Побутовий термометр-вологомір на базі датчика SHT21 та РКІ від телефону Nokia 3310. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Регулятори потужності, термометри, термостабілізатори

 Коментарі до статті

Автори статті пропонують читачам виготовити корисний у побуті портативний прилад, основою якого є зазначені у заголовку компоненти.

Нині у радіоаматорської літературі з'явилося безліч описів електронних термометрів. У більшості цих пристроїв (наприклад, [1-3]) використано цифровий датчик температури DS18B20, що обумовлено його широкою поширеністю, відносно низькою вартістю, простим підключенням до мікроконтролера з використанням всього одного висновку і високою точністю (близько 0,5 оС).

Але для оцінки умов навколишнього середовища людини крім температури важливі й інші параметри, особливо відносна вологість повітря. До недавнього часу для її вимірювання застосовували окремі датчики, здебільшого аналогові, що вимагають кропіткого калібрування. Але сьогодні радіоаматорам стали доступні комбіновані цифрові датчики, що вимірюють як температуру, так і вологість повітря.

Як приклад можна навести датчик SHT21 [4]. За заявою виробника, це найменший у світі датчик вологості та температури. Випускається він у мініатюрному шестививідному корпусі для поверхневого монтажу та з'єднується з мікроконтролером за поширеним інтерфейсом I2C. Інтервал вимірювання відносної вологості повітря – 0...100 % при типовій похибці ±2 %. Температура в інтервалі -40...+125 °З вимірюється з типовою похибкою ±0,3 оС. Все це робить його дуже привабливим для використання як датчик для побутового термометра-вологоміра. До недоліків можна віднести занадто маленькі розміри (3x3x1,1 мм) – далеко не кожен радіоаматор легко впорається з його монтажем на плату, а також досить високу вартість. Однак у 2011 р. фірма Sensirion (розробник датчика) з рекламною метою розсилала ці датчики всім бажаючим, і багато українських та російських радіоаматорів встигли їх отримати. На думку авторів, стаття, що пропонується, буде їм дуже корисна.

Для виведення інформації в більшості аматорських мікроконтролерних приладів використовуються індикатори, що знакосинтезують на світлодіодах або рідких кристалах. Перші споживають багато енергії, а другі або вимагають складного поєднання з мікроконтролером, або не відрізняються великим розміром цифр, що ускладнює зчитування їх показань з великої відстані або з ослабленим зором. Останнім часом радіоаматори стали використовувати у своїх розробках графічні РКІ від стільникових телефонів, що дозволяють при малих габаритах та високій економічності синтезувати на екрані цифри досить великого розміру. Найпопулярнішим з них став РКІ від стільникового телефону Nokia 3310. Це пояснюється легкістю його з'єднання з мікроконтролером (потрібно всього чотири або п'ять проводів, а протокол обміну інформацією дуже простий) і нескладним способом формування зображення на екрані з роздільною здатністю 84x48 пкс. До того ж цей РКІ значно дешевше, ніж зазвичай застосовувані вироби фірм Winstar і МЕЛТ.

Мікроконтролер ATtiny2313 був обраний як керуючий пропонованим пристроєм завдяки своїй поширеності, низькій вартості, малим габаритам та широкому допустимому інтервалу напруги живлення (2,7...5,5 В).

Рис. 1

Схема термометра-вологоміра показано на рис. 1. Він дуже простий - крім вже згаданих датчика (B1), РКІ (HG1) і мікроконтролера (DD1), в ньому всього три конденсатори, два резистори і три роз'єми.

Датчик B1, як було сказано вище, вимірює поточні температуру та вологість повітря і за інтерфейсом I2C передає отриману інформацію мікроконтролер. Оскільки апаратний модуль I2C у мікроконтролері ATtiny23l3 не передбачено, то обмін інформацією організовано програмно. Резистори R1 і R2, підключені до ліній SDA та SCL, необхідні відповідно до специфікації інтерфейсу. Вони підтримують ними високий логічний рівень, коли вихідні транзистори інтерфейсних передавачів закриті. Конденсатори С1 і С2 - блокувальні ланцюги живлення датчика та мікроконтролера. Вони повинні бути якомога ближче відповідно до датчика B1 і мікроконтролера DD1. Конденсатор С3 необхідний для правильної роботи РКІ та обов'язково повинен мати зазначену на рис. 1 ємність.

Датчик В1 та конденсатор С1 винесені на окрему плату, яка з'єднується з основною за допомогою чотирипровідного плоского кабелю та роз'єму Х2. Так зроблено для того, щоб мати можливість помістити датчик у зручне для вимірювання температури та вологості місце. РКІ HG1 з'єднується з мікроконтролером за допомогою плоского восьмипровідного кабелю та роз'єму X3. Інформація на індикатор передається за реалізованим програмним інтерфейсом SPI. Виделка X1 - дворядна з розташуванням штирьків 5x2. Вона призначена для програмування мікроконтролера, а також для подачі на напругу живлення по ланцюгах VCC і GND. Призначення контактів вилки X1 таке ж, як у кабельної розетки налагоджувальної плати STK200/300, що стикується з нею.

Рис. 2

Термометр-вологомір зібраний на двох друкованих платах: основний (рис. 2) та платі датчика (рис. 3). Обидві виконані з фольгованого з одного боку текстоліту.

