Простий вимірювач температури з ЖК дисплеєм на МК

Це проект простого вимірювача температури на основі термопари. Термопара - це один з видів датчика температури. Термопари коштують недорого, і їхній діапазон вимірювань дуже великий у порівнянні з термісторами або цифровими датчиками температури. Проте через малий рівень вихідної напруги обробка даних з термопари відносно складна через необхідність попереднього підсилювача високої точності та належних ланцюгів компенсації. Але існують деякі термопари, в які вже вбудовані ланцюги обробки аналогового сигналу. Я розробляв свій кишеньковий вимірювач температури на основі саме такої термопари.

Принцип роботи

Ефект Зеебека полягає в тому, що в замкнутій ланцюзі, що складається з неоднорідних провідників, виникає термо-ЕДС, якщо місця контактів підтримують при різних температурах. Термопара працює на основі цього ефекту. Ефект Зеебека також іноді називають просто термоелектричним ефектом. 

Залізо

Термопара

Щоб отримати необхідний рівень сигналу з виходу простої термопари, потрібні високоточний підсилювач і ланцюги компенсації. Але вже зараз доступні мікросхеми, до складу яких входить термопара та високоточний підсилювач. Завдяки таким мікросхемам термопари можна використовувати з легкістю. Я вибрав мікросхему MAX31855 від Maxim. Вона містить у собі і термопару, і підсилювач, і навіть АЦП, і виводить значення температури в цифровому вигляді.

Послідовний вихід

В цьому проекті передбачено також послідовний вихід даних. Можна підключатися безпосередньо до послідовного порту комп'ютера, але рекомендується оптична розв'язка.

Роз'єм

Я знайшов у себе досить мініатюрний роз'єм типу "Тато", але я ніде не зміг знайти достатньо мініатюрну відповідну частину до нього, так що я зробив її прямо на платі. А взагалі-то в даному проекті можна поставити практично будь-які підходящі за розмірами роз'єми.

Дисплей

Дисплей для цього проекту має споживати якомога менше енергії. Але я не став застосовувати в цьому проекті символьні ЖК дисплеї зі вбудованим контролером через невеликий розмір відображуваних на ньому символів. А ось сегментні ЖК дисплеї чудово підходять. Я використовував саме таку ЖК-панель, іноді їх також використовують в іншій побутовій електроніці. Він не має вбудованого контролера, тому для неї потрібен зовнішній контролер ЖК-дисплея. Робоча напруга у різних дисплеїв різна. TWV1302W, які використовуються в цьому проекті, керуються 3В. При використанні 5В ЖК-дисплея, потрібні зміни в схемі.

Джерело живлення

Вимірювач температури живиться від однієї LR1 батарейки через підвищуючий DC-DC перетворювач. Споживаний струм всього    4 мА на 1,5В. Розрахунковий час роботи від батареї становить не менше 100 годин.

Схема

Програма

Принцип роботи прошивки досить простий. Вона зчитує дані температури від MAX31855 з інтервалом 0,5 секунди і відображає їх на ЖК-дисплеї в фоновому режимі. Значення температури також передається через послідовний порт (N81, 300 біт).

Список радіоелементів

Оригінал статті