Termometr zaokienny

Do czego to służy?

2322

Wszelkiego rodzaju termometry są je−

dnymi z najczęściej budowanych przez ama−

torów przyrządów pomiarowych, mie−

rzących wielkości nieelektryczne. Do nieda−

wna budowa termometru elektronicznego

nie była wprawdzie zadaniem trudnym, lecz

ze względu na konieczność przeprowadze−

nia wielopunktowej kalibracji, bardzo uciążli−

wym. Obecnie kłopoty związane z kalibro−

waniem wykonanego termometru mamy

już poza sobą. Produkowane są scalone

czujniki temperatury nie wymagające jakiej−

kolwiek kalibracji i umożliwiające wykonanie

pomiaru temperatury po dołączeniu ich do

dowolnego miliwoltomierza. Budowa mili−

woltomierza cyfrowego niezłej klasy jest o−

becnie także zadaniem dziecinnie łatwym,

potrzebne do ich budowy elementy są tanie

ponieważ taki przyrząd znajduje się prakty−

men i że niechybnie czeka nas przymusowa

i powszechnie dostępne i wszystko to za−

cznie w każdym domu. Bardzo często, a

rozgrzewka podczas pchania samochodu.

chęca konstruktorów do budowanie termo−

szczególnie podczas mroźnych zim rozpo−

Nazwa zaprojektowanego przeze mnie

metrów cyfrowych dosłownie „na każdą

czynamy dzień od spojrzenia na termometr,

układu nie jest zbyt precyzyjna: urządzenie

okazję“.

co umożliwia nam podjęcie decyzji o sposo−

będzie, w przeciwieństwie do alkoholo−

Układ, którego budowę chciałbym obec−

bie ubrania się. Niestety, niejednokrotnie

wych termometrów zaokiennych zamoco−

nie zaproponować moim Czytelnikom, nie

rzut oka na termometr tylko utwierdza nas

wane będzie nie za oknem pomieszczenia,

wyróżnia się niczym szczególnym. Do cze−

w przekonaniu, że akumulator w naszym

ale wewnątrz niego, także na futrynie okna.

go służy termometr zaokienny wie każdy,

samochodzie z pewnością zamarzł już na a−

Na zewnątrz zostanie wyprowadzony jedy−

Rys. 1

1 S

Schemat iideowy

54

ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/99

nie odpowiednio obudowany czujnik pomia−

naniu takim, jak na schemacie

rowy. Wyniki pomiaru obrazowane będą za

nasz termometr może mierzyć

pomocą wyświetlaczy siedmiosegmento−

temperatury z zakresu −50 ...

wych LED, co umożliwi łatwy odczyt tem−

+990. Ponieważ w założeniu

peratury w dowolnych warunkach oświetle−

przyrząd ma służyć do pomiaru

niowych. Ponieważ jednak stałe świecenie

naturalnej temperatury otocze−

wyświetlaczy mogłoby być nieprzyjemne

nia, zastosowany zakres jest w

dla otoczenia, przewidziano możliwość ich

naszych (jak i w każdych) wa−

wyłączania, a właściwie włączania tylko

runkach klimatycznych całko−

podczas odczytu temperatury.

wicie wystarczający.

Wspomniałem, że proponowany układ

Do „życia“ i pomiaru tem−

nie wyróżnia się spośród innych termome−

peratur mniejszych od zera

trów elektronicznych niczym szczególnym.

ICL7107 wymaga dostarczenia

Nie jest to do końca prawda: schemat elek−

ujemnego względem poten−

tryczny układu to rzeczywiście szczyt try−

cjału masy napięcia o wartości

wialności, ale sposób prezentowania wyni−

−3,3 ... −5VDC. Zastosowałem

ków pomiaru i układ wyświetlaczy jest

scaloną przetwornicę napięcia

trochę niecodzienny. Nasz termometr

+5VDC − −5VDC typu ICL7660.

będzie wyświetlał aktualnie zmierzoną tem−

Ten ciekawy układ potrzebuje

peraturę „po chińsku“, od góry do dołu, a

do działania zaledwie jednego

Rys. 2

2 S

Schemat m

montażowy

nie jak jesteśmy przyzwyczajeni od lewej do

elementu zewnętrznego: kon−

prawej strony. Jest do ukłon w stronę trady−

densatora elektrolitycznego o pojemności

Zawsze zalecam moim Czytelnikom sto−

cji: odczytu temperatury na tradycyjnym ter−

10 µF (na schemacie C2) a na jego wyjściu

sowanie podstawek pod układy scalone w

mometrze słupkowym.

otrzymujemy ujemne względem masy na−

wykonywanych przez nich konstrukcjach.

