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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Guarda il termometro. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Regolatori di potenza, termometri, stabilizzatori di calore Sull'indicatore LED di questo dispositivo, le letture dell'ora corrente cambiano periodicamente al valore della temperatura ambiente nella posizione del sensore, un diodo a semiconduttore convenzionale. Il dispositivo non contiene chip che richiedono programmazione. Il diagramma schematico del termometro dell'orologio è mostrato in fig. 1. La parte "orologio" è costruita sui noti microcircuiti K176IE18 (DD4) e K176IE13 (DD6). Informazioni sul principio del loro funzionamento e sulle caratteristiche dell'applicazione possono essere trovate, ad esempio, in [1].
Il termometro si basa sul microcircuito KR572PV6 (DA4), un ADC a doppia integrazione, per molti aspetti simile ai noti KR572PV2 e KR572PV5. Le principali differenze risiedono nella maggiore precisione di conversione della tensione in codice (4,5 cifre decimali) e nei circuiti di uscita progettati per collegare un indicatore digitale dinamico. I codici BCD delle cifre del risultato della conversione compaiono alternativamente sulle uscite B1, B2, B4, B8. Ogni cifra è accompagnata da un livello logico alto alla corrispondente uscita D1 (cifra decimale più alta, non utilizzata nel dispositivo in esame) - D5 (cifra meno significativa). Gli impulsi all'uscita STB segnano i momenti di cambio cifra Il livello logico all'uscita POL indica la polarità del risultato: 1 - positivo, 0 - negativo. Gli impulsi di clock con una frequenza di circa 4 kHz, necessari per il funzionamento del chip DA120, vengono inviati al suo ingresso CLK dal generatore sugli elementi DD2.3 e DD2.4. Sul microcircuito KR142EN19A (DA3) è assemblato un regolatore di tensione da 2,5 V per i circuiti di misurazione del termometro. Il condensatore C11 previene la generazione parassitaria. Usando il resistore R21, la corrente (circa 0,14 mA) viene impostata attraverso il sensore di temperatura - diodo VD12. La tensione sul diodo, a corrente costante, linearmente dipendente dalla temperatura, viene alimentata all'ingresso IN del microcircuito DA4. Una tensione pari alla tensione ai capi del diodo VD26 a una temperatura di 12 CC viene applicata al suo ingresso IN + dal motore del resistore di sintonizzazione R0 - circa 600 mV. La tensione di riferimento di 200 mV all'ingresso Uref dell'ADC è impostata con un resistore di sintonia R28. È questo valore (in valore assoluto) che la differenza di potenziale degli ingressi IN+ e IN- avrebbe raggiunto con una temperatura del sensore di ±100 °C. In pratica, l'intervallo della temperatura misurata è -60...+99,9 °С. Il circuito R22C15 protegge l'ingresso ADC da rumore e interferenze. Il condensatore C19 è progettato per memorizzare la tensione di riferimento. Il condensatore C16 e il resistore R39 sono elementi dell'integratore. Il condensatore C18 è incluso nel circuito di correzione automatica dello zero dell'ADC. Il diodo VD12 è deviato dal condensatore C13 per eliminare le interferenze con una frequenza di 50 Hz, che possono distorcere significativamente le letture. Puoi leggere del funzionamento di un tale termometro in [2]. Il microcircuito K561LS2 (DD7) - quattro elementi AND-OR con ingressi di strobing comuni - collega alternativamente due sorgenti di segnali di selezione delle cifre dell'indicatore al nodo indicatore: uscite T1-T4 del microcircuito DD4 in modalità di indicazione del tempo o uscite D2-D5 del Microcircuito DA4 in modalità di indicazione della temperatura. I segnali dalle uscite degli elementi DD7 controllano i transistor VT8, VT10, VT13, VT14, che alternativamente accendono gli indicatori HG1-HG4. Agli ingressi di DDI - un convertitore da BCD a sette elementi - i segnali dalle uscite B1, B2, B4, B8, STB del microcircuito DA4 vengono alimentati attraverso i ripetitori del microcircuito DD8. Le uscite del microcircuito DD1 sono collegate anche ai suoi ingressi (convertitore DD6), tuttavia il segnale di comando applicato all'ingresso V DD6 e agli ingressi E e Z DD8 consente di attivare solo le uscite di uno di questi microcircuiti, uscite dell'altro in uno stato passivo (ad alta impedenza) Lo stato passivo delle uscite del chip DD6 non influisce in alcun modo sul processo di conteggio del tempo. Di conseguenza, quando log. 1 al pin 5 del contatore DD5, gli indicatori HG1-HG4 visualizzano la temperatura e con un registro. 0 - tempo. L'ingresso CN di questo contatore riceve i secondi impulsi dall'uscita 51 chip DD4, quindi ogni 4 s il livello di uscita 5, e con esso la modalità di visualizzazione, cambia. All'apertura dei contatti dell'interruttore SA1 il contatore si fermerà nello stato in cui si trovava al momento dell'apertura. La chiusura dei contatti dell'interruttore SA1 riprenderà il cambio periodico di modalità. Attraverso amplificatori di corrente sui transistor VT1-VT7, i segnali di uscita del convertitore di codice DD1 vengono inviati agli anodi degli indicatori HG1-HG4. Nella modalità di indicazione della temperatura, il digit senior "extra" dell'indicatore viene spento dal segnale che arriva all'ingresso K del convertitore DD1, formato dall'elemento DD3.1. Il segnale dall'uscita dell'elemento DD3.2 a una temperatura negativa include l'elemento g sull'indicatore HG1 - il segno meno. L'elemento DD3.3 e il transistor VT11 controllano i LED HL1 e HL2. Nella modalità di visualizzazione della temperatura, entrambi i LED sono spenti. Nella modalità di indicazione dell'ora, il LED HL2 lampeggia sempre a una frequenza di 1 Hz e HL1 - solo quando l'interruttore SA1 è chiuso. Il secondo gruppo di contatti di questo interruttore, chiudendo il circuito dell'emettitore HA1, fa suonare il segnale sonoro della sveglia. Poiché l'ingresso 12 del microcircuito DD8 è collegato a un filo comune, nello stato attivo (nella modalità di indicazione della temperatura) il livello logico alto dall'uscita 11 di questo microcircuito attraverso la chiave sul transistor VT12 accende l'elemento h su l'indicatore HG3 - un punto decimale tra le cifre delle unità e i decimi di grado. I resistori R48-R56 sono necessari per aumentare l'alta tensione di livello logico alle uscite del chip DA4. I resistori R3, R13-R16 sono resistori di carico nei circuiti di uscita del microcircuito DD4 open source. L'unità di alimentazione del dispositivo è costituita da un trasformatore T1 e due raddrizzatori a onda intera. Uno di essi (sui diodi VD3 e VD4) fornisce una tensione di +12 V per alimentare i circuiti anodici degli indicatori HG1-HG4. Da esso, con l'ausilio di uno stabilizzatore integrale DA1, si ottiene una tensione di +5 V per alimentare i microcircuiti del dispositivo. Dalla tensione del secondo raddrizzatore (sui diodi VD5, VD6), utilizzando lo stabilizzatore integrale DA2, si ottiene una tensione di -5 V, necessaria per il chip ADC DA4. Come trasformatore T1, è possibile utilizzare qualsiasi rete con due avvolgimenti secondari per 9-12 V con una corrente di carico di almeno 300 mA. I microcircuiti DA1 e DA2 sostituiranno eventuali stabilizzatori integrati, rispettivamente, tensione positiva (ad esempio KR1157EN502A) e negativa (ad esempio KR1168EN5) di 5 V. Nel caso estremo, lo stabilizzatore di tensione negativo può essere parametrico sul diodo zener KS156A . La corrente consumata nel circuito -5 V non supera i 3 mA. Batteria di backup GB1 - tre celle galvaniche di dimensioni standard AA collegate in serie. È progettato per mantenere l'orologio in funzione in assenza di tensione di rete. In questo caso, la tensione della batteria viene fornita tramite il diodo VD13 solo ai microcircuiti "orologio" DD4 