Простейший электронный термометр. Электронный термометр с выносным датчиком: выбор оптимальной модели и правильная эксплуатация Электронный термометр своими

Сегодня мы расскажем, как своими руками сделать электронный термометр из трех деталей.

Очень простой и достаточно точный термометр можно сделать, если у вас случайно завалялся старый стрелочный амперметр со шкалой 100 мкА.
Для этого потребуется и всего две детали.
Температура измеряется датчиком LM 35. Этот интегральный кремниевый включает в себя термочувствительный элемент — первичный преобразователь и схему обработки сигнала, выполненные на одном кристалле и заключенные в корпус, такой, как, например, у КТ 502 (ТО- 92). У датчика LM 35 есть конструктивная разновидность с теми же параметрами, но иной цокалевкой и теплоотводом, что очень удобно для контактных измерений температуры.
Выходное напряжение датчика LM 35 пропорционально шкале Цельсия (10мВ/ С). При температуре 25 градусов этот датчик имеет на выходе напряжение 250 мВ, а при 100 градусов на выходе 1,0 В.
Обозначение датчика несколько необычно. Цоколевка приведена на рисунке.

На схеме датчик изображают прямоугольником с обозначением типа прибора и нумерацией выводов.
термометра приведена на рисунке и столь проста, что не требует пояснений.
Собранный термометр должен быть откалиброван.
Включите схему. Датчик LM 35 плотно прижмите к резервуару ртутного градусника, например с помощью изоленты, укутайте место соединения или просто положите все под подушку. Так как любые тепловые процессы инерционны, придется подождать с полчаса или больше, чтобы температуры датчика и градусника выровнялись, затем потенциометром установите стрелку микроамперметра на цифру, соответствующую температуре градусника. Вот и все. Термометром можно пользоваться.

В авторском варианте для тарировки был использован градусник от 0 до 50 градусов Цельсия с ценой деления 0,1 градус, поэтому термометр получился достаточно точным.
К сожалению, найти такой градусник проблематично. Для грубой тарировки можно просто положить датчик рядом с термометром, измеряющем скажем температуру в помещении, подождать часа два и выставить нужную температуру на шкале микроамперметра.
Если точный градусник все же найдется, то в качестве индикатора вместо стрелочного прибора можно использовать цифровой мультиметр, например китайский ВТ-308В, тогда показания температуры можно будет считывать до десятых долей градуса.
Для тех, кто хочет ознакомиться с интегральными датчиками подробно- простите сайт kit-e.ru или rcl-radio.ru (искать LM 35).

Цифровые термометры являются очень удобными в использовании. В первую очередь важно отметить, что у них низкий процент погрешности. Многие модели способны определять влажность в помещении.

Устройства с выносными датчиками больше всего подходят для лабораторных исследований. Модели отличаются по чувствительности и типу сенсора. Для того чтобы разораться в этом вопросе, следует рассмотреть стандартную схему цифрового термометра.

Схема устройства

Обычный термометр включает в себя датчик многоканального типа, а также набор резисторов. Непосредственно сигнал на дисплей выводится при помощи небольшой микросхемы. На ней установлены конденсаторы. Для увеличения чувствительности устройства применяются разного типа тиристоры. Разрядность модификации зависит от емкости транзисторов.

Как сделать модель?

Сделать цифровой термометр своими руками довольно просто. Непосредственно сенсор нужно подбирать щупового типа. Модификации с присосками сделать сложно. Также для работы потребуется тиристорный блок. Далее, чтобы сделать цифровой термометр своими руками, берется компактный датчик. Микросхема подбирается серии РР20. Для увеличения чувствительности используются различные элементы. В данном случае можно применять усилитель. На рынке, как правило, представлены импульсные модификации.

Стоят они довольно дорого, однако способны много проработать. Для осуществления процесса калибровки применяются конденсаторы. В среднем емкость элемента не должна превышать 3,5 пФ. Чтобы увеличить порог допустимой температуры, применяются резисторы с различной проводимостью. Для того чтобы подсоединить сенсор, потребуется двужильный кабель. С выходными контактами микросхемы он соединяется при помощи обычного паяльника.

Отзывы о DC-1

Этот цифровой термометр с выносным датчиком является очень простым в использовании. В первую очередь важно упомянуть о широком температурном диапазоне. При необходимости устройство способно точно определять уровень влаги. Интерфейс в данном случае используется серии РС. Гнездо для подключения USB-кабеля производителем предусмотрено. Точность измерения термостата равняется не более 1,3 %.

Скорость калибровки у оборудования довольно высокая. Сенсор в устройстве применяется щупового типа. Для лабораторных исследований модель подходит хорошо. Система защиты предусмотрена серии ИП31. В стандартный набор устройства входит датчик батарейки и непосредственно цифровой термометр. Инструкция также прилагается производителем. Стоит на рынке указанная модель в районе 540 руб.

Описание термометров DC-2

Это довольно простой и удобный цифровой термометр. Схема его включает полевые конденсаторы и импульсный транзистор. Для бытового использования модель подходит идеально. Уровень влаги в данном случае измерять нельзя. Если верить покупателям, то включается оборудование довольно быстро. Батарейки в стандартный комплект входят небольшой емкости. Сквозное сопротивление представленной модификации находится на уровне 4,5 Ом. Непосредственно минимальная допустимая равняется -70 градусов. Интерфейс предусмотрен простой и понятный. Функция запоминания значения в термометре отсутствует. Сенсор используется щупового типа.

Устройство DC-5

Этот цифровой выносной термометр отличается высоким порогом допустимой температуры. Стоит модель довольно дорого, однако имеет массу преимуществ. В первую очередь важно упомянуть о низком проценте погрешности. Датчик используется многоканального типа. Скорость калибровки высокая.

Непосредственно интерфейс применяется серии РС. Система защиты в оборудовании установлена ИП32. Функция влагомера у прибора предусмотрена. Для полевых исследований устройство подходит идеально. Сквозное сопротивление указанной модификации не превышает 6 Ом. Продается представленный термометр по цене от 2100 руб.

Термометры Digital 202

Это компактный и удобный цифровой термометр. Схема его включает емкостные конденсаторы и чувствительный датчик. Многие люди покупают прибор для бытового использования. При желании он способен показать уровень влаги в квартире. Скорость калибровки у модели очень низкая. Также важно отметить, что уровень погрешности равняется целых 2,5 %. Показатель сквозного сопротивления находится на уровне 4 Ом. Система защиты используется ИП 33. Приобрести термометр представленной марки пользователь способен всего за 600 руб.

Отзывы о Digital 320

Указанный цифровой термометр с выносным датчиком продается с довольно качественным сенсором. Непосредственно датчик установлен многоканального типа. Время измерения в среднем равняется 1,2 секунды. Как правило, показатель погрешности не превышает 0,8 %. Наиболее часто модель приобретают для лабораторных исследований. Однако важно отметить низкий порог предельной температуры.

Процесс калибровки в устройстве занимает много времени. Если верить покупателям, то запускается прибор с небольшой задержкой. Всего в устройстве используется две батарейки. Хватает их примерно на три часа работы. Интерфейс производителем предусмотрен серии РС. Разъем для USB-порта находится на боковой панели. Купить указанный термометр можно за 1600 руб.

Описание термометров Digital 700

Указанный цифровой термометр с выносным датчиком является универсальным. В квартире он поможет определить не только точную температуру, но и уровень влажности. Непосредственно датчик используется многоканального типа. Сенсор стандартно предусмотрен щупальный. Показатель усиления в данном случае регулировать нельзя. Интерфейс для управления предусмотрен серии РС.

Если верить покупателям, то включается термометр очень быстро. Однако время получения результата может быть продолжительным. Показатель чувствительности представленной модели колеблется в районе 4,5 мВ. Сквозное сопротивление модификации находится на уровне 5 Ом. Цена на представленный термометр колеблется в районе 1300 руб.

Устройство Digi Sense

Этот цифровой термометр отзывы от покупателей в основном получает положительные. Многие владельцы хвалят прибор за компактность. При необходимости он способен определить точный уровень влажности в помещении. Интерфейс используется стандартно серии РС. При необходимости параметр чувствительности пользователь способен менять. Максимальная допустимая температура оборудования равняется 200 градусов. Всего у модели используется один сенсор.

В данном случае резисторы установлены импульсного типа. Если верить специалистам, то батареек хватает примерно на три часа эксплуатации оборудования. Конденсаторы у термометра применяются емкостного типа. Учитывая это, оборудование обладает высокой точностью Показатель погрешности в данном случае находится на уровне 2,1 %. Купить представленный термометр можно всего за 800 руб.

