Цифровые термометры уличные дистанционного действия с диапазоном температур от 00,0 до 99,9°C
Термометры уличные, схемы которых здесь представлены, предназначены для точного измерения температуры по Цельсию, при этом секция передатчика преобразует в частоту выходное напряжение датчика, пропорционально измеренной температуре. Импульсы выходной частоты передаются в кабели питающей сети.
Термометры уличные — назначение устройства:
Секция приемника подсчитывает импульсы, поступающие от электросети, и показывает отчет на трех 7-сегментных светодиодных дисплеях. Наименьшая значащая цифра показывает десятые доли градуса, а затем получается диапазон от 00,0 до 99,9°C.
Расстояние между передатчиком и приемником может достигать сотен метров при условии, что оба устройства подключены к электросети под управлением одного и того же экспонометра.
Работа цепи передатчика:
Прецизионный градусный датчик температуры IC1 с линейным выходом 10 мВ/°C, приводит в действие IC2, преобразователь напряжения в частоту. На его выходном выводе (3), вход 10 мВ преобразуется в импульсы частоты 100 Гц. Так, например, температура 20°C преобразуется с помощью IC1 до 200 мВ, а затем с помощью IC2 до 2 кГц. Q1 является драйвером выходного транзистора Q2, подключенного к сети электропитания через цепочку L1 и C7, C8.
Схема работы приемника:
Частотные импульсы уличных термометров, поступающие от сети, надежно изолированы цепью C1, C2 и L1, а усиливаются за счет транзистора Q1; диоды D1 и D2 ограничивают пики на его входе. Импульсы фильтруются конденсатором C5, возводятся в квадрат по IC1B, делятся на 10 в IC2B и отправляются для окончательного отсчета на тактовый вход IC5.
IC4 является генератором временной базы: он выдает импульсы сброса для IC1B и IC5 и позволяет фиксировать время затвора IC5 на частоте 1 Гц. Он приводится в действие прямоугольной волной 5 Гц, полученной из частоты сети 50 Гц, взятой из вторичной обмотки T1, возведенной в квадрат IC1C и разделенной на 10 в IC2A.
IC5 управляет катодами дисплеев через Q2, Q3 и Q4 с частотой мультиплексирования, установленной C7. Он также управляет параллельными анодами 3 дисплеев через сегментный декодер BCD-to-7 IC6.
Суммируя, входные импульсы от источника питания, скажем, на частоте 2 кГц делятся на 10 и отображаются как 20,0 °C.
Примечания:
- D6 — самая значимая цифра, а D8 — наименее значимая цифра.
- R16 соединен с точечным анодом D7 для постоянного освещения десятичной точки.
- Установите ферритовые сердечники обоих индукторов на максимальную мощность (лучше всего измерять с помощью осциллографа, но не критично).
- Установите триммер R4 в передатчике, чтобы получить частоту 5 кГц на выводе 3 микросхемы IC2 со входом 0,5 В пост. Тока на выводе 7 (требуется цифровой измеритель частоты).
- Более простая настройка: поместите термометр рядом с датчиком IC1, затем установите R4, чтобы получить те же показания термометра на дисплее приемника.
- Держите датчик (IC1) подальше от источников тепла (например, от сетевого трансформатора T1).
- Линейность очень хорошая.
- Предупреждение! Обе цепи подключены к сети 230 В переменного тока, тогда некоторые части в монтажных платах подвержены смертельному потенциалу! Не прикасайтесь к цепям, когда они подключены, и заключите их в пластиковые коробки.
Принципиальная схема передатчика:
Компоненты передатчика:
R1,R3________100K 1/4W Резисторы
R2___________47R 1/4W Резистор
R4____________5K 1/2W Триммер металлокерамический
R5___________12K 1/4W Резистор
R6___________10K 1/4W Резистор
R7____________6K8 1/4W Резистор
R8,R9_________1K 1/4W Резисторы
C1___________220nF 63V Полиэстеровый конденсатор
C2____________10nF 63V Полиэстеровый конденсатор
C3_____________1µF 63V Полиэстеровый конденсатор
C4,C6__________1nF 63V Полиэстеровый конденсатор
C5_____________2n2 63V Полиэстеровый конденсатор
C7,C8_________47nF 400V Полиэстеровый конденсатор
C9__________1000µF 25V Электролитический конденсатор
D1__________1N4148 75V 150mA Диод
D2,D3_______1N4002 100V 1A Диоды
D4____________5mm. Красный светодиод
IC1___________LM35 Линейный датчик температуры IC
IC2__________LM331 Преобразователь напряжения в частоту IC
IC3__________78L06 Регулятор напряжения тока IC 6V 100mA
Q1___________BC238 Транзистор NPN 25В 100мА
Q2___________BD139 Транзистор NPN 80V 1.5 A
L1___________Первичная цепь (подключена к коллектору Q2): 100 витков
Вторичная цепь: 10 витков
Диаметр эмалированного провода: О. 2мм.
Ферритовый сердечник в пластике. Наружный диаметр: 4мм
T1___________Сетевой трансформатор, первичная обмотка 220V, вторичная 12 + 12V 3VA
PL1__________Сетевая вилка с проводом
Принципиальная схема приемника:
Компоненты приемника:
R1__________100K 1/4W Резистор
R2____________1K 1/4W Резистор
R3,R4,R6-R8__12K 1/4W Резисторы
R5___________47K 1/4W Резистор
R9-R15______470R 1/4W Резисторы
R16_________680R 1/4W Резистор
C1,C2_________47nF 400V Полиэстеровый конденсатор
C3,C7__________1nF 63V Полиэстеровый конденсатор
C4____________10nF 63V Полиэстеровый конденсатор
C5,C6,C10____220nF 63V Полиэстеровый конденсаторы
C8__________1000µF 25V Электролитический конденсатор
C9___________100pF 63V Керамический конденсатор
D1,D2,D5____1N4148 Диоды 75V 150mA
D4,D4_______1N4002 Диоды 100V 1A
D6-D8_______7-сегментные светодиодные мини-дисплеи с общим катодом
IC1__________4093 Счетверенный 2-входной триггер Шмитта на входе IC
IC2__________4518 Двойной компенсатор верхнего счетчика IC
IC3__________78L12 Регулятор напряжения и тока 12В 100мА IC
IC4__________4017 Счетчик с 10 декодированными выходами IC
IC5__________4553 Трех-разрядный BCD счетчик IC
IC6__________4511 7-сегментная защелка-декодер-драйвер для BCD IC
Q1___________Транзистор BC239C 25V 100mA NPN
Q2-Q4________Транзистор BC327 45V 800mA PNP
L1___________Первичная цепь (подключена к C1 и C2): 10 витков
Вторичная цепь: 100 витков
Диаметр эмалированного провода: О. 2мм.
Ферритовый сердечник в пластике. Наружный диаметр: 4мм
T1___________Сетевой трансформатор, первичная обмотка 220V, вторичная 12 + 12V 3VA
PL1__________Сетевая вилка с проводом