Термометр на icl7107 своими руками

Содержание

Конструируем цифровой термометр

Цифровые термометры конструировать самостоятельно имеет смысл по крайней мере потому, что рынок подобных бытовых устройств достаточно беден. Фирменные приборы для расположения на стенке комнаты или офиса обычно имеют невзрачный дизайн с корпусами белого или «компьютерного» серого цвета и с ЖК‑индикаторами, которые из‑за их «слепоты» я бы категорически не рекомендовал применять в бытовых приборах, особенно тех, что предназначены для разглядывания издалека. Терпеливый радиолюбитель вполне может сделать конструкцию куда лучше фирменной – удобную, красивую и приспособленную под свои нужды, а «приставить» к такому термометру измерители влажности, давления и еще чего угодно, получив настоящую метеостанцию, – вопрос только денег, и мы еще этим будем заниматься.

Но сначала поговорим об одной из самых популярных микросхем АЦП, специально приспособленной для конструирования таких приборов, как цифровые измерители или мультиметры. Впервые обе ее разновидности выпущены более четверти века назад и до сих пор не потеряли своего значения – большая часть мультиметров, поступающих в продажу, изготовлена на таких микросхемах или их современных аналогах.

АЦП 572ПВ2 и ПВ5

Основой принципиальной схемы нашего термометра будет микросхема 572ПВ2 (ICL7107), которая представляет собой АЦП двойного интегрирования с выходом в параллельном семисегментном коде с расчетом на 3,5 десятичных разряда. Что означает цифра 3,5 – не может же использоваться полразряда? Действительно, при использовании полного выходного диапазона этой микросхемы, который составляет число ±1999, нужно подключать 4 индикатора, однако последний (старший) из них будет использоваться только для индикации цифры 1 и, при необходимости, знака минус. Число 3,5 и означает, что старший разряд используется не полностью (бывают и более заковыристые обозначения, вроде 3 % разряда, но их оставим на совести авторов). Заметим, что разрешающая способность (а при соблюдении некоторых требований – и точность) этого АЦП эквивалентна приблизительно 11 двоичным разрядам, т. е. приведенная погрешность составит 0,05 %, что очень и очень неплохо.

Основная (типовая) схема включения микросхемы 572ПВ2 показана на рис. 17.8. Микросхема имеет два собственных питания: положительное 5 В (от 4,5 до 6 В) и отрицательное, которое может варьироваться в довольно большом диапазоне от ‑9 до ‑3,5 В. Это обстоятельство позволяет при необходимости использовать для отрицательного питания не слишком стабильные преобразователи‑инверторы, о чем далее.

image191

Рис. 17.8. Типовое включение микросхемы 572ПВ2 (ICL7107 ) в корпусе DIP‑40

Семисегментные LED‑индикаторы можно подключать напрямую, без каких‑либо дополнительных резисторов (ток через сегмент при этом равен 5–8 мА). Управление индикаторами осуществляется коммутацией на «землю», поэтому нужен индикатор с общим анодом, который целесообразно подключать к отдельному источнику питания, чтобы не вносить лишние помехи. Однако выходы управления индикатором не являются выходами с открытым коллектором (точнее – истоком), а есть обычный комплементарный КМОП‑выход (см. рис. 15.1, схему инвертора справа ).

