Например TDA7294

РадиоКот > Схемы > Цифровые устройства > Бытовая техника

Миниатюрный термометр с термопарой

Автор: nikoradist, chem_kot, nikoradist@gmail.com
Опубликовано 13.11.2012.
Создано при помощи КотоРед.

Термометр: меньше - бывает! 

Устройство применяется для контроля температуры глицерина при лужении печатных плат в домашних условиях.

Технические характеристики

Диапазон измеряемых температур

 80-500 0С

Погрешность измерения

±3  0С

Тип термопары

К - тип

Напряжение питания

3.7-10 В

Ток потребления

12-30 мА

Тип индикатора

светодиодный

Габаритные размеры

13х49

Cтоимость

<100руб

Принципиальная элетрическая схема устройства приведена ниже.

Конструктивно устройство выполнено на односторонней печатной плате из фольгированного стеклотекстолита, изготовленной по ЛУТ, фактическая (измеренная) ширина дорожек составляет 0.214 мм.  

ЭДС хромель-алюмелевой термопары усиливается операционным усилителем и поступает на вход АЦП микроконтроллера, который вычисляет температуру и с помощью динамической индикации выводит показания на светодиодный семисегментный индикатор с общим анодом. Опорное напряжение АЦП - напряжение питания микроконтроллера, стабилизированные 3 В. В устройстве применен 8-разрядный микроконтроллер от ST Microelectronics - STM8S105K4U6 в корпусе VFQFPN-32 (5х5 мм). Примечательная особенность МК - цена, составляющая 22руб в розницу. Вообще говоря, низкими ценами отличается все семейство контроллеров STM8, так же есть недорогое (300руб) средство внутрисхемной отладки - ознакомительная плата STM8S DISCOVERY. 



Монтаж достаточно плотный, так как хотелось добиться миниатюрных габаритов: все резисторы и керамические конденсаторы типоразмера 0603, танталовый кондексатор типа А, операционный усилитель LM358N в SOIC8, стабилизатор LP2980AIM5-3.0 в SOT23-5. Микроконтроллер установлен горячим воздухом на предварительно подготовленные контактные площадки. Шнур термопары приклеен к плате эпоксидным клеем. В дальнейшем устройство было обтянуто прозрачной термоусадкой. Специального разъема для прошивки не предусмотрено, припаиваем проводочки от STM8S DISCOVERY к контактам платы: RESET и SWIM, Vcc и GND. С установками фузов еще проще - у STM8 нет фьюзов, все конфигурируется "на лету"!

       

Калибровка: для примененной термопары был снят график зависимости термоЭДС от температуры - линейная функция.

Далее, следует измерить два значения ЭДС термопары после операционного усилителя (перед АЦП микроконтроллера) при разных известных температурах, например, при комнатной и при температуре кипения воды. Как вариант - можно измерить температуру кипения воды и температуру кипения глицерина 2900С (предварительно убедившись, что из него испарилась вода).

Затем измеренные значения необходимо подставить в формулу - найти наклон и смещение:

          , где

Kу = 105,7 при номиналах, указанных на схеме;

U1, U2 - ЭДС термопары в Вольтах при соответственно t1 и t2;

t1,t2 - температуры в 0С.

После этого требуется исправить в программе две строчки и перекомпилировать:

// вычисление температуры

    temp = (double)res/1.36;

// ввод поправки

    res = (unsigned int)temp+51;,

где вместо 1.36 подставляют значение K, а вместо 51 - округленное значение смещения.

Лужение печатной платы в глицерине - тема отдельной статьи.


Файлы:
схема в Splan7
прошивка+исходник в IAR for STM8
плата в SL5


Все вопросы в Форум.


ID: 1426

Как вам эта статья?

 Нравится
 Так себе
 Не нравится

Заработало ли это устройство у вас?

 Заработало сразу
 Заработало после плясок с бубном
 Не заработало совсем

59 4 2
7
Подробно