Рассмотрим как сделать градусник своими руками

Содержание:

Виды термометров по используемым материалам

Здесь различают 7 категорий:

  1. Жидкостные. Представляют собой корпус, заполненный жидкостью, которая подвержена температурному расширению. Колба с жидкостью прикладывается к шкале. При нагреве жидкость расширяется, и столбик растет, а при охлаждении — наоборот, сжимается (уменьшается). Погрешность измерений такими приборами составляет менее 0,1 градуса.
  2. Газовые. Принцип действия — тот же, что и у жидкостных, но в качестве заполнителя для колбы выбирается инертный газ. Это позволяет существенно увеличить температурный диапазон измерения (если для жидкостных предел — +600 градусов, то для газовых — +1000 градусов). С их помощью можно измерять температуру в различных раскаленных жидких средах.
  3. Механические. В основе действия — принцип деформации металлической спирали. Часто эти термометры комплектуются стрелочным “дисплеем”. Устанавливаются в спецтехнике, автомобилях, на автоматизированных линиях. Нечувствительны к ударам.
  4. Электрические. Работают, измеряя уровень сопротивления проводника при разных температурных показателях. В качестве проводника могут использоваться разные металлы (например, медь или платина). Соответственно, и диапазон измерений таких устройств будет отличаться. Чаще всего такие модели применяются в лабораторных условиях.
  5. Термоэлектрические. В конструкции предусмотрено два проводника, проводящие замеры по физическому принципу на основе эффекта Зеебека. Эти устройства очень точные, работают с погрешностью до 0,01 градуса и подходят для высокоточных измерений в производственных процессах, когда рабочая температура превышает 1000 градусов.
  6. Волоконно-оптические. Чувствительные датчики из оптоволокна (оно натягивается и сжимается или растягивается при изменении температуры, а прибор фиксирует степень преломления проходящего луча света). Допустимый диапазон измерений — до +400 градусов, а погрешность — не более 0,1 градуса.
  7. Инфракрасные. Непосредственный контакт с измеряемым веществом не требуется: прибор генерирует инфракрасный луч, который направляется на изучаемую поверхность. Это современный вид бесконтактных термометров, которые работают с точностью до нескольких градусов и подходят для высокотемпературных измерений. С их помощью можно измерять даже температуру открытого пламени.

Компания «Измеркон» предлагает как разные виды термометров, так и комбинированные устройства, в том числе манометры-термометры или гигрометры-термометры для автономной работы с энергонезависимой памятью, обеспечивающей постоянную фиксацию результатов измерений.

.1 Техническое задание

Разработать аппаратные и программные средства для реализации цифрового
термометра. Термометр должен соответствовать требованиям:

Ø  сфера применения: измерение температуры воздуха (или воды при
доработке защиты датчика от влажности);

Ø  диапазон измеряемой температуры: -50… +99º
С;

Ø  погрешность измерений: ±0.5 º С (в диапазоне от -10 до +85
º С);

Ø  напряжение питания: 3 — 5 В;

Ø  использование доступных, энергоэкономичных, дешевых элементов
для возможности последующей реализации разработанного устройства.

.1.1
Источники информации

Основным источником информации в данной конструкции является термодатчик.
Он должен в зависимости от величины аналогового сигнала (температуры)
формировать определенный цифровой код, который должен быть доступен для
считывания микроконтроллером.

Еще один источник информации — кнопка старта/останова измерений.

.1.2
Приемники информации

Для случая получения информации от термодатчика приемником информации
является контроллер, который обрабатывает входные данные и периодически
отправляет их на цифровой индикатор.

А для случая считывания данных с цифрового индикатора приемником информации
можно считать пользователя, который получает данные температуры и обрабатывает
их , принимая какие-либо решения.

