Уголок радиолюбителя
Этот цифровой термометр со светодиодным дисплеем позволяет измерять и отображать температуру в диапазоне от -40,0 до +150,0 °C. Минимальная и максимальная измеренная температура записывается, и ее можно вызвать или сбросить с помощью кнопок.
Конструкция
Схема управляется микроконтроллером IO1 — Atmel AVR ATmega8A или ATmega8L. Датчик температуры — MCP9700A. Он обеспечивает выходное напряжение, линейно зависящее от температуры, с коэффициентом 10 мВ/°C + 500 мВ. Благодаря добавлению константы 500 мВ появилась возможность измерять отрицательные температуры.
Для отображения температуры используется четырехразрядный светодиодный дисплей с общим анодом. Дисплей управляется путем мультиплексирования. Частота мультиплексирования составляет около 100 Гц. Катоды дисплея подключены к порту PD, аноды через резисторы к выводам портов микроконтроллера PB0-PB3. Резисторы с R1 по R4 определяют ток дисплея и, следовательно, его яркость.
В прототипе использовано два двухразрядных индикатора LD-D036UPG-C с очень высокой яркостью, с малым током потребления. Мультиплексируется «в обратном порядке» — в 8 шагов по 4 одинаковых сегмента (сначала все четыре сегмента А, затем все четыре сегмента В и т. д.). Благодаря этому для дисплея достаточно 4 резисторов.
Термометр использует вход несимметричного 10-разрядного АЦП преобразователя ATmega8A (ATmega8L). Разрешение АЦП увеличено до 11 бит с помощью метода передискретизации, при этом разрешение измерения составляет 0,1°C. Каждый раз, когда значение обновляется, создаются 64 выборки, они складываются, а результат делится на 32. Это дает 11-битный результат.
Так как внутреннее опорное напряжение не очень точное и не может быть отрегулировано, используется внешнее опорное напряжение на микросхеме AP2138N-2.5, выходное напряжение которого 2,5В поступает на делитель R5, P1, R6. С помощью потенциометра P1 входное напряжение на выводе AREF IO1 устанавливается равным 2,048 В, что обеспечивает соотношение 0,1°C / 1 мВ.
Микроконтроллер работает от встроенного RC-генератора на частоте 1 МГц. Кварц не нужен — частота для термометра не критична. Схема термометра питается от источника питания напряжением около 3,3 — 5,5 В при использовании белого, синего или зеленого светодиодного дисплея. Красные, оранжевые, желтые и желто-зеленые дисплеи имеют более низкое падение напряжения, поэтому схема с ними может работать с напряжением питания от 2,7 В.
Калибровка
Калибровка выполняется путем подключения прецизионного цифрового вольтметра к конденсатору C3 и установки напряжения равное 2,048 В с помощью потенциометра P1. Кроме этого, вы можете откалибровать термометр по известной температуре, например, погрузив водонепроницаемый зонд в дробленый лед и установив его на 0,0 °C, или по точному термометру.
Измерение
Дисплей DISP1 показывает температуру с частотой обновления около 1,56 Гц (каждые 0,64 с).
Минимальная/максимальная функция
Этот термометр фиксирует и сохраняет максимальную и минимальную температуру. Результат можно получить, нажав кнопки TL1 и TL2 — MIN и MAX. Через мгновение после того, как кнопка будет отпущена, термометр снова покажет фактическое значение температуры.
Память минимума и максимума можно сбросить одновременным нажатием обеих кнопок.
Примечание: Мониторинг минимума и максимума начинается с задержкой около 6-7 секунд после включения термометра, во избежание сохранения искаженных значений сразу после включения.
Скачать прошивку (846 bytes, скачано: 7)
