Который имеет очень малые размеры. Здесь мы рассмотрим создание простого цифрового термометра с использованием в качестве температурного датчика - специальный цифровой датчик температуры от фирмы DАLLAS, а точнее ds18b20 и микроконтроллером ATtiny2313. Характеристики предложенного цифрового термометра: пределы измерения от -55 до +125*С; точность измерение от 0,1 до 0,5*С.
Фотография датчика ds18b20:
Работает термометр следующим образом: микроонтроллер подает запрос на поиск и запись адресов датчиков ds18b20, подключенных к линии контроллера по интерфейсу 1Wire. Далее производится чтение температуры с датчиков, которые были найдены, после этого выводит температуру на 3-х символьный LED, хотя при небольшой модификации прошивки можно подключать и 4-х символьный LED. Тогда температура будет выводится с точность до десятичных долей градуса. Опрос датчика составляет где-то 750мс. Схема проста и в печатной плате не нуждается, хотя кому больше нравится на печатной плате - можно нарисовать. Я контроллер ATtiny2313 ставил сзади LED индикатора и всё соединял проводами.
Принципиальная схема цифрового термометра на ATtiny2313:
Перейдём к настройки фьюзов микроконтроллера. Для работы с протоколом 1Wire, частота внутреннего генератора МК должна быть не меньше 4мгц. Вот скриншот фьюзов которые надо выставить при прошивке в Code Vision AVR:
На форуме, есть прошивки для индикаторов с общим катодом и общим анодом. Так же все прошивки умеют работать с 8 х датчиками ds18b20. Ещё есть прошивка, которая меряет температуру с точностью до десятичных значений, при этом необходим 4х символьный , анод лишнего сегмента цепляют к PORTD.3 , а запятую цепляют на PORTB.7.
Отправим материал вам на e-mail
Внимательное изучение типовых бытовых потребностей поможет убедиться в необходимости частого измерения температуры. Соответствующие данные пригодятся не только для выбора подходящей одежды с учетом реальных погодных условий. В бане частного дома соответствующий измерительный прибор пригодится для поддержания оптимальных условий. Правильно выбрав электронный термометр с выносным датчиком, эти и другие задачи можно решить быстро и точно. После изучения этой статьи вы сможете принять взвешенное решение без ошибок.
Можно получить позитивные эстетическое эмоции при разглядывании морозных узоров, однако считать показания классического термометра за такой преградой не получится
Выше упомянута типовая ситуация, когда естественные погодные условия в отечественных широтах препятствуют оперативному получению важной информации. Дешевизна спиртовых термометров – единственное преимущество. В списке недостатков надо отметить:
Перечисленные в данном разделе изделия объединяет один признак – в рабочем состоянии они находятся непосредственно в зоне измерений. Все компоненты подвергаются сильным внешним воздействиям, что провоцирует быстрый износ, поломки.
Появляется возможность раздельной установки функциональных узлов. Компактный измерительный зонд проще защитить от неблагоприятных условий внешней среды. «Нежную» электронную часть устанавливают в отапливаемой комнате.
Эти принципиальные отличия пригодятся также для контроля температуры в аквариуме и бассейне, жаркой сауне и морозильной камере. Термометр с выносным щупом идеально подходит для оперативной проверки параметров на складе, в офисе, производственном помещении. Его можно подключить к современной системе управление категории «умный дом» для оптимизации режимов отопления, вентиляции, охлаждения. При соответствующем дополнительном оснащении не сложно организовать удаленное получение данных с применением стандартных технологий сети Интернет.
С помощью этого рисунка разберемся, как работает датчик температуры. Изделия этого типа создают из железа и константана, хромеля и алюминия, других двух разных металлов («А» и «Б»). В области «Т2» желательно поддерживать постоянную температуру. При изменении ее на участке «Т1» в проводниках согласно физическому эффекту Зеебека образуется электродвижущая сила. Созданное напряжение можно измерить чувствительным вольтметром «V».
На фото отмечены следующие компоненты:
К сведению! Достаточно часто электронный термометр с щупом оснащают ЖК-дисплеем, который выполняет свои функции с минимальным потреблением электроэнергии. Такая комбинация позволяет применять автономное питание на аккумуляторах (одноразовых батареях). Для обеспечения видимости в темное время суток устанавливают встроенную подсветку.
