Простой измеритель температуры с ЖК дисплеем на МК

Это проект простого измерителя температуры на основе термопары. Термопара - это один из видов датчика температуры. Термопары стоят недорого и их диапазон измерении очень большой по сравнению с термисторами или цифровыми датчиками температуры. Однако из-за малого уровня выходного напряжения, обработка данных с термопары относительно сложна из-за необходимости предварительного усилителя высокой точности и надлежащих цепей компенсации. Но существуют некоторые термопары в которые уже встроены цепи обработки аналогового сигнала. Я разрабатывал свой карманный измеритель температуры на основе именно такой термопары.

Принцип работы

Эффект Зеебека состоит в том, что в замкнутой цепи, состоящей из разнородных проводников, возникает термо-ЭДС, если места контактов поддерживают при разных температурах. Термопара работает на основе этого эффекта. Эффект Зеебека также иногда называют просто термоэлектрическим эффектом. 

Железо

Термопара

Чтобы получить нужный уровень сигнала с выхода простой термопары необходимы высокоточный усилитель и цепи компенсации. Но уже сейчас доступны микросхемы, в состав которых входит термопара и высокоточный усилитель. Благодаря таким микросхемам термопары можно использовать с легкостью. Я выбрал микросхему MAX31855 от Maxim. Она содержит в себе и термопару, и усилитель и даже АЦП и выводит значение температуры в цифровом виде.

Последовательный выход

В этом проекте предусматривается так же последовательный выход данных. Можно подключаться напрямую к последовательному порту компьютера, но рекомендуется оптическая развязка.

Разьем

Я нашел у себя довольно-таки миниатюрный разьем типа "Папа", но я ни где не смог найти достаточно миниатюрную ответную часть к нему, так что я сделал ее прямо на плате. А вообще-то в данном проекте можно поставить практически любые подходящие по размерам разъемы.

Дисплей

Дисплей для этого проекта должен потреблять как можно меньше энергии. Но я не стал применять в этом проекте символьные ЖК дисплеи со встроенным контроллером из-за небольшого размера отображаемых на нем символов. А вот сегментные ЖК дисплеи отлично подходят. Я использовал именно такую ЖК-панель, иногда они так же используются в другое бытовой электронике. Он не имеет встроенного контроллера, так что для нее требуется внешний контроллер ЖК-дисплея. Рабочее напряжение у разных дисплеев разное. TWV1302W используемые в этом проекте управляются 3В. При использовании 5В ЖК-дисплея, требуется изменения в схеме

Источник питания

Измеритель температуры питается от одной LR1 батарейки через повышающий DC-DC преобразователь. Потребляемый ток всего    4 мА на 1,5В. Расчетное время работы от батареи составляет не менее 100 часов.

Схема

Программа

Принцип работы прошивки довольно-таки прост. Она считывает данные температуры от MAX31855 с интервалом 0,5 секунды и отображает их на ЖК-дисплее в фоновом режиме. Значение температуры также передается через последовательный порт (N81, 300 бит).

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Оригинал статьи

Теги:

• Перевод
• Термометр