Заметки на полях

Это обстоятельство можно использовать для управления индикаторами через внешние ключи. Дело в том, что для питания LED, потребляющих достаточно большой ток (при максимальном количестве зажженных сегментов, т. е. при индикации ‑1888, он может составить от 120 до 200 мА), естественно было бы использовать нестабилизированное повышенное напряжение, например, от входа стабилизатора положительного напряжения. Это особенно актуально при подключении крупных индикаторов с повышенным падением напряжения, поскольку при напряжении 5 В они будут светиться очень тускло (если загорятся вообще). Однако ставить более 20 штук ключей не очень хочется, если конструкция не слишком капитальная. К сожалению, в технической документации ни один из производителей не упоминает о возможности подключения LED‑индикатора к повышенному напряжению. Можно ожидать, что при пиковом значении напряжения питания, не превышающем суммы основного питания (5 В) и падения напряжения на индикаторе (1,8–2 В для обычных и 3,5–4 В для крупных индикаторов), микросхеме ничего не грозит. В крайнем случае, можно поставить небольшие резисторы, ограничивающие ток через защитные диоды. Автор этих строк на свой страх и риск провел долгосрочный эксперимент по питанию LED‑индикатора высотой 1 дюйм от пульсирующего напряжения 6,5–7 В с амплитудным значением, соответственно, около 9‑10 В (от отдельной обмотки трансформатора через один диод в качестве выпрямителя). Опыт показал, что такой режим микросхема вполне выдерживает. При этом из‑за «однополупериодности» напряжения средний ток через сегменты примерно в полтора раза ниже номинального, чего вполне достаточно для нормальной яркости свечения. Здесь мы также применим этот режим питания, однако в некоторых случаях это неудобно, и приходится ставить отдельный мощный стабилизатор, как и положено.

Есть и более современные варианты этих преобразователей – например, с очень малым потреблением, но параметры рассмотренных микросхем и так достаточно хороши – при тактовой частоте 50 кГц время преобразования составляет 0,32 с (16 000 периодов тактовой частоты), а потребление при этом не превышает 0,6 мА (не считая, конечно, потребления индикаторов в LED‑варианте).

На схеме рис. 17.8 показан именно такой вариант включения с общими «землями». Однако оба входных напряжения – опорное и измеряемое – могут быть и «плавающими», без общей «земли», единственное требование – чтобы их значения не выходили за пределы питания (а по абсолютной величине они, естественно, должны соответствовать указанным ранее требованиям). В этом случае вывод 32 («аналоговая земля») не используется. На этом выводе тогда присутствует напряжение, равное (U+пит – 2,8) В. Если очень надо, его можно использовать в качестве опорного (не само напряжение относительно «земли», которая в данном случае есть довольно условное понятие, а именно разность между положительным питанием и выводом 32 ). Однако стабильность этого напряжения невелика, и так рекомендуется поступать только в уж очень экономичных схемах. Особенно это плохо в случае ПВ2, в которой выходные каскады за счет большого тока сильно (и неравномерно по времени из‑за разного количества подключенных сегментов) нагревают кристалл, и напряжение это начинает «плавать». Ошибка при этом может составить до 0,5 %, т. е. точность снижается до 9 разрядов вместо 11.

В фирменной документации на этот счет есть некоторая неясность, т. к. рекомендуется выбирать Rг = 100 кОм при Сг = 100 пф, и тогда согласно формуле частота должна составить 45 кГц. Это далеко и от 40, и от 50 кГц, рекомендуемых для частоты помехи 50 Гц, и не вполне совпадает с 48 кГц, рекомендуемыми для помехи 60 Гц. Все отечественные описания микросхем ПВ2 и ПВ5 изящно обходят этот вопрос, просто повторяя фирменные рекомендации. Думается, что составители документации имели в виду все же 60‑герцовую помеху (т. е. тактовую частоту 48 кГц), поэтому в отечественных пенатах следует снизить емкость Сг до 91 пф – так будет корректнее. Вообще, ошибка в ±5 %, конечно, тут вполне допустима.

Номиналы емкостей и резисторов на рис. 17.8 приведены для случая опорного напряжения, равного 1 В, и тактовой частоты 50 кГц. При опорном напряжении 0,1 В емкость Сак нужно увеличить до 0,47 мкФ, Синт уменьшить до 0,1 мкФ, а Rинт уменьшить до 47 кОм. В остальных случаях эти номиналы должны быть изменены в указанных пределах примерно пропорционально изменению опорного напряжения.

