M I N I P R O J E K T Y
Wspólną cechą układów opisywanych w dziale "Miniprojekty" jest łatwość ich praktycznej realizacji.
Zmontowanie układu nie zabiera zwykle więcej niż dwa, trzy kwadranse, a z jego uruchomieniem można
poradzić sobie w ciągu kilkunastu minut. "Miniprojekty" mogą być układami stosunkowo skomplikowanymi
funkcjonalnie, lecz prostymi w montażu i uruchamianiu, gdyż ich złożoność i inteligencja jest zawarta
w układach scalonych. Wszystkie projekty opisywane w tej rubryce są wykonywane i badane
w laboratorium AVT. Większość z nich wchodzi do oferty kitów AVT jako wyodrębniona seria
 Miniprojekty o numeracji zaczynajÄ…cej siÄ™ od 1000.
Termometr z linijką świetlną na diodach LED
Zakres pomiarowy propo- jest wprostproporcjonalnedo układu LM35. Powinniśmy
Termometry
nowanego ukÅ‚adu wynosi temeratury otoczenia i zmie- dodaĘ, Å‚e ìnapiÍcie na jego
elektroniczne nalełą do
60oC: od - 20 do +40oC. Za- nia siÍ o 10mV na stopieÒ wyjÅ›ciu mierzone wzglÍdem
Å‚elaznego repertuaru
kres ten, w poÅ‚Ä…czeniu z du- Celsjusza. Tak wiÍc, przy ujemnej koÒcÛwki zasilania
pism przeznaczonych
Å‚ymi rozmiarami termometru temperaturze +20oC bÍdzie LM35jest proporcjonalne do
dla elektronikÛw.
wyraünie okreÅ›la obszar jego ono wynosiÅ‚o 200mV, przy panujÄ…cej w otoczeniu tem-
stosowania. Jest to typowy +45oC 450mV, a przy -10oC... peraturyî. JeÅ‚eli zatem zasi-
Trudno jest wiÍc
termometr przeznaczony do no właśnie, a co z temperatu- limy LM35 od strony minu-
zaprojektowaĘ kolejny
pomiaru temperatury na ot- rami ujemnymi? sa zasilania napiÍciem do-
i rÛÅ‚ny od swoich
wartej przestrzeni, dostoso- W tym momencie naleÅ‚y datnim wzglÍdem masy ca-
poprzednikÛw ukÅ‚ad do
wany do polskiej strefy kli- wprowadziĘ maÅ‚Ä… poprawkÍ Å‚ego ukÅ‚adu, to mierzÄ…c na-
pomiaru temperatury.
matycznej. do podanego wyÅ‚ej opisu piÍcie pomiÍdzy wyjÅ›ciem
Opis działania
Schemat elektryczny
układu pokazano na rys. 1.
Ze wzglÍdu na oszczÍdnośĘ
miejscajest to tylko fragment
schematu, zawierajÄ…cy naj-
wałniejsze jego elementy i 7
spoÅ›rÛd 60 komparatorÛw na-
piÍciowych.
Wszystkie wejścia nieod-
wracajÄ…ce 60 wzmacniaczy
operacyjnych zostały połą-
czone ze sobÄ…, i do nich zo-
staje doprowadzone napiÍcie,
pobierane z wyjścia czujnika
temperatury LM35 - IC16.
WartośĘ tego napiÍcia jest
proporcjonalna dotemperatu-
ry. Wejścia odwracające do-
Å‚Ä…czone sÄ… do kolejnych seg-
mentÛw dzielnika napiÍcio-
wego, utworzonego z 60 re-
zystorÛw RA, o identycznej
wartości. Zrezygnowałem tu
czÍÅ›ciowo z typowej numera-
cji elementÛw, cotakÅ‚e gmat-
wałoby rysunek, a przede
wszystkim czytelnośĘ opisÛw
na płytce obwodu drukowa-
nego. Wszystkie rezystory
o identycznej wartości,
wchodzącew składdzielnika
napiÍciowego, oznaczone sÄ…
zatem jako RA, 60 rezysto-
rÛw ograniczajÄ…cych prÄ…d
płynący przez diody LED ja-
ko RB, a same diody LED po
prostu jako D.
Aby zrozumieĘ sposÛb
działania termometru, musi-
my przypomnieĘ sobie pod-
stawowe dane scalonego czuj-
nika temperatury typu LM35.
Układ ten jest precyzyjnym,
analogowym czujnikiem tem-
peratury, mogącym pracowaĘ
w zakresie temperatur od -50
do +125oC, z dułą liniowoś-
ciÄ…. NapiÍcie na jego wyjÅ›ciu
Rys. 1.
Elektronika Praktyczna 2/2001
71
M I N I P R O J E K T Y
układu LM35 a masą w przeznaczonych dla nich drobna uwaga dotycząca
uzyskamy mołliwośĘ punktach lutowniczych sposobu zamontowania
pomiaru temperatur i skÅ‚adamy razem pÅ‚ytkÍ czujnikatemperaturyLM35.
ujemnych wzglÍdem gÅ‚ÛwnÄ… z pÅ‚ytÄ… czoÅ‚owÄ…. Umieszczenie go na pÅ‚ytce
zera skali Celsjusza. Kolejnym krokiem bÍdzie ukÅ‚adu termometru jest ab-
Wytwarzaniu ujemne- ułołenie złołonych płyt solutnie niedopuszczalne!
go napiÍcia zasilania ìtwarzÄ… w dÛÅ‚î nabrzegusto- Elementy na tej pÅ‚ytce bar-
czujnika LM35 sÅ‚uÅ‚y Å‚u i wepchniÍcie wszystkich dzo silnie siÍ nagrzewajÄ…
dośĘ nietypowo wÅ‚Ä…- diod ìdo oporuî w otwory i wynik pomiaru temeratu-
czony regulowany sta- w pÅ‚ycie czoÅ‚owej. NastÍpnie ry byÅ‚by znieksztaÅ‚cony.
bilizator napiÍcia typu lutujemy wszystkie diody, Najlepiej zamocowaĘ czuj-
LM317 - IC18. NapiÍ- ktÛre jak na razie nieco za nik na dośĘ dÅ‚ugim przewo-
cie na jego wyjściu jest bardzo wystają ponad po- dzie i umieściĘ z dala od
staÅ‚e i wynosi 1,280V. wierzchniÍ pÅ‚yty czoÅ‚owej. termometru. JeÅ‚eli np. nasz
Bardzo waÅ‚ne jest wy- Jednak po wÅ‚oÅ‚eniu ukÅ‚adÛw termometr bÍdziemy wyko-
tworzenie właściwych scalonych w podstawki, pły- rzystywaĘ do pomiaru tem-
napiÍĘ odniesienia dla ta czoÅ‚owa zostanie nieco od- peratury na zewnÄ…trz po-
szeregu 60 komparato- suniÍta od pÅ‚ytki ukÅ‚aduelek- mieszczenia, to ukÅ‚ad najle-
rÛw. NapiÍcia te usta- tronicznegoi diody bÍdÄ… wy- piej bÍdzie umieÅ›ciĘ gdzieÅ›
wiane sÄ… za pomocÄ… stawaĘ ponad jej powierzch- w pobliÅ‚u okna, w ktÛrego
drugiegoregulatora na- niÍ o 3..4mm. futrynie bÍdzie moÅ‚na wy-
piÍcia typu LM317L - Na obrzeÅ‚u spodniej stro- konaĘ otwÛr na przeprowa-
IC17, szeregu rezysto- ny płyty czołowej umieszczo- dzenie przewodu do czujni-
rÛw RA i rezystancji ne zostaÅ‚y podÅ‚uÅ‚ne punkty ka umieszczonego za ok-
R2+PR2. Termometr lutownicze, do ktÛrych mo- nem. OczywiÅ›cie, czujnik
powinien byĘ zasilany łemy przylutowaĘ podłułne temeratury musi zostaĘ obu-
napiÍciem staÅ‚ym paski laminatu lub cienkiej dowany w sposÛb zabezpie-
o wartoÅ›ci okoÅ‚o blaszki, ktÛre mogÄ… stanowiĘ czajÄ…cy go przed wpÅ‚ywami
12VDC, niekoniecznie boki obudowy termometru. atmosferycznymi. Najlepiej
dokładnie stabilizowa- Poniewał jednak cały układ umieściĘ go wewnątrz me-
nym. WydajnośĘ prÄ…- dośĘ silnie siÍ nagrzewa, talowej rurki i zalaĘ jakimÅ›
dowa zasilacza nie po- w bokach obudowy naleły klejem chemoutwardzal-
winna byĘ mniejsza wykonaĘ szereg otworÛw, nym, np. DISTALlub POXI-
nił 500mA. umołliwiających swobodny POL.