Особенности и полезные функции уличных оконных термометров

Приобретая термометр, обратите внимание на его характеристики и дополнительные возможности, делающие цифровые оконные термометры более удобными и функциональными

Особенности и преимущества электронных уличных термометров

Благодаря достижениям современных технологий цифровые термометры способны работать при разных условиях и максимально удобны в быту:

  • бытовые электронные термометры функционируют при широком диапазоне температур. Для внутреннего основного блока рабочий диапазон составляет от -10 до +50°C, наружный датчик сохраняет свои эксплуатационные характеристики при температурном режиме от -50 до +70°C. Это позволяет использовать термометры во всех климатических зонах России;
  • вы можете не переживать за сохранность и точность показаний устройства при любых погодных условиях: благодаря герметичному корпусу, датчику не страшны снег, ветер, дождь и палящее солнце;

Благодаря герметичному корпусу погодные условия не могут повлиять на показания прибора

  • интересно, что радиопередатчик с термопарой могут быть установлены не только на улице. При необходимости измерить температуру в помещении или внутри другого объекта, вы можете разместить капсулу с датчиком в теплице, гараже, погребе, мастерской и даже холодильной камере;
  • беспроводные электронные уличные термометры с выносным датчиком легко разместить в любом удобном месте, им не обязательно находиться возле окна;
  • современные приборы не просто фиксируют температуру, но осуществляют полноценный мониторинг и анализируют полученные данные.

Дополнительные функции электронных цифровых термометров с выносным датчиком

Современные устройства обладают различными дополнительными возможностями, расширяющими функционал термометра. При выборе термометра эти характеристики могут сыграть немаловажную роль.

Функция Описание функции
Определение вероятности гололеда При температурном режиме в пределах от -1 до -3°C устройство предупреждает вас о повышенной вероятности гололеда на улице.
Анализ данных Термометр фиксирует максимальную и минимальную температуру и записывает эти данные в память.
Подключение в USB Через USB порт вы можете подключить интерфейс к своему компьютеру, скопировать, проанализировать и обработать полученные данные и составить отчеты на основе информации в памяти устройства.
Дополнительные индикаторы Термометр может оснащаться часами, встроенным будильником и календарем, сочетая в одном устройстве все полезные показатели, необходимые нам ежедневно. Среди лучших многофункциональных моделей – оконные термометры rst, оснащенные часами и умным будильником.
Определение уровня влажности Показатель влажности позволяет предугадать вероятность осадков на улице.

Если у вас есть необходимость в анализе данных, убедитесь, что выбранная модель оснащена USB портом и способностью обрабатывать зафиксированные показатели. Если же ваша единственная цель покупки – узнавать температуру на улице, выбирайте самую простую лаконичную модель термометра.

Алгоритм работы программы термометра на ATmega и DS18B20

Все установки микроконтроллера заводские, FUSE-биты трогать не надо.

Для работы программы задействовано два таймера/счетчика микроконтроллера:- восьмиразрядный Т0- шестнадцатиразрядный Т1
С помощью восьмиразрядного таймера Т0 настроенного на вызов прерывания по переполнению, с внутренней частотой СК/8 (период 2 миллисекунды) организован:- расчет текущей температуры- динамический вывод результатов измерения температуры датчиком DS18B20
С помощью шестнадцатиразрядного таймера Т1 настроенного на вызов прерывания по переполнению, с внутренней частотой СК/64 (период 4 секунды) организованно:- подача команды датчику DS18B20 на измерение температуры- считывание измеренной температуры с датчика
В принципе, можно задействовать и один восьмиразрядный таймер/счетчик, также настроенный на вызов прерывания по переполнению, с внутренней частотой СК/8, и всю работу схемы организовать в процессе обработки прерывания. Но дело в том, что смысла в этом нет — датчику DS18B20 необходимо чуть меньше 1 секунды (при 12-ти битном разрешении) для конвертирования (определения) температуры, т.е., чаще чем 1 раз в секунду мы не сможем обновлять данные температуры. Кроме того, столь частое обновление температуры приведет к нагреву датчика и, соответственно, к искажению реальных данных. Использование второго счетчика позволяет отдельно задавать промежутки времени измерения температуры.

Вот так выглядит основная часть программы в Algorithm Builder:

Где:

— SP — настройка начального адреса стека 

— Timer 0 — настройка таймера T0:

— Timer 1 — настройка таймера Т1:

— TIMSK — настройка прерываний от таймеров:

— Init_Display — подпрограмма настройки разрядов портов, участвующих в динамической индикации вывода данных на трехразрядный семисегментный индикатор

— 1 —> I  —  глобальное разрешение прерываний

— далее программа уходит в бесконечный цикл, и вся работа программы происходит при вызове прерываний от таймеров.