К выбору типов компонентов следует подходить весьма тщательно, от этого сильно зависит в первую очередь линейность преобразования. Резисторы все могут быть типа МЛТ, хотя при наличии стоит предпочесть С2‑29В. Конденсатор тактового генератора Сген может быть керамическим (типа КМ73‑10, КМ‑5, КМ‑6). Остальные конденсаторы (Синт, Соп и Сак ) должны иметь органический диэлектрик, лучше всего подойдут фторопластовые (К72П‑6, К72‑9) или полистироловые (К71‑4, К71‑5), но сойдут и полиэтилентерефталатные (К73‑16, К73‑17). Эти конденсаторы могут ужаснуть вас своими размерами, но ничего не поделаешь – такова плата за стабильность. Высокие конденсаторы (как К73‑17) следует устанавливать лежа – хотя при этом площадь платы увеличивается, но зато конденсаторы не торчат над всеми остальными компонентами. Это, кроме всего прочего, повышает надежность монтажа, ибо меньше вероятность выломать конденсатор с корнем, случайно положив поверх платы каталог продукции фирмы MAXIM.

Источник

ICL7107CPL (КР572ПВ2): цифровой вольтметр и амперметр для лабораторного блока питания

1588671451 pic

От Датагора:
Да простят меня адепты модной микроконтроллерной схемотехники!
Сейчас, когда микроконтроллеры ставят куда надо и не надо; когда в массовое сознание продвигается Идея, что микроконтроллер нужен даже в выключателе света в туалете; когда все чего-то «прошивают», часто не понимая, что делают, я с удовольствием представляю статью Александра Минченко о применении отличной специализированной микросхемы ICL7107CPL.

Микросхема ICL7107CPLZ (Intersil, USA. Отечественный аналог КР572ПВ2А) — интегрирующий АЦП с выходом на светодиодные семисегментные индикаторы, 3.5 десятичных разряда. Содержит семисегментные декодеры, драйвер дисплея, сравнивающий элемент и счетчик.

Содержание / Contents

1319909087 shema icl7107cpl v

↑ Итак, вольтметр. Вариант забугорный, «Т-образный»

1312488057 t plata2
1312488244 t plata1

1312488675 t var1
1312488655 t var1 2

↑ Вариант мой, «Сэндвич»

1312489052 s var2 1

При сборке второго варианта платы в ход пошли ножки резисторов и конденсаторов, а также шестигранные стойки из плотного капрона с внутренней сквозной резьбой М3 и небольшой кусок плёнки-самоклейки Oracal матово-белого цвета.
На фото показана очерёдность сборки конструкции. В зависимости от количества диодов в схеме (2-3шт.) можно скорректировать яркость свечения индикаторов. Я установил 3шт. в вольтметре и 2шт. в амперметре (т.к. красный индикатор оказался значительно ярче зеленого).

Кто будет изготавливать платы без ЛУТ-технологии, может столкнутся с проблемой рисования лаком большого количества прямоугольных площадок с одинаковыми зазорами. Я печатал рисунок, затем приклеивал его к текстолиту с стороны меди и при помощи металлической линейки канцелярским ножом делал прорези. Между прорезями, после снятия бумаги и зачистки, лак очень хорошо заливается, не вытекая за границы.

↑ Сборка

1312489186 sbk step 1
1312489194 sbk step 1 2

затем на плату индикации:

1312489745 sbk step 2

Дальше впаиваем перемычки на плату индикации, отгибая каждую на расстоянии 4 мм от края на угол примерно 30-35 градусов. Я загибал одновременно все перемычки при помощи небольших тисков.

1312489859 sbk step 3

После этого складываем платы пайкой друг к другу, скрепляем на болтики с втулками. Лишние по длине перемычки аккуратно обрезаем маленькими бокорезами. После чего нужно пинцетом прижать каждую обрезанную перемычку к плате для дальнейшей припайки.

