Экономичный цифровой термометр - Схемы на МК - Микроконтроллеры - Каталог схем - Портал радиолюбителей DIOD Схемы, Устройства, Книги
Суббота, 03 Декабрь 2016, 07:38
Меню сайта
Доп. меню
Каталог схем
Категории раздела
Схемы на МК [50]
Готовые схемы и сборки на микроконтроллерах.
Программаторы [7]
Программаторы для микроконтроллеров.
Статистика
Вы вошли как
Гость
Группа
Гости
Ваш IP
54.87.121.0
Ваш браузер


Узнать больше

Сейчас на сайте
Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

Праздники
Праздники сегодня и завтра
Наши книги




Книга добавлена:
25 Март 2010
2058
Книги
Электроснабжение жилых и общественных зданий

Книга добавлена:
04 Апрель 2010
2747
Микроконтроллеры
Конструирование устройств на микроконтроллерах

Книга добавлена:
24 Январь 2010
1872
Книги
Электронные системы охраны

Книга добавлена:
23 Январь 2010
2604
Книги
Как превратить персональный компютер в измерительный комплекс

Книга добавлена:
07 Ноябрь 2012
2990
Книги
Как самому собрать ветрогенератор (Ветряк)


Главная » Статьи » Микроконтроллеры » Схемы на МК

Экономичный цифровой термометр

Экономичный цифровой термометр

В последнее время конструирование цифровых термометров очень популярно. Применение микроконтроллеров (МК) и современных датчиков температуры позволяет упростить подобные устройства до предела. Однако цифровые термометры с питанием от сети — явно не лучший вариант для портативного прибора, которым пользуются всего несколько раз в сутки.
Для отображения показаний радиолюбители применяют в термометрах либо светодиодные индикаторы, потребляющие довольно большой ток и, следовательно, неоптимальные при батарейном питании, либо дорогостоящие ЖКИ со встроенным контроллером. Между тем существуют дешевые ЖКИ без контроллера, например ИЖЦ5-4/8. При правильном подходе к разработке схемы их использование лишь немного ее усложняет. Уменьшить габариты экономичного прибора можно за счет питания от одного гальванического элемента.
Имеет значение и выбор датчика температуры. Использовать p-n переход полупроводникового прибора, терморезистор или прецизионный аналоговый датчик, дающий пропорциональное температуре напряжение, нерационально, так как требуется аналого-цифровое преобразование. Из датчиков с цифровым выходом распространены приборы серии DS18Х2Х с однопроводным интерфейсом 1-Wire. Они компактны и в принципе допускают параллельное подключение неограниченного числа датчиков к одному проводу (точнее к двум, считая общий). Однако программная реализация однопроводного интерфейса довольно сложна.
Для измерения температуры в быту лучше использовать датчики с интерфейсом I2C. Они не менее компактны, а многие можно соединять до восьми в параллель. Программно интерфейс I2С гораздо проще однопроводного.
В предлагаемом термометре реализованы все изложенные идеи.



Как видно из приведенной на рис. 1 схемы, применен микроконтроллер PIC16F628 — более совершенный, чем PIC16F84A, и дешевле последнего. Датчик температуры — DS1631 с интерфейсом I2С. Его погрешность ±0,5 °С в интервале температуры 0...+70 °С. В остальных участках интервала -55...+125 СС она не превышает ±1°С.
Помимо прямого назначения, датчик DS1631 может служить узлом управления термостатом с программируемыми значениями температуры включения и выключения нагревателя, причем сделанные установки хранятся в энергонезависимой памяти датчика. Точность преобразования "температура—число" можно программно изменять от 9 до 12 двоичных разрядов. В зависимости от заданной точности длительность измерительного цикла составит 93,75.. .750 мс. Завершив его, датчик DS1631 автоматически переходит в режим пониженного энергопотребления, из которого его выводит только очередная команда, полученная по интерфейсу I2С.
С помощью стабилизированного преобразователя постоянного напряжения в постоянное (DC/DC) МАХ1674 напряжение гальванического элемента G1 (1,5 В) повышается до 3,3 В. Эта очень интересная микросхема способна работать с КПД до 94 % при входном напряжении 0,7...5,5 В, отдавая в нагрузку ток, достигающий 1 А. Если ее вывод 1 (FB) соединить не с выходом (вывод 8. OUT), как на схеме, а с общим проводом (вывод 6, GND), выходное стабилизированное напряжение возрастет до 5 В. Подключая между указанными выводами резисторы, выходное напряжение можно регулировать.
В МАХ1674 предусмотрен встроенный компаратор. На вывод 2 (LBI) — его не инвертирующий вход — подано входное напряжение. На инвертирующем входе компаратора — образцовое напряжение 1,3 В от внутреннего стабилизатора, его можно измерить, на выводе 4 (REF). С помощью дополнительных внешних резисторов порог срабатывания компаратора можно изменить. В предлагаемом устройстве к выходу компаратора (вывод 3. LBO) подключен светодиод HL1. Его свечение предупреждает о необходимости заменить элемент G1.

