Dvouokruhový teploměr s LCD (1639)

NR-088 DVOUOKRUHOVÝ TEPLOMĚR LCD
Stavebnice NR-088 slouží k sestavení digitálního teploměru, umožňujícího měření teploty ve dvou
bodech v rozsahu -50ºC…+150ºC s přesností 0,1ºC. Jako převodníku teplota/napětí je využit
polovodičový přechod n-p křemíkové diody, napájené zdrojem konstantního proudu. Jako A/D
konvertoru je použito integrovaného obvodu ICL7106, jenž se vyznačuje nevelkým odběrem proudu
(asi 10mA). Obvod je napájen jednoduchým napětím a bezprostředně spolupracuje s displejem LCD.
Zařízení je určeno pro bateriové napájení a při svých malých rozměrech může být použito jako
přenosné. V teploměrech tohoto typu se využívá lineární charakteristiky diodového přechodu napětí
ve vztahu k teplotě (při stabilizovaném proudu). V popisovaném zařízení tvoří proudový zdroj obvod
TL082, řízený napětím z obvodu ICL7106. Měnící se napětí z čidla je pomoci 7106 převedeno na
digitální hodnoty řídící displej LCD. V zařízení se nachází čtyři víceobrátkové potenciometry
sloužící ke kalibraci. Teploměr se skládá ze dvou samostatných měřících okruhů (CH1 a CH2)
spolupracujících s dvěma čidly (diody D3 a D4 typu 1N4148). Napětí na nich, lineárně závislé na
měřené teplotě je vedeno do vstupu jednoho ze třech analogových multiplexerů, nacházejících se ve
struktuře obvodu 4053 (US3). Z jeho výstupu jde napětí na vstup <IN_LO> obvodu OCL7106
(US5). Do vstupů označených <IN_HI > a <REF_HI> se dodává za pomocí dvou multiplexerů
z obvodů 4053 napětí z regulačních potenciometrů. P1…P4 umožňující nulování a kalibraci obou
kanálů. Obvod převodníku A/D ICL7106 pracuje v typické aplikaci doporučené výrobcem. Obvod,
který se stará o přepínaní měřících kanálů je sestaven s použitím integrovaného NE555 (US2).
Před vlastním zapojením napájecího napětí vyjmeme z patice obvod US2. Jeho vývod 3 na desce
spojíme se zemí a přistoupíme ke kalibraci prvního kanálu CH1. Čidlo teploty umístíme do teploty
0ºC (směs ledu a vody) a trimrem P2 (označení „0-CH1“ čili nulování kanálu 1) nastavíme údaj 00,0.
Dále umístíme čidlo v teplotě 100ºC (vřící voda) a s pomocí trimru P1 („100-CH1) nastavíme na
displeji údaj 100,0. Tato dvě nastavení několikrát opakujeme. Nyní odpojíme vývod 3 patice US2 od
země a spojíme ho s vývodem 8 US2 (integrovaný obvod NE555 je stále vytažen z patice). Kalibraci
druhého kanálu CH2 provedeme identicky jak CH1 s tím, že nulování provedeme trimrem P4 (0CH2) a nastavení 100ºC s pomocí P3 (100-CH2). Zbývá odpojit vývod 3 a 8 US3 a vložit NE555 do
patice. Odečet teplot by se měl střídat co 7 sekund mezi kanály CH1 a CH2 se signalizací LED
diodou právě měřeného kanálu.. Testované zařízení pracovalo nepřetržitě 8 h na baterii 6F22 (9V).
Pro prodloužení životnosti baterie můžeme časovač 555 vyměnit za provedení C-MOS např.
TLC555 a obvod TL082 za nízko energetický TL062. Součástky C1-C3 a obvod US1 slouží pro
napájení obvodu. V případě napájení stabilizovaným zdrojem 9V neosazujeme US1 a jeho krajní
vývody propojíme spojkou..
Pokyny pro montáž:
Pamatujme na to, že zobrazovač LCD může být poškozen vlivem vyšší teploty (nad 40ºC) nebo
stejnosměrným napětím (řádu mV). Proto dodržujeme následující zásady.
- skladujeme ho se zkratovanými vývody (vodivá guma nebo alobal)
- nedotýkáme se vývodů prsty
- po dobu montáže nepoužíváme oblečení shromažďující elektrostatický náboj
- osazujeme je do patic jako poslední vždy při vypnutém napájení
Jako první osazujeme: propojky, všechny kondenzátory, rezistory a patice pod integrované obvody.
S pomocí akustické nebo jiné zkoušečky prověříme, zda se mezi jednotlivými vodivými cestami
tištěných spojů nevyskytují mikrozkraty, což nám velice usnadní pozdější možnou lokalizaci závady.
Dále do otvorů označených +Uc , GND, A, K připojíme vodiče pro napájecí napětí, čidel a osadíme
zbývající součástky. Čidlo je třeba zabezpečit před vlivy mechanickými a vlhkosti. Jeho obal by měl
být dobře tepelně vodivý, což má vliv na dobu měření. Diodu je nejlépe zalít nevodivou pryskyřicí.
Některé technické parametry:
Napájecí napětí
11-15V nebo stab. 9V
Odběr proudu
asi 10mA
Rozsah měřených teplot
-50ºC…+150ºC
Přesnost odečtu
0,1ºC
Cyklus odečtu (kanál 1/kanál 2)
7s/7s
Rozměry sestaveného modulu
77x85x17mm