Proponowany układ odznacza się wy−

pięcie −5V, dość przyzwoicie stabilizowane.

W przypadku układu IC1 zastosowanie pod−

jątkową prostotą i może zostać wykonany

Napięcie ujemne względem masy ukła−

stawki jest absolutnie niezbędne, ponieważ

nawet przez początkującego elektronika a−

du potrzebne nam będzie jeszcze do jedne−

wewnątrz jej obrysu umieszczono kilka ele−

matora, dysponującego jedynie miernikiem

go celu: umożliwi ono dokonywanie pomia−

mentów, kondensatorów i rezystorów. Naj−

uniwersalnym i lutownicą. Zastosowane do

ru temperatur mniejszych od zera w skali

pierw więc lutujemy podstawkę, a na−

jego budowy elementy są tanie i powsze−

Celsjusza. Pomiar taki jest możliwy, ponie−

stępnie „upychamy“ w jej wnętrzu konden−

chnie dostępne, a kłopot będziecie mieli je−

waż wyjście czujnika pomiarowego jest

satory.

dynie z wykonaniem odpowiednio elegan−

„podciągane“ w stronę napięć ujemnych za

Pozostała część montażu jest już typowa

ckiej obudowy do wykonanego przyrządu.

pomocą rezystora R4. Odczyt temperatury

i nie ma sensu szczegółowo jej opisywać.

ujemnej sygnalizowany jest włączeniem

Po wlutowaniu wszystkich elementów w

Jak to działa?

diody LED D1.

jednostronną płytkę montujemy na niej

Schemat elektryczny proponowanego u−

Przycisk S1 jest elementem opcjonal−

złącze szufladkowe CON2 i od tej chwili u−

kładu został pokazany na rysunku 1

1. Nie zo−

nym. Jeżeli zastosujemy go, to wyświetla−

baczymy na nim niczego nowego, co wy−

cze będą się włączać dopiero po naciśnięciu

Wykaz e

elementów:

magałoby szczegółowego opisu i wyjaś−

przycisku. Jest to dość naturalny sposób od−

nień. Typowa aplikacja jednego z najpopu−

czytywania temperatury: podchodzimy do

Kondensatory

C1

100pF

larniejszych układów scalonych − ICL7107

okna, wyglądamy na zewnątrz i po naciśnię−

C2, C3 10µF/16V

nie zasługuje chyba na komentarz. Popular−

ciu przycisku sprawdzamy temperaturę oto−

C4

220nF

na „ajsielka“ pracuje tu w układzie miliwol−

czenia. Jeżeli jednak chcemy, aby wyświet−

C5

47nF

tomierza o zakresie pomiarowych od 0 do

lacze pozostawały cały czas włączone, to S1

C7

100µF/16V

C8

10...100nF

999mV. Za chwilę wyjaśnię Wam, dlaczego

można zastąpić zworą.

C9,

100nF

typowy zakres 0 ... 1999mV został zmniej−

Układ powinien być zasilany stabilizowa−

szony i dlaczego „amputowana“ została

nym napięciem +5VDC, najlepiej pobiera−

Rezystory 0

0,125W

pierwsza, najbardziej znacząca cyfra wy−

nym z typowego zasilacza „wtyczkowego“.

PR1

potencjometr montażowy

HELLITRIM 1kΩ

świetlacza.