Термометры Shenzhen К55

Указанный многофункциональный цифровой термометр с выносным датчиком рассчитан на работу в лабораторных условиях. В данном случае сенсор подсоединен через трехжильный кабель. Питание оборудования осуществляется через обычные литиевые аккумуляторы. Время автономной работы - не более трех часов. Микросхема в данном случае предусмотрена коммутируемого типа.

На боковой панели оборудования имеется USB-разъем. Функция запоминания результатов у модели не предусмотрена. Также важно отметить, что модель включается с малой задержкой. Показатель сквозного сопротивления не превышает 5?4 Ом. Продается представленный цифровой термометр с датчиком по цене от 800 руб.

Этот нехитрый прибор позволяет оперативно (за несколько секунд) измерить температуру человеческого тела, воды, окружающего воздуха и любых других объектов в диапазоне 20 …45°С. Несмотря на простоту схемы точность измерений получается достаточно высокой – ± 0.1°С.

Сердцем прибора и, пожалуй, единственной относительно труднодоступной деталью является термореризтор типа СТ3-19 номиналом 10 ком. Именно благодаря его малым размерам время измерения температуры не превышает нескольких секунд. Как видно из схемы, прибор аналоговый и представляет собой измерительный мост, который питается стабилизированным напряжением. В качестве низковольтного стабилитрона используются транзисторы VT1 и VT2.

При изменении температуры сопротивление терморезистора изменяется, а величина расбалансировки моста, состоящего из элементов R2, R5 и R8 отображается на стрелочном индикаторе, роль которого выполняет микроамперметр РА1. Для калибровки прибора служит переключатель SA2, который подменяет элементы R5 и R8 в одном из плечей моста на образцовые резисторы R4, R6 и R7.

Налаживание термометра производится следующим образом. С наиболее высокой доступной точностью измеряется сопротивление резистора R8 при температуре 20°С. От точности этого измерения будет зависеть и точность прибора. Далее подбираются резисторы R6 и R7 таких номиналов, чтобы они в сумме давали измеренное сопротивление. Они будут включены в цепь калибровки. Затем устанавливаем движки резисторов R2 и R3 в среднее положение и подаем питание на схему.

1. Включаем SA2 в режим калибровки. Резистором R2 выводим стрелку прибора РА1 на нулевую отметку.
2. Помещаем датчик температуры на объект с известной температурой, лежащей в измеряемом диапазоне. Это может быть, к примеру, человеческое тело подмышкой. Переводим переключатель SA2 в положение «Измерение» и резистором R3 выставляем показание прибора РА1 на уровень, который будет соответствовать этой температуре.

Снова повторяем операции 1, 2 до тех пор (обычно 3-4 раза), пока в режиме «Калибровка» прибор не будет четко показывать 20°С, а в режиме «Измерение» — заранее известную температуру измеряемого тела. На этом настройку прибора можно считать оконченной.

Термореризтор типа СТ3-19

В конструкции на месте VT1, VT2 кроме указанных на схеме можно использовать КТ3102 с буквами А, Б, В, Г, в качестве РА1 подойдет любой микроамперметр с током полного отклонения 50 мкА, причем чем больше размеры шкалы, тем точнее можно будет отсчитывать его показания. Поскольку шкала термометра практически линейная, то отградуировать ее можно заранее в нужном диапазоне, который может быть несколько сдвинут и даже расширен, хотя расширением диапазона увлекаться не стоит – градуировка получится мельче, визуальная погрешность выше.

Питается устройство от двух гальванических элементов напряжением 1.5 В или аккумуляторов по 1.25 В каждый, потребляемый ток в режиме измерения составляет 3-5 мА. Резисторы R2 и R3 очень желательно поставить многооборотные (к примеру, СП5-2), позволяющие проводить достаточно плавную регулировку сопротивления. Терморезистор очень удобно разместить в корпусе от фломастера, залив его эпоксидной смолой таким образом, чтобы измерительный кончик его оказался на месте кончика «грифеля» нового «фломастера». Со схемой измерительный узел можно соединить любым многожильным проводом, свив его парой. Длина жгута при этом может достигать 1 м.

