Термометр своими руками usb

USB термометр своими руками

Давно у меня родилась идея сделать USB термометр, однако нужды не было, и идея покоилась. Както у друга в гостях заметил пару USB флешек. Одна была дохлая и досталась мне нахаляву. С недавнего времени постоянно за ними охочусь, т.к. в большинстве случаев сгорает контроллер, а NAND flash живая + SMD кварц. А такое на дороге не валяется.
Так вот, с этой флешки я поимел: SMD кварц на 12 МГц, USB штекер на плату и маленький корпус, а также развитие идеи USB термометра.

s23754433 croped

В течении недели были разработаны:
1. Схема устройства;
2. Разводка печатной платы под имеющийся корпус;
3. Программа для МК ATtiny45;
4. Программа-хост (даллее просто хост) для приема данных от МК.

s46426815

s13277842

Как видно из схемы, основа устроуства — МК ATtiny45. Его выбор обуславливается необходимостью минимизировать размеры печатной платы и наличием у него 4 Кбайт флеш памяти, нужных для реализации USB и работы с DS18B20.
Датчик (DS18B20) работает в режиме паразитного питания, т.е. не требует отдельного подвода питания, а подключается к устройству 2 проводами. Входная цепь USB — стандартная, рекомендованная разработчиками avrusb, за исключением того, что подтягивающие резисторы в моем варианте включены после защитных на 68 Ом.

s98344652 croped

Программа для МК разработана в среде AVR Studio с использованием GCC на основе библиотеки avrusb и исходников некоего Martin’a Thomas’a для DS18B20 (времени не было самому писать). Спопсоб взаимодействия хоста с устройством реализован в виде отправки устройству условного кода (в соответствии с которым устройство будет выполнять требуемые операции), а также запроса пакета данных со значением текущей температуры. Так как размер отправляемых и принимаемых данных мал, то был выбран future репорт (тип пакета данных) ввиду простоты работы с ним.
Если вы захотите исправить программу для МК, пожалуйста, перед этим внимательно прочтите документ USBID-License.txt, находящийся в папке usbdrv.
Там содержится ряд правил и ограничений по использованию библиотеки avrusb.
Программа-хост написана в Borland Delphi 7 с использованием библиотеки компонентов JEDI-VCL, в состав которой входит компонент TJvHidDeviceController, реализующий просой доступ к HID совместимым USB устройствам. Чтобы сделать использование устройства максимально удобным было решено реализовать хост в виде значка со значением температуры в ситемном трее (возле часов) без какого-либо графического интерфейса, за исключением контекстрого меню по нажатию правой кнопки мыши по значку в трее.
У меня WinXP SP3, на других ОС программу не пробывал.

s66813402 croped

В общем, хост работет по следующему алгоритму:
1. По таймеру (раз в 2 секунды) запускаем поиск нашего девайса. Критерии поиска — текстовые имена производителя (vendor) и устройства (product);
2. Принимаем информацию от устройства с многочисленными проверками на ошибки. Если таковые возникают — ставим значек «NA» — no access;
3. Отдаем команду чтения температуры из датчика. Ждем;
4. Отдаем команду начала измерения температуры;
5. Возврат к пункту 1 через 2 сек.

Вроде бы все сказал… ах вот, это устройство я преподнес в виде подарка на день рождения тому самому другу, у которого схалявил дохлую флешку.
Вот несколько фото готового устройства.

Источник

Схема электронного термометра с выносным датчиком своими руками

На замену не совсем удобным аналоговым измерителям температуры, в основе работы которых лежит свойство жидкости расширяться и сжиматься, промышленность предложила дискретные устройства. Эти совсем несложные приборы обладают рядом неоспоримых преимуществ. Купить измеритель можно практически в любом магазине бытовой или климатической техники, но гораздо интереснее изготовить электронный термометр с выносным датчиком своими руками.

Суть устройства

Термометр, разговорный аналог — градусник, предназначен для измерения температуры окружающей среды. Первое устройство было изобретено в 1714 году немецким физиком Д. Г. Фаренгейтом. В основе своей конструкции он использовал прозрачную запаянную колбу, внутри которой находился спирт. После в качестве жидкости учёный применил ртуть. Но шкала аналогового измерителя, существующая и по сей день, была разработана лишь только через 30 лет шведским астрономом и метеорологом Андерс Цельсием. За начальные точки он предложил взять температуру тающего льда и кипения воды.

