hetkellä määritetään, mitkä ohjelmoitavista haaroista ovat lähtönä seitsemänsegmenttiselle LED-ilmaisimelle, ADC-sisääntulosta tulee täsmälleen tulo ja maadoitetuista nastoista 19 ja 20 tulee "lisäisiä GND-nastoja";

Analog-to-Digital Converter (ADC), tällä hetkellä valitaan tarkka tulo, johon lämpötila-anturi on kytketty, valitaan sisäänrakennettu referenssijännitelähde (VS) (2,7 V) ja ensimmäinen ADC-prosessi käynnistetään.

Tämän jälkeen mikroohjelma menee silmukkaan ja alkaa kulkea ympyrää suorittaen itselleen ehdottoman hyppy-operaattorin. Kun ajastin 0 laskee määritetyn ajan (noin 1/500 s), se aiheuttaa keskeytyksen, laiteohjelmisto pysähtyy "suljetussa ympyrässä" ja käsittelee keskeytyskäsittelyssä määritellyn algoritmin osan ajastimesta 0 . Ajastin #0 itse alkaa laskea alaspäin seuraavaa sekunnin 1/500. Kun keskeytyskäsittely on päättynyt ajastimesta 0, mikroohjelma palaa "suljettuun ympyrään". Siten ajastimen nro 0 keskeytyskäsittelyssä kuvattu algoritmi suoritetaan 500 kertaa sekunnissa. Millainen algoritmi tämä on?

Ajastimen nro 0 keskeytyskäsittelyalgoritmi sisältää kaksi osaa: algoritmin indikaattoreille näytettävien arvojen valmistelemiseksi ja algoritmin dynaamisten indikaatioiden käsittelemiseksi.

Indikaattorien arvojen valmistelun algoritmi toimii seuraavasti. ADC-algoritmi (katso alla) antaa mitatun lämpötilan itseisarvon (kelvineinä). Tämä arvo määrittää anturin vaurion (katkos tai oikosulku), määrittää myös lämpötila-arvon ºС ja valitsee menetelmän tämän lämpötilan näyttämiseksi ilmaisimissa. Niin,

jos anturi on vaurioitunut (jos lämpötila liian pieni (oikosulku) tai liian suuri (katko)) ilmaisin näyttää viivoja " - - - - ";

Lämpötilassa 0...9ºС, esimerkiksi 5ºС, lämpötila-arvo näkyy osoittimessa muodossa: "5 ºС" (ensimmäinen numero ei syty);

klo lämpötila yli 9 ºС, esimerkiksi 27 ºС, lämpötila-arvo näytetään osoittimessa muodossa: "2 7 ºС";

Lämpötila-alueella -1...0ºС ilmaisin näyttää arvon lämpötila muodossa: "- 0 º C";

Lämpötila-alueella -9...-1 ºС, esimerkiksi lämpötilassa -7 ºС (eli lämpötilassa -8...-7 ºС), arvo näkyy osoittimessa lämpötila muodossa: "- 7 º C";

klo lämpötila alle -9 ºС, esimerkiksi lämpötilassa -18 ºС (eli lämpötilassa -19...-18 ºС), lämpötila-arvo näytetään ilmaisimessa muodossa: "- 1 8 º".

Ilmaisimen näyttämiseksi lämpötilan arvo, se on ensin "hajottava komponenteiksi", eli kymmeniksi ja ºС yksiköiksi. Kun olet vastaanottanut kunkin indikaattorinumeron arvon (symbolit "0", "1", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9", " " , "-", "º" ja "C"), tätä arvoa käyttämällä valitaan yksi tai toinen segmenttijoukko tietylle indikaattorin sijainnille näyttäen vaaditun symbolin. Nämä neljä sarjaa (ilmaisimen tuttujen paikkojen (numeroiden) määrän mukaan) on tallennettu neljään RAM-muistin soluun (tavuun).