Если возникнут вопросы, если что-то изложено не понятно или есть вопросы по программе, пишите — отвечу.

  Программа термометра в HEX файле (2,4 KiB, 7 649 hits)

  Программа термометра в Algorithm Builder (7,1 KiB, 5 419 hits)

Второй вариант программы, без 4-х секундной задержки измерения температуры. Температура измеряется непрерывно (интервал менее 1 секунды)

  Термометр 2 — HEX файл (2,4 KiB, 4 443 hits)

  Термометр 2 в AlgorithmBuilder (11,1 KiB, 4 175 hits)

Другие конструкции на микроконтроллерах1. Простые электронные часы на микроконтроллере ATyni26, с использование микросхемы часов реального времени DS13072. Двухканальный термометр на микроконтроллере ATmega8 и датчиках температуры DS18B203. Двухканальный термостат, терморегулятор на ATmega8 и датчиках DS18B204. Двухканальный термометр, термостат, терморегулятор с возможностью работы по времени, одноканальный таймер реального времени на ATmega8 и датчиках DS18B205. Двухканальный термометр, часы на ATmega8, датчиках температуры DS18B20, RTC DS1307, LCD 1602

Термометр на микроконтроллере ATmega8 и цифрового датчика температуры DS18B20Схема, программа очень простого термометра на микроконтроллере ATmega8 с использование датчика температуры DS18B20
Published by: Мир микроконтроллеров

Date Published: 05/07/2015

Термометр медицинский инфракрасный

Плюсы

  • Результат за 1-3 секунды.
  • Безопасность.
  • Большой дисплей.
  • Некоторые модели позволяют провести измерение бесконтактным способом даже во сне.

Минусы

  • Опять нужно внимательно изучать инструкцию. 
  • Дороговизна.
  • Погрешность 0,2-0,3°.
  • Зависимость от элементов питания.
  • В случае бесконтактного измерения термометр необходимо поднести к телу на расстояние 4-6 см, чтобы он уловил инфракрасное излучение и выдал результат.
  • В ухе нельзя измерять температуру при подозрении на отит. Естественно, в этом ухе она будет выше.
  • В норме ушная температура может достигать 37,5°.
  • Перед измерением ушной температуры ухо следует потянуть вверх и назад, у детей до 1 года – только назад. Это связано с возрастными особенностями строения уха.
  • Не рекомендуется измерять ушную температуру детям до 3 месяцев. Это опять же связано с возрастными особенностями ушного кровообращения.
  • Для получения точных результатов перед измерением необходимо протереть датчик (либо сухой тряпочкой, либо смоченной спиртом – как написано в инструкции).
  • Измерение рекомендуется проводить в одном и тот же ухе (если нет отита).
  • Пользоваться инфракрасным термометром следует вдали от телевизора, микроволновой печи, сотового телефона.

Простой термометр

Конструкция простого термометра состоит всего из трёх деталей и тестера. В качестве датчика температуры в схеме используется LM35. Это интегральный прибор с калиброванным выходом по напряжению. Амплитуда на выходе датчика пропорциональна температуре. Точность измерений составляет 0,75° C. Запитывать интегральную микросхему можно как от однополярного источника, так и двухполярного. Предел измерений от -55 ° до 150° C.

В качестве мультиметра можно использовать стрелочный или цифровой прибор. К датчику согласно схеме подключают источник питания. Например, КРОНу или три соединённых последовательно пальчиковых батарейки. Измеритель же подключают к клеммам V и COM и переводят в режим измерения температуры. Потребление датчика при работе не превышает 10 мкА.

Диапазон измерения мультиметра устанавливается на два вольта. Отображённый на экране результат и будет соответствовать измеряемой температуре. Последняя цифра в числе обозначает десятые доли градуса.

Как сделать термометр своими руками

Одной из характеристик среды, всегда интересовавших человека, была температура. Знание текущей дома или на улице обуславливает нахождение людей в помещении и возможность выхода их за пределы комфортного пространства. Не последним, при надлежащей информированности, будет и выбор носимой одежды. Посудите сами: изнывая от жары, и наблюдая на домашнем градуснике +35, при этом видя на уличном +20, где пожелает остаться человек? Или на оборот, при возникновении необходимости выхода, но в случае внешней температуры далеко ниже 10, устройство ее измеряющее, предупредит владельца о необходимости тепло одеться.