Интересным фактом является то, что изначально числом 100 была отмечена температура таяния льда, а за ноль взята точка кипения. Впоследствии шкалу «перевернули». По некоторым мнениям это сделал сам Цельсий, по другим — его соотечественники ботаник Линней и астроном Штремер.

Вскоре изготовление ртутных измерителей было широко налажено производством в промышленных масштабах. Со временем ртуть из-за своей ядовитости была заменена на спирт, а затем и вовсе был предложен новый тип устройства — цифровой. Сегодня, пожалуй, градусник стал неотъемлемым атрибутом любого жилища. По совету Всемирной организации здравоохранения была принята Минаматская конвенция, направленная на постепенный вывод из обихода ртутных градусников. Согласно ей в 2022 году использование ртути в измерителях будет полностью прекращено.

Поэтому из-за своих отличных характеристик термометр с цифровой схемой практически не имеет конкурентов. Предлагаемые в продаже спиртовые приборы проигрывают ему по точности и удобству восприятия данных.

Электронные модели могут располагаться в любом месте, ведь в контролируемом помещении необходимо расположить только небольшой датчик, подключённый к устройству. Этот тип используется во многих технологических процессах промышленности, например, строительных, аграрных, энергетических. С их помощью контролируется:

Принцип работы

Перед тем как непосредственно приступить к изготовлению электронного термометра, следует разобраться в принципе его действия и определиться, из каких узлов будет состоять конструкция. Промышленно выпускаемые электронные градусники различаются по своим размерам и назначению. Но все они построены на однотипном принципе действия.

Проводимость материала изменяется в зависимости от температуры окружающей среды. Основываясь на этом и проектируется схема электронного градусника. Так, чаще всего в конструкции применяется термопара. Это электронный прибор, стоящий из двух сваренных между собой металлов. На поверхности каждого из них имеется контактная площадка, подключённая к измерительной схеме. При нагревании или охлаждении контактов возникает термоэлектродвижущая сила, появление и изменение которой регистрируется платой электроники.

В устройствах нового поколения вместо термочувствительного элемента используется кремниевый диод. Полупроводниковый радиоэлемент, у которого наблюдается зависимость вольт-амперной характеристики от температурного воздействия. Иными словами, при прямом включении (направление тока от анода к катоду) значение падения напряжения на переходе изменяется в зависимости от нагрева полупроводника.

Всего же в конструкции простого термометра можно выделить пять блоков:

shema elektronnogo termometra

Особенности изготовления

sborka termometra svoimi

Человеку, увлекающемуся радиолюбительством, сделать электронный термометр своими руками по схеме не доставит трудностей, но в то же время обычному потребителю понадобится иметь хотя бы навыки паяния. Сегодня существует довольно много различных схем, отличающихся как сложностью повторения, так и дефицитностью радиодеталей.

При выборе схемы учитывают характеристики, которые она сможет обеспечить будущему измерительному устройству. В первую очередь — это диапазон измеряемых температур, а во вторую – погрешность. Конструктивно можно собрать проводную и беспроводную модель. При сборке второго типа используется радиомодуль, значительно удорожающий изделие.

Из-за использования чувствительных специализированных микросхем собирать навесным монтажом схему вряд ли получится. Поэтому предварительно изготавливается печатная плата. Делать её лучше из одностороннего фольгированного стеклотекстолита методом «лазерно-утюжной технологии».

Суть метода заключается в том, что с помощью, например, Sprint Layout, рисуется печатная схема устройства и распечатывается в зеркальном отображении в масштабе 1:1 на лазерном принтере. Затем, приложив отпечатанный рисунок изображением вниз к фольгированному слою, проглаживают чертёж разогретым утюгом. Из-за особенностей тонера изображение линий перенесётся на стеклотекстолит. Далее плата погружается в ванную с реактивом, например, FeCl3.

samostoyatelno sobrat termometr

В качестве индикатора можно использовать светодиодную матрицу, но лучше приобрести любой монохромный экран. Простой экран можно взять буквально за «копейки», например, подойдёт от старых системных блоков, выполненных в форм-факторе АТ. Если планируется конструкция с выносным датчиком, то неплохим вариантом будет использование шлейфа с диаметром проводника от 0,3 мм2, но в принципе подойдёт любой провод. При этом чем вынос датчика больше, тем большего сечения нужен и провод.

