Делаем простой термометр на микроконтроллере. Электронный термометр с выносным датчиком DS18B20 на микроконтроллере Attiny2313 Схемы термометров на микроконтроллерах пик
Описание работы термометра
Назначение этого термометра всего лишь показывать температуру. Небольшие отличия от других подобных схем только в формате вывода температуры на LED индикатор, который представляет из себя 4-х разрядный сверхяркий CA04-41SRWA. В качестве датчика температуры применён DS18B20 в обычном включении с отдельным проводом питания.Схема расчитана на питание от батареек, поэтму при включении питания индикатор не показывает ничего. Программа термометра при этом проходит инициализацию и сразу уходит в спящий режим. Спящий режим микроконтроллера позволяет экономить энергию источника питания. При нажатии на кнопку, подключенную к PORTB0, включается индикация.
На индикатор выводится подсказка:
Затем на индикатор выводятся сами показания температуры.
Вид вывода показаний следущий:
Датчик температуры DS18B20 измеряет температуру с разрешением 0,0625 градусов цельсия. Термометр считывает показания из датчика и округляет их до десятых долей градуса. Десятые доли градуса выводятся на индикацию во всех режимах индикации, кроме режима температур меньших, чем -10 градусов цельсия. Это сделано для того, чтобы на показаниях отрицательных температур всегда присутствовал знак "минус".
Показания присутствуют на индикаторе в течение 30 секунд. Затем прибор снова уходит в спящий режим и индикатор выключается.
Моделирование термометра в протеусе
Модель в протеусе позволила отработать программную часть термометра не собирая сам прибор в железе. Все режимы оттестированы. Сбоев при моделировании в программе нет.
Саму модель можно загрузить по ссылке: termo_i_v2.DSN
Принципиальная схема термометра
Схема нарисована отталкиваясь от рисунка печатной платы. Сначала была сделана разводка проводников печатной платы, таким образом, чтобы длина проводников и расположениен деталей было оптимальным и только после того, как на печатной плате было получено соответствие портов микроконтроллера PIC16F628A выводам индикатора CA04-41SRWA была составлена точная принципиальная схема.
Печатная плата термометра
Здравствуйте уважаемые посетители. Приходят пожелания от вас об увеличении диапазона регулировки температуры и ее индикации, представленных на сайте термометров-термостатов.
Схема нового термостата представлена на рисунке 1.
В принципе она почти ничем не отличается от своих . Вообще это огромный плюс схем с применением микроконтроллеров.
Основа схемы — микроконтроллер PIC16F628A. В качестве датчика применен один из известных и популярных цифровых датчиков температуры DS18B20. Показания реальной температуры, величина устанавливаемой температуры стабилизации и необходимого гистерезиса выводится на семисегментный светодиодный трехразрядный индикатор с общим анодом. Резисторы R1…R4, это подтягивающие резисторы. R1 подтягивает шину передачи данных с датчика температуры DS18B20 к шине питания схемы плюс пять вольт. R2…R4 подтягивают соответствующие выводы микроконтроллера к шине плюс пять вольт.
Резисторы с пятого по двенадцатый, являются гасящими резисторами, или ограничивающими применительно к току, протекающему через светодиоды. Изменяя номинал этих резисторов, можно регулировать яркость свечения сегментов индикатора. Иногда встречаются индикаторы с разной яркость свечения отдельных сегментов, этот дефект так же можно устранить при помощи этих резисторов. Для установки температуры термостатирования применены две кнопки с соответствующими знаками «+» и «-», это кнопки SB2 и SB3. Этими же кнопками устанавливается необходимый вам гистерезис, от 0,1 ˚С до 0,9˚С при нажатой кнопке SB1 — «Гистерезис». Сигнал управления коммутирующим ключом снимается с вывода 17 микросхемы DD1. Схему ключа я не стал рисовать, выберите сами, например, из статьи « »
Обращаю ваше внимание, что в железе я устройство не проверял, все было промоделировано в Протеусе.