R1

100kΩ

Jako czujnik pomiarowy zastosowałem

Montaż i uruchomienie

R2, R4

1kΩ

popularny i wielokrotnie już stosowany w

Na rysunku 2

2 została pokazana mozaika

R3

470kΩ

R5

1MΩ

naszych konstrukcjach układ LM35. Na wy−

ścieżek dwóch płytek drukowanych oraz

R6

560Ω

jściu tego układu otrzymujemy gotowy od−

rozmieszczenie na nich elementów. Układ

czyt temperatur w stopniach Celsjusza, wy−

termometru został podzielony na dwie częś−

Półprzewodniki

rażony w dziesiątkach miliwoltów. Co ozna−

ci: na pierwszej, dwuwarstwowej płytce za−

DP1, DP2, DP3

wyświetlacze

siedmiosegmentowe LED, wsp. anoda

cza to nieco zawiłe stwierdzenia? Ano to, że

montujemy wyświetlacze, diodę D1 i opcjo−

D1

dioda LED

jeżeli na wyjściu LM35 napięcie wyniesie

nalny włącznik S1. Druga płytka, wykonana

IC1

ICL7107

np. 189mV to oznacza to że struktura ukła−

na laminacie jednowarstwowym, pomieści

IC2

ICL7660

IC3

LM35

du została umieszczona w środowisku o

całą resztę układu.

temperaturze 18,9OC. Napięcie 278mV o−

Montaż rozpoczniemy od płytki dwuwar−

Pozostałe

znacza temperaturę 27,8OC, a −300mV mo−

stwowej, lutując na niej wyświetlacze,

CON2 1x24 goldpin

żemy z przerażeniem odczytać jako −30OC

diodę LED i jeden rezystor − R6. Następnie

CON1 złącze szufladkowe jednorzędowe,

1x24 pin

(nikomu nie życzę przeżycia takich mrozów).

lutujemy do tej płytki (od strony druku) sze−

S1

microswitch

Wiemy już teraz, dlaczego ograniczyłem

reg 26 goldpinów, który służyć będzie do u−

zakres pomiarowy naszego termometru i

tworzenia „kanapki“, czyli połączeniu

Płytka d

drukowana A

AVT−2

2322

zrezygnowałem z pierwszej cyfry. W wyko−

dwóch płytek w jedną, zwartą całość.

ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/99

55

zyskujemy

możliwość

po

łączenia, dosłownie jednym ruchem, obu części układu w jedną ca−

łość. Zanim jednak to uczynimy, pozostaje nam jeszcze do wykona−

nia

prosta

regulacja,

polega

jąca na ustawieniu za pomocą potencjometru montażowego PR1

napięcia 1000mV pomiędzy wyprowadzeniami REF HI i REF LO

IC1. Czynność tę musimy wykonać szczególnie starannie, ponie−

waż od precyzyjnego ustawienia tego napięcia będzie zależała do−

kładność wskazań naszego termometru.

Jak już wspomniałem, nasz termometr przeznaczony jest do za−

montowania na ramie okiennej lub futrynie, natomiast czujnik po−

miarowy IC3 musimy umieścić za oknem. Narażony on więc będzie na bardzo szkodliwe wpływy atmosferyczne i musi zostać odpowie−

dnio od nich odizolowany. Najlepiej będzie umieścić go wewnątrz metalowej, niewrażliwej na korozję rurki i zalać substancją także nie−

wrażliwą na wpływy atmosferyczne. Substancją taką może być np.

klej DISTAL lub POXIPOL, a także kleje i wypełniacze silikonowe.

Ubolewam nad tym, że nie znalazłem jakiejkolwiek gotowej o−

budowy

do

naszego

termometru.

Mam

jednak

nadzieję, że Wasz spryt i zdolności manualne pozwolą Wam wyko−

nać bardzo estetyczną i funkcjonalną obudowę do wykonanego u−

rządzenia.

Pozostaje

mi

jedynie

życzyć

Wam,

abyście na naszym termometrze odczytywali wyłącznie miłe dla Was temperatury.

Zbigniew R

Raabe

Komplet p

podzespołów zz p

płytką jjest d

dostępny w

w s

sieci

handlowej A

AVT jjako k

kit A

AVT−2

2322

56

ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/99