Термометр підвищеної точності із датчиком DS18S20. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Термометр підвищеної точності із датчиком DS18S20. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Регулятори потужності, термометри, термостабілізатори

Коментарі до статті

Пропонується пристрій вимірювання температури, виконаний на мікроконтролері ATmega8515 та датчику температури DS18S20, що відрізняється простотою схеми та конструкції при підвищеній точності вимірювання.

Сьогодні випускається багато різних датчиків температури, як аналогових, так і цифрових. Однак багато аналогових датчиків мають суттєво нелінійну залежність вихідного параметра від температури (терморезистори), сигнали інших (термопар) доводиться значно посилювати перед використанням.

Усі вони часто вимагають калібрувати виготовлений вимірювач температури за зразковим термометром, щоб усунути систематичну похибку. Цифрові датчики калібровані, як правило, на заводі та мають лінійну шкалу температури.

Для використання у приладі було вибрано поширений цифровий датчик DS18S20. Відповідно до [1], він здатний вимірювати температуру в інтервалі від -55 до +125°С. На жаль, майже у всіх відомих термометрах з цим датчиком (наприклад, [2]) не використовується можливість отримувати від нього значення температури з дискретністю менше 0,5 °С. Це, мабуть, пов'язано з необхідністю зчитувати з датчика додаткову інформацію і проводити обчислення з використанням складної для мікроконтролера операції ділення. У запропонованому термометрі цю можливість реалізовано. Відлік температури ведеться із дискретністю 0,1 °C, що дозволяє точніше відстежувати тенденції її зміни.

Завдяки використанню 40-висновного мікроконтролера ATmega8515-16PU схема вимірювача температури, зображена на рис. 1, вийшла порівняно простою. Датчик DS18S20 (ВК1) пов'язаний із мікроконтролером за інтерфейсом 1-Wire. Для керування датчиком у мікроконтролері вибрано вихід PE1, а приймає інформацію від датчика вхід PE0. Використання двох висновків замість одного суттєво спростило програму мікроконтролера.

Термометр підвищеної точності із датчиком DS18S20
Рис. 1. Схема вимірювача температури

Робота інтерфейсу 1-Wire заснована на кодуванні логічних нулів і одиниць, що передаються по ньому, певними інтервалами часу. Тривалість цих інтервалів задана досить жорстко, тому мікроконтролер тактується від генератора, що стабілізується зовнішнім кварцовим резонатором ZQ1 та забезпечує тривалість машинного такту 0,25 мкс.

Подавши датчику команду почати цикл вимірювання температури, мікроконтролер чекає на його закінчення. Потім він читає з внутрішніх регістрів датчика не тільки зазвичай виміряне значення температури Т_{внесені поправки} з ціною молодшого двійкового розряду 0,5 ^оЗ, а й два поправочних коефіцієнта щодо нього. Коефіцієнт K₁(COUNT_PER_C) – число імпульсів, що генеруються всередині датчика на один градус температури. Коефіцієнт K2 (COUNT_REMAIN) – залишок у внутрішньому лічильнику після відліку цілої частини значення виміряної температури. Розрахунок уточненого значення температури T мікроконтролер виконує за формулою, аналогічною наведеній у довідкових даних датчика DS18S20:

T = int(Т_{внесені поправки}) - 0,25+ (K₁ - К₂) / K₁

Виведення значення температури відбувається через порти A, B і C мікроконтролера, висновки яких з'єднані через обмежуючі струм резистори R2-R9, R12-R25 з катодами елементів світлодіодних семиелементних індикаторів HG1-HG3 із загальним анодом. Відображається температура від -55 до +99,9 °С. Негативні значення температури, що у межах -55...-10°З, відображаються цілими числами зі знаком мінус (рис. 2,а). В інтервалі-9,9...-0,1 °С температура відображається з десятими частками градуса та знаком мінус (рис. 2,6). Позитивні значення в інтервалі 0...99,9°С виводяться без знака з десятими частками градуса (рис. 2,в).

Термометр підвищеної точності із датчиком DS18S20
Рис. 2. Відображення температури

Термометр зібраний на склотекстолітовій технологічній платі з металізованими отворами, розташованими по сітці з кроком 2,5 мм (рис. 3). Для мікроконтролера на платі встановлено панель. Конденсатори С1-C3 – керамічні. Монтаж здійснено на зворотній установці деталей осторонь плати проводом МГТФ. Датчик температури ВК1 можна зробити виносним, з'єднавши його з платою трійкою звитих дротів довжиною трохи більше 5 м.

Термометр підвищеної точності із датчиком DS18S20
Мал. 3. Термометр зібраний на склотекстолітовій технологічній платі з металізованими отворами

Споживаний термометром струм, залежно від значення температури, що виводиться на індикатори, змінюється від 50 до 110 мА. При використанні вказаного на схемі мікроконтролера термометр може бути запитаний від будь-якого джерела постійної напруги 4,5...5,5 В. При живленні від батареї мікроконтролер бажано замінити на

ATmega8515L-8PU, який працює при напрузі живлення 2,7...5,5, що практично збігається з допустимою напругою живлення датчика DS18S20 (3...5,5 В).

Програму мікроконтролера можна завантажити з ftp://ftp.radio.ru/pub/2014/05/mega8515.zip.

література

High precision 1-Wire Digital Thermometer - URL: robotstorehk. com/sensors/doc/DS18S20.pdf.
Самохін І. Цифровий термометр із функцією управління термостатом. – Радіо, 2007, № 7, с. 35, 36.

Автори: Є. Лук'яненко, Н. Нікітіна, О. Старих

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

Водорості допоможуть видобути золото з гарячих джерел 12.12.2022

Дослідники японського Агентства науки та технології води та землі Японії (JAMSTEC) та великої машинобудівної компанії IHI заявили, що їм вдалося знайти спосіб виділення золота з води у гарячих джерелах.

Розплавлене золото знаходиться у магмі на великій глибині під поверхнею Землі. Вважають, що цей дорогоцінний метал проникає в перегріту гідротермальну воду, повільно піднімається на поверхню і твердне, формуючи прожилки в скельних породах.

Дослідники вважають, що вода у гарячих джерелах може містити золото. Вони зазначили, що ціанобактерії, які називаються також синьо-зеленими водоростями, можна використовувати для виділення металу. На їхню думку водорості абсорбують золото, відокремлюючи його від хлору та інших елементів.

Група обробила водорості, зробивши з них листи, які потім витримувала сім місяців у гарячому джерелі у префектурі Акіта на півночі Японії.

За словами членів групи, із однієї тонни таких аркушів можна отримати до 30 г золота. На найбільших золотих копальнях світу, за повідомленнями, добувають від 3 до 5 г золота з однієї тонни руди.

Інші цікаві новини:

▪ Магнітний листок

▪ Відкрито новий спосіб збереження вітамінів у їжі

▪ Електронний чіп із шкірки грибів

▪ Мозок бджоли буде скопійовано

▪ Автоматичне таксі

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Цікаві факти. Добірка статей

▪ Бажаюча доля веде, не бажає тягти. Крилатий вислів

▪ статья Яка знаменита військова будівля охороняється цивільними особами? Детальна відповідь

▪ стаття Слюсар з експлуатації та ремонту підземних газопроводів. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Човен із електроприводом на сонячних елементах. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Стакани-антигравітатори. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

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