Рис. 3

Індикатор від телефону Nokia 3310 зазвичай продається разом із клавіатурним блоком та мікрофоном у вигляді складання, показаного на рис. 4. У нього вбудований контролер PCD8544, інформацію про який можна знайти у [5]. На звороті модуля індикатора знаходяться пружинні контакти, нумерація яких показана на рис. 5. До них і слід припаяти дроти плоского кабелю, що з'єднує РКІ з роз'ємом X3.

Рис. 4

Рис. 5

Звичайно, для зменшення габаритів індикатор можна вийняти з корпусу і припаяти дроти безпосередньо до контактних майданчиків, що нанесені на скло. Але при цьому надзвичайно великий ризик випадково пошкодити його, тому такий варіант не рекомендується. Краще відпиляти від корпусу індикатора верхню та нижню частини. При цьому і паяння буде безпечнішим, і індикатор залишиться захищеним від пошкоджень. Але навіть у цьому випадку варто пам'ятати, що перегрівати пружинні контакти при паянні не можна. Якщо їх пластмасовий тримач розплавиться, це може призвести до втрати контакту або замикання.

Після складання основної плати необхідно завантажити коди з файлу ht_meter.hex у програмну пам'ять мікроконтролера DD1. Конфігурацію мікроконтролера слід встановити відповідно до рис. 6.

Рис. 6

Важливо пам'ятати, що максимальна напруга живлення датчика та РКІ - 3,6 В, тому необхідно відключити їх від роз'ємів X2 і X3 перш, ніж приступати до програмування мікроконтролера за допомогою програматора з напругою живлення 5 В. Закінчивши програмування та від'єднавши програматор, РКІ та датчик підключають назад, потім подають напругу живлення (не більше 3,6) на контакти 2 і 4 роз'єму X1. Автори використовували для живлення приладу два послідовно з'єднані гальванічні елементи типорозміру АА.

Рис. 7

Правильно зібраний термометр-вологомір у налагодженні не потребує. Натискання HG1 при його роботі виводяться у два рядки (рис. 7): значення температури в градусах Цельсія та відносної вологості у відсотках. Нижче РКІ у передній панелі приладу вирізане та закрите нещільною тканиною вікно, безпосередньо за яким встановлена ​​плата з датчиком B1. Вимикач живлення у пристрої не потрібен, оскільки споживаний ним струм дуже малий, що дозволяє йому працювати від одного комплекту гальванічних елементів безперервно протягом півроку.

Файли друкованих плат у форматі Diptrace та програму мікроконтролера можна завантажити з ftp://ftp.radio.ru/pub/2013/09/ht-meter.zip.

література

1. Мельников А. Термометр із РКІ та датчиком DS18B20. – Радіо, 2007, № 1, с. 46.
2. Фролов Д. Комп'ютерний термометр із датчиком DS18B20. – Радіо, 2004, № 9, с. 28, 29.
3. Сокіл С. Цифровий термометр. - sokolsp.at.ua/publ/cifrovoj_termom etr/1-1-0-6.
4. SHT21 Humidity and Temperature Sensor IC. - sensirion.com/fileadmin/user_upload/customers/sensirion/Dokume nte/Humidity/Sensirion_Humidity_SHT21_D atasheet_V3.pdf.
5. PCD8544 48 84 pixels matrix LCD controller/driver. - chipfind.ru/datasheet/pdf/philips/pcd8544.pdf.

Автор: П. Кузнєцов, С. Сокіл

Дивіться інші статті розділу Регулятори потужності, термометри, термостабілізатори.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Випадкова новина з Архіву Найбільша у світі будівля, надрукована на тривимірному принтері 18.12.2019 Компанія Apis Cor, що спеціалізується на технологіях будівельного тривимірного друку, нещодавно завершила спорудження того, що можна назвати найбільшим у світі на сьогодні "надрукованим" будинком. Ця будівля, розташована в Дубаї, є корпусом адміністративної будівлі, вона була зведена за допомогою єдиного тривимірного принтера, хоча варто визнати, що значна частина робіт була виконана по-старому людьми-будівельниками. Двоповерховий адміністративний корпус має висоту 9,5 метрів і загальну площу 640 квадратних метрів. Його будівництво велося абсолютно традиційним способом шляхом видавлювання цементної змісті через носик принтера, який шар за шаром формував всю структуру будівлі. Оскільки будівля мала досить великі габарити, 3D-принтер Apis Cor був підвішений у повітрі за допомогою підйомного крана і міг зводити за один раз тільки одне окреме приміщення. Через це на весь процес будівництва будівлі пішло три тижні. Досить більша частина роботи була виконана людьми-будівельниками, які заклали фундамент, займалися встановленням вікон, дверей, перекриттів та даху плюс проводили всі внутрішні комунікації. Більше того, люди вручну заливали бетоном ті рідкісні місця, куди не міг дістати носика тривимірного принтера.

Інші цікаві новини:

▪ Головний науковий прорив 2018 року

▪ Санітарки битимуть мідяку

▪ Спирт із повітря

▪ Відстеження реакції відвідувачів музеїв на експонати

▪ Системна плата MSI B650M Project Zero

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Нормативна документація з охорони праці. Добірка статей

▪ стаття Відцвіли вже давно хризантеми в саду. Крилатий вислів

▪ стаття За які три моря здійснив своє ходіння тверський купець Афанасій Нікітін? Детальна відповідь

▪ стаття Слюсар із монтажу технологічного обладнання. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Ключовий синхронний детектор. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Головки гучномовців із плоскими діафрагмами (НЧ, СЧ, ВЧ та ШП). Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024