Целью данного проекта было создание прибора для точного измерения температуры окружающего воздуха с возможностью вычисления и запоминания средних значений (средне -часовых; -суточных; -месячных), а также пиковых значений суточной температуры.
![](https://kazus.ru/nuke/spaw/images/topics/mt-50view.jpg) |
Также хотелось "скидывать" все это на компьютер, что дает возможность распечатывать протокол изменения температуры, делать дальнейшую обработку, например, строить диаграммы, графики и т.д. Для некоторых организаций, производящих и поставляющих тепло, такой прибор позволяет отказаться от услуг метеослужбы, что дает неплохую экономию. |
Технические характеристики метеотермометра приведены в таблице:
Диапазон измерения температуры |
от -50°C до +50°C |
Допустимая макс.погрешность |
± 0,3 °C |
Цена деления |
0,1 °C |
Датчик |
Платиновый, класс "А" ЭЧП-100П (Pt-100) |
Длина 4-х проводного шлейфа датчика |
8 м |
Индикатор |
LCD 2x24 алфавитно-цифровой с подсветкой (русифицирован) |
Напряжение питания |
9 В |
Потребляемый ток от акуумулятора (без подсветки) |
8 mA |
Макс.потребляемый ток от сетевого адаптера(с подсветкой) |
75 mA |
Продолжительность непрерывной работы без сетевого питания |
3 суток |
Габаритные размеры |
150x120x50 мм |
Принципиальная схема термометра изображена на Рис.1 и Рис.2
Прибор построен на сигнальном процессоре PIC14000 фирмы Microchip . При использовании внешнего пленочного конденсатора C9 его встроенный 8-ми канальный АЦП интегрирующего типа позволяет измерять напряжение в диапазоне 0-4В (при питании 5,5В) с точностью до 16-ти разрядов. Процессор также содержит стабилизированные источники опорного напряжения, управляемый источник тока заряда конденсатора C9, аналоговый компаратор, ЦАП (средней точности), цепи смещения входного напряжения для измерения токов и т.д. Кому интересно - смотри ссылку выше. В данной конструкции задействовано 2 внешних аналоговых канала: для измерения температуры и для контроля напряжения аккумулятора. Остальные порты ввода/вывода - цифровые.
Рис.1 Цифровая часть метеотермометра "MT-50"
Для хранения накопленных средних значений температуры (часовых, суточных, месячных) используется EEPROM с последовательным интерфейсом I2C: 24C04 (24LC08, 24LC16B) фирмы Microchip или аналогичная память других производителей (Atmel, Xicor, Siemens и др.). В качестве индикатора использован алфавитно-цифровой ЖКИ фирмы Powertip, имеющий 2 строки по 24 символа, возможность вывода и русских и латинских букв, светодиодную подсветку, расширенный температурный диапазон (-10 - +40°С). Возможно применение другого ЖКИ-модуля, совместимого с ним, напр. DataVision, Hitachi и др. Разъем DB-25M служит для подключения внешнего носителя накопленной в приборе информации - картриджа. На картридж можно сбрасывать среднесуточные значения температуры за весь прошлый и текущий месяцы. Информация на нем может храниться до 40 лет, и при желании может быть считана PC-совместимым компьютером через COM-порт. Метеотермометр управляется 4-мя кнопками и имеет 5 режимов работы: основной-с индикацией текущей температуры; 1-просмотр разл.средних и пиковых температур из памяти; 2-копирование внутренней памяти на подключенный картридж; 3-установка/коррекция даты/времени; 4-очистка содержимого встроенной EEPROM-памяти. Назначение кнопок меняется в зависимости от текущего режима. Возврат в основной режим происходит автоматически через 30 сек при неактивности кнопок. Номер текущего режима работы отображается в левом верхнем углу индикатора. На половинке микросхемы DD1 собран часовой генератор (прибор, естественно, имеет встроенные часы и календарь), на другой половинке DD1 - маломощный источник отрицательного напряжения для питания преобразователя сигнала термодатчика.
Рис.2 Формирователь сигнала термодатчика "Pt-100"
Картридж собран в корпусе стандартного разъема DB-25F (Рис.3). Такая конструкция позволяет подключать его и к метеотермометру, и к компьютерному COM-порту. У кого на PC нет 25-ти контактного разъема COM-порта, придется использовать переходник. Основу картриджа составляют микроконтроллер PIC12C508 (Microchip) и EEPROM 24LC04 (24LC08, 24LC16B). Полудуплексный протокол интерфейса RS-232 формируется PIC-контроллером программно. Скорость передачи - 9600 бод. Выбор энергонезависимого картриджа в качестве носителя информации связан с тем, что метеотермометр MT-50 и компьютер могут находиться в разных помещениях или на разных территориях. Это еще и довольно дешевый способ сбора информации от нескольких приборов на один компьютер. Ну и, конечно, метеотермометр можно использовать совершенно автономно, тогда картридж не нужен совсем.
![](https://kazus.ru/nuke/spaw/images/topics/mt-50c.gif) Рис.3 Картридж
Все программы откомпилированы ассемблером MPASM v02.15.06 - Microchip Technology,Inc. Для вычислений с плавающей точкой использован набор программ фирмы Microchip - AN575.
Литература: AN621 - PIC14000 Calibration Parameter Theory and Implementation; AN624 - PIC14000 A/D Theory and Implementetion; AN587 - Interfacing to an LCD Module; AN575 - IEEE 754 Compliant Floating-Point Routines; AN554 - Software Implementation of I2C Bus Master; AN555 - Software Implementation of Asynchronous Serial I/O.
C этой схемой также часто просматривают: |
Эмулятор ПЗУ — отладчик для MCS-51
Простой программатор
Маршрутный компьютер-тестер для автомобилей ВАЗ
Автоматический регистратор — выключатель освещения
| ![](/images/ru/clear.gif) |
Подключение энкодера к микроконтроллеру PIC
Счётчик людей в помещении, управляющий освещением
Велокомпьютер на микроконтроллере PIC16F628A
Устройство ввода-вывода на микроконтроллера
Два термометра на PIC16F628A и DS18B20
Светодиодные часы с циферблатом
Двоичные часы
Два вывода микроконтроллера PIC управляют шестью светодиодами
Цифровой программируемый таймер на микроконтроллере PIC16F628A
Устройство рисования в воздухе на ATtiny2313
|