Возможность изготовить термометр своими руками доступна любому человеку, даже в тех случаях, если он и понятия не имеет об электронике, механике или связанных науках. Достаточно вспомнить историю и виды существовавших устройств, измеряющих температуру.

Изначально, градусники были аналоговыми на основе изменения свойств различных жидкостей и материалов при нагреве и охлаждении. Все они расширяются при повышении температуры и сужаются в процессе ее падения. Соответственно, столбик жидкости внутри стеклянной трубочки, выступавшей в роли индикатора, поднимался или опускался. Для металлических спиралей, выступавших в роли градусника, использовался факт их сужения на холоде или раскручивания в тепле. На конец подобной пружины помещалась стрелка, которая двигалась в зависимости от окружающей температуры и указывала на текущее ее значение по шкале.

На смену аналоговым измерителям пришли электромеханические градусники. Основой их работы стали терморезисторы и чувствительные к характеристике диоды. Первые в зависимости от температуры изменяют сопротивление, у вторых с ее повышением нарушается p-n переход, позволяя легче идти току в обратном направлении. В качестве индикаторов для электромеханики применялись стрелочные вольтметры и амперметры, градуированные к работе с конкретным чувствительным элементом.

Дальнейшее развитие технологий и перевод аналоговой обработки в цифровую коснулась и градусников. Теперь реакцию датчика определяет «умный» микроконтроллер, преобразовывая ее в понятный людям вид и высвечивая итоговые градусы числами на индикаторе. Плюсом последних аппаратов, служит возможность дальнейшей обработки, сохранения и передачи полученной информации о текущем состоянии окружающей среды.

Использование электронных термометров с выносным датчиком для бани

Особенность бани или сауны в условиях повышенной температуры и влажности в пределах помещения

Поэтому крайне важно точно измерять и поддерживать заданный температурный режим. Для этой цели оптимально подходят электронные термометры для измерения температуры с выносным датчиком

Преимущества термометров с выносными датчиками для бань

Идеальными для бань электронные термометры с выносными датчиками делают следующие характеристики:

  • устойчивость к температурным перепадам и воздействию очень высоких температур;
  • приспособленность к воздействию повышенной влажности;
  • высокая прочность, наличие защиты от механических повреждений;
  • при случайном прикосновении корпус прибора не оставит ожогов на коже – он не накаляется до такой степени;
  • минимальный показатель погрешности.

Особенности термометров с выносными датчиками для бань

Разнообразие моделей позволяет выбрать оптимальный для ваших целей вариант, но есть несколько общих рекомендаций, помогающих подобрать оптимальную модель:

выносной датчик термометра для бани может быть проводным или беспроводным: во втором случае информация с датчика поступает на основной блок при помощи радиоволн;
в бане важным показателем является не только температура, но и влажность воздуха – чтобы измерить и ее, обратите внимание на термометр-гигрометр;
обратите внимание на дополнительные функции термометров для бань: например, устройство может оповещать вас звуковым сигналом о достижении установленной температуры;
в случае с выносным датчиком сам датчик устанавливается в парной, а термометр с показателями монтируется на входе – в комнате для отдыха или предбаннике; таким образом, температуру внутри помещения можно узнать еще на входе в баню;

Электронный термометр с выносным датчиком для сауны и бани

  • электронные термометры способны выдерживать температуру от -50 до +200°C, что позволяет им без помех функционировать в условиях парной;
  • многие модели позволяют подключить к одному основному дисплею до трех беспроводных датчиков;
  • расстояние, на котором датчики передают информацию на основной корпус прибора – до 40 м;
  • термометры для бань делают из жаропрочного пластика и стали, поэтому они не боятся экстремальных условий парной;
  • погрешность показаний электронных термометров не превышает 0,5°C.

Для чего нужен датчик влажности

Для проведения банных процедур большое значение имеет не только температура, но и показатель влажности воздуха. Поэтому зная обе эти характеристики, вы можете создать в бане оптимальный микроклимат.

При высоком показателе влажности температура воздуха не должна превышать 40°C. В случае же низкого уровня влажности температура может достигать 80°C.

