Электронный термометр(отчет о проделанной работе)

Все вопросы связанные с обогревателями.

Модератор: Breathe

Электронный термометр(отчет о проделанной работе)

Сообщение Alic » Ср янв 10, 2007 16:39

И снова как в пословице – “Не было заботы, купила баба порося ”. Еще когда собирал терморегулятор, появилась задумка, что не плохо было бы сварганить к нему и электронный термометр… если бы знал какая будет жесть, ни за что не купился бы на такую лажу. Даже и не знаю, для чего пишу данную статейку, может просто поделиться впечатлениями, а может и действительно кому-нибудь пригодиться…
Итак классическое решение - в качестве базового элемента в схеме используется аналого-цифровой преобразователь (АЦП) К572ВП5, в качестве датчика используется кремниевый диод КД102A. Сразу хочу предупредить, для того чтобы построить достаточно достоверный прибор, с широким диапазоном измеряемых температур, нужно двуполярное питаниевсего АЦП и нужно обеспечить стабилизированное питание датчика от источника тока реализованного на полевых транзисторах, либо на операционнике(вариант хуже из-за возникновения температурного дрейфа напряжения смещения, т.к. данный прибор будет юзаться в “тепличных условиях”, этот тоже пойдет), именно на этом этапе у меня возникли проблемы… я решил пойти по наиболее легкому, как казалось мне тогда, пути – не использовать источники тока, а просто запитать датчик и организовать опорное напряжение от блока питания( ха-ха… однополярного…) через резистивные делители… Сколько было мучений? Килограмм! За неимением возможности и желания часто кататься в город за радиодеталями, плюс ограничения по финансам, я все же добился некоторых результатов на том что есть и сделал некоторые выводы:
1. Заявления производителей подобных электронных термометров о точности измерения (погрешность в 0.1 градус) – полная лажа! Побывал у меня в руках похожий заводской девайс(также без нормальной организации опорного напряжения и питания датчика), сравнивал с четырьмя спиртовыми термометрами - не совпало ни с одним, самая приближенная погрешность составляла 0,5 градуса. К стати между самими спиртовыми термометрами погрешность тоже не хилая, после всех этих экспериментов, выражение - “температура в моем аквариуме не 26градусов, а 27”, вызывает истерический припадок (КАК померили с такой точностью?)… какие там нафиг 0,1 градуса…
2. При использовании резистивных делителей диапазон достоверных измерений сужается.
3. В своем девайсе, добился более менее точных измерений в диапазоне от 20 до 35 (а может и более широкий… не проверял потому как, ну честное слово все мозга повыпивала ента машинка) градусов по самому Цельсию и успокоился.
Изображение
Сама схема. Как видите, в качестве индикации выбран ИЖЦ 5 – отечественный, дубовый, дешевый, короче как доктор прописал. Его подключение предельно просто, т.е. без всяких наворотов и заморочек. Транзистор VT1 запитывает четыре сегмента первого разряда отображающие знак градуса и индикацию десятичной точки во втором разряде ЖКИ HG1. Подложка ЖКИ(1, 34 ноги) и точки остальных разрядов(чтоб не отображались) посажены на 21 ногу АЦП. Следует помнить, что неиспользованные три сегмента первого разряда не должны висеть в воздухе, во избежании дребезга, их также нужно цепануть к 21 ноге АЦП.
Сигнал с анода параметрического датчика VD1 (имеет отрицательный температурный коэффициент напряжения (ТКН) примерно равеный -2 мВ/°С) запитанного через резистивный делитель, поступает на вход (инвертирующий вывод 30) АЦП через фильтр С1. Конденсатор С5 служит для хранения образцового напряжения, резистор R3 и конденсатор С2 являются элементами интегратора микросхемы, С3 входит в цепь автокоррекции нуля. Элементы R4, С4 определяют частоту задающего генератора (50 кГц).
Резисторы R1 и R2 лучше использовать типа С2-29В; подстроечные R6 и R7 – СП5-2, остальные МЛТ – 0,125. Номинал R1 и R2 может быть и больше, соответственно номинал R6 и R7 пропорционально увеличивается. АЦП моно заменить на импортный аналог - ICL7106, моно использовать КР572ПВ2 но тогда вместо ЖКИ нужно использовать светодиодный индикатор.
Настраивается вся эта бяка вот таким макаром. За эквивалент берется температура таяния льда и температура кипения воды. Измеряя датчиком температуру воды тающего льда, установите резистором R6 нулевые показания индикатора прибора. Затем, поместив датчик в кипящую воду, резистором R7 устанавливают показания, равные температуре кипения. Такую процедуру настройки следует повторить несколько раз. Так советуют умные люди. В моем же случае, пришлось немного корректировать, при замерах температуры в диапазоне от 20 до 35(за эквивалент брал градусник).
Самое интересное. Если захотите чтоб индикатор подсвечивался. Я сделал так.
Шаг 1. Сдираем фольгу с обратной стороны индикатора. КЛЕЙ НЕ СМЫВАТЬ И РУЧКАМИ НЕ ТРОГАТЬ!!!
Изображение
Шаг 2. Делаем заготовки. Вырезаем прямоугольник из оргстекла размером толщиной около 2мм шириной на 3мм больше ширины ЖКИ, вырезаем точно такой же прямоугольник из белой бумаги. Светодиоды понадобятся планарные или по-русски говоря поверхностного монтажа.
Изображение
Начинаем подготовку. Цель всей нашей работы как можно сильнее рассеять свет от светодиодов по поверхности ЖКИ. Для этого необходимо линзу светодиода сделать матовой, с помощью наждачной бумаги зернистостью №0. Точно также делаем матовой ОДНУ из поверхностей прямоугольника из оргстекла и его ребра.
Шаг 2. Начинаем собирать. Берем ЖКИ приклеиваем на оставшийся от фольги клей пластинку из оргстекла(естестно гладкую сторону), берем монтажную плату на которой будет стоять индикатор и впаиваем светодиоды, приклеиваем прям к плате белую бумажку, берем снова индикатор и впаиваем с зазором между бумагой и оргстеклом не менее 3-4мм(вообще чем больше тем круче будет смотреться) как и куда смотри рисунок
Изображение
Главное чтоб после сборки ентого пирога получилось вот так
Изображение
Последний раз редактировалось Alic Ср янв 10, 2007 17:48, всего редактировалось 1 раз.
Аватара пользователя
Alic
Модератор
 