Algoritmi dynaamisen indikaation käsittelemiseksi on järjestetty seuraavasti. RAM-muistiin on määritetty solu, joka edustaa siinä näkyvän numeron numeroa Tämä hetki dynaaminen ilmaisin. Tämän solun arvo kasvaa yhdellä jokaisella keskeytyksellä ajastimesta 0, ja kun arvo “4” saavutetaan, se nollataan. Siten tämän solun arvo "käy läpi" arvosarjan 0, 1, 2, 3, sitten taas 0, 1... jne. Arvo "0" vastaa indikaattorin ensimmäistä numeroa, " 1” toiseen, ... , "3" - neljäs. Tämän solun arvon perusteella dynaaminen osoitusalgoritmi valitsee osoitinnumeron, joka on kytkettävä päälle ajastimen nro 0 seuraavaan keskeytykseen asti. Tämän tietyn indikaattorin numeron signaalien yhdistelmä lähetetään ilmaisimen segmenttijohtoihin (täsmälleen yksi niistä neljästä, jotka on tallennettu RAM-muistiin indikaattorin arvojen valmistelun algoritmilla). Ja tämän nimenomaisen numeron yhteinen johto on varustettu “+”-merkillä, joka sallii sen hehkumisen (log. “1”). Siten jokainen numero palaa keskeytysten välisenä aikana ajastimesta nro 0, eli 1/500 sekuntia. Koska numeroita on vain neljä, ilmaisin päivittyy 125 Hz:n taajuudella.

ADC, seuraavan muunnoksen päätyttyä, kuten ajastin 0, aiheuttaa keskeytyksen. Tämän keskeytyksen käsittelyalgoritmi on kuitenkin oma. Kun tämän keskeytyksen käsittely on valmis, seuraava ADC-muunnos alkaa.

ADC-keskeytyksen käsittelyalgoritmi suorittaa seuraavat toimet. Mikro-ohjaimen RAM-muistissa on solu (2 tavua), joka toimii suoritettujen ADC-muunnosten laskurina (joka on sama kuin vastaanotettujen ADC-tulosten laskuri). Jokaisella keskeytyksellä seuraavan ADC-muunnoksen päätyttyä tämän solun arvo kasvaa yhdellä. Lisäksi RAM-muistiin on määritetty toinen solu (3 tavua), jota käytetään ADC-tulosten yhteenvetoon. Jokaisella keskeytyksellä seuraavan ADC-muunnoksen päätyttyä, saatu uusi ADC-tulos lisätään tämän solun olemassa olevaan arvoon.

Kun suoritettujen ADC-muunnosten laskuri saavuttaa arvon 16384, tämä laskuri nollataan ja alkaa laskea uudelleen, ja ADC-tulosten summa jaetaan 16384:llä, tulos tallennetaan ja itse summa myös nollataan keräämään. seuraavien 16384 ADC-muunnostulosten summa.

Tulos jakamalla summa 16384:llä on ADC-tulosten keskiarvo yli 16384 tuloksesta. Keskiarvon laskeminen on tarpeen lukemien vakauden lisäämiseksi ja vähiten merkitsevän numeron välkkymisen eliminoimiseksi. Laskennassa käytetään keskiarvoa lämpötiloja kelvineinä. ADC-muunnoksen tuloksen laskemiseksi uudelleen kelvineiksi on tarpeen kertoa ADC-tulos tietyllä kertoimella. Tämä kerroin on erittäin helppo määrittää.

Tietyn kertoimen laskemiseksi mikro-ohjaimen laiteohjelmistoa muutetaan siten, että ilmaisin ei näytä lämpötilaa, vaan suoraan ADC-tulosten keskiarvon. Anturi sijoitetaan vesilasiin, jossa kelluvat jääpalat ja koko seosta sekoitetaan voimakkaasti lasin lämpötilan stabiloimiseksi ja anturin lämpötilan tasaamiseksi sen kanssa (anturi on tietysti jo suojattava kosteus (katso alla), muuten vesi oikosulkee hänen johtopäätöksensä ja vääristää suuresti tuloksia). Lämpötila veden ja jään seos, kuten kaikki tietävät, on 0ºС tai 273,15K. Oletetaan, että ADC-tulos on keskimäärin 761 yksikköä. Silloin vaadittu kertoimemme on 761 / 273,15 = 2,786. Itse asiassa, kun keskimääräinen ADC-tulos on jaettu tällä kertoimella, saamme lämpötila K. Tämä lämpötila-arvo kelvineinä tallennetaan yhteen mikro-ohjaimen RAM-soluista, jotta algoritmi käyttää sitä indikaattoreissa näkyvien arvojen valmisteluun (katso edellä).

