Компактный термометр

Рейтинг:  5 / 5

Подробности

Категория: схемы на ATtiny

Опубликовано: 17.04.2019 10:11

Просмотров: 3188

Н. Салимов, г. Ревда Свердловской обл.
Доступность литиевых элементов питания с длительным (до 10 лет) сроком службы позволяет радиолюбителям разрабатывать компактные устройства бытовой электроники: часы, таймеры, фонари, термометры. Один из вариантов термометра с питанием от литиевого элемента описан в предлагаемой статье.

Все детали термометра размещены в корпусе от маркера. Печатная плата — в цилиндрической части, элемент питания — в верхнем колпачке, датчик температуры — в носике под нижним колпачком. Питание — автономное от литиевого элемента CS2, датчик температуры — DS18B20. Результат измерения температуры выводится на светодиодный семиэлементный четырёхразрядный индикатор. Длина термометра — 140 мм, наибольший диаметр — 20 мм.
Принципиальная схема прибора изображена на рис. 1. Основной его компонент — микроконтроллер ATtiny2313A-PU. Резисторы в цепях катодов элементов индикатора ограничивают текущий через них ток. Двухсторонняя печатная плата термометра размерами 76x16 мм представлена на рис. 2.

Переходные отверстия на плате показаны залитыми.
Корпус маркера — конический, поэтому после изготовления (до пайки деталей) следует напильником "по месту" придать плате трапецеидальную форму, сузив ту сторону, где подключается датчик, приблизительно до 14 мм. Плата должна легко входить в корпус и плотно в нём держаться. Поскольку ширина печатных проводников 0,35 мм, возможны их почти незаметные на глаз разрывы за счёт протравливания. На своём экземпляре платы я обнаружил четыре таких разрыва и устранил их, напаяв сверху отрезки лужёного провода диаметром 0,15мм. Отрезки такого же провода впаяны в переходные отверстия. Не мешает убедиться и в отсутствии замыканий между печатными проводниками.
Плата рассчитана на установку резисторов и конденсаторов С1, С3 типоразмера 1206 для поверхностного монтажа. Оксидный конденсатор С2 —алюминиевый SS006M0100BZF-0607 фирмы Yageo. Диаметр его корпуса — 5 мм, высота — 7 мм.
Доработка корпуса маркера сводится к удалению пишущего стержня, вырезанию окна под индикатор и увеличению круглым напильником внутреннего диаметра большого колпачка под литиевый элемент CR2. "Плюсовой" токосъёмник — пластина из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм, после припайки провода плотно вставленная внутрь колпачка. Провод должен быть припаян вблизи края пластины, а рядом с ним просверлено отверстие для провода, идущего к "минусовому" токосъёмнику. Последний сделан из листовой латуни и после припайки провода вдавлен паяльником в крышку колпачка. Крышка изготовлена из листовой пластмассы толщиной 1 мм и имеет три стальных усика диаметром 0,8 мм для фиксации на колпачке. Усики входят в Г-образные прорези на его боковинах (рис. 3).

Кнопка SB1 установлена на корпусе маркера за индикатором.
Коды из приложенного к статье файла Compact_T.hex должны быть загружены в программную память микроконтроллера, а его конфигурация запрограммирована в соответствии с таблицей.

В термометре отсутствует выключатель питания, поскольку большую часть времени его микроконтроллер "спит", потребляя от литиевого элемента ток не более 4 мкА. Нажатием на кнопку SB1 он "пробуждается", согласно программе опрашивает датчик температуры и выводит его показания на индикатор. Потребляемый ток при этом возрастает до 10...12 мА, в зависимости от выведенных на индикатор цифр.
Спустя 6 с, чего вполне достаточно для считывания температуры, индикатор гаснет, а микроконтроллер вновь "засыпает" до следующего нажатия на кнопку.
Внешний вид изготовленного термометра показан на рис. 4.

Его работа проверена при температуре до -9,5 °С. Термометр можно выполнить и в другом корпусе, а для его питания применить, например, литиевый элемент CR2032.
Программу микроконтроллера можно скачать с сайта или по адресу ftp://ftp.radio.ru/pub/2018/05/compact.zip на FTP-сервере журнала
Радио №5, 2018
Простой цифровой термометр на PIC16F628A и датчике DS18B20
Двойной термометр на ARDUINO UNO
Термометр дом—улица на ATtiny2313A
Бытовой термометр на основе мультиметра М830В