Особенности работы термометров без ртути

С использованием Arduino

Есть много схем описывающих цифровой термометр с использованием микроконтроллера Ардуино. Все они однообразно берут измеренную температуру от датчика и отображают ее на дисплее, который имеет достаточно небольшой размер. То есть, на улице такую систему конечно использовать можно, но требуется отображающий экран помещать поближе к людям или вообще монтировать его внутри помещений.

Чем хорош микроконтроллер, что шкалой может выступать не только цифровой индикатор. Хотя и последний имеет право на жизнь, для считывания показаний в тех местах, где не видно уличный информатор. Что касается последнего, — в его роли можно использовать длинную самодельную линейку (в роли которой способна выступать и обычная доска любых габаритов), с нанесенной разметкой и перемещаемой сервоприводом стрелкой, демонстрирующей текущие значения температуры.

Механизм

Общая конструкция механизма выглядит следующим образом:

Нижний и верхний конец шкалы определяется физическим положением установленных выключателей, которые замыкает собой подвижный указатель, при достижении предела размеченной длины. Требуется последнее только для стартовой калибровки механизма при первом запуске системы.

Чтобы на точность представленного измерителя не влияли внешние погодные факторы (подвижная струна и направляющая удлиняются в жару и сокращаются при холоде), рекомендуется верхний ролик и поддерживающую проволоку закреплять на жестких пружинах «в натяг».

Схема

Несколько замечаний по схеме. Для числового вывода информации о температуре используется цифровой индикатор TM1637. Дополнительно, описанный ранее механизм, отображает значение на «аналоговой» шкале с помощью биполярного тактового двигателя М1. S1 — блокирующий выключатель, устанавливаемый сверху шкалы, S2 — снизу.

Однократное нажатие кнопки S3 переключает Ардуино в поиск положения нулевой температуры (при этом загорится светодиод LED1). «Стрелка», указывающая градусы, передвинется на требуемый уровень, для последующей отметки места начала измерений. Далее, пользуясь установленным максимумом и минимумом, с помощью линейки, размечают остальную шкалу ниже и выше нуля.

Повторное нажатие S3 переключит устройство в стандартный режим работы. Светодиод погаснет, а стрелка передвинется на позицию, соответствующую текущей температуре.

Питание на ULN2003A подается от иного источника, чем тот, который поддерживает работу самого микроконтроллера. Последнее сделано во избежание «наводок» паразитными токами двигателя на общую схему.

Управляющий скетч

Для работы с TM1637 понадобиться библиотека Groove 4Digital Display, ее адрес:

https://github.com/Seeed-Studio/Grove_4Digital_Display

Скетч можно скачать здесь: https://cloud.mail.ru/public/4gRK/ri7sjm19N

Точность

Округления до целой части в скетче, привели к снижению точности показаний до ближайшего градуса на аналоговой шкале. На числовом индикаторе, подобной проблемы не наблюдается — он отображает полученную температуру корректно.

Подпишись на RSS!

• • Тиристорное зарядное устройство со стабилизацией тока
    17 февраля 2022
  • Блок измерений для зарядного устройства на PIC16F628
    3 февраля 2022
  • Блок питания с защитой по току
    17 января 2022
  • Цифровой амперметр и вольтметр для блока питания на INA226
    12 января 2022
  • Индикатор вертикальный 2×3 на TM1637
    10 января 2022
  • Микрофон для компьютера
    24 декабря 2021
  • Амперметр 50 Ампер контрольный
    23 декабря 2021
  • Аналоговое управление микроконтроллером
    19 декабря 2021
  • Автомат освещения для брудера
    17 декабря 2021
  • Стабилизированный блок питания 1,5 вольта
    8 ноября 2021
  • Активный фильтр в сети автомобиля
    6 ноября 2021

• • Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов — 248 860 просмотров
  • Стабилизатор тока на LM317 — 180 430 просмотров
  • Стабилизатор напряжения на КР142ЕН12А — 131 008 просмотров
  • Карта сайта — 111 387 просмотров
  • Реверсирование электродвигателей — 107 717 просмотров
  • Зарядное для аккумуляторов шуруповерта — 104 307 просмотров
  • Самодельный сварочный аппарат — 91 760 просмотров
  • Зарядное для шуруповерта — 91 322 просмотров
  • Регулируемый стабилизатор тока — 89 629 просмотров
  • Схема транзистора КТ827 — 89 537 просмотров

• • DC-DC (5)
  • Автомат откачки воды из дренажного колодца (5)
  • Автоматика (36)
  • Автомобиль (3)
  • Антенны (2)
  • Ассемблер для PIC16 (3)
  • Блоки питания (32)
  • Бурение скважин (6)
  • Быт (11)
  • Генераторы (1)
  • Генераторы сигналов (8)
  • Датчики (4)
  • Двигатели (7)
  • Для сада-огорода (11)
  • Зарядные (19)
  • Защита радиоаппаратуры (12)
  • Зимний водопровод для бани (2)
  • Измерения (44)
  • Импульсные блоки питания (2)
  • Индикаторы (8)
  • Индикация (10)
  • Как говаривал мой дед … (1)
  • Коммутаторы (6)
  • Логические схемы (1)
  • Обратная связь (1)
  • Освещение (3)
  • Программирование для начинающих (21)
  • Программы (1)
  • Работы посетителей (7)
  • Радиопередатчики (2)
  • Радиостанции (1)
  • Регуляторы (5)
  • Ремонт (1)
  • Самоделки (12)
  • Самодельная мобильная пилорама (3)
  • Самодельный водопровод (7)
  • Самостоятельные расчеты (36)
  • Сварка (1)
  • Сигнализаторы (5)
  • Справочник (13)
  • Стабилизаторы (16)
  • Строительство (2)
  • Таймеры (4)
  • Термометры, термостаты (27)
  • Технологии (21)
  • УНЧ (3)
  • Формирователи сигналов (1)
  • Электричество (4)
  • Это пригодится (14)

• Архивы
  Выберите месяц Февраль 2022  (2) Январь 2022  (3) Декабрь 2021  (4) Ноябрь 2021  (2) Октябрь 2021  (6) Апрель 2021  (1) Март 2021  (3) Февраль 2021  (2) Январь 2021  (1) Декабрь 2020  (1) Ноябрь 2020  (1) Октябрь 2020  (1) Сентябрь 2020  (2) Июль 2020  (2) Июнь 2020  (1) Апрель 2020  (1) Март 2020  (3) Февраль 2020  (2) Декабрь 2019  (2) Октябрь 2019  (3) Сентябрь 2019  (3) Август 2019  (4) Июнь 2019  (4) Февраль 2019  (2) Январь 2019  (2) Декабрь 2018  (2) Ноябрь 2018  (2) Октябрь 2018  (3) Сентябрь 2018  (2) Август 2018  (3) Июль 2018  (2) Апрель 2018  (2) Март 2018  (1) Февраль 2018  (2) Январь 2018  (1) Декабрь 2017  (2) Ноябрь 2017  (2) Октябрь 2017  (2) Сентябрь 2017  (4) Август 2017  (5) Июль 2017  (1) Июнь 2017  (3) Май 2017  (1) Апрель 2017  (6) Февраль 2017  (2) Январь 2017  (2) Декабрь 2016  (3) Октябрь 2016  (1) Сентябрь 2016  (2) Август 2016  (1) Июль 2016  (9) Июнь 2016  (3) Апрель 2016  (5) Март 2016  (1) Февраль 2016  (3) Январь 2016  (3) Декабрь 2015  (3) Ноябрь 2015  (4) Октябрь 2015  (6) Сентябрь 2015  (5) Август 2015  (1) Июль 2015  (1) Июнь 2015  (3) Май 2015  (3) Апрель 2015  (3) Март 2015  (2) Январь 2015  (4) Декабрь 2014  (9) Ноябрь 2014  (4) Октябрь 2014  (4) Сентябрь 2014  (7) Август 2014  (3) Июль 2014  (2) Июнь 2014  (6) Май 2014  (4) Апрель 2014  (2) Март 2014  (2) Февраль 2014  (5) Январь 2014  (4) Декабрь 2013  (7) Ноябрь 2013  (6) Октябрь 2013  (7) Сентябрь 2013  (8) Август 2013  (2) Июль 2013  (1) Июнь 2013  (2) Май 2013  (4) Апрель 2013  (7) Март 2013  (7) Февраль 2013  (7) Январь 2013  (11) Декабрь 2012  (7) Ноябрь 2012  (5) Октябрь 2012  (2) Сентябрь 2012  (10) Август 2012  (14) Июль 2012  (5) Июнь 2012  (21) Май 2012  (13) Апрель 2012  (4) Февраль 2012  (6) Январь 2012  (6) Декабрь 2011  (2) Ноябрь 2011  (9) Октябрь 2011  (14) Сентябрь 2011  (22) Август 2011  (1) Июль 2011  (5)