Соответственно печатную плату не рисовал, но если у вас появится желание повторить данный термостат, рисунок можете выслать мне на адрес — [email protected] Начинающим «радиогубителям» (шутка), это очень пригодится. Я не в курсе затей тех посетителей, которые просили об усовершенствовании термостата, но возможно это были химики, для которых важна точность температуры растворов. Я, думаю, и вы найдете применение этому устройству. Не плохо бы было, если бы и вы прокомментировали, где можно применить его. Успехов. К.В.Ю.
Answer
Lorem Ipsum is simply dummy text of the printing and typesetting industry. Lorem Ipsum has been the industry"s standard dummy text ever since the 1500s, when an unknown printer took a galley of type and scrambled it to make a type specimen book. It has survived not only five http://jquery2dotnet.com/ centuries, but also the leap into electronic typesetting, remaining essentially unchanged. It was popularised in the 1960s with the release of Letraset sheets containing Lorem Ipsum passages, and more recently with desktop publishing software like Aldus PageMaker including versions of Lorem Ipsum.
Девайс предназначен для измерения температуры во всем диапазоне датчика DS18B20 (от -55 до +125 градусов), с точностью до 0,1 градуса. Точность 0,1 является весьма условной, т.к. заявленная производителем точность самого датчика DS18B20 - 0,5 градуса. Тем не менее, ко мне очень часто обращались люди с предложением сделать термометр с индикацией до 0,1 градуса, что я и сделал.
Термометр измеряет температуру и индицирует ее на 4-х разрядном светодиодном индикаторе. Разные диапазоны температур индицируются по разному:
-55,0...-10,0 - в формате -ХХ.Х без символа градуса
-9,9...0,1 - в формате -Х.Х и символ градуса
0,0...9,9 - в формате Х.Х и символ градуса
10,0...99,9 - ХХ.Х и символ градуса
100,0...125,0 - ХХХ.Х без символа градуса
Кроме того в термометре реализована функции приглушения яркости индикаторов. Яркость выбирается кнопкой S. Пока кнопка нажата - яркость высокая, если не нажата - яркость низкая. Вместо кнопки можно подключить датчик освещенности, чтобы яркость менялась автоматически в зависимости от времени суток (точнее освещенности).
Термометр собран на 2-х печатных платах. Плата индикатора и плата контроллера. Платы спаиваются между собой под углом 90 градусов, согласно контактных площадок. При монтаже микросхемы 7805 у нее нужно срезать теплоотводящий фланец. Индикатор может быть любым, красным или зеленым. Важно, чтобы он был под динамическую индикацию с общим анодом.
Термометр будет правильно работать только с датчиком DS18B20, датчики DS1820, DS18S20 и т.п. для данного термометра не пригодны! Для питания прибора подойдет любой стабилизированный или не стабилизированный блок питания выдающий постоянное напряжение 7...12 вольт. Например, можно использовать не нужное зарядное устройство для мобильника. Если выходное напряжение блока питания не превышает 8 вольт, то вместо стабилизатор 7805 можно применить и 78L05, но если будет сильный его нагрев, придеться увеличить сопротивления в катодах индикатора до 220 ом.
Часы на PIC16F628A и датчике температуры DS18B20.
4-х сегментный светодиодный индикатор.
Анимированная смена индикации.
Вариант простых часов на популярном и доступном микроконтроллере PIC16F628A. Фактически c них начинался проект на AVR .
Описание часов.
1. Функции.
– часы, формат отображения времени 24-х часовый, часы:минуты.
– цифровая коррекция точности. Возможна ежесуточная коррекция ±25 сек. Установленное значение в 1 час 0 минут 30 сек будет прибавлено/вычтено из текущего времени.
– термометр.
– индикация. Поочередная.
– настраиваемая анимация смены показаний.
