32

Elektor

7-8/99

Entwurf von Uwe Reiser

Obwohl das hier in Bild 1 vorgestellte MinMax-Zimmerthermo-
meter nur wenige Bauteile umfaßt, gestattet es doch eine präzise
Temperaturmessung mit einer Auflösung von 0,5 K und einen
Anzeigeumfang von 30 K, zeigt eine Über- oder Unterschreitung
des Meßbereichs an und hält minimal und maximal erzielte Werte
fest. “Schuld” an dieser Funktionsvielfalt ist ein PIC-Mikrocon-

troller vom Typ 16F84. Der Mikrocontroller ist fertig
programmiert beim Verlag erhältlich, wer allerdings
selbst programmieren oder gar das Programm modifi-
zieren will, dem steht der Quellkode des Programms
auf Diskette zur Verfügung. Gleichfalls auf der Dis-
kette ist eine ausführliche (deutschsprachige) Soft-
warebeschreibung sowie eine Kalkulationstabelle zur
Umsetzung des Eingangs-Tastverhältnisses in eine
Temperaturanzeige zu finden.
Als Temperaturfühler wird ein SMT160 des nieder-
ländischen Herstellers Smartec (Distribution über
Hy-Line
82008 Unterhaching
Tel.: 0 89 / 61 45 03 30
Internet: www.hy-line.de/Sensor/
eingesetzt, der nicht wie üblich eine zur Temperatur
proportionale Spannung, sondern ein pulsweitenmo-
duliertes Signal zur Übermittlung des Temperaturwerts
ausgibt. So kann auf einen gesonderten A/D-Wandler
verzichtet werden.
Damit die gespeicherten Min/Max-Werte auch bei
einem Spannungsabfall erhalten bleiben, kommt als
PIC-Mikrocontroller nur ein Typ mit integriertem

EEPROM in Frage. Als Anzeige dient hier eine 15stellige LED-
Zeile (D1...D15), die den zwei Bereichen 0...15 °C und 16...30 °C
zugeordnet werden kann. Darüber informieren die Bereichs-LEDs
D16 und D17. Leuchten zwei Zeilen-LEDs gleichzeitig, so ent-
spricht dies dem halben Grad zwischen den beiden Werten. Die
Zeilen-LEDs werden in fünf Dreiergruppen gemultiplext. Damit
nimmt die Ansteuerung der 15 LEDs nur einen Port in Anspruch.

Gleichzeitig wird mit einer Fre-
quenz von 67 Hz zwischen zwei
Temperaturausgaben umge-
schaltet. Solange die Tempera-
tur einem geraden Wert ent-
spricht, sind auch die beiden
Ausgabewerte gleich, es leuch-
tet nur eine LED. Soll dagegen
eine Zwischenstufe angezeigt
werden, gibt das Programm
unterschiedliche Werte aus, so
daß zwei nebeneinander lie-
gende LEDs quasi gleichzeitig
aufleuchten (allerdings etwas
dunkler). Im Fall einer Meßbe-
reichsüber/unterschreitung wer-
den alle Zeilen-LEDs dunkel-
gesteuert, lediglich eine
Bereichs-LED deutet eine
Unter- (D16) beziehungsweise
Überschreitung (D17) an.
Die gespeicherten Minimal-
und Maximalwerte lassen sich
per Knopfdruck (S1 Min, S2
Max) abrufen. Die mit dem
Speicherwert korrespondie-
rende LED leuchtet auf, außer-
dem flackert die Bereichs-LED,
um die Speicherausgabe anzu-
deuten. Die Speicher können
individuell auf den momenta-
nen Wert zurückgesetzt werden.
Dazu drückt man zur Aktuali-
sierung des Min-Speichers

017

MinMax-Zimmerthermometer

PIC16F84

OSC2

IC1

OSC1

MCLR

RA4

RA0

RA1

RA2

RA3

RB0

RB1

RB2

RB3

RB4

RB5

RB6

RB7

18

17

13

12

11

10

16

15

14

1

3

9

8

7

6

2

4

5

C1

100n

C2

2

µ

2

16V

C4

27p

C3

27p

X1

4MHz

D9

R11

180

Ω

D10 R12

180

Ω

D11 R13

180

Ω

D12 R14

180

Ω

D13 R15

180

Ω

D14 R16

180

Ω

D15 R17

180

Ω

D1

R3

180

Ω

D2

R4

180

Ω

D3

R5

180

Ω

D4

R6

180

Ω

D5

R7

180

Ω

D6

R8

180

Ω

D7

R9

180

Ω

D8

R10

180

Ω

SMT160

IC2

2

1

3

R19

10k

R18

10k

R1

180

Ω

R2

180

Ω

D16

D17

S1

S2

78L05

IC3

C7

100n

C6

100n

C5

100

µ

25V

D18

1N4148

5V

5V

5V

5V

Min.