e DD6. Affinché il resto dei microcircuiti rimasti senza alimentazione non influisca su quelli menzionati, i resistori R11, R43-R46 sono collegati in serie nei circuiti che li collegano e il resistore R31 nella modalità di alimentazione di backup mantiene un basso livello logico all'ingresso V del microcircuito DD6. La resistenza R23 provvede alla ricarica della batteria GB1 durante il funzionamento da rete. La copia dell'autore dell'orologio-termometro è assemblata in una custodia per orologio in plastica del radio designer "Electronics". Le parti sono installate su diversi pannelli in fibra di vetro e collegate principalmente mediante fili isolati sospesi. L'accesso agli assi dei resistori di sintonia R26 e R28 avviene attraverso i fori nella parte posteriore del case. Al posto degli indicatori LED SC10-21YWA indicati nello schema, è possibile utilizzare qualsiasi altro con un catodo comune adatto per dimensioni e colore del bagliore. I LED HL1, HL2 sono posizionati nello spazio tra gli indicatori HG2 e HG3. Come transistor VT8, VT10, VT13, VT14, è possibile utilizzare qualsiasi struttura in silicio p-pn con un coefficiente di trasferimento di corrente di almeno 180 e una corrente massima del collettore di almeno 300 mA. Quando si sceglie una sostituzione, prestare attenzione alla tensione residua collettore-emettitore in modalità saturazione, che influisce in modo significativo sulla luminosità degli indicatori. Per i transistor KT530A, non supera 0,13 V. Emettitore di suoni HA1 - elettromagnetico di piccole dimensioni da una sveglia importata. Invece, puoi usare con successo una testina dinamica con una resistenza della bobina mobile di almeno 30 ohm. Importa analoghi del chip KR572PV6 - ICL7135 o TLC7135. Alcuni casi di tali ADC soffrono di una caratteristica "distorta": i risultati della conversione di una tensione positiva e di una tensione negativa uguale in valore assoluto sono leggermente diversi (senza contare il livello all'uscita POL). Eliminare lo skew con un circuito diodo-resistore collegato come mostrato in fig. 2.
La regolazione della parte orologio del dispositivo è descritta in dettaglio in [1]. E per calibrare il termometro, il sensore di temperatura (diodo VD12) viene posto nel ghiaccio o nella neve in fusione e il resistore di regolazione R26 raggiunge una lettura zero sull'indicatore LED. Se questo fallisce, selezionare il valore del resistore R25. Quindi, abbassando il sensore in acqua calda con una temperatura controllata da un termometro di riferimento, la resistenza R28 imposta il valore corrispondente sull'indicatore. La luminosità degli indicatori HG1-HG4 e dei LED HL1, HL2, se necessario, può essere aumentata o diminuita selezionando i valori delle resistenze R4-R10, R30, R36. In conclusione, vorrei condividere la mia esperienza con l'installazione di un sensore di temperatura all'aperto. Dovrebbe essere posizionato il più lontano possibile dalle finestre e dai muri della casa, ben mosso dal vento, ma riparato dalla luce solare diretta. Il posto migliore è la parte esterna della ringhiera del balcone. Ad esso è fissata perpendicolarmente una barra di legno orizzontale con una sezione di 30x30 mm e una lunghezza di circa 500 mm. All'estremità della barra, lontano dal balcone, con un angolo di 30 °, è installata una visiera parasole di dimensioni 300x300 mm in compensato con uno spessore di almeno 10 mm. Sotto la visiera a una distanza di 40 ... 60 mm dal centro della sua superficie inferiore, viene posizionato un diodo VD12, dopo averlo precedentemente posizionato in una capsula a prova di umidità di volume adeguato, ad esempio da sotto il medicinale. L'apertura nella capsula, attraverso la quale vengono fatti uscire i fili di collegamento, deve essere sigillata. Letteratura
Autore: V. Surov, Gorno-Altaisk
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