Практична схема термометра з термопарою. Вимірювання температури за допомогою термопари і мікроконтролера AVR. Основні типи термопар

Сьогодні ми розповімо, як своїми руками зробити електронний термометр з трьох деталей.

Дуже простий і досить точний термометр можна зробити, якщо у вас випадково завалявся старий стрілочний амперметр зі шкалою 100 мкА.
Для цього буде потрібно і всього дві деталі.
Температура вимірюється датчиком LM 35. Цей інтегральний кремнієвий включає в себе термочутливий елемент - первинний перетворювач і схему обробки сигналу, виконані на одному кристалі і укладені в корпус, такий, як, наприклад, у КТ 502 (ТО 92). У датчика LM 35 є конструктивна різновид з тими ж параметрами, але іншої цокалевкой і теплоотводом, що дуже зручно для контактних вимірювань температури.
Вихідна напруга датчика LM 35 пропорційно шкалою Цельсія (10мВ / С). При температурі 25 градусів цей датчик має на виході напруга 250 мВ, а при 100 градусів на виході 1,0 В.
Позначення датчика дещо незвично. Цокольовка приведена на малюнку.

На схемі датчик зображують прямокутником з позначенням типу приладу і нумерацією висновків.
термометра приведена на малюнку і настільки проста, що не вимагає пояснень.
Зібраний термометр повинен бути відкалібрований.
Увімкніть схему. Датчик LM 35 щільно притисніть до резервуару ртутного градусника, наприклад за допомогою ізоляційної стрічки, укутайте місце з'єднання або просто покладіть все під подушку. Так як будь-які теплові процеси інерційні, доведеться почекати з півгодини або більше, щоб температури датчика і градусника вирівнялися, потім потенціометром встановіть стрілку мікроамперметра на цифру, що відповідає температурі градусника. От і все. Термометром можна користуватися.

В авторському варіанті для тарировки був використаний градусник від 0 до 50 градусів Цельсія з ціною поділки 0,1 градус, тому термометр вийшов досить точним.
На жаль, знайти такий градусник проблематично. Для грубої тарировки можна просто покласти датчик поруч з термометром, вимірюється скажімо температуру в приміщенні, почекати години дві і виставити потрібну температуру на шкалі мікроамперметра.
Якщо точний градусник все ж знайдеться, то в якості індикатора замість стрілочного приладу можна використовувати цифровий мультиметр, наприклад китайський ВТ-308В, тоді показники температури можна буде зчитувати до десятих часток градуса.
Для тих, хто хоче ознайомитися з інтегральними датчиками подробно- вибачте сайт kit-e.ru або rcl-radio.ru (шукати LM 35).

Вирішив в свій ламінатор вставити термометр, термометр на термопарі K-типу. Щоб він у мене став більш інформативний, вважаю, що хоббійний радіоаматор не може задовольнятися, коли на такому приладі горить тільки два світлодіода "POWER" і "READY". Розводжу хустці під свої детальки. Про всяк випадок з можливістю її різати навпіл (це деяка універсальність). Відразу з місцем під силову частину на тиристори, але поки цю частину не використовую, це буде у мене схемку під паяльник (коли придумаю, як в жало термопару прилаштувати)

У ламинаторе мало місця (механізми розташовані дуже щільно, китай понимаеш чи), використовую маленький семисегментний індикатор, але це ще не все, плата цілком теж не влазить, ось тут в нагоді універсальність плати, розрізаю її надвоє (якщо використовувати роз'єм верхня частина підходить до багатьох розробкам на пікушечках від ur5kby.)

Налаштовую, спочатку роблю, як сказано в форумі, чи не впаюються термопару, задаю 400 (хоча якщо цей параметр буде в пам'яті, цей пункт відпаде) налаштовую переменнікамі приблизно кімнатну і точно по кипіння,

Такий контролер теоретично працює до 999 ° C але в домашніх умовах таку температуру навряд чи знайти, щонайбільше це відкритий вогонь, але у цього джерела тепла сильна нелінійність і чутливість до зовнішніх умов.

ось приблизна таблиця.

і ще для наочності

Так що вибір невеликий у виборі джерела для настройки показань контролера.

більше тут ніякої гри кнопочками, Все можна збирати,
Термопару використовував від китайського тестера. І пост в форумі напоумив мене, що цю термопару можна розмножувати, її довжина майже півметра, відрізаю 2 см.