Max.

994070 - 11

SMT160

1

2

3

9...15V

1

33

Elektor

7-8/99

zunächst die Max- und dann (ohne
die andere Taste loszulassen) die
Min-Taste. Beim Max-Speicher
verfährt man genau umgekehrt.
Während des Setzvorgangs sind
die Zeilen-LEDs dunkel, während
die Bereich-LEDs flackern.
Die Stromaufnahme der Schaltung
beträgt 25 mA, wenn im ungün-
stigsten Fall vier LEDs gleichzeitig
angesteuert werden. Ein 100-mA-
Regler reicht also völlig aus. Die
Betriebsspannung ist durch die
Anforderungen des PIC auf 5 V
festgelegt. Zur Stromversorgung
kann man ein übliches Stecker-
netzteil verwenden, das eine
Gleichspannung von 8...12 V lie-
fert. Setzt man statt üblicher Low-
current-LEDs (und entsprechend
höhere Widerstände) ein, verdient
auch die Stromversorgung per 9-V-
Block Beachtung. Allerdings läßt
sich der PIC nicht in den strom-
sparenden Sleep-Modus versetzen,
da ja sonst die Min/Max-Tempera-
turerfassung nicht mehr funktio-
niert.
Wie bei Mikrocontrollern üblich,

kann die Platine relativ einfach gehalten werden. Neben dem PIC
sind nur noch der Sensor und der Spannungsregler als aktive Ele-
mente vorhanden, dazu kommen die insgesamt 17 LEDs plus Vor-
widerstände. Bei den LEDs sollte man auf eine gleichmäßige
Leuchtstärke achten. Ob man grüne, gelbe, blaue, rote oder weiße
LEDs, rund, eckig, groß oder klein einsetzt, bleibt jedem selbst
überlassen. Um einen bündigen Abschluß der LEDs mit dem
Gehäusedeckel zu erreichen, sollte man sie erst ganz am Ende der
Bestückungsarbeiten verlöten, wenn der Abstand zwischen Pla-
tine und Deckel festgelegt ist.

(994070)rg

Stückliste

Widerstände:
R1...R17 = 180

Ω

R18,R19 = 10 k

Kondensatoren:
C1,C6,C7 = 100 n
C2 = 2

µ2/16 V stehend

C3,C4 = 27 p
C5 = 100

µ/25 V

Halbleiter:
D1...D17 = LED*
D18 = 1N4148
IC1 = PIC 16F84-10/P (EPS

996514-1)

IC2 = SMT160 (Smartec)
IC3 = 7805

Außerdem:
S1,S2 = Drucktaster 1

⋅an

X1 = Quarz 4 MHz
Platine EPS 994070-1
Diskette EPS 996020-1

(C) ELEKTOR

994070-1

C1

C2

C3

C4

C5

C6

C7

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

D8

D9

D10

D11

D12

D13

D14

D15

D16

D17

D18

H1

H2

H3

IC1

IC2

IC3

R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

R8

R9

R10

R11

R12

R13

R14

R15

R16

R17

R18

R19

S1

S2

X1

994070-1

+

0

Min.

Max.

(C) ELEKTOR

994070-1

2

018

Quelle: Analog Devices

Der ADM101E ist ein integrierter Einkanal-RS232-Sendeemp-
fänger, dessen Einsatzbereich überall dort liegt, wo keine voll-
ständige RS232-Schnittstelle nötig ist und die Tx- und Rx-Leitung
für die Datenkommunikation ausreichen. Er eignet sich insbe-
sondere für kleine, portable Systeme wie Mobiltelefone und Palm-
top-Computer. Eine besondere Eigenschaft ist die asymmetrische
Stromversorgung mit nur einer einzigen Spannung von +5 V. Die
negative Schnittstellenspannung wird von einem integrierten Span-
nungswandler erzeugt, der nach dem Ladepumpen-Prinzip arbei-
tet; extern werden nur zwei 100-n-Kondensatoren benötigt. Diese
Kondensatoren dürfen allerdings, ebenso wie der Entkoppel-
kondensator, nicht von minderer Qualität sein; hier können nur
keramische Kondensatoren oder Tantalausführungen verwendet
werden.
Der Leistungsbedarf des Transceivers ist auch während des
Betriebs recht bescheiden; dank der epitaxialen BiCMOS-Tech-

+5V TO –5V

INVERTER

VOLTAGE

GND

C1–

C1+

OUT

OUT

R1

T1

V–

C C

SD

IN

IN

10

1

2

3

4

T

R

V

T

R

5

6

7

8

9

5V

994047 - 11

ADM101E

100n

100n

100n

RS232-Transceiver