Keskimääräinen ADC-tulos saadaan noin kerran 2 sekunnin välein. Näin usein lukemat muuttuvat elektroninen lämpömittariäkillisen muutoksen kanssa anturin lämpötila.

Lopuksi haluaisin huomauttaa, että samalla kun ADC-tulosten ensimmäistä keskiarvoa määritetään (eli noin 2 sekunnin ajan), kaikki käytetyt segmentit ovat päällä ilmaisimessa, eli "8 8 8 8". Tämä tehtiin, jotta kaikkien käytettyjen indikaattorisegmenttien huollettavuus voitaisiin tarvittaessa tarkistaa nopeasti.

Sivuston vierailijoiden pyynnöstä toimitan elektronisen lämpömittarin mikro-ohjaimen laiteohjelmiston lähdekoodin ja laiteohjelmiston yksityiskohtaisilla kommenteilla:

Muistutan, että kaikkea tämän sivun materiaalia voidaan käyttää vain henkilökohtaiseen käyttöön (ei kaupallisiin tarkoituksiin).

Algorithm Builderin AVR USB-mikerrotaan kuinka rakentaa edistyneempi ohjelmoija mikro-ohjainten ohjelmointiin tästä ympäristöstä.

Lisäksi on tarpeen ohjelmoida sen niin sanotut "sulakebitit". Nämä bitit määrittävät joukon mikro-ohjaimen kriittisiä parametreja, kuten kellolähteen ja ohjelmointimenetelmän. Voit asettaa tarvittavat Fuse bits -arvot "Options"-valikosta - "Project options..." - "Fuse bits" -välilehdeltä tai ohjelmointiikkunasta Fuse bits -linkin kautta... Joka tapauksessa nämä bitit on asetettu Fuse bits -asennusikkunassa, ja ne tulee asentaa TÄSMÄLLÄ alla olevan kuvan mukaisesti:

Rakenteellisesti Digitaalinen lämpömittari tehty kahdella painetut piirilevyt Vai niin. Katso, kuinka voit valmistaa korkealaatuisia painettuja piirilevyjä kotona. Yhdellä levyllä on seitsemän segmentin LED-merkkivalo, toisella muu piiri:

Niille, jotka aikovat toistaa tämän mallin, lähetän näiden taulujen jäljitystiedostot:

T1.PCB.rar (37,6 kB) - elektronisen lämpömittarin piirilevyjen jäljitystiedosto P-CAD ohjelma 2006:

Kun komponentit on asennettu ja ne puhdistettu juoksutuksesta, nämä kaksi levyä juotetaan yhteen yhdeksi lohkoksi käyttämällä PLS-pinnakammoja:

Levyt on asennettu Gainta Industriesin valmistamaan G1015-koteloon. Tämä kotelo kaipaa hieman muokkausta, leikkaamalla pois ikkuna ilmaisimelle ja pari reikää piirilevyyksikön kiinnitystä varten.

Indikaattorin puolelle on liimattu CD-laatikosta leikattu ohut läpinäkyvä pleksi (pleksilasi), johon liimataan kaksi kertaa sävykalvo auton ikkunoiden sävyttämiseen. Kaksinkertainen sävykalvokerros riittää saamaan koko lasin näyttämään ulkopuolelta läpinäkymättömältä (mustalta), mutta ilmaisimen hehkuvat numerot näkyvät selvästi sen läpi:

Kotelon "korvien" avulla elektroninen lämpömittari voidaan ruuvata seinään tai johonkin muuhun.

Ensimmäisessä versiossa elektroninen lämpömittarin anturi asetetaan teleskooppiantennin putkeen ja täytetään epoksiliimalla:

Myöhemmissä versioissa kietoin anturin useilla kierroksilla paksua puuvillalankaa (vahvistus) ja liotin sen tiivistysaineella auton lasille. Tämä vaihtoehto on mielestäni vieläkin kosteutta kestävämpi kuin ensimmäinen, vaikkakin vähemmän kestävä mekaanisesta näkökulmasta:

Tämä sivu tarjoaa ilmaisen pääsyn kaikille tarvittavat tiedot Ja projektin dokumentaatio toistaa tämä malli itsenäisesti.