В термометре установлен индикатор на жидких кристаллах ИЖЦ5-4/8 (MG1). Так как управлять им динамически невозможно, пришлось ввести микросхемы DD2 и DD3 — широко известные КМОП счетчики К176ИЕ4 с встроенными преобразователями кода. Выводя результат измерения температуры на индикатор, микроконтроллер DD1, прежде всего, посылает сигнал сброса на входы R счетчиков. Затем подает на входы С каждого из них импульсы, числом, соответствующим выводимым цифрам.
Входы 5 счетчиков, отвечающие за полярность их выходных сигналов, соединены с подложкой индикатора, на которую с вывода 18 микроконтроллера поступают прямоугольные импульсы. В итоге напряжение на элементах индикатора тоже импульсное, причем на тех, которые не должны быть видны, оно синфазно напряжению на подложке, а на видимых — противофазно ему.
Выводы элементов ж1 (знак "минус"), б2 и в2 (цифра 1 в разряде сотен градусов) подключены к микроконтроллеру напрямую. Он программно формирует сигналы нужной для управления ими формы.
Если температуру проверяют лишь несколько раз в сутки, нет смысла держать термометр включенным Для повышения экономичности предусмотрено управление его питанием с помощью ключа на транзисторе VT1. Кратковременное замыкание контактов кнопки SB1, подключенной параллельно участку эмиттер—коллектор транзистора, дает микроконтроллеру DD1 достаточно времени для запуска тактового генератора и выполнения процедуры инициализации, которая, в частности, устанавливает низкий уровень на выходе RB6. Это удерживает транзистор открытым, а термометр — включенным после отпускания кнопки.
Завершив инициализацию, микроконтроллер обращается к датчику температуры, переводя его в режим девятиразрядного преобразования, затем посыпает датчику команду начать измерение. Через 100 мс микроконтроллер считывает результат и преобразует полученное значение в вид, пригодный для вывода на индикатор. Если датчик не подключен или неисправен, будут выведены два нуля со знаком "минус".
По завершении загрузки цифр результата в счетчики DD2 и DD3 на выводе 18 микроконтроллера появится напряжение возбуждения индикатора. Еще через 3 с программа завершит работу, предварительно установив высокий уровень на выводе 12 микроконтроллера. Транзистор VT1 будет закрыт, питание прибора выключено.
Таким образом, нажатие на кнопку SB1 приводит к однократному измерению температуры и трехсекундному отображению результата на индикаторе. Этим обеспечена высокая экономичность прибора.
В слове конфигурации необходимо указать, что тактовый генератор — INTRC (RA6 и RA7 — линии ввода-вывода), сторожевой таймер выключен, включены таймер задержки запуска при включении питания и узел сброса при снижении напряжения питания. Состояние разрядов, отвечающих за режим низковольтного программирования и работу вывода MCLR/RA5, в данном случае безразличны.

При разработке печатной платы, которая изображена на рис. 2, ставилась цель добиться минимальных габаритов прибора. Это удалось сделать благодаря использованию пассивных элементов типоразмера 0805 для поверхностного монтажа и установке микросхем DD2, DD3 под индикатором HG1. Микроконтроллер DD1 в малогабаритном корпусе SO.
Катушка L1 намотана на высокоомном (более 2 МОм) резисторе МЛТ-0,125 обмоточным проводом диаметром 0,4 мм. Число витков — 17. Ее можно заменить унифицированной индуктивностью 10...47 мкГн, рассчитанной на ток не менее 1 А.
Рекомендуется элементы преобразователя напряжения устанавливать на плату первыми. К сожалению, микросхему МАХ1674 выпускают только в малогабаритном корпусе с шагом выводов 0,5 мм. Паять их следует маломощным паяльником с тонким заостренным жалом, набирая минимальное количество припоя.
Лишь убедившись, что преобразователь работоспособен и его выходное напряжение не отличается от номинального (3,3 В) более чем на 5 %, можно продолжать монтаж. Установив запрограммированный микроконтроллер, проверяют работу автоматического выключателя питания на транзисторе VT1 и наличие импульсных сигналов на выводах 10,11 и 18 микроконтроллера.
После этого можно монтировать микросхемы DD2, DD3 и в последнюю очередь — индикатор HG1. Выводы датчика ВК1 могут быть соединены с соответствующими контактными площадками на плате жгутом проводов длиной до нескольких метров


Автор: А. ВАКУЛЕНКО Журнал Радио №3 2005г.

Связь с автором: Нет данных

Веб сайт автора: Нет данных

Прислал: Нет данных

Источник: http://eldigi.ru


Доп материалы, файлы к устройству (схеме):

Исходный текст на asm и прошивка


Категория: Схемы на МК | Добавил: Volt (22 Январь 2010)
Просмотров: 5636 | Теги: Термометр, PIC16F84A, ИЖЦ5-4/8, PIC16F628, МАХ1674 | Рейтинг: 0.0/0

Быстрая навигация по сайту




Всего комментариев: 0
Имя *:
Email *:
Код *:




Корзина
Ваша корзина пуста
Поиск по сайту
Для корректного поиска вводите в поисковую форму не более 20-25 символов.


Форма входа
Наш опрос
Какое направление электроники для Вас более интересное?
Всего ответов: 537
Рекомендуем
Полезно знать!

Частота - от слова "часто". То есть, она характеризует, насколько часто происходит какой-то процесс.

Советуем посетить

Пользователю
Почта на Майл.ру
Поисковик Google
Поисковик Yandex
Энциклопедия Википедия
Погода на Гисметео

Радиолюбителю
Паяльник
Электронный портал
Сервер радиолюбителей
РадиоКОТ

Поддержка сайта

Вы можете поддержать сайт напрямую через наши платежные реквизиты

WebMoney
Z355095169785
R218396818010
E144063919939

Все средства полученные от пользователей сайта будут использованы исключительно для поддержки и дальнейшего развития сайта.
Популярные схемы
1
Блоки питания
Простой импульсный блок питания 200 Вт
Просмотры: 78270
2
Схемы на МК
Вольтметр на микроконтроллере AVR
Просмотры: 43355
3
Схемы на МК
Микропроцессорный импульсный металлоискатель (с печатной платой)
Просмотры: 43124
4
Блоки питания
Лабораторный БП
Просмотры: 34180
5
Схемы на МК
Термометр меньше не бывает на Attiny2313
Просмотры: 32099
6
Преобразователи UPSы
Преобразователь 12-220В для питания ЛДС из компьютерного БП
Просмотры: 31479
7
Преобразователи UPSы
Преобразователь питания на MC34063
Просмотры: 29882
8
Программаторы
Самодельный программатор-отладчик PICkit 2
Просмотры: 28478
9
Схемы на МК
mp3 плеер на картах памяти
Просмотры: 28166
10
Схемы на МК
Простой цифровой вольтметр ch-c3200
Просмотры: 26096
Друзья и партнеры






Популярный Soft
1
Радиолюбительский софт
Pony Prog 2000
Просмотры: 20569
2
Радиолюбительский софт
Sprint-Layout 5.0 RUS (Portable)
Просмотры: 16189
3
Радиолюбительский софт
Electronics Workbench 5.12
Просмотры: 13198
4
Справочники
Аналоги микросхем
Просмотры: 12891
5
Радиолюбительский софт
Crocodile Technoy 3D v609
Просмотры: 12177
Счетчики сайта




Рейтинг Сайтов YandeG

Вся статистика общедоступна

Ошибки и опечатки
Система Orphus
Каталогизация схем, книг, программ по электронике и электротехнике.
Портал радиолюбителей DIOD © 2009 - 2016