Круг дигиталног термометра - користи соларну ћелију за напајање

Чланци објашњавају пројекат круга дигиталног термометра који ради без батерије. Уместо батерије, круг користи малу соларну ћелију и делује тако што изводи енергију из амбијенталне светлости доступне из околних извора светлости.

То омогућава да круг буде изузетно компактан, лаган, свестран и без муке док мери температуре из датог извора.

Тхе термометар може се користити за мерење температуре од а Људско тело , температура собе, топлотни издув , за временску анализу или било коју другу погодну апликацију која захтева мерење критичне температуре између 0 степени и 100 степени Целзијуса.

Основни концепт рада

Позивајући се на шему доле, ИЦ1 ради као уређај са сензором температуре. Овај ИЦ је популаран ЛМ35 чип који производе линеарно растући излаз једносмерне струје као одговор на пропорционално растућу температуру околине око себе. Прецизније, он генерише излазни ДЦ брзином од 10 мВ по степену Целзијусовог пораста у својој температури кућишта.

ЛМ35 има уграђено калибрисано коло, које омогућава производњу 0 В на 0 ° Ц.

Поред овог ИЦ-а, други главни елемент овог термометра са лаганим напајањем је интегрисани круг ИЦЛ7136 (ИЦИ) који се интерно састоји од дигиталног волтметрског степена, децималног мењача и ЛЦД излазног интерфејса који ради са 3 и 1/2 цифре ЛЦД панел за очитавање температуре.

ИЦЛ7136 волтметар

Овај ИЦ такође има интерни осцилатор који ради са минималном тактом фреквенције што осигурава да цео модул може да функционише уз минималну снагу, али без треперења на екрану.

Калибрација очитавања температуре круга се врши подешавањем унапред подешеног П1 на одговарајући начин.

Како круг функционише

Диода Д1 и отпорник Р11 осигуравају да ЛМ35 окреће негативни напон као одговор на амбијент нижи од 0 ° Ц.

ЛЕД диоде Д1 и Д2 овде не функционишу као нормалне индикаторске ЛЕД диоде, већ као референтни генератори напона за добијање релативно тачне константне референтне вредности од 1,6 В, којима је за ову функционалност потребно само неколико уАмп. Иако су стандардне ценер диоде тачније са својим референтним потенцијалом, зене диоде захтевају много већу струју напред у односу на ЛЕД диоде, па су зенори за ову примену избегнути.

ИЦ3 заједно са овим повезаним компонентама ради као фаза напона за опскрбу соларних ћелија.

Опцијско појачало ИСКЉУЧУЈЕ главни степен круга термометра кроз транзистор Т2 кад год излазни напон соларне ћелије падне испод 0,7 В.

Ова карактеристика осигурава да степени ИЦ1, ИЦ2 не раде неисправно током тако ниског напона и производе грешке у очитавању температуре.

Да би ЛМ35 исправно радио, потребан је минимални напон напајања од 5,5 В, док је за ИЦ2 минимални референтни потенцијал потребан 7 В за његово нормално функционисање.

Рад са слабим амбијенталним осветљењем

Оп амп ИЦ3 је монтиран као Сцхмитт-окидач тако да ради са нивоом хистерезе од 1В. Значи, ИЦ излаз ће се укључити када је напон соларне ћелије 8 В, а ИСКЉУЧИТ ће се када падне испод 7 В.

Праг УКЉ. 7 В се прецизно подешава помоћу унапред подешеног П2.

Коло које садржи ИЦ1, ИЦ2 може нормално да ради у тренутном опсегу од 10 до 200 микро појачала. Када је извор светлости на соларној ћелији недовољан, а његова струја опадне, ИЦ3 искључује напајање на ИЦ1 / ИЦ2, што уклања оптерећење на соларној ћелији и њен напон расте на 8 В. Ових 8 В се складиште у кондензатору Ц6. ИЦ3 то открива и укључује напајање у круг тако да термометар сада ради користећи ову ускладиштену енергију. Када се Ц6 испразни испод прага од 7 В, ИЦ3 поново искључује напајање круга кроз Т2.

Горње функционисање ИЦ3 је заправо врло корисно у ситуацијама када је амбијентално осветљење слабо или падне на ниво када соларна ћелија није у стању да произведе довољну снагу термометра за његово нормално функционисање. У таквим условима, ИЦ3 укључује / искључује напајање из соларне ћелије тако да корисник то може проверити температуру у укљученом / искљученом режиму, али дефинитивно без грешке. То омогућава термометру да настави да ради савршено чак и у условима слабог амбијенталног осветљења, уместо да се потпуно искључи.

Ниво хистерезе (1 В) се може променити према преференцама корисника променом вредности отпорника Р7

Вредност кондензатора Ц6 одређује колико ће се брзо УКЉУЧИТИ / ИСКЉУЧИТИ за ИЦ3 / Т2 у условима слабог осветљења. Смањивање вредности Ц6 проузроковаће брже УКЉУЧИВАЊЕ / ИСКЉУЧЕЊЕ екрана и обрнуто.

Изградња и постављање

Дизајн ПБ за термометар на лаки светло може се визуализовати на следећој слици.

Састављање ПЦБ је лако, али са ЛЦД модулом се мора руковати опрезом приликом уметања у ПЦБ, јер је уређај прилично деликатан и подложан ломљењу.

Обавезно заборавите на неколико жичаних веза на ПЦБ-у. У почетку не постављајте ИЦ2 ЛМ35 на ПЦБ да бисте омогућили увођење +1 000 В преко Воут и ГНД терминала ЛМ35. Пре овога обавезно подесите П1 тако да на екрану буде приказано 100 ° Ц. Када се то уради, уклоните соларну ћелију или спољни извор ако се користи и сада поправите ИЦ2 на ПЦБ.

Соларна ћелија

Соларна ћелија може бити било која мини или микро соларна ћелија у комбинацији да произведе 9 В на 10 мА.

Ако не желите да користите соларну ћелију или светло, већ уобичајену батерију, можете заменити извор напајања обичном 9 В ПП3 батеријом која би вероватно трајала вековима због екстремно мале потрошње дизајна.

УПОЗОРЕЊЕ: Предложени дигитални термометар на лаки погон не сме се користити као клинички термометар, осим ако струјни круг није верификован и потврђен од овлашћене лабораторије.