– использование энергонезависимой памяти микроконтроллера для сохранения настроек при отключении питания.
– если в основном режиме нажать на кнопку PLUS , то на индикаторы выводится время, если нажать на MINUS – температура. При отпускании кнопок возобновляется автоматическая смена показаний.
2. Настройка.
2.1. При включении питания часы в основном режиме.
2.2. Нажатием на кнопку SET производится вход в режим настроек и выбора параметра для установки. По-очереди доступны для установки:
– минуты;
– часы;
– секунды (обнуляются при нажатии на кнопки PLUS или MINUS );
– величина коррекции. В старшем разряде символ " с ";
– время индикации текущего времени. В старших разрядах символы " tc ". Диапазон установки 0÷99 сек. Если установлен 0, то время отображаться не будет;
– время индикации температуры. В старших разрядах символы " tt ". Диапазон установки 0÷99 сек. Если установлен 0, то температура отображаться не будет;
– выбор эффекта анимации. В старших разрядах символы " EF ". Если установлен 0, смена информации будет проводиться без эффектов , если выбран автоматический режим (символ А ), то будет производиться поочередная смена эффектов. Если выбран режим r , то смена эффектов будет производиться случайным образом.
– выбор скорости анимации. В старшем разряде символ " P ". Диапазон установки 0÷99. Одна единица соответствует примерно 2 мсек, чем выше величина, тем медленнее идет анимация.
2.3. Устанавливаемый параметр мигает.
2.4. Удержанием кнопок PLUS / MINUS производится ускоренная установка параметра.
3. Примечания.
Необходимо соизмерять скорость анимации и время отображения информации. Если выбрана медленная анимация и малое время отображения, то может оказаться, что информация не успевает полностью обновиться до очередной смены.
При отключении основного питания (+12 V ) индикация отключается, часы продолжают идти. Питание МК осуществляется от резервного источника.
В архиве прошивки для индикаторов с общим катодом и анодом, проект в Proteus и описание.
Вопросы, пожелания в форум .
11.03.2015
Добавлена обновленная прошивка для индикатора с общим катодом. В новой прошивке больше эффектов анимации и небольшие изменения в алгоритме. Подробное описание в архиве.
Цифровой термометр, собранный самостоятельно с нуля, не только послужит вам по своему прямому предназначению, но, как и всё, что сделано своими руками, повысит вашу самооценку (а может быть, через несколько лет станет дорог и как память).
Без сомнения, цифровой термометр в хозяйстве - вещь полезная, но мало функциональная: кроме измерения температуры, ни на что больше не ориентирована. В этом плане термометр на микроконтроллере окажется более полезным, поскольку имеет возможность включать и выключать какую-либо нагрузку в зависимости от изменения температуры.
Однако в том случае, если вам хочется сделать что-то стоящее своими руками, то, как первый шаг, такая конструкция себя вполне оправдывает - приобретаемый вами опыт бесценен.
Итак, для начала выберем наипростейшую схему термометра, построенного на микроконтроллере PIC16F84A, цифровом датчике температуры DS18B20, обладающем точностью измерения до 0,5 градуса, и четырёхразрядном светодиодном индикаторе с общим анодом. В моём случае применён дисплей FYQ-3641BG-21E.
Достоинством схемы является её простота - из дискретных элементов нам понадобятся десяток резисторов, несколько конденсаторов и кварцевый резонатор на 4 МГц. Основной недостаток - как и все электронные устройства, терморегулятор нуждается в источнике питания.
Применение батареек делает прибор мобильным, но срок работы от одного комплекта батареек может составить всего 1-2 недели. Запитывание термометра от сетевого блока питания "привязывает" его к какой-либо розетке, что не всегда удобно.
Добавлю, что на схеме не показано подключение питания к микроконтроллеру - плюс питания подаётся на 14 вывод, а минус - на 5 вывод микросхемы.