Предполагается использование этой части в отапливаемом помещении. Поэтому производители предлагают соответствующий диапазон температуры, уровня влажности . Зонд в соответствующем исполнении применяют в разных условиях. Им измеряют показания в жидкостях, сыпучих веществах. Электронные термометры с выносным датчиком используют для контроля температуры стенок труб системы отопления, сыпучих материалов. Ниже приведены предельные параметры, которые характерны для оборудования данной категории.
| Технические характеристики измерителей температуры с выносным датчиком | Ед. измерения | Диапазон |
|---|---|---|
| Размеры выносного датчика температуры, длина/диаметр | мм | 150-300/3-8 |
| Длина соединительного кабеля | м | 0,5-100 |
| Потребляемая мощность | мВт | 8-15 |
| Температура измерения | °C | От-60 до +500 (типичные бытовые модели: от -50 до +60) |
| Погрешность электронного термометра с выносным датчиком | °C | От 0,2 до 3 |
| Рабочая температура окружающей среды для электронного блока | °C | От -20 до +60 |
| Расчетная относительная влажность | % | 2-97 |
| Гарантийные обязательства производителей | месяцев | 12-60 |
В этом варианте несколько повышается потребление электроэнергии, зато не нужна отдельная подсветка. Ниже приведены функциональные возможности некоторых серийных моделей:
Производители предлагают широкий ассортимент изделий этой категории. Чтобы удовлетворить растущие потребности современных пользователей они выпускают модели с расширенным функционалом по разумной стоимости.
Здесь зонд установлен в отдельном корпусе вместе с элементом питания, встроенным передатчиком. Его можно установить в нужном месте без сверления оконных рам и стен для прокладки кабеля. Необходимые данные поступают в режиме online на приемник основного блока. Далее для обработки/отображения информации применяют штатный алгоритм. В стандартных моделях дальность датчика составляет от 30 до 100 метров, чего вполне достаточно для решения большинства бытовых задач. Чтобы изучить тему подробно, далее приведена информация о разных модификациях техники с учетом самых распространенных вариантов применения.
Главным преимуществом простейших градусников уличных электронных является их минимальная стоимость. Также надо отметить преимущества компактных размеров, простоту выполнения монтажных операций, достаточно высокую точность измерений по сравнению с классическими аналогами.
Совершенствование производственных и торговых процессов значительно снизило стоимость электроники. В наши дни хорошо оснащенный термометр уличный с выносным датчиком купить можно недорого. Ниже приведены преимущества потенциальные возможности такой техники. Применение беспроводных коммуникаций ускоряет и упрощает монтаж, обеспечивает сохранность строительных конструкций и декоративной отделки помещений.
К сведению! Установка термопары внутри конструкции создает мостик холода, который ухудшает изоляционные характеристики оконной рамы.
К одному основному блоку подключают от 3 до 10 внутренних и наружных датчиков. Это позволяет контролировать температуру воздуха в нескольких комнатах. В частности, такое оснащение комбинируют с управлением котла. При правильных настройках получится оптимизировать работу системы отопления, что быстро компенсирует расходы на соответствующую модернизацию.
В дополнение к температурным, применяют специализированные , которые позволяют контролировать уровень влажности в комнате и на открытом воздухе. Разумеется, в таком исполнении речь идет о специальном блоке электроники, который предназначен для обработки таких дополнительных данных.
В этом примере на прочной металлической стойке закреплены датчики температуры, влажности, атмосферного давления, направления и скорости ветра. Сигналы с них поступают на внутренний блок по каналам беспроводной связи. Для автономного питания внешних компонентов набора установлена солнечная батарея.
Такую технику относят к особой категории . В отличие от электронных цифровых термометров помимо отображения актуальных данных она способна обрабатывать информацию. На основе данных об изменении давления формируется метеорологический прогноз (от 12 часов до 7 дней). Некоторые модели способны показывать время, обычный и лунный календарь. Техника с многоцветным дисплеем.
Вернемся к тематическим изделиям. В ходе изучения измерительного оборудования данной категории необходимо упомянуть термометр автомобильный с выносным датчиком.