Для измерения и контроля температуры и влажности в саунах используются многофункциональные устройства

Термометры для бань: сравнение производителей и видов

У каждой из моделей есть свои особенности

Обращайте внимание на актуальные для работы в условиях повышенной температуры и влажности и удобные для использования в бане:

  • электронные модели RST обладают повышенной стойкостью к воздействию высоких температур;
  • термометры Sawo характеризуются разнообразием моделей и форм, при этом корпуса всех изделий изготовлены из качественной древесины – кедра, дуба, сосны и других пород;
  • при выборе между капиллярным, стрелочным и цифровым вариантами стоит предпочесть покупку цифрового термометра с выносным датчиком – они дороже других моделей, но отличаются безопасностью, наглядностью и наибольшей точностью показаний.

Электронные термометры для саун и бань имеют встроенный датчик и обладают устойчивостью к высоким температурам

Особенности установки термометров для бань

Чтобы термометр функционировал исправно, а показания отличались точностью, следуйте данным правилам:

  1. Закрепляйте термометр на стене, на высоте около полутора метров.
  2. Выберите место, равноудаленное как от источников тепла, так и дверей и окон, являющихся источниками холода.

Принцип работы термосопротивления

Датчик подключают в цепь со стабилизированным источником питания и подходящим по классу точности прибором (вольтметром, амперметром). С помощью этой простой схемы будет определяться измеряемый параметр по регистрации соответствующих электрических величин. Принцип работы обусловлен зависимостью сопротивления проводника от температуры проводника при нагреве или охлаждении.


Зависимость проводимости от температуры

В металлах движению свободных электронов создают препятствия примеси. На прохождение заряженных частиц оказывает влияние состояние кристаллической решетки. По мере снижения температуры амплитуда колебаний молекул уменьшается. При достижении определенного уровня возникает сверхпроводимость, когда сопротивление становится пренебрежительно малой величиной. Нагрев провоцирует обратные реакции компонентов молекулярной решетки. Соответствующим образом ухудшается проводимость.

Детали

Все ОУ можно заменить на К140УД17, 741 и др. аналогичные. В роли термодатчика можно использовать другие кремниевые маломощные диоды, например КД521.

Для получения ±15V я использовал схему, показанную на Рис. 3. Сетевой трансформатор необходимо выбрать с напряжением на вторичной обмотке 10-12V.

Диоды VD2,VD3 китайские выпрямительные маломощные неизвестной марки (подойдут любые выпрямительные). Питание схемы можно снизить до ±7…12V заменив 12-вольтовую КРЕНку на 5-вольтовую и уменьшив сопротивление резистора R7 до 2,ЗК, в этом случае схему можно запитать от 2-х 9-й вольтовых батареек типа «Крона».

Как сделать термометр

Прибор можно изготовить из подручных материалов, которые имеются дома.

Из пластиковой бутылки

Самодельный термометр из пластиковой бутылки делает просто, главное, подготовиться к процессу. Для начала необходимы материалы:

  • пластиковая бутылка высотой 20-25 сантиметров;
  • водопроводная вода;
  • медицинский спирт;
  • пищевой краситель;
  • измерительная емкость;
  • пипетка;
  • тонкая трубочка из стекла или пластика;
  • масло растительное;
  • пластилин или формовочная глина;
  • линейка;
  • маркер с тонким стержнем;
  • белая бумага с плотной структурой;
  • скотч;
  • холодная и горячая вода;
  • обычный термометр, который потребуется для калибровки.

Самодельный термометр

Схема изготовления самодельного прибора выглядит так:

В емкость (пластиковую бутылку) следует налить воду и медицинский спирт в пропорциях 1:1.
Затем в раствор нужно добавить несколько капель пищевого красителя
Добавлять его следует при помощи пипетки.
Краситель требуется для легкого определения изменений температуры.
Важно, чтобы раствор заполнял бутылку до самых краев.
После этого в бутылку вставляется трубочка из пластика или стекла

Вставлять ее нужно осторожно, чтобы вода не выливалась.
Поднимите верхнюю часть трубочки над горлышком, чтобы она выступала примерно на 10 сантиметров, другой конец не должен доставать до дна бутылки.
Устанавливаем трубочку правильно и фиксируем при помощи формовочной глины или пластилина.
Закупорка должна быть плотной, чтобы из емкости не могла вытечь жидкость.
С боковой стороны к трубочке следует прикрепить полоску из белой плотной бумаги
Ее нужно разместить с тыльной стороны трубочки и прикрепить при помощи скотча.
Бумага требуется для облегчения контроля уровня жидкости в трубочке. Также в дальнейшем на нее можно будет нанести метки.
Измерительный раствор также нужно долить в трубочку, доливать его следует при помощи пипетки.
Важно добиться того, чтобы жидкость в трубке поднималась на высоту пяти сантиметров над горлышком бутылки.
Далее нужно в трубку добавить каплю растительного масла

Выполнять это нужно осторожно, лучше использовать пипетку.
Растительное масло предотвратит испарение измерительной жидкости и повысит срок службы самодельного термометра.

Испытание

После полной сборки термометра, его необходимо проверить. Для этого его поочередно нужно опустить в миски с холодной и горячей водой. При помещении в холодную воду уровень жидкости в трубке должен снизиться, в горячую – повыситься. Если так и происходит, это значит, что прибор собран правильно.

Откалибровать изделие можно при помощи обычного термометра. Для этого его следует поднести к бумаге, слегка прислонить и при помощи маркера нанести метки. Калибровка поможет использовать самодельное устройство для измерения температуры воздуха или жидкости.

Сложный вариант – электронный термометр

Схема устройства

Расшифровка показателей схемы

Если вы увлекаетесь техникой, то можно сделать электронный термометр. Но для него потребуется приобрести специальные детали. Для самостоятельного изготовления подойдет простой прибор, имеющий следующие показатели:

  • диапазон температур от 0 до 99 градусов Цельсия;
  • уровень входного питания 4,5-5В DC;
  • показатель тока потребления — 20 мА.

Плата электронного термометра (схема подключения соединений).

Чтобы сделать электронный прибор для измерения температуры, потребуется приобрести специальную плату. Если вы хотите чтобы показания были четкими и их можно было увидеть издалека, то лучше используйте большие и яркие светодиодные индикаторы. Правильное подключение и подсоединение внешних элементов к плате изображено на рисунке.

Плата с внешними элементами

Если термометр будет использоваться для измерения температуры на улице, его нужно вмонтировать в специальную коробочку с сетевым адаптером внутри квартиры. Сам датчик температуры подключается при помощи гибкого шлейфа.

Плата с гибким шлейфом

Как работает прошивка

При подаче питания идет проверка наличия датчиков температуры. Если один из датчиков отсутствует, или неисправный, то раздастся звуковой сигнал длительностью в 0,5 секунд. Если же нет обеих датчиков, то сигнала будет два. В случае наличия и исправности датчиков температуры устройство перейдет в режим измерения напряжения и температуры через 3 секунды (индикатор не будет светится). Переключатся между режимами можно при помощи кратковременного нажатия кнопки SET. При переключениях между режимами на 2 секунды в первом разряде появляется надпись режима А (аккумулятор). В основном меню кнопками + и — можно регулировать яркость дисплея.

Если же надо войти в режим настроек, то нужно удерживать кнопку SET больше, чем 3 секунды. После входа символы на дисплее будут мигать. Там можно установить максимальное напряжение, минимальное напряжение и максимальную температуру датчика «У» для подачи звукового сигнала. Черточка сверху — установка максимального напряжения, черточка снизу — установка минимального напряжения, и буква У — температуры.

Измерение и проверка напряжения будет происходить в любом случае, даже и при неисправности одного, или обеих датчиков температуры.

К сожалению в прошивке с регулировкой яркости было невозможно нормально считывать данные с датчиков температуры. Слишком большая частота прерываний таймера для индикатора. В протоколе обмена данными интерфейса 1-wire есть очень важные временные интервалы.

Если в этот момент произойдет прерывание таймера, будет ошибка. По этому на момент считывания пришлось запрещать прерывания. И из-за этого дисплей кратковременно гаснет. Но не все так плохо. Есть и вторая прошивка без регулировки яркости. Теперь частота прерываний таймера для обработки дисплея намного ниже. Около 200 Гц. Значение датчиков температуры считываются без искажений.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector