Температура повітря є одним з важливих параметрів навколишнього середовища, що істотно впливає на багато процесів життєдіяльності людини. Тому її постійний контроль створює безсумнівні зручності. Пропонований термометр призначений для використання всередині житлових приміщень і відрізняється рядом достоїнств:
– По-перше, він живиться від однієї пальчикової батареї, яка не вимагає заміни протягом року (зібраний термометр успішно працює вже 8 місяців);
– По-друге, в ньому використовується цифровий датчик температури. При цьому досягається точність вимірювань порядку ± 0,5 ° С. Цифровий датчик поставляється вже відкаліброваним, тому пристрій не вимагає ніякої додаткової настройки;
– По-третє, це підключення рідкокристалічного індикатора (РКІ) безпосередньо до мікроконтролера. У такому режимі споживаний індикатором струм складає близько 10 мкА, що сприятливо відбивається на часі безперервної роботи від батареї.
Термометр (рис.1) складається з чотирьох функціональних блоків. Температура вимірюється мікросхемою DD1 типу МСР9803, виробленої фірмою Microchip. Вона містить у собі датчик температури і пристрій, що перетворює значення температури в цифровий код з дозволом 0,0625 ° С. Цей код зберігається в регістрах мікросхеми і може вимагатися мікроконтролером по інтерфейсу l2C. Резистори R1 і R2 служать для реалізації цього інтерфейсу. Робочий діапазон датчика температури – від -40 до +125 С, що істотно перекриває температурний діапазон використовуваного РКІ (від -10 до +50 ° С). Тому діапазон вимірювань термометра обмежений температурним діапазоном ЖКИ. Слід зазначити, що практично всі РКІ не працюють при низьких температурах без спеціального підігріву. Однак негативні температури вельми рідкісні для житлових приміщень.

Температура вимірюється приблизно один раз в 8 с. У решту часу датчик і мікроконтролер знаходяться в сплячому режимі (показання продовжують відтворюватись), що істотно знижує енергоспоживання. Цифровий код температури передається в мікроконтролер DD2 типу PIC16F916 для подальшої обробки і відображення на РКІ HG1 (модель VI-201 фірми Varitronix). РКІ має два розряди для індикації температури і дві десяткові крапки. Ліва точка не використовується, а права служить для розділення цілих і десятих часток градуса межах від 0 до +9,9 ° С.

Температура в межах від -9 до 0 ° С і від +10 до +50 ° С показується тільки як ціле число. Лівий розряд РКІ також використовується для індикації знака мінус для від’ємних температур.
Як показує практика, визначення температури повітря з точністю до цілих часток градуса цілком достатня для більшості додатків. Це дозволяє застосувати широко розповсюджені РКІ великого розміру для зручності зчитування показань.
Живлення пристрою від однієї пальчикової батареї забезпечується перетворювачем напруги, виконаним на мікросхемі DA1 типу МАХ1724 фірми Maxim. Мікросхема МАХ1724 випускається в декількох варіантах на фіксовані вихідні напруги в межах 2 … 5 В. Нами застосований її варіант на 5 В. Однак довговічність батареї можна ще підвищити, використавши варіант мікросхеми на вихідну напругу 3 В. Сенсор, мікроконтролер і ЖКИ теж можуть працювати від такої напруги.
. Фільтруючі конденсатори С2 і СЗ необхідні для нормальної роботи перетворювача, а конденсатор С1 служить для придушення високочастотних пульсацій перетворювача і запобігання самозбудження мікроконтролера. Відмінною особливістю мікросхеми перетворювача є відсутність випрямного діода, характерного для подібних схем. Цим досягається висока ефективність перетворювача. Дросель L1 індуктивністю 10 … 22 мкГн може бути практично будь-якої конструкції, так як споживаний від перетворювача струм дуже малий. Нами використаний малогабаритний дросель SRU5016-100Y фірми Bourns.
Друкована плата термометра розроблялася під мікросхему МАХ1724 в корпусі QFN. Всі інші елементи на платі також розраховані на SMD-MOH-таж (поверхневий). Резистори R1 і R2 можуть бути в корпусах 0806 або 1206. Танталові електролітичні конденсатори С2 і СЗ – на робочу напругу 10 В, конденсатор С1 – керамічний, в корпусі 0806. Мікросхеми DA1 і DD1 – в корпусах SOT23-5 і S08 відповідно. В якості DD1 можна використовувати датчик МСР9802. Він випускається в 5-вивідному корпусі SOT23-5 не-
скільки менших розмірів. Ця заміна потягне за собою невелику корекцію друкованої плати, проте ніяких змін в коді мікроконтролера не буде потрібно. Сам мікроконтролер може бути замінений на PIC16F914.

Друкована плата розроблена під мікросхему PIC16F916 в корпусі QFN і виготовлена ​​з одностороннього фольгованого склотекстоліти розмірами 65×39 мм (рис.2) Зі зворотного боку плати встановлюються дві дротові перемички, показані на схемі розташування. Форма друкованої плати розрахована на установку її в стандартний корпус “JAL-1 ‘розмірами 68x22x42 мм. У корпусі є два стовпчики для закріплення плати двома гвинтами, В бічній стінці корпусу, навпроти датчика температури, просвердлений отвір 02 мм для поліпшення теплообміну.
Лицьова панель виконана з оргскла товщиною 2 мм і кріпиться чотирма гвинтами до відповідних стійок корпусу. На дні корпуса приклеєний тримач для батареї типу АА. Батарея підключається на платі до гнізд, поміченим * + “і” – “. Через малий споживання струму вимикач живлення не передбачений.
batarejnyj-termometr-proshivka.zip [170.65 Kb] (cкачиваний: 70)
При збірці термометра першим на плату слід встановити мікроконтролер. Монтаж його виробляється пайкою гарячим повітрям. Після монтажу слід записати в нього програму, наведену в таблиці. Для програмування можна використовувати будь програматор, що підключається через 5-провідної ICSP-кабель. Кабель тимчасово з’єднується з висновками контролера через гнізда установки РКІ на платі. Довга друкована доріжка, підключена до висновку 26 (MCLR), призначена для зручності припаювання відповідного дроти ICSP-кабелю. Після програмування ця доріжка більш не використовується, і гніздо для підключення проводу залишається закритим панеллю ЖКИ. Правильно зібраний термометр у налагодженні не потребує.

Файл: 27.jpg 28.jpg