Jokaisella elämässä on toistuvasti ollut tarve selvittää lämpötila ikkunan ulkopuolella. Monet ihmiset ovat kiinnostuneita tästä indikaattorista useita kertoja päivässä, ja tarkoitus voi olla sekä kotimainen halu ymmärtää kuinka lämpimästi pukeutua tänään että tuotantotarve. Tätä varten tarvitset elektronisen lämpömittarin kauko-anturilla.


Sähköisten lämpömittarien käyttöalue ilman lämpötilan mittaamiseen

Annettu digitaalinen laite erottuu käytännöllisyydestä ja helppokäyttöisyydestä. Sen päätarkoitus on mitata lämpötilaa sekä sisällä että ulkona.


Ensinnäkin elektroniset lämpömittarit ovat merkityksellisiä jokapäiväisessä elämässä: niiden avulla voit helposti ja nopeasti selvittää ulkolämpötilan. Lisäksi modernit muovi-ikkunoiden ikkunalämpömittarit sopivat täydellisesti nykypäivän asuntojen suunnitteluun, toisin kuin vanhat vallankumousta edeltävät lämpömittarit.

Kotikäytön lisäksi käytetään tällaisia ​​lämpömittareita:

  • teknisissä tiloissa;
  • akvaarioissa;
  • säiliöissä, joissa eläimiä pidetään;
  • varastoissa;
  • kylpyihin ja saunoihin.

Yksi koti- ja teollisuuskäyttöön tarkoitettujen etäanturilla varustettujen elektronisten lämpömittareiden tärkeistä ominaisuuksista on kyky seurata lämpötilaa jatkuvasti sekä sisällä että ulkona, mikä on erityisen tärkeää tuotteiden turvallisuuden kannalta, joidenkin eläinten elintoimintojen ylläpitämiseksi ja mukava mikroilmasto.


Elektroninen lämpömittari kauko-anturilla: laite ja toimintaperiaate

Käyttääkseen tästä laitteesta oli kätevä ja toi suurimman hyödyn, kannattaa ymmärtää sen toimintaperiaatteet.

Kuinka käyttää elektronisia lämpömittareita kauko-anturin kanssa

Laitteessa on kaksi osaa:

  • Päälohko. Se on varustettu näytöllä ja sijaitsee huoneessa.
  • Kaukosäätimen anturi. Tehokkaan toiminnan varmistamiseksi sen tulee sijaita enintään 65 metrin etäisyydellä pääyksiköstä.

    • Herkkä termopari on suljettu kumi-, muovi- tai metallikoteloon. Siitä lämpötilapulssit lähetetään pääyksikköön. Langallisissa malleissa langan pituus on 1-3 m, mutta viime aikoina niistä on tullut yhä suositumpia langattomat vaihtoehdot, jossa lämpöparilla varustettu radiolähetin sijoitetaan ulos.

    Pienoisanturi työnnetään kadulle poraamalla pieni reikä puiseen ikkunakehykseen tai kumiläpän läpi muovipuitteissa. Usein anturi poistetaan muovikehyksen kumitiivisteen kautta ja kiinnitetään ikkunalasiin imukupilla. Samalla on helppoa ja kätevää sijoittaa huoneen pääanturi ikkunalaudalle, pöydälle, telineeseen tai jopa ripustaa se seinälle.

    Periaate lämpömittarin sijoittamisesta jääkaappiosastoon on samanlainen. Laitteen runko kiinnitetään jääkaappiin imukupilla tai jääkaapin viereen, kun taas anturi on sijoitettu kammion sisään.


    Elektronisten lämpömittareiden toiminnan ominaisuudet kauko-anturin kanssa

    Muoviikkunoiden ikkunoiden ulkolämpömittareiden korkean herkkyyden ansiosta mittaustulosten virhe on minimaalinen. Näet mittaustiedot pääyksikön näytöltä. Näin ollen digitaalisen ulkolämpömittarin lisämukavuus on, että ei tarvitse kurkistaa elohopealämpömittariin yrittäessäsi erottaa lukemat tuskin havaittavasta sarakkeesta. Kauko-anturilla varustetussa ulkoikkunan lämpömittarissa kaikki tiedot näkyvät selkeästi ja selkeästi huoneesi korkeakontrastisella näytöllä.


    Ulkoikkunan lämpömittarien ominaisuudet ja hyödylliset toiminnot

    Kun ostat lämpömittarin, kiinnitä huomiota sen ominaisuuksiin ja lisäominaisuuksiin, jotka tekevät digitaalisista ikkunalämpömittareista kätevämpiä ja toimivampia.

    Elektronisten ulkolämpömittarien ominaisuudet ja edut

    Kiitos saavutuksista nykyaikaiset tekniikat Digitaaliset lämpömittarit pystyvät toimimaan erilaisissa olosuhteissa ja ovat mahdollisimman käteviä jokapäiväisessä elämässä:

    • kotitalouksien elektroniset lämpömittarit toimivat klo laaja valikoima lämpötilat Sisäpääyksikön toiminta-alue on -10 - +50°C, ulkoanturi säilyttää suorituskykynsä lämpötiloissa -50 - +70°C. Tämä mahdollistaa lämpömittareiden käytön kaikilla Venäjän ilmastovyöhykkeillä;
    • sinun ei tarvitse huolehtia laitteen lukemien turvallisuudesta ja tarkkuudesta kaikissa sääolosuhteissa: tiiviin kotelon ansiosta anturi ei pelkää lunta, tuulta, sadetta ja paahtavaa aurinkoa;

    • On mielenkiintoista, että lämpöparilla varustettu radiolähetin voidaan asentaa paitsi kadulle. Jos sinun on mitattava lämpötila huoneessa tai toisen kohteen sisällä, voit sijoittaa anturilla varustetun kapselin kasvihuoneeseen, autotalliin, kellariin, työpajaan ja jopa jääkaappiin;
    • langattomat elektroniset ulkolämpömittarit kauko-anturilla voidaan helposti sijoittaa mihin tahansa sopivaan paikkaan; niiden ei tarvitse olla lähellä ikkunaa;
    • nykyaikaiset laitteet eivät vain rekisteröi lämpötilaa, vaan myös suorittavat täyden valvonnan ja analysoivat saatuja tietoja.

    Elektronisten digitaalisten lämpömittareiden lisätoiminnot etäanturilla

    Nykyaikaisissa laitteissa on erilaisia lisäominaisuuksia, laajentaa lämpömittarin toimintoja. Lämpömittaria valittaessa näillä ominaisuuksilla voi olla tärkeä rooli.

    Toiminto Toiminnon kuvaus
    Jään todennäköisyyden määrittäminen Kun lämpötila on -1 - -3°C, laite varoittaa lisääntyneestä jään todennäköisyydestä ulkona.
    Tietojen analysointi Lämpömittari tallentaa maksimi- ja minimilämpötilat ja tallentaa nämä tiedot muistiin.
    USB-liitäntä USB-portin kautta voit liittää liitännän tietokoneeseesi, kopioida, analysoida ja käsitellä vastaanotettuja tietoja sekä laatia raportteja laitteen muistissa olevien tietojen perusteella.
    Lisäindikaattorit Lämpömittari voidaan varustaa kellolla, sisäänrakennetulla herätyskellolla ja kalenterilla, jotka yhdistävät yhteen laitteeseen kaikki päivittäin tarvitsemamme hyödylliset indikaattorit. Parhaiden monitoimimallien joukossa ovat ensimmäiset ikkunalämpömittarit, jotka on varustettu kellolla ja älykkäällä herätyskellolla.
    Kosteustason tunnistus Kosteusosoitin antaa sinun ennustaa sateen todennäköisyyden ulkona.

    Jos sinulla on tarve tietojen analysointiin, varmista, että valittu malli on varustettu USB-portti ja kyky käsitellä tallennettuja indikaattoreita. Jos ostoksesi ainoa tarkoitus on selvittää ulkolämpötila, valitse yksinkertaisin, lakonisin lämpömittarimalli.

    Kuka voi hyötyä elektronisen lämpömittarin ostamisesta kauko-anturilla ja laajennetulla toiminnallisuudella?

    Lisäominaisuuksilla varustetun ikkunalämpömittarin ostamisesta voi olla hyötyä:

    • amatöörisääennustajat: poistumatta kotoa voit seurata kaikkia sääilmaisimia ja vastaanottaa erittäin tarkkoja tietoja;
    • sääriippuvaiset ihmiset: sään muutosten varhainen ennustaminen auttaa ennustamaan hyvinvointia ja mukauttamaan suunnitelmia tai ottamaan tarvittavat lääkkeet ajoissa;

    • puutarhurit: sääolosuhteiden vivahteiden ymmärtäminen antaa sinun huolehtia kasveista ajoissa, valita paras aika istutukselle tai sadonkorjuulle;
    • extreme-urheilun harrastajat: tulevien sääolosuhteiden ymmärtäminen auttaa sinua valitsemaan parhaan päivän varjoliitolle, surffaamiseen ja muihin tuulen voimakkuudesta riippuviin aktiviteetteihin;
    • ihmiset, joiden työ ja harrastukset riippuvat sääolosuhteista: pystyt tekemään suunnitelmia ajoissa ja valitsemaan hyvän päivän tavoitteidesi saavuttamiseksi.

    Elektronisten lämpömittarien tyypit kauko-anturilla

    Yksi tällaisten lämpömittareiden tärkeistä eduista on niiden liikkuvuus. Et voi vain sijoittaa päänäyttöä mihin tahansa huoneeseen ja muuttaa sijaintia mielialaasi ja tarpeidesi mukaan, vaan jopa kantaa sitä mukanasi.


    Pöytäkoneen langaton digitaalinen lämpömittari

    Suosituimmat vaihtoehdot:

  • Sähköinen pöytälämpömittari. Asetat tyylikkään näytön pöydälle, ikkunalaudalle tai hyllylle ja saat aina tarvitsemasi tiedot nopeasti ja helposti.
  • Seinään kiinnitettävä elektroninen lämpömittari. Tällä vaihtoehdolla voit ripustaa näytön seinälle. Nykyaikaiset mallit sopivat hyvin mihin tahansa sisustukseen; kellolla varustetut lämpömittarit ovat erityisen käteviä tässä yhteydessä.
  • Kannettava elektroninen lämpömittari. Erityisesti tällaiset mallit kuuluvat digitaalisten lämpömittareiden RST-sarjaan: ne eivät ole kooltaan suurempia kuin tavallinen älypuhelin, mahtuvat helposti taskuun ja niitä on kätevä kuljettaa mukanasi tarvittaessa.

    • Elektronisten lämpömittareiden käyttö kauko-anturin kanssa kylpyyn

    Kylvyn tai saunan erikoisuus tilojen korkean lämpötilan ja kosteuden olosuhteissa. Siksi on erittäin tärkeää mitata tarkasti ja ylläpitää haluttu lämpötila. Sähköiset lämpömittarit lämpötilan mittaamiseen etäanturilla sopivat optimaalisesti tähän tarkoitukseen.

    Lämpömittarien edut kauko-antureilla kylpyjä varten

    Seuraavat ominaisuudet tekevät elektronisista lämpömittareista kauko-antureilla ihanteellisia kylpyihin:

    • kestävyys lämpötilan muutoksille ja altistuminen erittäin korkeille lämpötiloille;
    • sopeutumiskyky korkeaan kosteuteen;
    • korkea lujuus, suoja mekaanisilta vaurioilta;
    • jos kosketetaan vahingossa, laitteen runko ei jätä palovammoja iholle - se ei kuumene siinä määrin;
    • pienin virheprosentti.