При поиске подходящего оснащения необходимо учитывать высокую влажность и температуру, быстрое изменение параметров. Нужна точность измерений для настройки и поддержания оптимальных условий в парной. Пригодится достаточная прочность электронного термометра с выносным датчиком, чтобы отдельные компоненты сохранили целостность и функциональность при недостаточно аккуратном обращении. Обязательно надо предотвратить перегрев внешних частей, чтобы обеспечить хороший уровень безопасности в процессе эксплуатации.
Для качественного воспроизведения оздоровительно расслабляющего процесса в парной обязательно надо контролировать несколько параметров одновременно:
Зонд закрепляют на высоте основного лежака, как правило – на высоте 1,2÷1,5 м. Выбирают место на максимальном удалении от входа и нагревательного устройства. С помощью дополнительного датчика можно контролировать температуру воды в бассейне.
Для самостоятельного воспроизведения можно использовать простую конструкцию, которую не трудно сделать человеку с начальными навыками и знаниями в области электроники. Главным компонентом здесь является специализированный температурный датчик DALLAS DS1820. При желании, к одной шине можно присоединить десятки аналогичных приборов с максимальной длиной коммуникационного кабеля до 300 м.
Важно! При выборе других деталей электронного термометра с выносным датчиком надо приобретать стабилитроны минимальной мощности (напряжение питания 3,9V). Они отличаются небольшими размерами.
При монтаже схемы цифрового термометра своими руками необходимо обращать внимание на полярность. Соответствующие обозначения «+» нанесены на корпусе. Изучите размещение выводов сенсора в сопроводительной документации.
Чтобы защитить температурный датчик от неблагоприятных условий при размещении на открытом воздухе его заливают эпоксидной смолой в подходящей по размерам форме. Далее стандартный разъем подключают к ПК. Для обработки данных используют DigiTemp. Найти версию программы, которая поддерживается определенной операционной системой (Windiows или Linux) в сети интернет не сложно.
| Фото | Бренд/ Модель | Цена, руб. | Технические характеристики, особенности, комментарии |
|---|---|---|---|
 | RST/ 77110 | 1200-3500 | Специализированный цифровой термометр с датчиком беспроводного типа для бани. Измерение до +200°C, подсветка, сигнализация пороговых значений, автономное питание. |
 | DC/2 | 620-890 | Здесь один датчик встроен в основной корпус. Можно контролировать температуру на улице и в месте установки электронного блока. |
 | Datronn/HTC-2 | 640-950 | Встроенный измеритель влажности предназначен для работы в помещении, календарь, часы. Выносной зонд присоединяется проводом длиной 2 м. В памяти сохраняются минимальные /максимальные значения. |
 | Сима-Лэнд/567524 | 180-560 | Простая недорогая модель с уличным датчиком температуры. Длина соединительного провода – 90 см. |
 | GAL/ WS-1300 | 230-490 | Сохранение измерений, проводное подключение (140 см), батареи типа «ААА». |
Хороший термометр электронный уличный с выносным датчиком купить будет проще, если изучить кроме рекламных и общих технических данных мнение владельцев.
pobeda134, Киев, DC/2: Достоинства: Цифровой, выносной датчик, показывает температуру, влажность как на улице, так и внутри помещения, наличие часов, прост и удобен в эксплуатации, компактный, большие цифры, недорогой.Все очень просто, разобраться сможет любой человек. Управление происходит двумя кнопками. Левая кнопка переключает режимы температуры и влажности, а правая кнопка показывает режимы "IN" - температура в помещении (внутри) а "OUT" - температура на улице (снаружи).Недостатки: Черный цвет, не очень красиво вписался в интерьер комнаты, производство Китай, нет русского языка в инструкции.Подробнее на Отзовик: https://otzovik.com/review_4813466.html
NFore, Луганск, Datronn/HTC-2: Достоинства:Легкий, компактный, точный электронный термометр с выносным датчиком. Очень удобный и компактный на вид, работает от мини - пальчиковой батареи. Его можно вешать на стену, здесь есть специальное углубление на задней стенке, либо ставить на стол при помощи ножек, которые легко складываются. Работает исправно, данные показывает без видимых погрешностей, батареи хватает надолго. Мы свою за 7 месяцев еще не разу не меняли.Недостатки: Пока не нашла.Подробнее на Отзовик: http://otzovik.com/review_2410333.html
Newcreation, Сима-Лэнд/567524: Достоинства: Демократичная цена, простота эксплуатации.Недостатки: Непрочные элементы конструкции. На обратной стороне есть небольшая подставка, но она у нас сломалась, и мы без нее как-то обходимся. Присоска прилагалась, но как ее установить, я так и не поняла. Через датчик ее никак не оденешь на провод.Подробнее ОЦЕНИТЕ ЭТУ СТАТЬЮ
В преддверии наступления зимы возник вопрос замера температуры окружающей среды «за бортом», то бишь на улице. Причем хотелось это делать не утруждая себя высматриванием наружного спиртового термометра через заиндевевшее окно, а просто наблюдая дистанционно наружную температуру в комфортных домашних теплых условиях. Для этих целей как нельзя лучше подходит электронный термометр. Вот об этом и пойдет речь в статье….