роблю трансформатором по скрутці вуглиною, кулька виходить, а на двох кінцях точно так, по мідній зволіканні, для гарної пайки до моїх проводам

PIC16F676 Застосування, це і паяльна станція, і управління високотемпературними процесами і т.д. з функцією ПІД регулювання нагрівального елементу

Вирішив в свій ламінатор вставити термометр, термометр на термопарі K-типу. Щоб він у мене став більш інформативний, вважаю, що хоббійний радіоаматор не може задовольнятися, коли на такому приладі горить тільки два світлодіода "POWER" і "READY". Розводжу хустці під свої детальки. Про всяк випадок з можливістю її різати навпіл (це деяка універсальність). Відразу з місцем під силову частину на тиристори, але поки цю частину не використовую, це буде у мене схемку під паяльник (коли придумаю, як в жало термопару прилаштувати)

У ламинаторе мало місця (механізми розташовані дуже щільно, китай понимаеш чи), використовую маленький семисегментний індикатор, але це ще не все, плата цілком теж не влазить, ось тут в нагоді універсальність плати, розрізаю її надвоє (якщо використовувати роз'єм верхня частина підходить до багатьох розробкам на пікушечках від ur5kby.)

Налаштовую, спочатку роблю, як сказано в форумі, чи не впаюються термопару, задаю 400 (хоча якщо цей параметр буде в пам'яті, цей пункт відпаде) налаштовую переменнікамі приблизно кімнатну і точно по кипіння,

Такий контролер теоретично працює до 999 ° C але в домашніх умовах таку температуру навряд чи знайти, щонайбільше це відкритий вогонь, але у цього джерела тепла сильна нелінійність і чутливість до зовнішніх умов.

ось приблизна таблиця.
і ще для наочності

Так що вибір невеликий у виборі джерела для настройки показань контролера.

більше тут ніякої гри кнопочками, Все можна збирати,
Термопару використовував від китайського тестера. І пост в форумі напоумив мене, що цю термопару можна розмножувати, її довжина майже півметра, відрізаю 2 см.

роблю трансформатором по скрутці вуглиною, кулька виходить, а на двох кінцях точно так, по мідній зволіканні, для гарної пайки до моїх проводам.

Термометр на мікроконтролері PIC16F628A і DS18B20 (DS18S20) - стаття з докладним описом схеми запам'ятовує термометра і, до того ж, - логічне продовження раніше опублікованої мною статті на яндекс сайті pichobbi.narod.ru. Цей термометр досить непогано себе зарекомендував, і було прийнято рішення трохи його модернізувати. У цій статті розповім, які зміни внесені в схему і робочу програму, Опишу нові функції. Стаття буде корисна новачкам. Пізніше переробив поточну версію термометра в.

Термометр на мікроконтролері PIC16F628A і DS18B20 (DS18S20) вміє:

• вимірювати і відображати температуру в діапазоні:
  -55 ...- 10 і +100 ... + 125 з точністю 1 градус (ds18b20 і ds18s20)
  -в діапазоні -9,9 ... + 99,9 з точністю 0,1 градус (ds18b20)
  -в діапазоні -9,5 ... + 99,5 з точністю 0,5 градус (ds18s20);
• Автоматично визначати датчик DS18B20 або DS18S20;
• Автоматично перевіряти датчик на аварію;
• Запам'ятовувати максимальну і мінімальну виміряні температури.

Також в термометрі передбачена легка заміна 7 сегментного індикатора з ОК на індикатор з ОА. Організовано щадна процедура запису в EEPROM пам'ять мікроконтролера. Вольтметр, який непогано себе зарекомендував, описаний в цій статті -.

Принципова схема цифрового термометра на мікроконтролері розроблялася для надійного і тривалого використання. Всі деталі, що застосовуються в схемі, що не дефіцитні. Схема проста в повторенні, відмінно підійде для початківців.

Принципова схема термометра показана на малюнку 1

Малюнок 1 - Принципова схема термометра на PIC16F628A + ds18b20 / ds18s20

описувати всю принципову схему термометра не стану, так як вона досить проста, зупинюся лише на особливостях.

Як мікроконтролера застосовується PIC16F628A фірми Microchip. Це недорогий контролер і до того ж не дефіцитний.

Для вимірювання температури використовуються цифрові датчики DS18B20 або DS18S20 фірми Maxim. Ці датчики не дорогі, малі за розміром і інформація про виміряної температурі передається в цифровому вигляді. Таке рішення дозволяє, не тривожитися про перерізіпроводів, про їх довжині та інше. датчики DS18B20,DS18S20 здатні працювати в діапазоні температур від -55 ... +125 ° С.

Температура виводиться на 7-ми сегментний 3-х розрядний LED індикатор із загальним катодом (ОК) або з (ОА).

Для виведення на індикатор максимальної та мінімальної виміряних температур потрібна кнопка SB1. Для скидання пам'яті так само потрібна кнопка SB1

Кнопкою SA1 можна оперативно перемикати датчики (вулиця, будинок).