przepływ powietrza chłodzą- ZR
MontaÅ‚ cego nagrzewajÄ…ce siÍ ele-
i uruchomienie menty, przede wszystkim re-
WYKAZ ELEMENTÓW
Na rys. 2 pokazano zystory RB.
rozmieszczenie elemen- Po wykonaniu prac
Rezystory
tÛw na pÅ‚ytce obwodu montaÅ‚owych ostatniÄ…
PR1: potencjometr
drukowanego, wykona- czynnoÅ›ciÄ… bÍdzie regula-
montażowy miniaturowy 2k&!
nego na laminacie jed- cja termometru. Poniewał
PR2: potencjometr
nostronnym. Ze wzglÍ- przyjÍliÅ›my zakres pomia-
montażowy miniaturowy
du na znaczne wymiary rowy naszego woltomierza
47k&!
pÅ‚ytek, rysunek przed- wynoszÄ…cy 60oC, wiÍc na-
RA: 1k&! (60 sztuk)
stawia ich widok w po- piÍcie na wyjÅ›ciu 2 ukÅ‚adu
mniejszeniu. MontaÅ‚ LM35 bÍdzie zmieniaĘ siÍ RB: 560&! (60 sztuk)
rozpoczynamy od wlu- w zakresie 600mV w sto-
R1: 1k&!
towania w pÅ‚ytkÍrezys- sunku do masy caÅ‚ego ukÅ‚a-
R2: 82k&!
torÛw. du (od -200 do +400mV
R3: 3,3k&!
Zanim przystÄ…pimy w stosunku do masy IC16).
Kondensatory
do montaÅ‚u diod, mu- A zatem napiÍcie na wej-
C1, C2: 220uF/16V
simy zmontowaĘ pÅ‚ytÍ Å›ciu odwracajÄ…cym ìnaj-
czoÅ‚owÄ… termometru. wyÅ‚szegoî komparatora po- C3: 100nF
W tym celu musimy winno wynosiĘ dokładnie
Półprzewodniki
zaopatrzyĘ siÍ w czte- 1280mV+400mV=1680mV.
D: LED Ć5mm (60 szt.)
ry śrubki o średnicy Taką właśnie wartośĘ po-
IC1..IC15: LM324
3mm i długości ok. winniśmy teraz ustawiĘ za
IC16: LM35
20mm oraz osiem na- pomocÄ… potencjometru
IC17: LM317L
krÍtek M3. årubki montaÅ‚owego PR1 na wyj-
przykrÍcamy do pÅ‚ytki Å›ciu stabilizatora napiÍcia IC18: LM385/1,2V
gÅ‚Ûwnej termometru LM317 - IC17. OkreÅ›lmy te-
Różne
tak, aby ich Å‚ebki wy- raz napiÍcie, ktÛre powin-
CON1: ARK2 (3,5mm)
stawaÅ‚y ponad po- no wystÍpowaĘ na ìnajniÅ‚-
wierzchniÍ pÅ‚ytki do- szymî komparatorze. Naj-
PÅ‚ytka drukowana wraz z kom-
kładnie tyle samo, co mniejsza wartośĘ tempera-
pletemelementÛwjestdostÍpna
podstawki pod ukÅ‚ady tury, jakÄ… bÍdziemy mie-
w AVT-oznaczenie AVT-1297.
scalone. Do zamocowa- rzyĘ wynosi -20oC. A zatem
nia kaÅ‚dej Å›rubki wy- napiÍcie w punkcie Z po-
Wzory płytek drukowanych
korzystujemy po dwie winno wynosiĘ 1280mV- w formacie PDF sÄ… dostÍpne
nakrÍtki. NastÍpnie 200mV=1080mV. TakÄ… war- wInternecie pod adresem: http:/
wkładamy wyprowa- tośĘ musimy ustawiĘ za po- /www.ep.com.pl/?pdf/luty01.htm
dzenia wszystkich 60 mocą potencjometru monta- oraz na płycie CD-EP02/2001
w katalogu PCB.
diod LED w otwory Å‚owego PR2. Jeszcze tylko
Rys. 2. (widok zmniejszony do 90%).
Elektronika Praktyczna 2/2001
72