    Lämpömittarien ominaisuudet kauko-antureilla kylpyjä varten

    Erilaisten mallien avulla voit valita tarkoituksiinsi parhaiten sopivan vaihtoehdon, mutta on olemassa useita yleisiä suosituksia, jotka auttavat sinua valitsemaan optimaalisen mallin:

    • kylvyn etälämpömittarin anturi voi olla langallinen tai langaton: toisessa tapauksessa anturin tiedot lähetetään pääyksikköön radioaaltojen avulla;
    • kylpylässä tärkeä indikaattori ei ole vain lämpötila, vaan myös ilman kosteus - myös tämän mittaamiseksi kiinnitä huomiota lämpömittariin-kosteusmittariin;
    • kiinnitä huomiota kylpylämpömittareiden lisätoimintoihin: esimerkiksi laite voi ilmoittaa sinulle äänimerkillä, kun asetettu lämpötila on saavutettu;
    • kauko-anturin tapauksessa anturi on asennettu höyryhuoneeseen, ja lämpömittari ilmaisimilla on asennettu sisäänkäynnille - lepohuoneeseen tai pukuhuoneeseen; siten huoneen lämpötila löytyy kylpylän sisäänkäynnistä;

    • elektroniset lämpömittarit kestävät lämpötiloja -50 - +200 °C, mikä mahdollistaa niiden toiminnan häiritsemättä höyrysaunassa;
    • monien mallien avulla voit liittää jopa kolme langatonta anturia yhteen päänäyttöön;
    • etäisyys, jolla anturit lähettävät tietoa laitteen päärunkoon, on enintään 40 m;
    • kylpylämpömittarit on valmistettu lämmönkestävästä muovista ja teräksestä, joten ne eivät pelkää höyrysaunan äärimmäisiä olosuhteita;
    • Elektronisten lämpömittarien lukemien virhe ei ylitä 0,5 °C.

    Miksi tarvitset kosteusanturin?

    Uintitoimenpiteissä lämpötilan lisäksi myös ilmankosteus on erittäin tärkeää. Siksi, kun tiedät nämä molemmat ominaisuudet, voit luoda optimaalisen mikroilmaston kylpylään.

    Jos kosteus on korkea, ilman lämpötila ei saa ylittää 40 °C. Jos kosteus on alhainen, lämpötila voi nousta 80 °C:seen.


    Kylpylämpömittarit: valmistajien ja tyyppien vertailu

    Jokaisella mallilla on omat ominaisuutensa. Kiinnitä huomiota seuraaviin seikkoihin, jotka liittyvät työskentelyyn korkeissa lämpötiloissa ja kosteissa olosuhteissa ja jotka sopivat käytettäväksi kylvyssä:

    • elektronisilla RST-malleilla on lisääntynyt kestävyys korkeita lämpötiloja vastaan;
    • Sawo-lämpömittareille on ominaista useat mallit ja muodot, kun taas kaikkien tuotteiden rungot on valmistettu korkealaatuisesta puusta - setristä, tammesta, männystä ja muista lajeista;
    • valitessasi kapillaari-, kello- ja digitaalivaihtoehtojen välillä, sinun tulee mieluummin ostaa digitaalinen lämpömittari kauko-anturilla - ne ovat kalliimpia kuin muut mallit, mutta ne ovat turvallisia, selkeitä ja niillä on suurin lukemien tarkkuus.

    Lämpömittarien asennuksen ominaisuudet kylpyihin

    Noudata näitä sääntöjä varmistaaksesi, että lämpömittari toimii oikein ja lukemat ovat tarkkoja:

  • Kiinnitä lämpömittari seinälle noin puolentoista metrin korkeudelle.
  • Valitse paikka, joka on yhtä kaukana sekä lämmönlähteistä että kylmää aiheuttavista ovista ja ikkunoista.

    • Kuinka tehdä elektroninen lämpömittari omin käsin

    Jos tunnet tarvetta keksiä, voit oppia luomaan digitaalisen lämpömittarin omin käsin. Tämän seurauksena saat toimivan laitteen, joka on kytketty tietokoneeseen portin kautta. Näin voit sekä ylläpitää vaadittua lämpötilaa akvaariossa, hautomossa, varastohuoneessa ja muissa tiloissa että seurata ja analysoida edelleen sään muutoksia ulkona.


    Lisäksi digitaalisen lämpömittarin luominen etäanturilla omin käsin mahdollistaa useiden anturien kytkemisen yhteen kaksi- tai kolmijohtimiseen linjaan. Tämän seurauksena minimoit kustannukset samalla, kun pystyt valvomaan ja säätämään lämpötiloja useissa paikoissa kerralla.