Делаем термостат

Теперь добавим в программу некое действие, которое будет совершаться если температура упадет ниже заданного нами порога. Пусть этот порог будет равен 15°C. Самое простое, что мы можем сделать — это зажигать на Ардуино штатный светодиод #13. Получается такая вот программа:

Кто-то забыл закрыть окно — температура резко опустилась ниже 15 — светодиод зажигается. Закрываем окно, активно дышим — светодиод гаснет. А теперь представьте, что вы зажигаете не светодиод, а подаете сигнал на реле, которое включает обогреватель в комнате. Получается готовый термостат!

Немного изменив программу можно отслеживать не понижение, а превышение заданного уровня. Например, удобно будет следить за температурой внутри, скажем, серверной, и при увеличении температуры до 40 градусов, включать вытяжку!

Аналоговый термометр

Начнем с самого простого способа изготовления бытового термометра, который не требует знания электрической части. Понадобится:

• бутылка или любая иная относительно небольшая емкость, главное требование к которой, чтобы соломинка помещалась в нее почти полностью;
• пластилин;
• тушь или иной краситель;
• прозрачная или матовая соломинка для коктейля;
• содержащая спирт жидкость (духи, одеколоны, водка или любые аналогичные);
• вода;

Рецепт изготовления: заливаем емкость до края, смесью воды пополам со спиртом. Добавляем краситель и перемешиваем. Опускаем соломинку до половины в жидкость. Фиксируем пластилином, плотно замазав промежуток между ней и стенками.

Позади получившегося индикатора размещают лист бумаги, на котором в зависимости от показаний эталонного градусника и высоты жидкости в соломинке размечают значения температур.

Точность устройства зависит только от качественной градации индикатора. Пределы измеряемой температуры лежат в промежутке от −40 °C до +90 °C.

Простой цифровой термометр своими руками / Habr

Простой цифровой термометр с подключением через COM-порт.

Рабочий вариант схемы был найден здесь.
Для сборки данного девайса понадобятся следующие компоненты:
1) Термодатчик DALLAS DS1820 — самая главная часть всей схемы, датчиков можно прицепить несколько параллельно. По описанию каждый сенсор имеет собственный 64 битный ID, что позволяет использовать одновременно 100 сенсоров на шине, длиной 300 м, проверить не довелось, но два датчика на шине длиной 5 метров успешно работают.
2) Стабилитроны на 3.9V, 6.2V, 5.6V, самой минимальной мощности — они компактнее.
3) Диод Шоттки, использовал 1N5818 в количестве 2шт.
4) Диод 1N4148 — 1шт.
5) Резистор 1,5кОм, 0,25Вт — 1шт.
6) Конденсатор 10мкФ, 16V — 1шт.
7) 9-контактный разъем COM-порта, тип — мама.
Корпус для разъема.
9) Паяльник, припой, и прямые руки =)

Компоненты необходимо собрать по следующей схеме:

Для людей не подкованных в электронике стоит отметить что на всех диодах/стабилитронах полоска на корпусе обозначает катод. Из следующей картинки можно понять как необходимо монтировать детали.
На корпусе конденсатора есть пометка полярности — не ошибетесь, резистор полярности не имеет, паяем как хотим.
Выводы датчика расположены следующим образом:

Монтаж можно вести прямо на разъеме, при некоторой сноровке, достаточно плотный монтаж можно уместить в корпусе разъема, что несомненно удобно и практично.Посмотреть на Яндекс.Фотках

Посмотреть на Яндекс.Фотках

Подключать несколько датчиков нужно параллельно, в итоге получается примерно вот такая штуковинаПосмотреть на Яндекс.Фотках
Датчик на конце можно залить эпоксидкой и ему не будут страшны условия за окном.

