|
| Статистика |
Онлайн всего: 1 Гостей: 1 Пользователей: 0 |
 |
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ЦИФРОВОЙ ТЕРМОМЕТР 
Предлагаемое Вашему вниманию устройство разрабатывалось в качестве домашнего термометра для одновременного контроля температуры в помещении и на улице. Кроме измерения температурных параметров, на дисплей выводится информация о текущем времени и дате. В качестве датчиков контроля температуры, применены широко распространенные DS18B20. Один датчик устанавливается внутри помещения, другой - снаружи. Принципиальная схема представляет собой микроконтроллер, который управляет 4-х строчным символьным ЖКИ - индикатором и часами реального времени DS1307. Часы реального времени включены по типовой схеме - стабилизация частоты осуществляется кварцевым резонатором 32768 Гц, в качестве резервного источника питания применён литиевый элемент напряжением 3В. Управление от микроконтроллера проводится по шине I2C, реализация данного интерфейса в микроконтроллере - программная. Питание устройство получает от внешнего источника 7-14В через стабилизатор LM7805. С этого же стабилизатора напряжение подаётся на датчики температуры DS18B20. Управление подсветкой индикатора производится кнопкой S4. По умолчанию (после включения устройства) подсветка включена. Внимание! Проверяйте назначение выводов 1 (общий) и 2 (+5В) используемого ЖКИ. У некоторых производителей индикаторов они могут располагаться наоборот! Неправильное подключение источника питания может вывести ЖКИ из строя!
В принципе, для измерения двух каналов температуры и вывода на дисплей времени и даты, можно было бы использовать и более простой микроконтроллер, например, 16F628A. Однако, в дальнейшем планируется дополнить устройство датчиками контроля давления и влажности. Исходя из этого, выбор микроконтроллера и разработка печатной платы выполнялись с "запасом" под новые версии прошивок и введение дополнительных функций. Настройка режима часы/дата: Нажать и удерживать более трёх секунд кнопку S2.После звукового сигнала отпустить кнопку, на дисплее в позиции часов появится курсор. Кнопкой S1 устанавливается нужное значение, а кнопкой S2 осуществляется переход часы-минуты-число-месяц-день. 
Внешний вид печатной платы 
Внешний вид печатной платы с подключенным индикатором
Версия прошивки 1.0
Версия прошивки 1.0 под индикатор WH2004
Описание, принципиальная схема, печатная плата
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ЦИФРОВОЙ ТЕРМОМЕТР. Версия 1.1.
В этой версии в устройство дополнительно введена функция измерения влажности воздуха в помещении. Использован психометрический метод измерения влажности - по разнице показаний двух термометров. Теоретическое обоснование и детальное описание данного метода читайте в статье Датчик для домашней метеостанции. Переключение в режим влажности осуществляется при помощи кнопки S3. Вводимые в схему новые элементы выделены красным цветом. В микроконтроллер для работы с данной функцией необходимо залить новую версию прошивки 1.1. 
В большинстве случаев для измерения влажности применяют емкостные датчики, например, HIH-4000. Однако в основу измерения влажности в данном устройстве положен несколько иной принцип - психометрический метод. Этот метод основан на измерении разности двух температур. Прибор, который работает на этом принципе, называется психрометр и состоят из двух термометров. Один термометр "сухой", другой - "влажный". Для того, что бы второй термометр был влажным, он оборачивается в хлопчатобумажную ткань, которая опускается в воду и является постоянно влажной за счёт капиллярного эффекта. Испаряясь, вода охлаждает влажный термометр. В результате этого получается разница между показаниями "сухого" и "влажного" термометров. Исходя из разницы температур "влажного" и "сухого термометров", и температуры "сухого" термометра - т.е. температуры в помещении, по специальным таблицам, которые называются психометрическими, определяют относительную влажность воздуха.
В микроконтроллере для измерения влажности запрограммированы следующие значения - диапазон температур сухого термометра 15...30 градусов и разность показаний между сухим и влажным термометром 0...9 градусов. При желании, корректировкой таблицы, прошитой в микроконтроллере, этот диапазон рабочих температур градусов можно сдвинуть в ту или иную сторону.
При выходе за пределы 15...30 градусов и при разности температур свыше 9 градусов, на дисплей выводится сообщение об ошибке. Так же показывается ошибка, если температура "влажного" датчика становится больше температуры "сухого" датчика.
В режиме психрометра, на дисплей постоянно выводится значения "сухого" и "влажного" датчиков и в случае, если температура выйдет за указанные пределы и будет выведено сообщение об ошибке, всё равно исходя из этих значений по расширенной психометрической таблице можно вычислить значение влажности. Если, разумеется, она лежит в области определения психометрической таблицы.
Может получиться ситуация, когда показания "сухого" и "влажного" датчиков одинаковы. А это возможно в двух случаях - когда влажность воздуха 100% или отсутствует вода в емкости "влажного" датчика. Поэтому, при показаниях влажности 100% нужно проверить, что "влажный" датчик действительно смочен водой.
Несмотря на то, что использование психометрического метода не очень удобно (нужно следить за наличием воды, конструктивные особенности изготовления "влажного" датчика), тем не менее, его вполне можно использовать при отсутствии емкостных датчиков влажности для построения домашней метеостанции. Однако в следующих версиях устройства для измерения влажности планируется использовать более надёжную элементную базу - универсальный датчик температуры и влажности SHT21. О применении этого датчика читайте здесь - Датчик температуры и влажности SHT21. Два в одном.
Версия прошивки 1.1
Версия прошивки 1.1 под индикатор SC1602Обсуждение универсального термометра на нашем форуме Версия универсального термометра на датчике SHT21
| 