Здравствуйте. Предлагаю обзор комплекта для создания самодельного цифрового термометра. Постараюсь рассказать также и о некоторых хитростях. Для гуру мои «хитрости» могут показаться смешными, но некоторым, надеюсь, помогут. Также в обзоре будет информация о том, как этот термометр я установил, не приколхозил, а именно установил в автомобиль.
На самом деле это не просто термометр, а терморегулятор, у него есть выход для управления нагрузкой и кнопки изменения уставки, но я использовать эти функции не планирую.
Заинтересовавшихся прошу…
У меня в авто нет датчика температуры наружного воздуха. В связи с этим я испытываю некоторое неудобство. Анализ готовых автомобильных термометров мне не принес удовлетворения. Поэтому выбор пал на этот набор. Почему именно на него? Термометр использует цифровой датчик температуры DS18B20, который не требуется настраивать или калибровать. Он уже имеет абсолютную точность 0,5 градуса. Но об этом ниже.
Перейдём к набору.

Посылка и упаковка:

Продавец положил вот такую памятку-просьбу:
В ней продавец благодарит за выбор именно его магазина, рассказывает о том, как он заботится об удовлетворении покупателей и просит не забыть оставить хороший отзыв. Как-то так.

Комплектация:

• резистор 470 Ом - 7шт.
• резистор 4,7 кОм - 5 шт.
• резистор 10 кОм - 1 шт.
• резистор 1 кОм - 1 шт.
• конденсатор 10 мкФ - 2 шт.
• конденсатор 0,1 мкФ - 1 шт.
• конденсатор 30 пФ - 2 шт.
• транзистор S9012 - 4 шт.
• кварцевый резонатор 12 МГц - 1 шт.
• кнопка - 3 шт.
• микроконтроллер AT89C2051 - 1 шт.
• панелька DIP-20 - 1 шт.
• термодатчик DS18B20 - 1 шт.
• светодиодная матрица 3631 - 1 шт.
• 2-х контактный клеммник - 2 шт.
• светодиод красный - 1 шт.
• печатная плата - 1 шт.
• схема - 1 шт.

Рассмотрим основные компоненты поближе.

Печатная плата:

Односторонняя печатная плата из стеклотекстолита. Со стороны печати нанесён защитный лаковый слой, в обиходе именуемый «зелёнкой», со стороны элементов нанесена шелкография. Размер платы 50х55 мм. Качество изготовления хорошее.

Микроконтроллер:

в корпусе DIP20 является Атмеловским клоном знаменитого Интелловского микроконтроллера Intell 8051. Официальное название 8051-семейства микроконтроллеров Intel - MCS 51.
Микроконтроллер уже «прошит», т.е. содержит в себе необходимый программный код.

Кварцевый резонатор:

Микроконтроллер оборудован тактовым генератором, для стабилизации частоты которого используется внешний кварцевый резонатор на 12 МГц

Индикатор:

В качестве индикатора используется трехразрядный светодиодный цифровой дисплей 3631 с общими анодами красного цвета.

Винтовые клеммники:

Клеммники соединяются между собой с помощью гнезда «ласточкин хвост».
У этих клеммников есть один конструктивный недостаток: Ось контакта для пайки совпадает с осью винта и при приложении достаточно небольшого усилия на винт, контакт для пайки проворачивается, срывая пайку. Поэтому затягивать эти клеммники нужно аккуратно, без лишних усилий.

Остальные элементы:

Остальные элементы самые стандартные: конденсаторы, резисторы, транзисторы, кнопки.

Паяем:

Паять желательно используя флюс - спиртоканифоль. Изготавливается либо самостоятельно (канифоль толчётся в песок и растворяется в медицинском спирте), либо приобретается в специализированных магазинах. Готовую спиртоканифоль, для удобства использования, советую перелить в пузырёк от лака для ногтей, предварительно очищенный от лака ацетоном. Кисточкой спиртоканифоль наносится на плату и выводы и дальше паяется обычным припоем, например ПОС-61.

Спаяли:

Возле отверстий можно заметить остатки флюса, протёкшего со стороны печати.

Моем:

Для очистки от флюса плата помещается в литровую стеклянную банку и заливается спиртом или спиртобензиновой смесью примерно на полчаса. Я обычно мою медицинским спиртом. Потом этот спирт можно использовать для изготовления спиртоканифоли. Через полчаса остатки флюса смываются ватной палочкой или не очень жёсткой зубной щёткой.