Далее запускаем инициализацию программы командой
На выводе видим следующее:
Программа нашла два датчика, значит устройство работает верно.

Теперь можно считать информацию со всех датчиков командой
Получаем следующие данные:

Для удобства интеграции в систему мониторинга можно использовать следующий вариант:
Считывает показания нулевого сенсора и без лишней мишуры выводит сухие цифры, для считывания других датчиков можно менять параметр -t.

Устройство было подключено к серверу, где уже давно его ждала система мониторинга cacti, теперь можно наблюдать такие интересные графики:
Видно когда в комнате было открыто окно и как медленно под вечер опускается температура на улице. =)

Устройство делалось исключительно ради интереса, но оно может принести и практическую пользу, у меня в комнате появился термометр и теперь одеваясь с утра на работу не нужно идти на кухню для того, чтобы посмотреть сколько градусов за окном.

В планах написать апплет для панельки gnome, который будет брать информацию с сервера и выводить на панель текущую температуру.

Тепловые камеры для смартфонов

Цена: 500-5 тыс. рублей

Инфракрасные датчики под разъемы microUSB, Lightning и 3,5 мм предлагаются и на Aliexpress, и в магазинах гаджетов и аксессуаров. По сути, это инфракрасные градусники, которые измеряют тепловое излучение на коже и передают данные на смартфон. 

Как правило, цена и точность таких аксессуаров тесно связаны. Перед покупкой поищите отзывы и обзоры конкретной модели. 

Мы уже делали обзоры на некоторые из них.

Плюсы:

измерение температуры занимает 1-2 секунды
бесконтактные
компактные, удобно брать с собой
универсальные и недорогие
не нужно менять батареи

Минусы:

невысокая точность
нужно каждый раз подключать к смартфону

Схема термостата

Предлагаемый проверенный и неплохо себя зарекомендовавший термостат работает в диапазоне 0 – 100°С. Он осуществляет электронный контроль температуры, коммутируя нагрузку через реле. Схема собрана с использованием доступных микросхем LM35 (датчик температуры), LM358 и TL431.

Детали для устройства

• IC1: LM35DZ температурный датчик 
• IC2: TL431 прецизионный источник опорного напряжения 
• IC3: двойной однополярный ОУ LM358. 
• LED1: 5 мм светодиод
• В1: PNP транзистор A1015
• Д1 – Д4: 1n4148 и 1N400x кремниевые диоды
• ZD1: стабилитрон на 13 В, 400 мВт
• Подстроечный резистор 2.2 к
• Р1 – 10к 
• R2 – 4,7 М
• Р3 – 1.2 К
• Р4 – 1к
• Р5 – 1к
• Р6 – 33 Ом
• С1 – 0.1 мкф керамический
• С2 – 470 мкФ электролитический
• Реле на 12 В постоянного тока однополюсное двухпозиционное 400 Ω или выше

Устройство выполняет простой, но очень точный тепловой контроль тока, которая может использоваться там, где необходим автоматический контроль температуры.

Схема переключает реле в зависимости от температуры, определяемой однокристальным датчиком LM35DZ. Когда LM35DZ обнаруживает температуру выше, чем заданный уровень (установленный регулятором), реле срабатывает. Когда температура падает ниже заданной температуры – реле обесточивается.

Таким образом и удерживается нужное значение инкубатора, термостата, системы подогрева дома и так далее. Схема может питаться от любого источника переменного или постоянного тока 12 В, или от автономного аккумулятора. Существует несколько версий датчика температуры LM35:

• LM35CZ и LM35CAZ (в to-92 корпусе) − 40 – +110C
• LM35DZ (в to-92 корпус) 0 – 100с. 
• LM35H и LM35AH (в-46 корпус) − 55 – +150C

Принцип работы

Как работает терморегулятор. Основой схемы является температурный датчик, который представляет собой преобразователь градусы – вольты. Выходное напряжение (на выводе 2) линейно изменяется вместе с температурой от 0 В (при нуле) до 1000 мВ (при 100 градусах).

Это значительно упрощает расчет цепи, так как нам нужно только обеспечить прецизионный источник опорного напряжения (TL431) и точный компаратор (А1 LM358) с целью построения полной тепловой управляемости коммутатором. Регулятор и резистор задают опорное напряжение (vref) 0 – 1.62 В.

Компаратор (А1) сравнивает опорное напряжение vref от (установленного регулятором) с выходным напряжением LM35DZ и решает, следует ли включить или выключить питание реле. Цель резистора R2 создать гистерезис, который помогает предотвратить дребезг реле.

Гистерезис обратно пропорционален значению R2.

Настройка

Никаких специальных приборов требуется. Например, чтобы установить 70С срабатывания подключите цифровой вольтметр или мультиметр через тестовые точки “ТР1” и “масса”. Отрегулируйте vr1, пока не получите точное значение 0,7 В на вольтметре. Другой вариант схемы, с использованием микроконтроллера, смотрите здесь.

Что такое безртутный термометр?

Ртуть является единственным жидким металлом, который под воздействием температуры имеет свойство расширяться и сжиматься. Именно этим свойством данного материала пользуются в производстве привычных для всех градусников. Но одновременно с этим ртуть является очень опасной для организма человека, а так как приборы, в которых использовано данное вещество, выполнены из очень тонкого стекла, то допустить ее разливание не так уж сложно. Именно по этой причине сегодня потребителям предлагается большое количество иных видов термометров, не содержащих это опасное вещество.

Безртутный градусник – устройство, предназначенное для определения температуры человеческого тела, не имеющее в своем конструктивном исполнении ртути. На сегодняшний день существует несколько видов таких градусников, а именно:

У каждого из этих видов есть свои особенности, преимущества и недостатки, на которые прежде всего необходимо обращать внимание при выборе устройства

Инфракрасные термометры

Принцип работы инфракрасных термометров заключается в считывании специальным датчиком инфракрасного излучения, которое исходит от тела. Процесс может занимать от двух до пяти секунд, что является преимуществом. Полученный результат отображается на дисплее, расположенном на корпусе прибора. Для измерения лучше всего использовать такие участки тела как висок, лоб или ушная раковина. В двух последних случаях для повышения точности, а также для удобства приборы комплектуются специальными насадками. Чтобы выполнить измерение, не нужно будить человека, если он спит, что является очень удобным при уходе за больным.

Вид инфракрасных градусников

Помимо измерения температуры тела, таким градусником можно измерить теплоту воды, воздуха и любых окружающих предметов, что делает прибор универсальным. К минусам прибора можно отнести возможную погрешность, но у качественных устройств она не превышает 0,1-0,2 0 С. При этом стоимость такого градусника в значительной степени превышает цену на обычный ртутный термометр.

Инфракрасный прибор применяется не только для измерения температуры тела

Электронные термометры

Для измерения температуры электронным термометром, необходимо прямое соприкосновение специального датчика с телом. Но в отличие от ртутных градусников, прикосновение должно быть менее продолжительным и в среднем составлять от 30 до 60 секунд. В большинстве моделей, после того как установлена точная температура, прибор издает сигнал. Полученный результат выводится на дисплей.

Нормальной погрешностью такого устройства является величина в 0,1-0,2 градуса, но встречаются и более высокие показатели, которые говорят о плохом качестве устройства.

Также очень часто такие измерительные приборы имеют ряд дополнительных функций, к числу которых относятся сохранение предыдущего результата измерения, подсветка дисплея при недостаточной освещенности и автоматическое отключение, которое необходимо для более продолжительного использования батарейки, являющейся элементом питания.

Электронные термометры могут иметь различную форму, связанную с местом для измерения температуры. Так, например, обычные электронные приборы выполнены в аналогичной ртутному градуснику форме. Таким устройством можно производить измерения в подмышечной впадине, а также удобно узнавать значение ректальной температуры.

Для детей более удобными в применении являются электронные устройства в виде соски, при помощи которой измерение температуры выполняется через рот. При этом не стоит забывать, что кипятить такую соску нельзя, а для поддержания ее чистоты необходимо пользоваться специальными средствами.

Также очень часто родители покупают для новорожденных электронные термометры в виде браслетов. Такие модели являются очень удобными, так как надежно фиксируются на теле и выполняют измерение температуры постоянно.

Галлиевые термометры

Галлиевый медицинский термометр по внешнему виду не отличается от ртутного. То же самое можно сказать и про точность измерения. В данном случае ртуть заменена на сплав, состоящий из таких жидких металлов, как галлий, олово и индий, которые не могут причинить вред человеческому организму.

Медицинский термометр с галлием

При использовании такого градусника необходимо также соблюдать осторожность, так как его корпус выполнен из тонкого стекла и при механическом воздействии может разбиться. Но вреда от сплава, в отличие от ртути, не будет, единственная опасность — возможные порезы и ссадины

Но в случае с маленькими детьми даже такие травмы могут быть опасными, поэтому от использования такого прибора лучше отказаться.

Простой электронный

Для того, чтобы сделать электронный градусник, требуется немного более сложная конструкция. Индикатором температуры в нем служит амперметр чувствительностью в 50 мкА, а датчиком выступает терморезистор типа СТЗ-19 с унарным номиналом сопротивления в 10 кОм. У последнего есть много аналогов различных производителей, на тот случай, если не удастся найти оригинал указанной маркировки.

Итак, чтобы создать электронный термометр, потребуются:

Обозначение на схеме	Наименование	Аналоги
VT1, VT2	Транзисторы KT315A	КТ3102 (А, Б, В, Г)
S1	Тумблер включения
R1	Резистор 68 Ом
R2	Переменный резистор 680 Ом
R3	Переменный резистор 22 кОм
R4, R5	Резисторы 6.2 кОм
R6*	-//- 9.1 кОм
R7*	-//- 910 Ом
R8	Терморезистор СТЗ-19 10 кОм
GB1	Две пальчиковые батарейки 1.5 В
S2	Двухпозиционный переключатель режима работы калибровка/измерение
PA1	Любой микроамперметр с предельным положением стрелки в 50 мкА. Желательно наибольшей длины шкалы, для последующего удобства разметки.

Схема

Единственное замечание к конструкции — терморезистор R8 нужно вынести отдельно на двух проводах от остальных элементов, чтобы излучаемое ими тепло в процессе работы не влияло на итоговые показания. В остальном схема электронного термометра отображена на картинке:

Наладка

Прежде чем производить градуировку шкалы микроамперметра под показания температуры, требуется подобрать суммарное сопротивление R6 и R7 равное значению, которое выдает R8 при эталонной температуре, планируемой, как самой низкой в измерениях настоящим градусником. Использоваться цепь R6-R7 будет только при калибровке. Впоследствии ее можно безболезненно демонтировать.

Подобрав параметры элементов согласно рекомендации, поворотом R2, при работе аппарата в режиме «калибровка», устанавливаем стрелку PA1 в нулевую позицию. Подстройка R3 должна находится на средине.

Переключив самодельный термометр на «измерение» производим пробу терморезистором нагрева воздуха или жидкости с известной температурой. Отмечаем ее на шкале микроамперметра. Аналогичным образом поступаем с остальными показаниями эталонного градусника.

По окончании настройки устройства, резисторы R4, R6 и R7, вместе с переключателем S2 можно убрать, соединив минусовой контакт амперметра напрямую с точкой связи R5 и R8.