    Mitä tarvitset elektronisen lämpömittarin kokoamiseen kauko-anturilla itse

    Jotta voit luoda laitteen onnistuneesti, tarvitset:

    • lämpötila-anturi - esimerkiksi Dallas SD1820, yksi tai useampi;
    • kaksi Schottky-diodia;
    • zener-diodit 3,9 V, 6,2 V ja 5,6 V;
    • yksi diodi 1N4148;
    • yksi 10uF kondensaattori 16V;
    • yksi vastus 1,5 kOhm 0,25 W;
    • kotelo liittimiä varten;
    • yhdeksännapainen naaraspuolinen COM-porttiliitin.

    Asianmukaisella taidolla osat voidaan asentaa suoraan liittimeen - tämä vaihtoehto on kätevin ja käytännöllisin.

    Tuloksena saat lämpömittarin, joka toimii lämpötila-alueella -55 - +125°C absoluuttisella muuntovirheellä alle 0,5°C. Suurin täysi muunnosaika on noin 750 ms.

    Tarvittava jännitearvo laitteen syöttämiseksi erillisen ulkoisen lähdön kautta on 3 - 5,5 V. Lämpömittari on sijoitettu TO-92 transistorikoteloon.


    Ohjelmisto elektronisen lämpömittarin käyttöä varten

    Valmis laite ei vaadi anturin kalibrointia. Jäljelle jää vain anturi kytkeminen tietokoneen porttiin, minkä jälkeen tarvitaan lämpötilan mittausohjelma. Sopiva vaihtoehto on Temp.Keeper: sen avulla voit seurata erilaisten kohteiden ja ympäristöjen lämpötilaa anturien sijainnista riippuen.

    Elektroniset lämpömittarit: työarviot

    Ennen kuin ostat elektroninen laite, on tärkeää punnita edut ja haitat. Ja tässä sinun tulee kiinnittää huomiota kokemukseen oikeita ihmisiä jotka ovat käyttäneet laitetta pitkään.


    Käyttäjien arvioiden mukaan on kaksi pääasiaa, jotka on suositeltavaa ottaa huomioon ostaessa:

  • Varmista, että ostamasi lämpömittari on kosteutta kestävä. Valitettavasti kaikissa malleissa ei ole tätä ominaisuutta, mikä on erittäin tärkeää, jos aiot käyttää elektronista lämpömittaria ulkolämpötilan mittaamiseen.
  • Kun ostat, kysy kuinka kauan akku kestää. Opi poistamaan ja asettamaan paristot takaisin, jotta voit vaihtaa ne helposti tarvittaessa. Tämän todistaa näyttönumeroiden häipyminen. Jos paristoja on kaksi, tarkista kumpi on tyhjä ja vaihda se - usein tapahtuu, että vain toinen paristoista on vaihdettava, mikä säästää rahaa.

    • Omien kokemustensa perusteella käyttäjät korostavat seuraavia hyödyllisiä toimintoja:

    • sisäänrakennettu kosteusmittari ilman kosteuden mittaamiseen ikkunan ulkopuolella, koska ilman tätä indikaattoria on vaikea ylläpitää mukavaa sisäilman mikroilmastoa; Useimmat lämpömittarit mittaavat kuitenkin ilman kosteutta vain sisätiloissa, joten etäanturilla varustettu lämpömittari on sinulle tärkeä;
    • kotitalouksien kotilämpömittari kosteusmittarilla antaa sinun navigoida sääolosuhteissa paljon tarkemmin ja siitä tulee todellinen kotisääasema, koska alueesi indikaattorit voivat poiketa huomattavasti siitä, jossa meteorologit mittaavat;
    • kosteusmittarin avulla voit seurata ilmastonmuutosta ulkona päivän aikana ja esimerkiksi valita oikean ajankohdan huoneen tuuletukseen;
    • Vertaamalla kosteuslukemia voit määrittää huoneen kosteuden lähteen.

    Siten nykyaikaiset lämpömittarit, joissa on kauko-anturi, eivät rajoitu pelkästään lämpötilan mittaamiseen ulkona tai sisällä, ja niiden avulla voit analysoida sääilmaisimia kaikissa olosuhteissa.