Электронный комнатный термометр

22.02.14
9269 4
Электронный комнатный термометр

Введение

Однажды мне попался на глаза электронный комнатный термометр и возникла идея сделать аналогичный цифровой термометр с выносным датчиком. Температура в помещении играет очень важную роль в определении человеческого теплового комфорта. Рассматриваемая схема цифрового термометра предназначена для измерения комнатной температуры и отображения ее значений на ЖК-экране в градусах Цельсия и Фаренгейта. В качестве главного контроллера электронного комнатного термометра используется микрочип PIC16F688, который считывает температуру с 3-контактного цифрового датчика температуры DS1820. Датчик такого типа предназначен для измерения температуры от -55 до +125 ° С с шагом в 0,5 ° C. Понятно, что температура в жилом помещении не выйдет за пределы его измерений, хотя прошивка написана с учетом всего температурного диапазона термодатчика DS1820. Испытания схемы проводились в диапазоне температур от -4,5 ° C (температура в морозильнике) до 105,5 ° C (температура паяльника рядом с жалом).

Если вы хотите использовать схему цифрового термометра для измерения отрицательных температур, обязательно учтите, что некоторые из компонентов, например ЖК-дисплей, не работоспособны при отрицательных температурах. Хотя можно вынести в зону отрицательной температуры только один датчик и соединить его с остальной схемой тремя проводами.

О датчике DS1820

Для лучшего понимания того, как работает датчик DS1820, рекомендую ознакомиться с его описанием, которое можно скачать по ссылке в конце статьи.

Обратите внимание, что датчики температуры DS1820 и DS18B20 имеют архитектурные различия, таким образом, DS18B20 не будет работать в данной схеме цифрового термометра с выносным датчиком. Этот электронный комнатный термометр разработан под датчик DS1820, но он будет работать и с DS18S20 (более поздней версией DS1820). Но для этого необходимо внести изменения в прошивку в части времени преобразования температуры.

Температура считывается с DS1820 в виде 9-бит микроконтроллером PIC16F688 по два байта (TempH и TempL), а затем объединяются в одно 2-байтное целое число. Для того чтобы избежать плавающей точки при преобразовании значения температуры градусов С в F, измеряемое значение сначала умножается на 10. Например, 24,5 C становится 245. Теперь довольно легко преобразовать С в F.

Температура в F = 9 * Температура в C / 5 + 320 = 761 (т.е. 76,1 F)

Отрицательная температура считывается по второй форме, так, если старший бит показаний температуры с датчика DS1820 равен 1, это означает, что измеряемая температура ниже 0° C. Прошивка позволяет просчитывать все отрицательные значения температур (как в ° C, так и F). Рассчитанная температура отображается на ЖК-дисплее, как 4-значное число с запятой строк, xxx.x (например, 24,5, 101,0, -12,5 и т.д.).

Схема

Микроконтроллер PIC16F688 считывает данные с датчика DS1820 через порт RA5, и через порты RC0-RC3 передает рассчитанную температуру на ЖК-дисплей. Это означает, что передача данных с PIC на ЖК происходит в 4-битном режиме. Регистр сигналов выбирается (RS) и включается (E) для ЖК-дисплея через порты RC4 и RC5. Контакты ЖК Чтение/Запись заземлены, так как не используются в данной схеме. Контрастность ЖК регулируется подстроечным резистором 10K показанным на схеме.

На схеме цифрового термометра присутствуют две кнопки, подключенные к входам микроконтроллера. Первая «Сброс», которая осуществляет сброс отображаемых данных. Вторая, предназначена для управления подсветкой электронного комнатного термометра. При недостаточном освещении можно включить подсветку ЖК-дисплея кнопкой «Подсветка». Программа микроконтроллера предусматривает, что при первом включении электронного комнатного термометра с выносным датчиком подсветка будет включена. Для отключения воспользуйтесь кнопкой «Подсветка».

Схема цифрового термометра

Предварительно схема была собрана на макетной плате для проверки ее работоспособности и отладки.

Полная схема на макетной плате

Для питания схемы цифрового термометра с датчиком, при ее наладке, можно использовать телефонный аккумулятор или лабораторный блок питания. А при реализации конечной схемы можно воспользоваться следующей схемой.

 Схема источника питания 5В

Или более продвинутым вариантом этой схемы, о которой можно прочесть в статье: Схема простого блока питания 5В 1А

Микропрограмма

Микропрограмма была разработана для mikroC компилятора. Встроенные в DS1820 библиотеки значительно облегчают разработку прошивки. Приведенный в конце статьи код программы имеет достаточное количество комментариев, так что для читателя не будет особых трудностей в понимании логики работы электронного комнатного термометра.

Примеры работы электронного комнатного термометра

Подсветка включена:

Пример работы электронного комнатного термометра (подсветка включена)

Подсветка выключена:

Пример работы электронного комнатного термометра (подсветка выключена)

Температура в холодильнике:

Пример работы электронного комнатного термометра (температура в холодильнике)

Температура паяльника:

Пример работы электронного комнатного термометра (температура паяльника)

Схема электронного термометра с датчиком проверена и признана вполне работоспособной. Все, что осталось - развести монтажную плату, изготовить ее и перенести на нее компоненты. Ну и конечно подобрать для электронного термометра соответствующий корпус. Датчик можно поместить в корпус, но лучше сделать его выносным, что позволит избежать погрешностей, вызванных нагревом элементов цифрового термометра, а также разместить дисплей в более удобном для мониторинга месте.

Ну а пока пользуемся электронным термометром с выносным датчиком в том виде в котором он собран.

Электронный комнатный термометр

Скачать

ds1820.pdf

Описание датчика температуры DS1820

  • Загрузок: 241
  • Размер: 153 Kb
k_termometr.zip

Прошивка микроконтроллера электронного комнатного термометра

  • Загрузок: 146
  • Размер: 4 Kb
Оцените статью
1 1 1 1 1 Рейтинг 4.00 (4 Голоса)

Добавить комментарий

Оставляя свой комментарий, Вы соглашаетесь с правилами комментирования

  1. Регистрация отключает капчу, разрешает мгновенную публикацию комментариев.
  2. Комментарии гостей проходят премодерацию.
  3. Комментарии должны быть по теме статьи. Малоинформативные и короткие комментарии скорее всего будут удалены.
  4. Комментарии содержащие рекламу запрещены.
  5. Имя комментатора должно быть лаконичным, удобочитаемым, без рекламы.
  6. Хамство, грубость, нецензурные выражения запрещены.

Нажмите на изображение, чтобы обновить код