Jamper необхідний для перемикання загального проводу для LED індикатора. ВАЖЛИВО!Якщо індикатор з ОК - то ставимо jamper на нижнє за схемою становище, а транзистори VT1-VT3 упаюємо p-n-p провідності. Якщо LED індикатор з ОА, то jamper переводимо в верхнє за схемою положення, а транзистори VT1-VT3 упаюємо n-p-n провідності.

У таблиці 1 можна ознайомитися з усім переліком деталей і можливої \u200b\u200bїх заміною на аналог.

Таблиця 1 - Перелік деталей для зборки термометра

позиційне позначення	Найменування	Аналог / заміна
С1, С2	Конденсатор керамічний - 0,1мкФх50В	-
С3	Конденсатор електролітичний - 220мкФх10В
DD1	мікроконтролер PIC16F628A	PIC16F648A
DD2, DD3	Датчик температури DS18B20 або DS18S20
GB1	Три пальчикових батарейки 1,5 В
HG1	7-ми сегментний LED індикатор KEM-5631-ASR (OK)	Будь-який інший малопотужний для динамічної індикації та відповідний по підключенню.
R1, R3, R14, R15	Резистор 0,125Вт 5,1 Ом	SMD типорозмір 0805
R2, R16	Резистор 0,125Вт 5,1 кОм	SMD типорозмір 0805
R4, R13	Резистор 0,125Вт 4,7 кОм	SMD типорозмір 0805
R17-R19	Резистор 0,125Вт 4,3 кОм	SMD типорозмір 0805
R5-R12	Резистор 0,125Вт 330 Ом	SMD типорозмір 0805
SA1	Будь-який відповідний перемикач
SB1	кнопка тактова
VT1-VT3	Транзистор BC556B для індикатора з ОК / транзистор BC546B для індикатора з ОА	KT3107 / КТ3102
XT1	Клеммник на 3 контакту.

Для первісної налагодження роботи цифрового термометра застосовувалася віртуальна модель, побудована в протеус. На малюнку 2 можна побачити спрощену модель в протеус

Малюнок 2 - Модель термометра на мікроконтролері PIC16F628A в Proteus'e

На малюнку 3-4 показана друкована плата цифрового термометра

Малюнок 3 - Друкована плата термометра на мікроконтролері PIC16F628A (низ) не в масштабі.

Малюнок 4 - Друкована плата термометра на мікроконтролері PIC16F628A (верх) не в масштабі.

Термометр, зібраний робочих деталей починає працювати відразу і в налагодженні не потребує.

Результат роботи малюнки 5-7.

Малюнок 5 - Зовнішній вигляд термометра

Малюнок 6 - Зовнішній вигляд термометра

Малюнок 7 - Зовнішній вигляд термометра

ВАЖЛИВО!У прошивку термометра нЕ вшита реклама можна користуватися собі на втіху.

Поправки, внесені в робочу програму:

1 автоматичне визначення датчика DS18B20 або DS18S20;

2. знижено час перезапису в EEPROM (якщо виповнилося умова для перезапису) з 5 хвилин, до 1 хвилини.

3. збільшена частота мерехтіння точки;

більш докладний опис роботи термометра можна подивитися в документі, який можна завантажити в кінці цієї статті. Якщо завантажувати немає бажання, то на сайті www.pichobbi.narod.ru також відмінно розписана робота пристрою.

Готова плата відмінно помістилася в китайський будильник (малюнки 8, 9).

Малюнок 8 - Вся начинка в китайському будильнику

Малюнок 9 - Вся начинка в китайському будильнику

Відео - Робота термометра на PIC16F628A

На МК. Серцем його є мікроконтролер PIC16F628A. У схемі термометра використовується 4-х значний або 2 + 2 світлодіодний індикатор із загальним анодом. Датчик температури використовується типу DS18B20, і в моєму випадку показання датчика відображаються з точністю 0,5 * С. Термометр має межі вимірювання теемператури від -55 до + 125 ° С, що достатньо на всі випадки життя. Для харчування термометра була використана звичайна зарядка від мобіли на ІП з транзистором 13001.

Принципова схема термометра на мікроконтролері PIC16F628A:

Для прошивки PIC16F628A я використовував програму ProgCode, встановивши її на комп'ютер і зібравши програматор ProgCode за відомою схемою:

Позначення висновків використовуваного мікроконтролера і цокольовка деяких інших аналогічних МК:

Програма ProgCode та інструкції з фотографіями покрокової прошивки знаходяться в архіві на форумі. Там же і всі необхідні для цієї схеми файли. У програмі відкриваємо і натискаємо на кнопку "записати все". У моєму виготовленому пристрої, як видно з фотографій, зібрано 2 термометра відразу в одному корпусі, верхній індикатор показує температуру вдома, нижній - на вулиці. Розміщується він в будь-якому місці приміщення і з'єднується з датчиком гнучким проводом в екрані. Матеріал надав ansel73. Прошивку редагував: [) Єнісей