Наладка и первое включение:

В наладке плата не нуждается, должна работать сразу после подачи питания, но у меня не заработала. Сначала я даже подумал, что контроллер прислали незапрограммированный. Но оказывается при подаче питания, термометр включается в «дежурном режиме» и чтобы его «разбудить», необходимо нажать кнопку S1. Этой же кнопкой можно послать термометр обратно в «дежурный режим» долгим нажатием. Короткое нажатие переводит в режим изменения уставки. Режим индикации уставки определяется морганием индикатора. Для изменения уставки служат кнопки S2 и S3. Для подтверждения уставки - короткое нажатие S1. Уставка это температура при которой происходит изменение значения выхода на клеммнике Х2, что дополнительно индицируется красным светодиодом LED1. К клеммнику Х2 можно подключить катушку маломощного 5 вольтового реле, контактами которого уже управлять чем-то более мощным.
Работает это следующим образом: Если измеряемая температура выше уставки, то светодиод не горит и реле обесточено, если температура падает ниже уставки, загорается светодиод и подаётся напряжение на контакты клеммника Х1, т.е. реле срабатывает. Таким образом с помощью данного термометра, а точнее терморегулятора можно поддерживать температуру в какой-нибудь печи (инкубаторе).
Питается термометр от 5 вольт постоянного тока. Ток потребления не замерил, но он невелик. Думаю десятки миллиампер.

Установка в автомобиль:

Ну что же, пора переходить ко второй части обзора - к установке в автомобиль. Не люблю разный «колхозинг» и обвешивание салона всякими «прибамбасами», поэтому постарался встроить термометр так, чтобы его внешне видно не было. Вставить его решил в… штатный приёмник. Из всех функция приёмника используется единственная - часы. Поэтому левая часть ЖК индикатора всегда пустая. Вот под этот индикатор я и решил спрятать индикатор термометра.

Подробности демонтажа приёмника и последующего его «расковыривания» опущу, думаю всё будет понятно из фото:



Чтобы установить светодиодный индикатор термометра позади ЖК индикатора приёмника, индикатор термометра пришлось удлинить с помощью 11 жильного плоского кабеля (кабель взял от PATA интерфейса, это то, что было до SATA, если такого кабеля в наличии нет, то его можно купить в магазине радиотоваров).
Далее в пластиковом корпусе за ЖК индикатором прорезается плоская щель на ширину кабеля, я для этого просверлил ряд отверстий 2 мм сверлом, и обработал их скачала канцелярским ножом, потом маленьким надфилем.

Далее, термоклеем закрепил индикатор, удалив излишки клея ножом:

ЖК индикатор сам по себе прозрачный, но позади индикатора установлена рассеивающая белая пластиковая прокладка. Вот как видны цифры без рассеивающей прокладки:

А вот так с установленной рассеивающей прокладкой:
Второй вариант мне понравился больше.

Питание:

Нужно не забывать, что напряжение питания термометра 5 вольт, а бортовое напряжение большинства автомобилей 12 вольт. Для этого необходимо использовать 5 вольтовый стабилизатор. Я использовал линейный стабилизатор 7805 в корпусе ТО-220. Схема включения:

Стабилизатор прикрутил на радиатор. Саму плату закрепил 2-мя стойками к основной плате. Кнопку S1 подключил к штатной кнопке приёмника, предварительно отрезав дорожки от последней:

Подключение термодатчика:

Для подключения термодатчика я использовал установленное, но не подключенное 8 контактное гнездо DIN-8:

В качестве разъёма использовал старый советский стерео-штеккер DIN-5 (такой используется и в старых АТ клавиатурах):

Вот как получилось:

Термодатчик и кабель:

Кабель я использовал 2-х проводный микрофонный, т.к. он круглый в сечении и достаточно гибкий. Он состоит из 2-х проводов и оплётки - экрана. Вот этот экран я подключил к "-" питания датчика, провода как получилось:

Теперь необходимо датчик загерметизировать. Проще всего надеть на него термоусадочную трубку таким образом, чтобы она перекрыла и часть кабеля и осталась за пределами датчика ещё миллиметров на 5-8. Далее усадить, начиная от кабеля и заканчивая датчиком и пока ещё трубка горячая, конец зажать пассатижами. Получается вот такого вида герметичный несъёмный «чехол»:

Место установки термодатчика:

Немаловажный этап установки термометра наружного воздуха это выбор правильного места установки термодатчика. Сначала я вывел термодатчик в подкапотное пространство между фарой и крылом. Во время езды термометр показывает правильную температуру. Но во время стоянки подкапотное пространство подогревается работающим двигателем и показания плывут вверх.
Изучив данный вопрос я выяснил, что производители устанавливают термодатчики наружного воздуха в основном в 2 местах:
Перед радиатором под замком капота:

И в зеркале заднего вида:

Второй вариант мне показался идеальным, т.к. в зеркале точно термодатчик ничем подогреваться не будет, при условии, что зеркала без подогрева. В моём авто установлены зеркала с электроприводом и как раз без подогрева, поэтому конструктивно уже есть отверстия для проводов. Для этого пришлось снять обшивку двери и часть обшивки салона. Самое трудоёмкое - продеть провод через гофру с кабелями между дверью и салоном:

Наслаждение результатом:

С выключенным термометром но с включенной подсветкой ЖК индикатора:

С включенным термометром:

Я результатом остался доволен.

Заключение:

Затратив 8 долларов и 3 дня новогодних праздников я получил цифровой термометр с хорошей точностью измеряющий температуру за бортом авто и, что для меня немаловажно, не портящий внешний вид салона.
Вот что ещё можно добавить к вышесказанному:

• Индикатор термометра можно заменить на другой по размеру или цвету свечения, но аналогичный по подключению, при условии выносного подключения, как в данном варианте. Использовать можно любые 3 разрядные 7 сегментные светодиодные матрицы с общим анодом, либо отдельно 3 одноразрядных 7 сегментных индикатора, также с общим анодом. Подобных индикаторов полно у различных производителей, например у .
• Некоторые производители автомобилей не комплектуют свои авто термометрами наружного воздуха, но предусматривают индикатор, обычно со снежинкой, который говорит о том, что погодные условия близки к образованию гололёда. С помощью данного термометра можно реализовать такую функцию. Выход термостата (клеммник Х2) можно подключить к какой-нибудь лампочке на панели приборов, либо вывести дополнительный светодиод и настроив уставку +1 градус, можно индицировать падение температуры до этой уставки.

Ну вот и всё. Удачи по жизни и на дорогах!!!

P.S. Есть на пару долларов дешевле (спасибо gargargar за информацию). Но там качество печатной платы хуже. Это отметил и gargargar в своём комменте, и на странице товара есть также соответствующий коммент "Very hard to solder, blue PCB "

Планирую купить +31 Добавить в избранное Обзор понравился +81 +146 Часто схемы собирают по остаточному принципу: что-то где-то завалялось - можно что-нибудь спаять. Это как раз тот случай, где ничего покупать не нужно, так как все детали термометра самые распространённые. Использование дешевых микросхем серии 176 (К176ЛА7 и К176ИЕ4), сделало возможным создание цифрового термометра, который при всей своей простоте обладает высокой повторяемостью и достаточной для бытовых целей точностью. Часто в последнее время ставят цифровые датчики температуры, но здесь им является обычный терморезистор с отрицательным ТКС и сопротивлением примерно 100кОм.

Цифровой термометр был задуман изначально как бытовой, домашний, который всю свою жизнь должен провисеть где-нибудь у окошка. Владельца термометра, прежде всего, волнует, какая температура на улице. Поэтому термометр может иметь внешний датчик температуры, расположенный, например, на внешней стороне рамы окна или только внутренний, если нужен контроль температуры в помещении.

Часто надо посмотреть на термометр, когда условия освещения плохие - например, посреди ночи. Поэтому ЖК-индикаторы, даже с подсветкой, не подходят. Лучшую читаемость в условиях недостаточного освещения имеют светодиодные индикаторы типа АЛС. Параметры термометра в смысле погрешности измерений всецело определяются настройкой градуирования по образцовому термометру. Схема термометра, вместе со всей страницей из журнала радиоконструктор приводится ниже:

Печатная плата конструкция корпуса термометра зависит от желаемого дизайна изделия, поэтому здесь не приводится. Фото моей платы приводится ниже.