1312490002 sbk step 4
1312490027 sbk step 4 2

После установки микросхемы, индикаторов и оклейки их матовой самоклейкой получаем это:

1312490219 sbk step 5

↑ Амперметр

1312490543 sbk amp 6
1312490496 sbk amp 7
1312490507 sbk amp 8

1312490856 sbk amp 9
1312490973 sbk amp 10

В оригинале статьи, на схеме, были ещё два предела измерения — 2А и 10А

1319909243 or sh a

1312491324 sbk amp 11

↑ Питание

Конвертор позволит питать схему от однополярного источника питания. Варианты конверторов для получения отрицательного напряжения из положительного см. ниже.

У меня же питание осуществляется от стабилизированного двуполярного источника питания 5В (7805, 7905), конструктивно выполненного на отдельной плате.

1312491364 ps 5v 1

↑ Настройка

Настройка сводится к калибровке показаний напряжения и тока по показаниям образцового (поверенного) прибора, при помощи вращения движка построечного сопротивления. Учитывая, что в схеме установлен многооборотное сопротивление, калибровка показаний очень легка.

↑ Детали

Все резисторы 0,125-0,25Вт, конденсаторы — керамика на 50В, подстроечное сопротивление многооборотное.
Вместо панельки под микросхему и индикаторы использовал 40 pin цанговую линейку (резал пополам), можно применить и панельку, тогда необходимо внутри вырезать перемычки, диоды типа 1N4148, 1N4007. Индикаторы любые 7-и сегментные, зелёного и красного свечения с общим анодом. Я применил индикаторы с высотой знака 13 мм.

↑ Файлы

Даташит на ICL7107
▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

В архиве все варианты печаток в LAY и схема в sPlan.
С исправлениями от 30/10/2011
▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

Кто соберёт на SMD-плате — если потребуется, откорректируйте её под размеры площадок и вместе с фото отправьте Игорю (Datagor) или мне для добавления в статью вашего варианта.

↑ Дополнение от Датагора: конверторы отрицательного напряжения питания

Предлагаю два варианта конверторов для получения отрицательного напряжения питания схемы.
Оба варианта на широко распространенных чипах, без применения редких специализированных чипов типа MAX1044 или ICL7660.

↑ Вариант 1 на NE555

1319213611 7107 dvm univerzal crop

↑ Вариант 2 на CD4049

1588671218 cd4049 5v dc dc

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

🌻 Купон до 1000₽ для новичка на Aliexpress

Никогда не затаривался у китайцев? Пришло время начать!
Камрад, регистрируйся на Али по нашей ссылке. Ты получишь скидочный купон на первый заказ. Не тяни, условия акции меняются.

🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать

Куплено и опробовано читателями или в лаборатории редакции.

Источник

Автор: Radioelectronika-Ru · Опубликовано 05.11.2017 · Обновлено 16.03.2018

Для измерения температуры, лежащей в указанном в заголовке статьи интервале я использовал хромель-алюмелевую термопару. Одна из возникающих при этом проблем заключается в необходимости компенсировать изменения температуры так называемого «холодного спая» термопары, а проще говоря, температуры окружающей измерительный прибор среды. Известны различные пути решения этой задачи, различающиеся сложностью и точностью. Я решил применить для усиления термоЭДС специализированную микросхему AD597 [1]. Она имеет встроенный компенсатор температуры холодного спая и нормированную крутизну преобразования температура-напряжение 10мВ/°С.

Термометр питается от сети переменного тока 50 Гц напряжением 90…240 В. Потребляемая мощность — не более 5 Вт. Рабочий интервал температуры электронного блока термометра — 0…70°С. Конструктивно он состоит из двух плат — основной (преобразователя термоЭДС в отображаемое светодиодными цифровыми индикаторами число) и блока питания.

11 24 36 20 08 2010

Схема основной платы изображена на рис. 1. ТермоЭДС, генерируемую термопарой ВК1, усиливает микросхема DA1. Ее выходное напряжение поступает на АЦП, собранный на микросхеме DA2 по приведенной в [2] типовой схеме.

