96_98.PDF

P R O J E K T Y C Z Y T E L N I K Ó W

Dział „Projekty Czytelników” zawiera opisy projektów nadesłanych do redakcji EP przez Czytelników. Redakcja nie bierze

odpowiedzialności za prawidłowe działanie opisywanych układów, gdyż nie testujemy ich laboratoryjnie, chociaż

sprawdzamy poprawność konstrukcji.

Prosimy o nadsyłanie własnych projektów z modelami (do zwrotu). Do artykułu należy dołączyć podpisane oświadczenie,

że artykuł jest własnym opracowaniem autora i nie był dotychczas nigdzie publikowany . Honorarium za publikację

w tym dziale wynosi 250,− zł (brutto) za 1 stronę w EP. Przysyłanych tekstów nie zwracamy. Redakcja zastrzega sobie

prawo do dokonywania skrótów.

3−kanałowy termometr MIN/MAX

z zegarem

Projekt

095

Opublikowano juø wiele

projektÛw rÛønego rodzaju

termometrÛw. W†handlu jest

takøe ich duøy wybÛr.

SzczegÛlnie tanie s¹ te

z†Dalekiego Wschodu.

Jestem jednak przekonany,

øe s¹ tacy elektronicy,

ktÛrzy chc¹ mieÊ ìw³asnyî

termometr. BudowÍ takiego

w³aúnie chcia³bym

zaproponowaÊ.

Jest bardzo czytelny,

poniewaø wykonany

z†uøyciem wyúwietlacza

alfanumerycznego, oraz doúÊ

tani, bo jako czujniki

temperatury zastosowano

tanie termistory KTY10-6

firmy Philips.

W†modelowym termomet-

rze zastosowa³em do wy-

úwietlania wynikÛw pomia-

rÛw bardzo dobrej jakoúci wy-

úwietlacza LCD 2*20.

Czujniki s¹ przy³¹czane do

procesora przez podanie stanu

logicznego 1†na poszczegÛlne

wejúcia steruj¹ce kluczami

zawartymi w†uk³adzie 4066.

W†celu jak najwiÍkszej czytel-

noúci wyúwietlanych wynikÛw

pomiarÛw, nie wszystkie dane

wyúwietlane s¹ jednoczeúnie.

Program po za³¹czeniu zasila-

nia ìkr¹øyî w†g³Ûwnej pÍtli po-

miaru temperatury OUT i† IN ,

a†takøe odczytu czasu i†daty

z†zegara czasu rzeczywistego

PCF8583. Ponowne naciúniÍcie

SW3 powoduje powrÛt progra-

mu do pÍtli g³Ûwnej.

Przycisk SW1 ( set time )

s³uøy do ustawiania czasu

i†daty. Pierwszym komunika-

tem wyúwietlanym po naciú-

niÍciu tego mikroprze³¹cznika

jest set date . Przyciskiem SW1

ustawiamy miesi¹c, a†SW2

dzieÒ tego miesi¹ca. Wpis ak-

ceptujemy przyciskiem SW3,

po ktÛrego naciúniÍciu poja-

wia siÍ komunikat set time

i†przystÍpujemy do ustawiania

aktualnego czasu. Tym razem

przyciskiem SW1 ustawiamy

godzinÍ, a†SW2 minutÍ. Wpis

akceptujemy takøe przycis-

kiem SW3, licznik sekundy

jest w†tym momencie zerowa-

ny, a†program powraca do pÍt-

li g³Ûwnej.

Zegar RTC PCF8583 ma

dodatkowe zasilanie w†posta-

ci baterii litowej o†napiÍciu

3V, dziÍki czemu jest odpor-

ny na zaniki napiÍcia zasila-

nia. Dok³adnoúÊ wskazaÒ ze-

gara regulujemy dobieraj¹c

wartoúÊ kondensatora C8. Po-

tencjometr montaøowy PR1

s³uøy do regulacji kontrastu

wyúwietlacza LCD.

Budowa i†dzia³anie

Schemat elektryczny ter-

mometru przedstawiono na

rys. 1 . Jego ìsercemî jest mik-

roprocesor AT89C4051 oprog-

ramowany za pomoc¹ progra-

mÛw zawartych w†pakiecie

BASCOM 8051. Zastosowanie

mikroprocesora o†pamiÍci

4kB uwarunkowane jest bar-

dzo ìpamiÍcioøernymî pro-

gramem steruj¹cym i†koniecz-

noúci¹ przechowywania spo-

rej liczby danych.

Do linii P1.0 procesora

do³¹czony jest kondensator

C7 oraz koÒcÛwki: 1,

3†i†9†prze³¹cznika analogowe-

go 4066 (U3). Do wyprowa-

dzenia 2†uk³adu 4066 do³¹-

czony jest czujnik KTY10-6,

ktÛry mierzy temperaturÍ ze-

wnÍtrzn¹ (oznaczony OUT ).

Do koÒcÛwki 4†tegoø uk³adu

do³¹czony jest czujnik, ktÛry

mierzy temperaturÍ wewnÍt-

rzn¹ (oznaczony IN ). Nato-

miast do koÒcÛwki 8†jest

przy³¹czony czujnik o†nazwie

baby room lub dowolnej in-

nej nazwie, nadanej zgodnie

z†zindywidualizowanym za-

stosowania.

Oprogramowanie

Odczyt rezystancji czujni-

kÛw KTY10-6, a†tym samym

temperatury, dokonywany jest

poleceniem programowym

BASCOM-a Getrc(pin) . Rezys-

tancja czujnika jest zaleøna od

temperatury w†jakiej siÍ on

znajduje. A†oto wydruk jedego

z†podprogramÛw pomiaro-

wych:

Sub Pomiar_1

W = Getrc(p1.0)

W = W — 824

A = W / 6.50

Result _ 1 = Fusing ( a , #

# #. # )

Return

End Sub

Z†powyøszego listingu wy-

nika, øe od odczytanej war-

toúci zmiennej W, zadeklaro-

wanej jako Integer , odejmo-

wana jest pewna liczba,

w†tym przypadku 824, ktÛra

jest przesuniÍciem dla tempe-

ratury 0 o C. NastÍpnie otrzy-

Elektronika Praktyczna 2/2002

Elektronika Praktyczna 2/98

P R O J E K T Y C Z Y T E L N I K Ó W

Rys. 1.

man¹ wartoúÊ A, zadeklaro-

wan¹ jako Single , dzieli przez

wspÛ³czynnik skali (6,5).

Otrzyman¹ w†ten sposÛb

wartoúÊ zmiennej Result_1 ,

zadeklarowanej jako String ,

procesor poleceniem Fusing

zaokr¹gla do jednego miejs-

ca po przecinku i†wynik po-

miaru jest juø gotowy do

wyúwietlenia na LCD. Roz-

dzielczoúÊ otrzymanych

wynikÛw pomiarÛw przy

C7=1,5

a†procesor powraca do po-

przednich czynnoúci. Jeúli na-

tomiast chcemy wykasowaÊ te

dane, to naciskamy przycisk

SW3 i†wtedy pojawia siÍ na-

pis:

skasowano min_max,

a†procesor powraca do pÍtli

g³Ûwnej i†zapamiÍtywanie naj-

niøszych i†najwyøszych war-

toúci temperatury zaczyna od

pocz¹tku.

na³ najlepiej wyskalowaÊ

osobno. Naleøy przeprowa-

dziÊ to w†ten sposÛb, øe na-

pisany program modyfikujemy

tak, aby zamiast daty wy-

úwietlana wartoúÊ by³a zmien-

nej W . Umieszczamy czujnik

w†wodzie z†lodem i†ten spo-

sÛb ustalamy jak¹ liczbÍ na-

leøy odj¹Ê od zmiennej W , aby

termometr wskazywa³ tempe-

raturÍ w†tych warunkach 0 o C.