Сообщения: 1106
Зарегистрирован: Вт июл 12, 2005 17:58
Откуда: Новосибирск
  • ICQ

Сообщение Лена » Ср янв 10, 2007 17:21

Маньяк :shock:
Аватара пользователя
Лена
Свой на форуме
 
Сообщения: 671
Зарегистрирован: Вт окт 18, 2005 18:18
Откуда: Москва

Сообщение fs » Ср янв 10, 2007 17:33

Да потратратил кучу времени, но хорошая идея. Но таким все равно не буду заниматся.
"Жизнь коротка - нарушай правила - Прощай быстро - Целуй медленно - Люби искренно - Смейся неудержимо. И никогда не сожалей о том, что заставило тебя улыбнуться."
fs
Администратор
 
Сообщения: 1233
Зарегистрирован: Пт июн 24, 2005 15:20
Откуда: Нижний Новгород
  • Сайт
  • ICQ

Сообщение Alic » Ср янв 10, 2007 18:00

:D Почему маньяк? Просто люблю подобные мелочные самоделки.
Аватара пользователя
Alic
Модератор
 
Сообщения: 1106
Зарегистрирован: Вт июл 12, 2005 17:58
Откуда: Новосибирск
  • ICQ

Сообщение Alic » Сб янв 13, 2007 7:03

Да потратратил кучу времени, но хорошая идея.

Ну почемуже потратил... это все некоторый опыт, да и в принципе девайс всеже работает, что хотел я получил. :wink:
Аватара пользователя
Alic
Модератор
 
Сообщения: 1106
Зарегистрирован: Вт июл 12, 2005 17:58
Откуда: Новосибирск
  • ICQ

Re: Электронный термометр(отчет о проделанной работе)

Сообщение Chel » Вт янв 26, 2010 0:32

Круто..))) Вот только не каждому дано так в технике разбираться..
каждому своё.
Аватара пользователя
Chel
Посетитель
 
Сообщения: 81
Зарегистрирован: Вс янв 17, 2010 21:16
Откуда: Челябинск
  • ICQ

Re: Электронный термометр(отчет о проделанной работе)

Сообщение Обедающий философ » Вт янв 26, 2010 0:46

Некроманты в городе! ]:-> А ежели по теме, то есть в продаже готовые электронные и даже цифровые термометры. Равно как и экраны с подсветкой либо банально на светодиодах.
Аватара пользователя
Обедающий философ
Свой на форуме
 
Сообщения: 805
Зарегистрирован: Чт дек 11, 2008 3:08
Откуда: default city
  • Сайт

Re: Электронный термометр(отчет о проделанной работе)

Сообщение Эдуард » Вт янв 26, 2010 23:34

Да уж, по поводу некромантов - верно сказано... Я уж забыл почти, что такое 572... Но помню, что не ВП5, а ПВ5.

Сначала критика...

По схеме...
1. Даже в том случае, если провод GND не имеет разветвлений по схеме, его принято обозначать символом общего провода, перевёрнутое "Т". Хотя бы, для того, чтобы обозначить, что именно этот проводник имеет нулевой потенциал. Например, для проведения измерений.
2. Почему вывод 37 на ИМС на схеме никак не обозначен?
3. Visio? Неужто нет ничего удобнее? - Если мне память не изменяет, поищите SPlan - на мой взгляд куда удобнее для этих целей.
4. Что-то не припоминаю таких обозначений ёмкости как 0.01 мк...

Сама идея использовать термозависимый АЦП для измерения того, от чего его параметры зависят - в моём понимании, это поход к ветряным мельницам... Не с целью борьбы с ними, но... для чего же? - Чтобы вспомнить, какими они бывают? - Подозреваю, тут основным был фактор доступности элементной базы, плюс - желание... Опять же RC в задаючке... Опять же, нестабильность питания... Опять же использование кремниевого диода в качестве датчика... - В стабильность параметров отечественной элементной базы (за редкими исключениями) вообще верится с трудом, а уж в линейность температурной зависимости этого элемента - тем более...

Далее... А не проще ли (и точнее) сделать было на микроконтроллере? Даже на самом простом, даже без АЦП... - построив, хотя бы, температурнозависимый генератор импульсов, и измеряя их частоту? - Точность вряд ли будет хуже, а стабильность - значительно выше.

Есть еще варианты... Например DS18B20 от DALLAS... Или иные...

Ещё поругаю... Сама идея измерять температуру при помощи электронных устройств (тем более, созданных самостоятельно и так же отградуированных) кажется излишне затратной и малоинтересной - 30-40 рублей стоит вполне приличный спиртовой термометр, погрешность которого будет минимальна, да и электропитание ему не нужно... Кстати, сам процесс такой градуировки способен внести немалую погрешность - не надо забывать, что температуры таяния льда (+0С) и кипения (+100С) являются такими на высоте уровня моря (т.е. при нормальном атмосферном давлении) и в дистиллированной воде. С обычной же водой, чем дольше вы будете её кипятить, тем выше будет сама температура кипения - из-за концентрации солей в результате испарения воды. Разумеется, последний фактор малозначим, но, тем не менее...

И ещё... А Вы не пробовали измерить температуру у поверхности воды, и сразу опустить датчик поглубже, хотя бы на полметра? - Понимаете, к чему я клоню? Или меры приняты?

И ещё... По поводу подсветки. Есть давно известный метод - светодиод светит не снизу в ЖКИ, а с торца подложки (оргстекла) - рассеивание значительно лучшее, даже без матового стекла и бумаги, поглощающей значительную часть света.

Ну, и сниму шляпу - предполагая, что не один день ушёл на это... буйство технической мысли. И, если одной из целей было получение опыта, думаю, эта цель достигнута. С остальными, правда, как я уже сказал, есть сомнения...
Вы не любите рыб?! - Да вы просто готовить их не умеете!
Аватара пользователя
Эдуард
Советник
 
Сообщения: 807
Зарегистрирован: Ср фев 18, 2009 8:40
Откуда: Nefteugansk
  • ICQ


Вернуться в Обогреватели

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1

cron