В схемотехнике некоторых термометров используются микроконтроллеры. Их применение позволяет упростить электрическую схему и повысить функциональность, но при этом требует навыков программирования и умения загружать прошивку. Для этого понадобится программатор, который можно также спаять самостоятельно, например, для LPT из пяти проводов.

Простой термометр

prostoy elektronnyy termometr

В качестве мультиметра можно использовать стрелочный или цифровой прибор. К датчику согласно схеме подключают источник питания. Например, КРОНу или три соединённых последовательно пальчиковых батарейки. Измеритель же подключают к клеммам V и COM и переводят в режим измерения температуры. Потребление датчика при работе не превышает 10 мкА.

Диапазон измерения мультиметра устанавливается на два вольта. Отображённый на экране результат и будет соответствовать измеряемой температуре. Последняя цифра в числе обозначает десятые доли градуса.

При желании устройство можно сделать двухканальным. Для этого дополнительно необходимо будет изготовить механический или электронный переключатель.

Цифровая схема

Одна из самых простых схем состоит всего из нескольких элементов. В основе конструкции лежит использование датчика, выдающего значение температуры в цифровом коде. Стоимость термодатчика LM 335 не превышает 50 центов, при этом после калибровки его точность измерения составляет от 0,3 ° до 1,5° C. Датчик может измерять температуру от — 40 ° до 100° C. Выпускается он в двух корпусах — TO-92 и SOIC. В качестве аналога можно использовать отечественную микросхему К1019ЕМ1.

При монтаже длина соединительных проводов может достигать пяти метров. Калибровка схемы осуществляется изменением напряжения, подаваемым на вывод один. Необходимое значение рассчитывается по формуле:

Uвых = Vвых1 * T / To, где:

Напряжение, формирующее выходной сигнал, зависит от температуры, поэтому питание, подающееся на датчик, должно осуществляться от источника тока. Собирается он на двух транзисторах КТ209 и не требует дополнительных настроек. Максимальный ток питания не превышает 5 мА. Увеличение выходного напряжения на 10 мВ соответствует приросту температуры на один градус.

Использование микроконтроллера

Применение в схеме самодельного термометра микроконтроллера подразумевает использование программы, управляющей его работой. В качестве микросхемы применяется ATmega8, а датчика температуры — DS18B20.

В схеме используется небольшое число радиодеталей. Она несложная и не нуждается после сборки в какой-либо наладке. Напряжение питания микроконтроллера составляет пять вольт. Для его стабилизации используется микросхема L7805. Транзисторы можно использовать любые с NPN структурой. В качестве индикатора подойдёт трёхразрядный сегментный дисплей с общим катодом.

shema elektronnogo termometra

При программировании все установки микроконтроллера оставляются заводскими, и фьюзы не изменяются. Затем к собранному термометру можно добавить ещё один датчик, а также часы. Но для этого необходимо будет обладать знаниями в программировании, чтобы дописать программный код.

Точный термометр

svoimi rukami sobrat elektronnyy

Применение в качестве датчиков полупроводниковых диодов и транзисторов характеризуется сложностью калибровки показаний, что в итоге приводит к погрешности результата измерений. Поэтому для получения точного результата в качестве измерителя применяется бифилярно намотанная катушка из тонкого проводника, размещённая в цилиндре, имеющем размеры порядка 4х20 мм.

Основой конструкции является микросхема ICL707 и светящийся индикатор. Питание можно подавать от любого источника с выходной амплитудой 12 В. На DA3 собран нормирующий преобразователь, изменяющий своё выходное напряжение в зависимости от сигнала, поступаемого с датчика.

Настройка заключается в выставлении на 36 ноге микросхемы напряжения, равного одному вольту. Делается это с помощью резисторов R3 и R4. Вместо датчика подключают резистор на 100 Ом. Изменением сопротивления R14 устанавливают нули на цифровом индикаторе. После чего устройство готово к измерениям.

Источник

Радиолюбитель

Последние комментарии

%D0%9A%D0%BE%D0%BD%D1%81%D1%82%D1%80%D1%83%D0%BA%D1%86%D0%B8%D0%B8 %D1%80%D0%B0%D0%B4%D0%B8%D0%BE%D0%BB%D1%8E%D0%B1%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%B91

Радиодетали – почтой

USB термометр на микроконтроллере ATmega8

Конкурс начинающих радиолюбителей
“Моя радиолюбительская конструкция”

USB термометр на микроконтроллере ATmega8

Схема и программное обеспечение простого USB термометра на микроконтроллере ATmega8, который может собрать своими руками и начинающий радиолюбитель

Конкурсная конструкция начинающего радиолюбителя:
“USB термометр на микроконтроллере ATmega8″

Здравствуйте уважаемые друзья и гости сайта!
Представляю на ваш суд вторую конкурсную работу.
Автор конструкции – Григорьев Илья Сергеевич.

USB термометр на микроконтроллере ATmega8

Всем добрый день! Захотелось мне собрать термометр для того, чтобы знать температуру или дома или за окном. Сторона у меня солнечная и обычный термометр очень врет, нагреваясь.
Стал рыть интернет. Как всегда много ненужного, слишком сложного, затратного.
Наконец, я нашел схему по душе, по которой и стал делать ЮСБ термометр.

Shema USB termometra na mikrokontrollere
Для сборки нам понадобятся:
♦ МС Атмега 8 и кроватка для нее на 28 ног
♦ Датчик температуры DS18B20
♦ Резисторы(у меня 0.5Вт):
— 10к
— 4,7к
— 68ом *2шт
— 1,5к
— 200ом
♦ Кондеры
— 22пФ *2шт
— 100мкФ на 16В электролит
♦ 2 стабилитрона на 3.6В
♦ Кварцевый резонатор 12MHz
♦ Светодиод
♦ Кусок одностороннего текстолита 5*5см

Затем, печатаем на журнале схему, потом утюгом нагреваем, далее отмачиваем:

Protravlennaya plata termometra
Потом травим, оттираем тонер, сверлим:

Plata termometra
И потом начинаем собирать:

Sobrannaya plata termometra
Atmega 8-16PU в кроватке:

Polnaya plata termometra s mikrokontrollerom
Отмываем плату от флюса, т.к. я использовал активный да и очень вид портит:

Otmyivaem platu ot flyusa
Далее я взялся за датчик. Я решил сделать 2 датчика. Первый будет короткий и находиться в комнате. Второй я сделаю длинным и выставлю его на улицу.

Datchik temperaturyi 1Datchik temperaturyi 2
Вставляем датчик в разъем, согласно распиновке.

Теперь нам надо прошить Атмегу. Берем ранее изготовленный мной программатор на фт232рл и заливаем прошивку.
В SinaProg нам надо выставить фьюзы:

Ustanovka fyuzov 1Ustanovka fyuzov 2Ustanovka fyuzov 3
ОБЯЗАТЕЛЬНО! Перед подключением проверяем плату на наличие КЗ.

Вставляем плату в юсб и у нас сразу же появляется неизвестное устройство:

Ustanovka programmnogo obespecheniyaUstanovka programmnogo obespecheniya 2
Заходим в диспетчер устройств, находим неизвестное устройство и обновляем дрова.
Во время установки появится окно, где выбираем – “Все равно установить этот драйвер”
После этого в диспетчере устройств появится новое устройство:

Ustanovka drayverov
А светодиод начнет хаотично моргать. Это значит, что работа устройства корректна!
Далее запускаем программу для отслеживания температуры.

Программа простая, понятная.
Основное окно:

Okno programmyi v kompyutere
Мини-окно, можно использовать как гаджет:

Mini okno programmyi
Вот и все. У меня на все было потрачено совсем немного денег и времени! Датчик в районе 90р и почти вся мелочь у меня уже была. Теперь у меня есть домашний, электронный термометр с возможностью измерения температуры дома и на улице.

Даташит датчика температуры DS18B20 на русском:

pdfСкачать даташит DS18B20 (1.1 MiB, 1,712 hits)

pngСкачать схему термометра (56.9 KiB, 1,739 hits)

Плата термометра в формате LAY:

unknownСкачать плату термометра (31.3 KiB, 1,451 hits)

Прошивка микроконтроллера HEX:

unknownСкачать прошивку (5.6 KiB, 1,682 hits)

Программа на компьютер +ini:

unknownСкачать программу +ini (443.5 KiB, 2,175 hits)

unknownСкачать драйвера (26.9 KiB, 1,510 hits)

Уважаемые друзья и гости сайта!

Не забывайте высказывать свое мнение по конкурсным работам и принимайте участие в обсуждениях на форуме сайта. Спасибо.

Источник

Пирометр* своими руками (*прибор для бесконтактного измерения температуры тела)

1587452077 1 2
1587452050 1 1

Этот прибор мастер сделал по заказу местного департамента здравоохранения в связи с нехваткой в продаже промышленных приборов. Цель была сделать относительно недорогое и простое в сборке устройство.

Прибор работает на Arduino Nano использует ИК-датчик MLX90614. Эти датчики есть в нескольких версиях. Распространенная версия BAA имеет охват 90 градусов. Такой большой градус не подходит для целей измерения температуры тела человека. В своей самоделке мастер использует датчик с условным обозначением BCH. Такой датчик измеряет температуру под углом 12 градусов и позиционируется как более точный.

1587452028 1 3

Шаг первый: лазерная резка
Корпус мастер вырезает из фанеры толщиной 3 мм. Для корпуса нужен лист 6 х 8 дюймов (15,24 х 20,32 см).

Файл для резки можно скачать ниже.
irtherm_v2.svg

1587452005 1 4
1587451987 1 5

1587452078 1 6
1587452052 1 7
1587452071 1 8
1587452055 1 9
1587452007 1 10
1587452034 1 11
1587452083 1 12
1587452087 1 13

1587452021 1 14

1587452033 1 15
1587452085 1 16
1587452080 1 17
1587452019 1 18
1587452088 1 19
1587452031 1 20
1587452055 1 21

Шаг четвертый: код
Прежде чем подключать питания не забудьте установить конденсатор 1 мкФ.
Если Arduino Nano имеет набор микросхем CH340 (фото 1), может потребоваться установить определенные драйверы. Маркировка чипа находится на нижней части платы. Драйвер и инструкции по его установке можно скачать здесь.

В зависимости от версии платы может потребоваться переключение между текущими версиями ATmega328P и ATmega328P old bootloader (фото 2). После успешной загрузки кода на экране должны отобразится данные с температурой (фото 4).

1587452001 1 22
1587452061 1 23
1587452075 1 24
1587452017 1 25

Код можно скачать ниже. Есть две версии кода, одна для показаний по Фаренгейту, вторая для Цельсия.
TouchlessIRThermometer_F.ino
TouchlessIRThermometer_c.ino

Шаг пятый: окончательный монтаж
После проверки работоспособности устройства мастер производит его окончательный монтаж на плате.

1587452018 1 26
1587452067 1 27
1587452046 1 28
1587451995 1 30
1587452051 1 31
1587452038 1 32
1587452058 1 33

Шаг шестой: сборка
Теперь можно приступить к сборке устройства.

Мастер устанавливает *лазерный диод и фиксирует его термоклеем. Устанавливает батарейный разъем в рукоять. Устанавливает и фиксирует термоклеем ИК-датчик. Термоклеем фиксирует внутри корпуса Ардуино и экран.

*Лазерный диод служит для «прицеливания». Мастер не указал его спецификацию, но судя по комментарию к статье, это маломощный диод.

1587452076 1 34
1587451997 1 35
1587452010 1 36
1587452094 1 37
1587452013 1 38
1587452079 1 39
1587452007 1 40
1587452009 1 41

1587452021 1 42
1587452075 1 43
1587452054 1 44
1587452063 1 45
1587452010 1 46

При измерении температуры необходимо как можно ближе поднести прибор к измеряемой поверхности. В идеале это 5-10 см. Как уже говорилось, ИК-датчик имеет угол измерения 12 градусов и основание этого треугольника должно, по возможности, полностью «находится» на измеряемом объекте.

Мастер предупреждает, что данное изделие не является медицинским оборудованием и его не следует использовать, как замену сертифицированным устройствам. Однако прибор довольно точно определяет температуру и может быть использован для целей раннего выявления лиц с высокой температурой, для и дальнейшего обследования.

Источник

Поделиться с друзьями
admin
Здоровая спина
Adblock
detector