Собственно, цифровой электронный термометр продается уже собранным, и готовым к эксплуатации.
Данный цифровой электронный термометр собран на микроконтроллере ATtiny 2313. Датчиком температуры служит изделие DS18B20 от компании Dallas Semiconductors. Характеристики термометра видны на фото, поэтому повторять их не будем.
Для проверки работоспособности цифрового термометра подключаем его к лабораторному блоку питания и подаем напряжение, ну скажем, 12В (допустимо от 7 до 15В). Эталонных измерителей температуры у меня нет (да и не нужны они), поэтому сравниваем показания цифрового термометра с обычным бытовым.
Как видно, показания очень близки- почти 19°С на спиртовом термометре, и 18,8°С на цифровом.
Такой точности цифрового термометра более чем достаточно для бытовых нужд.
Сразу же захотелось проверить работу цифрового термометра и при отрицательных температурах, но, поскольку на улице еще держится температура выше ноля градусов, пришлось искать альтернативный источник отрицательных температур. Им оказалась обычная морозильная камера обычного холодильника. Не долго думая, помещаем датчик температуры в морозильную камеру, выжидаем пару минут для обеспечения стабильности показаний. Термометр показал минус 19 градусов Цельсия.
Отсюда сразу два важных вывода:
Поскольку испытательный этап успешно закончен, приступим к окончательной сборке термометра.
Для корпуса цифрового термометра был выбран валявшийся без дела пластиковый корпус от советского радиоконструктора (набора) Старт-7176 « Часы электронные». Сами мною собранные часы из этого набора где-то еще тоже валяются.
Корпус имеет наружные размеры ШхВхГ- 140мм х 90мм х 30мм. Внутренние размеры, соответственно, чуть меньше.
Камнем преткновения оказался выбор источника питания. Имелось три варианта:
От применения батарейки в качестве источника питания отказался сразу, учитывая тот факт, что цифровой термометр потребляет ток до 40 мА. Батарейки надолго не хватит при таком токе.
Тонкий корпус глубиной всего 30 мм казалось бы не позволит разместить внутри него сетевой источник питания. Поэтому, наиболее вероятным выглядел вариант №3-внешний блок питания на понижающем трансформаторе. Этот вариант мне не нравился-хотелось получить моноблок, без всяких дополнительных коробочек-блочков и проводов.
И решение нашлось!
Перебирая свой радиолюбительский хлам обратил внимание на зарядное устройство от старого мобильного телефона Samsung. Шильдик на нем информировал о том, что зарядка выдает напряжение 5В при токе до 1А. По току все было с запасом, а вот пяти вольт напряжения было недостаточно. Пришлось вскрывать корпус зарядного устройства, с целью посмотреть- а нельзя ли как-нибудь повысить выходное напряжение…
Половинки корпуса были склеены, поэтому корпус был попросту разломан. Внутри оказалась платка импульсного источника питания и, что и как тут делать поначалу казалось непонятным. Габариты платки оказались подходящими для размещения в выбранном корпусе.
Вид со стороны элементов.
Видна маркировка микросхемы, на которой собрана зарядка- SC1009PN. Обратите внимание, что у этой микросхемы отсутствует ножка №6. Это сделано для того чтобы высокое напряжения на ножке №5 не прошивало на рядом расположенные другие ножки микросхемы (это сказал Гугл).
С обратной стороны на платке размещены пара десятков элементов в SMD исполнении, среди которых выделяется своими размерами оптрон РС817 и шестиногая микросхема с двухбуквенной маркировкой.
