Artiklites selgitatakse digitaalset termomeetri vooluringi projekti, mis töötab ilma akuta. Aku asemel kasutab vooluring väikest päikesepatarei ja töötab energiat toites ümbritsevatest valgusallikatest saadavast ümbritsevast valgusest.

See võimaldab vooluringil olla eriti kompaktne, kerge, mitmekülgne ja probleemideta, mõõtes temperatuure antud allikast.

The termomeeter saab kasutada temperatuuri mõõtmiseks a Inimkeha , ruumi temperatuur, radikas , ilmastikuanalüüsiks või muuks sobivaks rakenduseks, mis nõuab kriitilise temperatuuri mõõtmist vahemikus 0 kuni 100 kraadi Celsiuse järgi.

Töö põhikontseptsioon

Viidates allolevale skeemile, töötab IC1 nagu temperatuurianduri seade. See IC on populaarne LM35 kiip mis toodavad lineaarselt suurenevat alalisvoolu väljundit vastusena ümbritseva keskkonna proportsionaalselt tõusvale temperatuurile. Täpsemalt öeldes tekitab see väljund-alalisvoolu kiirusega 10 mV Celsiuse kraadi kohta selle temperatuuri tõustes.

LM35-l on sisseehitatud kalibreeritud vooluring, mis võimaldab toota 0 V temperatuuril 0 ° C.

Lisaks sellele mikrolülitile on selle kerge toitega termomeetri teine põhielement integraallülitus ICL7136 (ICI), mis koosneb sisemiselt digitaalsest voltmeeterastmest, kümnendlülitist ja LCD-väljundliidesest, mis töötab 3 ja 1/2 numbriga LCD paneel temperatuuri näitamiseks.

ICL7136 voltmeeter

Sellel IC-l on ka sisemine ostsillaator, mis töötab minimaalse taktsagedusega, mis tagab, et kogu moodul saab töötada minimaalse võimsusega, kuid ilma ekraanil vilkumata.

“kuidas teha raadiovastuvõtjat ”

Vooluringi temperatuuri näidu kalibreerimine toimub eelseadistatud P1 sobiva reguleerimisega.

Kuidas vooluring töötab

Diood D1 ja takisti R11 tagavad, et LM35 pöörab negatiivse pinge vastuseks madalamale kui 0 ° C ümbritsevale keskkonnale.

Valgusdioodid D1 ja D2 ei toimi siin tavaliste indikaatorvalgusdioodidena, pigem võrdluspinge generaatoritena, et saada piisavalt täpne 1,6 V konstantne referents, mis nõuab selle funktsionaalsuse jaoks ainult nii vähe kui mõni uApps. Kuigi standardsed zener-dioodid on võrdluspotentsiaaliga täpsemad, vajavad zener-dioodid LED-idega võrreldes palju suuremat edasivoolu ja seetõttu on selle rakenduse jaoks zenereid välditud.

IC3 koos selle seotud komponentidega töötab nagu päikesepatareide toitepinge seire etapp.

Kui päikeseelemendi väljundpinge langeb alla 0,7 V, lülitab op-amp välja termomeetri vooluringi peamise etapi läbi transistori T2.

See funktsioon tagab, et IC1, IC2 astmed ei töötaks nii madala pinge korral valesti ja tekitaksid vigadega temperatuuri näidud.

Korrektseks tööks vajab LM35 minimaalset toitepinget 5,5 V, samas kui IC2 jaoks on selle normaalseks tööks vajalik minimaalne võrdluspotentsiaal 7 V.

Töötamine vähese ümbritseva valgusega

Op-võimendi IC3 on seadistatud Schmitt-käivitajaks nii, et see töötab hüstereesi tasemega 1 V. See tähendab, et IC väljund lülitub sisse, kui päikesepatarei pinge on 8 V, ja lülitub välja, kui see langeb alla 7 V.

7 V lüliti sisselülitamise künnis reguleeritakse täpselt eelseadistatud P2 abil.

IC1, IC2 sisaldav vooluahel suudab normaalselt töötada voolu vahemikus 10 kuni 200 mikroamprit. Kui päikesepatarei valgusallikas on ebapiisav ja selle vool langeb, lülitab IC3 toite välja IC1 / IC2-le, mis eemaldab päikesepatarei koormuse ja selle pingetõusu 8 V-ni. See 8 V salvestatakse kondensaatorisse C6. IC3 tuvastab selle ja lülitab voolu voolu sisse, nii et termomeeter töötab nüüd selle salvestatud energia abil. Kui C6 tühjeneb alla 7 V läve, katkestab IC3 taas voolu voolu T2 kaudu.

Ülaltoodud IC3 toimimine on tegelikult väga kasulik olukordades, kui ümbritsev valgus on madal või langeb tasemele, kus päikesepaneel ei suuda termomeetri normaalseks tööks piisavalt energiat toota. Sellistes tingimustes lülitab IC3 päikeseelemendi toite sisse / välja nii, et kasutaja saaks seda teha kontrollige temperatuuri sisse / välja lülitatud režiimis, kuid kindlasti ilma veata. See võimaldab termomeetri täieliku väljalülitamise asemel täiuslikult töötada ka vähese ümbritseva valguse korral.

Hüsteereesi taset (1 V) saab vastavalt kasutaja eelistustele muuta, muutes takisti R7 väärtust

Kondensaatori C6 väärtus määrab, kui kiiresti toimub sisse / välja lülitamine IC3 / T2 jaoks vähese valguse tingimustes. C6 väärtuse vähenemine põhjustab ekraani kiirema sisse- ja väljalülitamise ning vastupidi.

Ehitus ja seadistamine

Valgusallikaga termomeetri PB disaini saab visualiseerida järgmisel pildil.

Monteerimine PCB on lihtne, kuid vedelkristallekraani moodulit tuleb PCB-sse sisestamisel käsitseda ettevaatusabinõudega, kuna seade on üsna delikaatne ja haavatav.

Ärge unustage PCB-l paari juhtmeühendust. Esialgu ärge paigaldage IC2 LM35 trükkplaadile, et võimaldada +3500 V sisseviimist LM35 Vout ja GND klemmidele. Enne seda reguleerige P1 nii, et ekraanil oleks 100 ° C. Kui see on tehtud, eemaldage päikesepatarei või väline toiteallikas, kui seda kasutatakse, ja kinnitage nüüd IC2 PCB-le.

Päikesepaneel

Päikesepatarei võib olla mis tahes mini- või mikrolainepatarei, mis on ühendatud 9 V pingega 10 mA juures.

Kui te ei soovi kasutada päikesepatareid või valgusallikat, pigem tavalist akut, võite selle vahetada tavalise 9 V PP3 patareiga, mis kestaks disaini äärmiselt madala tarbimise tõttu tõenäoliselt vanuses.

HOIATUS. Kavandatud valgustoitel töötavat digitaalset termomeetrit ei tohiks kasutada kliinilise termomeetrina, välja arvatud juhul, kui vooluahel on kontrollitud ja kinnitatud volitatud laboris.