NastÍpnie umieszczamy ten

czujnik w†znanej nam tempe-

raturze (zmierzonej innym

termometrem) i†ustalamy

przez jak¹ liczbÍ naleøy po-

dzieliÊ zmienn¹ A , øeby wy-

nik wskazaÒ by³ prawid³o-

wy. Reakcja KTY10-6 na

zmiany temperatury jest doúÊ

powolna, dlatego podczas

skalowania naleøy przetrzy-

maÊ w†danych warunkach

przez co najmniej kilka mi-

nut. Przedstawiony termo-

metr by³ skalowany dla tem-

peratury 37 o C. Wed³ug mojej

oceny, po prawid³owym wy-

skalowaniu termometru moø-

na uzyskaÊ dok³adnoúÊ wska-

zaÒ rzÍdu ±0,3 o C.

PrzypomnÍ, øe czujniki

s¹ do³¹czane do procesora

poprzez klucze analogowe

(4066), ktÛre maj¹ swoj¹ re-

zystancjÍ wewnÍtrzn¹. Wy-

nosi ona w†stanie w³¹czenia

WYKAZ ELEMENTÓW

Rezystory

R1: 10k

(miniaturowy

potencjometr montażowy)

Kondensatory

C1: 1000

F/16V

F/10V

C3, C9: 100nF

C4, C5: 33pF

C6: 4,7

F i†Y1=11,0592MHz

wynosi 0,3 o C.

OprÛcz tych czynnoúci

procesor wykonuje jeszcze

jedn¹ waøn¹, a†mianowicie

porÛwnuje wyniki pomiarÛw

czujnika OUT i†zapisuje w†pa-

miÍci RAM wartoúÊ najniøsz¹

i†najwyøsz¹. Jednoczeúnie za-

pamiÍtuje godzinÍ i†minutÍ

wyst¹pienia tych wartoúci. Po

naciúniÍciu prze³¹cznika SW2

program ìwchodziî w†pÍtlÍ

wyúwietlania minimalnej

i†maksymalnej wartoúci tem-

peratury, a†takøe czasu ich

pomiaru. Na wyúwietlaczu

moøna wÛwczas zobaczyÊ:

minOut -3,9 o C 04:02

maxOut 2,2 o C 15:54

NastÍpnie, jeøeli chcemy

zachowaÊ te dane to ponow-

nie naciskamy przycisk SW2

i†wÛwczas pojawia siÍ napis:

zachowano min_max,

Skalowanie

Niestety, skalowanie ter-

mometru jest niezbdne, gdyø

poszczegÛlne egzemplarze za-

rÛwno czujnikÛw KTY 10-6,

mikroprocesorÛw AT89C4051

jak i†rezonatorÛw kwarcowych

rÛøni¹ siÍ od siebie. Po prze-

prowadzeniu doúwiadczeÒ

okaza³o siÍ, øe nawet ma³e

rÛønice miÍdzy wartoúciami

niektÛrych parametrÛw rÛø-

nych egzemplarzy danego ele-

mentu powoduj¹ znaczne rÛø-

nice miÍdzy odczytywanymi

wynikami. Jednak w†najwiÍk-

szym stopniu wyniki pomia-

rÛw zaleø¹ od napiÍcia zasi-

lania mikroprocesora. Na

przyk³ad, rÛønica pomiÍdzy

napiÍciami wyjúciowymi rÛø-

nych egzemplarzy LM7805

o†wartoúci 0,2V powoduje rÛø-

nicÍ w†odczycie temperatury

aø o†1 o C. Tak wiÍc kaødy ka-

F (tantal)

C8: 27pF (dobrać)

Półprzewodniki

U1: LM7805

U2: AT89C4051

(zaprogramowany)

U3: 4066

U4: PCF8583

D1, D2: 1N4148

Różne

Y1: 11,059 MHz

Y2: 32,768 kHz

TH1...TH3: KTY10−6

LCD: wyświetlacz

alfanumeryczny 2 * 20

znaków

BT1: CR2032 (bateria

litowa 3V)

SW1...SW3: mikroprzełączniki

Elektronika Praktyczna 2/2002

Ω

R2...R3: 4,7k

PR1: 4,7k

C2: 470

C7: 1,5

P R O J E K T Y C Z Y T E L N I K Ó W

. Tak wiÍc od-

czytywana wartoúÊ rezystan-

cji czujnika jest sum¹

wartoúci rezystancji termis-

tora i†wewnÍtrznej rezystan-

cji klucza z†uk³adu 4066.

Nie ma to jednak wiÍkszego

wp³ywu na otrzymany wy-

nik temperatury.

ki temu pobiera tylko oko³o

120mA pr¹du. PobÛr pr¹du

przez ca³y uk³ad termometru

wynosi oko³o 140mA, wiÍc

zastosowany zasilacz jest

ca³kowicie wystarczaj¹cy.

Jak juø wspomnia³em, wyni-

ki pomiarÛw zaleø¹ od na-

piÍcia zasilania procesora,

tak wiÍc dane urz¹dzenie na-

leøy wyskalowaÊ wraz

z†przeznaczonym do niego

zasilaczem. Jeøeli natomiast

chcielibyúmy zastosowaÊ fun-

kcjÍ w³¹czania i†wy³¹czania

podúwietlenia LCD, to naleøy

zastosowaÊ drugi zasilacz.

Bardzo waøne jest takøe za-

stosowanie dobrej jakoúci

z³¹cz, zarÛwno zasilacza jak

i†z³¹cza ³¹cz¹cego czujniki

temperatury z†p³ytk¹ proce-

sora. W†prototypie zastoso-

wano z³¹cze typu Cannon

DB15, zapewniaj¹ce dobry

styk czujnika z†uk³adem.

Czujniki KTY10-6 do³¹-

czone s¹ do p³ytki przewo-

dem ekranowanym, ktÛry mo-

øe mieÊ d³ugoúÊ nawet kilka-

naúcie metrÛw. Zaleca³bym

jednak, aby dany czujnik wy-

skalowaÊ z†dan¹ d³ugoúci¹

przewodu. Czujnik pomiaru

temperatury wewn¹trz po-

mieszczenia ( IN ) jest do³¹czo-

ny do uk³adu przewodem

o†d³ugoúci oko³o 1m, aøeby

mierzyÊ rzeczywist¹ tempera-

turÍ w†pomieszczeniu, a†nie

temperaturÍ urz¹dzenia.

Naleøy takøe wspomnieÊ

o†roli kondensatora C7. Musi to

byÊ kondensator o†dobrych pa-

rametrach, gdyø jest on bezpo-

úrednio odpowiedzialny za tem-

peraturÍ odczytywan¹ przez

mikroprocesor. Moøe to byÊ na

przyk³ad kondensator tantalowy.

Jeúli chcemy, øeby wartoú-

ci najniøszej i†najwyøszej tem-

peratury nie by³y tracone

wraz z†zanikiem zasilania, to

moøemy wykorzystaÊ do ich

zapaiÍtywania pozosta³¹ pa-

miÍÊ RAM (240B) uk³adu

PCF8583. Jest przecieø zasila-

ny bateryjnie.

Dla osÛb pragn¹cych wy-

konaÊ samodzielnie wyøej

opisany termometr udostÍp-

niam program, ktÛry znajduje

siÍ na p³ycie CD-EP2/2002B.

Jaros³aw Tymiñski

Waøne uwagi

Modelowy termometr

zmontowany zosta³ w†obudo-

wie typu Z19 i†jest przezna-

czony do umieszczenia na

úcianie. Jednakøe nic nie stoi

na przeszkodzie, aby zastoso-

waÊ inny typ obudowy.

Termometr jest zasilany

z†zewnÍtrznego stabilizowa-

nego zasilacza +5V o†wydaj-

noúci pr¹dowej 200mA. Za-

stosowany wyúwietlacz LCD

posiada fabrycznie do³¹czo-

ne podúwietlacz poprzez re-

zystor o†wartoúci 6,8

. DziÍ-

Elektronika Praktyczna 2/2002

oko³o 190

Elektronika Praktyczna 2/98

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: