Krug digitalnog termometra - koristi solarnu ćeliju za napajanje

Isprobajte Naš Instrument Za Uklanjanje Problema





Članci objašnjavaju projekt kruga digitalnog termometra koji radi bez baterije. Umjesto baterije, krug koristi malu solarnu ćeliju i djeluje dobivanjem energije iz okolnog svjetla dostupnog iz okolnih izvora svjetlosti.

To omogućuje da krug bude izuzetno kompaktan, lagan, svestran i bez muke dok mjeri temperature iz određenog izvora.



The termometar može se koristiti za mjerenje temperature od a ljudsko tijelo , temperatura sobe, hladnjak , za vremensku analizu ili bilo koju drugu prikladnu primjenu koja zahtijeva mjerenje kritične temperature između 0 stupnjeva i 100 stupnjeva Celzija.

Osnovni radni koncept

Pozivajući se na shemu spojeva u nastavku, IC1 radi poput uređaja osjetnika temperature. Ovaj IC je popularan LM35 čip koji proizvode linearno rastući istosmjerni izlaz kao odgovor na proporcionalno rastuću okolnu temperaturu oko njega. Točnije, on generira izlazni DC brzinom od 10 mV po Celzijevom porastu u svojoj temperaturi kućišta.



LM35 ima ugrađeni kalibrirani krug koji omogućuje stvaranje 0 V na 0 ° C.

Osim ovog IC-a, drugi glavni element ovog termometra na svjetlost je integrirani krug ICL7136 (ICI) koji se interno sastoji od stupnja digitalnog voltmetra, decimalnog mjenjača i LCD izlaznog sučelja koje radi sa 3 i 1/2 znamenke LCD zaslon za očitavanje temperature.

ICL7136 voltmetar

Ovaj IC također ima unutarnji oscilator koji radi s minimalnom taktom, što osigurava da cijeli modul može funkcionirati uz minimalnu snagu, ali bez treperenja na zaslonu.

Kalibracija očitavanja temperature kruga vrši se odgovarajućim podešavanjem unaprijed postavljenog P1.

Kako krug radi

Dioda D1 i otpornik R11 osiguravaju da LM35 okreće negativni napon kao odgovor na ambijent niži od 0 ° C.

LED diode D1 i D2 ovdje ne funkcioniraju kao normalne indikatorske LED diode, već kao generatori referentnog napona za dobivanje razumno točne konstantne referentne vrijednosti od 1,6 V, za koju je potrebna samo nekoliko uA pojačala. Iako su standardne zener diode preciznije sa svojim referentnim potencijalom, zene diode zahtijevaju mnogo veću struju prema naprijed u usporedbi sa LED diodama, pa su zeneri za ovu primjenu izbjegnuti.

IC3 zajedno s tim povezanim komponentama djeluje poput stupnja nadzora napona za opskrbu solarnim ćelijama.

Opcijsko pojačalo isključuje stupanj kruga glavnog termometra kroz tranzistor T2 kad god izlazni napon solarne ćelije padne ispod 0,7 V.

Ova značajka osigurava da stupnjevi IC1, IC2 ne rade neispravno tijekom tako niskog napona i stvaraju očitanja temperature s pogreškama.

Da bi LM35 ispravno radio, potreban je minimalni napon napajanja od 5,5 V, dok je za IC2 minimalni referentni potencijal potreban 7 V za njegovo normalno funkcioniranje.

Rad sa slabom ambijentalnom svjetlošću

Op amp IC3 namješten je kao Schmitt-okidač tako da radi s razinom histereze od 1V. Znači, IC izlaz će se uključiti kada je napon solarne ćelije 8 V, a ISKLJUČIT će se kad padne ispod 7 V.

kako radi cdi

Prag uključenja 7 V prekidača precizno se podešava pomoću unaprijed postavljenog P2.

Krug koji sadrži IC1, IC2 može normalno raditi u trenutnom rasponu od 10 do 200 mikro pojačala. Kad je izvor svjetlosti na solarnoj ćeliji nedovoljan, a njegova struja padne, IC3 ISKLJUČUJE napajanje na IC1 / IC2, što uklanja opterećenje na solarnoj ćeliji i porast napona na 8 V. Tih se 8 V pohranjuju u kondenzatoru C6. IC3 to otkriva i uključuje napajanje u krug tako da termometar sada radi koristeći tu pohranjenu energiju. Kad se C6 isprazni ispod praga od 7 V, IC3 opet isključuje napajanje kruga kroz T2.

Gore navedeno funkcioniranje IC3 zapravo je vrlo korisno u situacijama kada je ambijentalno svjetlo slabo ili padne na razinu kada solarna ćelija nije u stanju stvoriti dovoljnu snagu termometra za njegovo normalno funkcioniranje. U takvim uvjetima, IC3 uključuje / isključuje napajanje solarne ćelije tako da korisnik to može provjeriti temperaturu u uključenom / isključenom načinu rada, ali definitivno bez pogreške. To omogućuje termometru da nastavi raditi savršeno čak i u uvjetima slabog ambijenta, umjesto da se potpuno isključi.

Razina histereze (1 V) može se mijenjati prema željama korisnika promjenom vrijednosti otpornika R7

Vrijednost kondenzatora C6 određuje koliko će se brzo UKLJUČITI / ISKLJUČITI za IC3 / T2 u uvjetima slabog osvjetljenja. Smanjenje vrijednosti C6 prouzročit će brže UKLJUČIVANJE / ISKLJUČENJE zaslona i obrnuto.

Izgradnja i postavljanje

Dizajn PB-a za termometar na svjetlosni pogon može se vizualizirati na sljedećoj slici.

Sastavljanje PCB je jednostavno, ali s LCD modulom se mora rukovati oprezom prilikom umetanja u PCB, jer je uređaj prilično osjetljiv i osjetljiv na lomljenje.

Pazite da ne zaboravite nekoliko žičanih spojeva na PCB-u. U početku nemojte ugrađivati ​​IC2 LM35 na PCB kako biste omogućili uvođenje +1 000 V preko priključaka Vout i GND LM35. Prije ovoga obavezno podesite P1 tako da zaslon očita 100 ° C. Nakon što to učinite, uklonite solarnu ćeliju ili vanjski izvor ako se koristi, a zatim popravite IC2 na PCB.

Solarna ćelija

Solarna ćelija može biti bilo koja mini ili mikro solarna ćelija u kombinaciji da proizvede 9 V pri 10 mA.

Ako ne želite koristiti solarnu ćeliju ili svjetlosnu energiju, već uobičajenu bateriju, izvor energije možete zamijeniti uobičajenom 9 V PP3 baterijom koja bi vjerojatno trajala godinama zbog ekstremno male potrošnje dizajna.

UPOZORENJE: Predloženi digitalni termometar na svjetlosni pogon ne smije se koristiti kao klinički termometar, osim ako je strujni krug provjeren i potvrđen od ovlaštenog laboratorija.




Prethodno: Arduino programirljivi krug odbrojavanja u dva koraka Dalje: Podesivi sklopni krug napajanja - 50 V, 2,5 ampera