11 24 41 20 08 2010

11 24 44 20 08 2010

Внешний вид печатной платы показан на рис. 2, а ее чертеж — на рис. 3. Плата двусторонняя, выполнена заводским способом с металлизацией отверстий. На ней установлены постоянные резисторы С1-4-0,125, подстроечные резисторы — импортные аналоги отечественных СП5-2В. Конденсаторы (за исключением оксидных С1, СЗ) — керамические К10-17. Микросхему ICL7107 можно заменить отечественной КР572ПВ2 Микросхема DA1 расположена на стороне платы обратной видимой на фотоснимке.

11 24 49 20 08 2010

11 24 53 20 08 2010

Односторонняя печатная плата блока питания и расположение элементов на ней показаны на рис. 5. Полевой транзистор 2SK1118 установлен на пластинчатый теплоотвод и в процессе работы практически не нагревается. Цепь R10C8 можно заменить защитным диодом Р6КЕ200А (катодом к катоду диода VD4). А двунаправленным защитным диодом Р6КЕ200СА можно заменить всю цепь VD4R10C8.

Отечественный аналог микросхемы UC3842 — К1033ЕУ15АР. Вместо диодов FR207 можно использовать другие высокочастотные выпрямительные диоды с обратным напряжением не менее 700 В и выпрямленным током более 1,5 А. Диод FR307 в описываемом блоке рекомендуется заменить диодом Шотки 1N5822. Предохранитель FU1 — самовосстанавливающийся в корпусе ТО-92

Конденсатор С4 — К73-17 Конденсаторы С14—С18 — керамические типоразмера 1206 для поверхностного монтажа, они припаяны со стороны печатных проводников Оксидные конденсаторы — импортные, остальные — керамические К10-17. Номинал резистора R13 обязательно должен соответствовать указанному на схеме.

Для расчета трансформатора Т1 была использована программа VIPer Switch Mode Power Supply Design Software. Ее версию 2 24 (на момент публикации) можно «скачать» по адресу http://www.st.com/stonline/products/amilies/power_managernent/ ac_dc_conversion/high_voltage_ converters/software/vipersoft.exe
Описание методики расчета импульсного трансформатора с ее помощью приводилось, например, в [4].

Магнитопровод этого трансформатора — Ш-образный ЗС85 типоразмера Е16/8/5 от компьютерного блока питания. В магнитопроводе изготовлен алмазным надфилем воздушный зазор длиной 0,47 мм Обмотка I содержит 160 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,16 мм, причем 80 витков намотаны на каркас первыми, а оставшиеся 80 — поверх всех других обмоток Обмотка II — 45 витков, обмотка III —16 витков, обмотка IV — 38 витков. Все они намотаны таким же проводом, что и обмотка I Обмотка V состоит из 12 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,35 мм. При намотке между слоями провода укладывался канцелярский скотч в два слоя.

Двухобмоточный дроссель L1 — от вышедшего из строя источника питания. Дроссель L2 _ дг-6 указанной на схеме индуктивности или другой с гантелеобразным магнитопроводом и на ток не менее 1 А.

Первым налаживают блок питания. Прежде всего, не подключая его к сети, подают от вспомогательного источника постоянное напряжение 18… 19 В плюсом на вывод 7, а минусом — на вывод 5 микросхемы DA1. Осциллографом проверяют наличие на затворе полевого транзистоpa VT1 импульсов амплитудой немного меньше напряжения вспомогательного источника и частотой около 100 кГц.

Затем от другого источника подают напряжение 6 В на выходные контакты «+5 В» и «Общ.» блока и убеждаются, что импульсы на затворе транзистора при этом пропадают. Это свидетельствует о работоспособности микросхемы DA1 и стабилизирующей напряжение обратной связи.

Далее дополнительные источники питания отключают и подают на блок сетевое напряжение. При этом необходимо соблюдать особую осторожность, поскольку многие его элементы не изолированы от сети. Подстроечным резистором R15 устанавливают на выходе +5 В номинальное напряжение, контролируя его вольтметром. Убеждаются в наличии и правильных значениях напряжения на других выходах блока.

Присоединив к блоку питания гибкими изолированными проводами основную плату термометра, приступают к ее налаживанию. Подстроечным резистором R3 устанавливают напряжение между выводами 36 и 35 микросхемы DA2 равным 100 мВ. Подключив к прибору термопару, измеряют напряжение между соединенными выводами 5, 6 и выводом 3 микросхемы DA1 Разделив измеренное значение в милливольтах на 10, подстроечным резистором R4 устанавливают на индикаторах HG1, HG2 полученное таким образом число градусов Цельсия.

Налаженные платы устанавливают одна над другой на четырех металлических втулках диаметром 6 мм и высотой 10 мм с внутренней резьбой МЗ. Эту сборку помещают в подходящий корпус К прибору подключают термопару, кабель питания и еще раз проверяют, опустив спай термопары в кипящую воду. При атмосферном давлении 760 мм рт. cт. термометр должен показать 100 °С.

«Радио» №8 2010г.
А. ГУЛЬКИН, г. Курчатов, Казахстан

Источник

Нужна Помощь В Схеме электронного Термометра

MCC83

2266 4

Анатолий66

Информация Неисправность Прошивки Схемы Справочники Маркировка Корпуса Сокращения и аббревиатуры Частые вопросы Полезные ссылки

Справочная информация

Этот блок для тех, кто впервые попал на страницы нашего сайта. В форуме рассмотрены различные вопросы возникающие при ремонте бытовой и промышленной аппаратуры. Всю предоставленную информацию можно разбить на несколько пунктов:

Неисправности

О прошивках

Большинство современной аппаратуры представляет из себя подобие программно-аппаратного комплекса. То есть, основной процессор управляет другими устройствами по программе, которая может находиться как в самом чипе процессора, так и в отдельных микросхемах памяти.

На сайте существуют разделы с прошивками (дампами памяти) для микросхем, либо для обновления ПО через интерфейсы типа USB.

Схемы аппаратуры

Начинающие ремонтники часто ищут принципиальные схемы, схемы соединений, пользовательские и сервисные инструкции. Это могут быть как отдельные платы (блоки питания, основные платы, панели), так и полные Service Manual-ы. На сайте они размещены в специально отведенных разделах и доступны к скачиванию гостям, либо после создания аккаунта:

Справочники

На сайте Вы можете скачать справочную литературу по электронным компонентам (справочники, таблицу аналогов, SMD-кодировку элементов, и тд.).

Современная элементная база стремится к миниатюрным размерам. Места на корпусе для нанесения маркировки не хватает. Поэтому, производители их маркируют СМД-кодами.

При создании запросов в определении точного названия (партномера) компонента, необходимо указывать не только его маркировку, но и тип корпуса. Наиболее распостранены:

Краткие сокращения

При подаче информации, на форуме принято использование сокращений и аббревиатур, например:

Частые вопросы

После регистрации аккаунта на сайте Вы сможете опубликовать свой вопрос или отвечать в существующих темах. Участие абсолютно бесплатное.

Ответ в тему Нужна Помощь В Схеме электронного Термометра как и все другие советы публикуются всем сообществом. Большинство участников это профессиональные мастера по ремонту и специалисты в области электроники.

Возможность поиска по всему сайту и файловому архиву появится после регистрации. В верхнем правом углу будет отображаться форма поиска по сайту.

Полезные ссылки

Здесь просто полезные ссылки для мастеров. Ссылки периодически обновляемые, в зависимости от востребованности тем.

Источник

Поделиться с друзьями
admin
Здоровая спина
Adblock
detector