Поиск даташита на SC1009PN ничего не дал. Знающие люди пишут что это-специфическая заказная микросхема. Есть аналог-TNY264P.
Удалось найти принципиальную схему на подобное зарядное устройство
И вот тут мы видим, что работой импульсного источника питания через оптрон РС817 управляет микросхема типа TSM1051. Это и есть вот та шестиногая SMD микросхема с непонятным обозначением.
А вот на TSM1051 даташит имеется в сети. Можно видеть типовую схему включения
Из даташит’а следует, что данная микросхема специально разработана для применения в подобных устройствах. Но, самое важное, выходное напряжения источника питания на данной микросхеме можно менять в некоторых пределах, изменяя номиналы резисторов делителя R1 и R2(см. типовую схему включения), или R10 и R11, R14 (см. схему зарядки выше).Это как раз то, что нам нужно.
Поиск резисторов делителя напряжения на конкретной плате показал, что искомый резистор имеет маркировку R15 рядом с микросхемой TSM1051 и соответствует резистору R1 на типовой схеме включения.
Номинал данного резистора был 820 Ом. Методом подбора номинала данного резистора в сторону увеличения (кажется, до 1,8 кОм) выходное напряжения было поднято с 5 до 8,5 В.
Как раз то, что нужно!! Пробная проверка питания цифрового термометра от модернизированной зарядки была успешной. Осталось поместить все это в корпус. Внутри корпуса закрепляем плату термометра, плату источника питания, на задней стенке размещаем разьем для подключения датчика температуры наружного воздуха.
Сборка почти закончена
В ходе работ появилось желание сделать возможность замера температуры воздуха не только снаружи, но и в помещении.
Для этого был использован еще один датчик DS18B20, который установлен прямо на задней стенке корпуса. Для переключения датчиков использован обычный тумблер, который закреплен на передней панели.
Схема переключения выглядит вот так. 
Для защиты датчика наружной температуры от механических повреждений делаем вот такой контейнер из кусочка трубки. К трубке прикреплен кронштейн для закрепления контейнера на стене (либо где удобно) в месте защищенном от прямых солнечных лучей и атмосферных осадков.
Датчик DS18B20 помещаем внутрь трубки
Выключатель питания закреплен на боковой стенке
Осталось проверить в работе…
Температура наружного воздуха
Данное устройство было собрано в начале октября 2016 года и на момент написания статьи (конец октября) прошло, так сказать, полный цикл испытаний. Все работает безотказно.
Единственный важный момент: нет данных о том, допускается ли длительная круглосуточная эксплуатация зарядок от мобильных телефонов. Поэтому, во избежание перегрева и воспламенения не рекомендую оставлять без присмотра источник питания на базе зарядного устройства от мобильного телефона. Я выключаю устройство на ночь. Ради эксперимента-гонял термометр без выключении больше суток-все абсолютно нормально, никакого нагрева элементов не наблюдалось.
P.S. Когда наступят морозы-добавлю фото замера отрицательной температуры наружного воздуха.
Обновление от 30 ноября 2016 года. Утро, мороз…Вот как отображает термометр отрицательную температуру:
Сегодня мы расскажем, как своими руками сделать электронный термометр из трех деталей.
Очень простой и достаточно точный термометр можно сделать, если у вас случайно завалялся старый стрелочный амперметр со шкалой 100 мкА.
Для этого потребуется и всего две детали.
Температура измеряется датчиком LM 35. Этот интегральный кремниевый включает в себя термочувствительный элемент — первичный преобразователь и схему обработки сигнала, выполненные на одном кристалле и заключенные в корпус, такой, как, например, у КТ 502 (ТО- 92). У датчика LM 35 есть конструктивная разновидность с теми же параметрами, но иной цокалевкой и теплоотводом, что очень удобно для контактных измерений температуры.
Выходное напряжение датчика LM 35 пропорционально шкале Цельсия (10мВ/ С). При температуре 25 градусов этот датчик имеет на выходе напряжение 250 мВ, а при 100 градусов на выходе 1,0 В.
Обозначение датчика несколько необычно. Цоколевка приведена на рисунке.
На схеме датчик изображают прямоугольником с обозначением типа прибора и нумерацией выводов.
термометра приведена на рисунке и столь проста, что не требует пояснений.
Собранный термометр должен быть откалиброван.
Включите схему. Датчик LM 35 плотно прижмите к резервуару ртутного градусника, например с помощью изоленты, укутайте место соединения или просто положите все под подушку. Так как любые тепловые процессы инерционны, придется подождать с полчаса или больше, чтобы температуры датчика и градусника выровнялись, затем потенциометром установите стрелку микроамперметра на цифру, соответствующую температуре градусника. Вот и все. Термометром можно пользоваться.
В авторском варианте для тарировки был использован градусник от 0 до 50 градусов Цельсия с ценой деления 0,1 градус, поэтому термометр получился достаточно точным.
К сожалению, найти такой градусник проблематично. Для грубой тарировки можно просто положить датчик рядом с термометром, измеряющем скажем температуру в помещении, подождать часа два и выставить нужную температуру на шкале микроамперметра.
Если точный градусник все же найдется, то в качестве индикатора вместо стрелочного прибора можно использовать цифровой мультиметр, например китайский ВТ-308В, тогда показания температуры можно будет считывать до десятых долей градуса.
Для тех, кто хочет ознакомиться с интегральными датчиками подробно- простите сайт kit-e.ru или rcl-radio.ru (искать LM 35).
Измеритель предназначен для измерения температуры воздуха , а если защитить датчик, то и любой другой среды в диапазоне -50..+50°С.
Схема термометра
представляет собой мост постоянного тока, в одно плечо которого включен терморезистор, а индикатором служит головка микроамперметра (0...50 мкА). Каждое деление на шкале соответствует 1°С. После уравновешивания моста напряжение в измерительной диагонали равно нулю. Разбаланс моста вызывает появление напряжения положительной или отрицательной полярности - в зависимости от направления разбаланса.
Если менять полярность питающего напряжения при разбалансе, полярность напряжения в измерительной диагонали моста будет одинакова при измерении положительных и отрицательных температур, и можно использовать обычную головку (с нулевым делением слева, а не в середине шкалы).
Изменение полярности осуществляется тумблером SA1, который имеет два положения: "+" и "-", которые можно назвать "Зима" и "Лето".
Измерения производятся при нажатии кнопки SB1. I Детали. Терморезистор R1 - 1 ММТ-13Б, ММТ-12; резисторы R2, ; R3, R5. R6 - МПТ-0.5 или С2-29 с допуском 5%; R4. R7 - СП5-15, СП5-14 или СП5-2. Тумблер SA1 - МТ-3, кнопка SB1 - КМ-1. Измерительная головка РА1 - МЭ06 (ln=50 мкА, Rp=22l3 Ом). Ее можно заменить на М24 или М906 с нулем посередине шкалы, тогда тумблер SA1 не нужен. Для питания прибора используется один элемент типа °D". Такой элемент служит 2...3 года. Можно взять и элементы типа *АА" или аккумуляторы таких же размеров.
Детали измерителя располагаются на плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита размерами 125x110 мм, выполненной методом прорезания дорожек в фольге. Плата крепится к выводам головки, ее нижняя часть служит опорой измерителя. В верхней части платы устанавливается элемент питания, а на одной из боковых сторон - тумблер и кнопка.
Регулировка. Резисторы R4. R7 устанавливают в среднее положение. Терморезистор подключают проводом МГТФ необходимой длины (0,5.. .1,5 м) и помещают в стакан стающим льдом, через 5..10 минут нажимают кнопку SB1 "Измерение" и резистором R7 устанавливают "0°. Затем терморезистор опускают в пол литровую стеклянную банку, заполненную водой с температурой +60.+70°С. Температуру измеряют ртутным лабораторным термометром. Через 5... 10 мин. когда температура воды снизится до +40°С или +50°С. резистором R4 устанавливают это значение на шкале прибора. Терморезистор, измеряющий температуру наружного воздуха, надо размещать таким образом, чтобы исключить попадание на него солнечных лучей.
Литература
1. Андреев Ю.Н. и др. Резисторы: Справочник
2. Радио, 1999, №6, С.43.
3. Шульц Ю. 1000 понятий для практиков. С.130.
Ю.ПЛОТНИКОВ , г.Новосибирск.