Точность и пределы

Электронно-аналоговый датчик, несмотря на простоту конструкции, весьма точен — до 0.1 градусов Цельсия. Пределы зависят только от минимальной температуры с которой производились установки нуля шкалы, и максимума нагрева до выхода терморезистора из строя. Для СТЗ-19 предел «выживания» находится чуть свыше 110 ºC.

Минусы ртутных термометров и их погрешность

Приведем весомые минусы ртутных термометров:

1. Наличие хрупкой стеклянной колбы, разбивающейся при ударе или в результате падения на твердую поверхность. Помимо мелких осколков стекла, которые рассыпаются по полу, еще более опасны ртутные капли, которые необходимо в срочном порядке убирать, а вместе с тем правильно утилизировать, помещение тщательным образом проветривают от паров ртути.
2. Продолжительность ожидания результатов измерения температуры составляет до десяти минут.
3. Наличие неудобства из-за правильного удержания, в особенности для малышей, которых родителям приходится для верности результатов стараться держать в вынужденном положении.
4. Возможна некоторая погрешность ртутного градусника (обычно 0,1 градуса), которая на разных термометрах обладает определенной величиной.

Термистор

Термистор — это чувствительный резистор, изменяющий свое физическое сопротивление с изменением температуры. Как правило, термисторы изготавливаются из керамического полупроводникового материала, такого как кобальт, марганец или оксид никеля и покрываются стеклом. Они представляют собой небольшие плоские герметичные диски, которые сравнительно быстрое реагируют на любые изменения температуры.

За счет полупроводниковых свойств материала, термисторы имеют отрицательный температурный коэффициент (NTC), т.е. сопротивление уменьшается с увеличением температуры. Однако, есть также термисторы, с положительным температурным коэффициентом (ПТК), их сопротивление возрастает с увеличением температуры.

Преимущества термисторов

• Большая скорость реагирования на изменения температуры, точность.
• Низкая стоимость.
• Более высокое сопротивление в диапазоне от 2,000 до 10,000 ом.
• Гораздо более высокая чувствительность (~200 ом/°C) в пределах ограниченного диапазона температур до 300°C.

Зависимости сопротивления от температуры

Зависимость сопротивления от температуры выражается следующим уравнением:

где A, B, C — это константы (предоставляются условиями расчёта), R — сопротивление в Омах, T — температура в Кельвинах. Вы можете легко рассчитать изменение температуры от изменения сопротивления или наоборот.

Как использовать термистор?

Термисторы оцениваются по их резистивному значению при комнатной температуре (25°C). Термистор-это пассивное резистивное устройство, поэтому оно требует производства контроля текущего выходного напряжения. Как правило, они соединены последовательно с подходящими стабилизаторами, образующими делитель напряжения сети.

Пример: рассмотрим термистор с сопротивлением значение 2.2K при 25°C и 50 Ом при 80°C. Термистор подключен последовательно с 1 ком резистором через 5 В питание.

Следовательно, его выходное напряжение может быть рассчитано следующим образом:

При 25°C, RNTC = 2200 Ом;

При 80°C, RNTC = 50 Ом;

Однако, важно отметить, что при комнатной температуре стандартные значения сопротивлений различны для различных термисторов, так как они являются нелинейными. Термистор имеет экспоненциальное изменение температуры, а следовательно-бета постоянную, которую используют, чтобы вычислить его сопротивление для заданной температуры

Выходное напряжение на резисторе и температура линейно связаны.

Видео:

Еще один полезный прибор, который часто используется в современных устройствах — это датчик температуры. Даже в вашем компьютере есть сразу несколько датчиков температуры, с помощью которых система следит за перегревом ключевых компонентов — процессора, видеокарты, блока питания, и прочих узлов. Самый же популярный пример использования датчика температуры дома — термостат. Это устройство, которое постоянно следит за температурой воздуха, и регулирует подачу энергии в систему отопления. Смежный пример — котел для нагрева воды.

В нашем уроке мы используем датчик TMP35. Вместо него можно использовать любой другой похожий датчик: TMP35, TMP37, LM35, LM335 и подобные. Выглядит датчик как обычный транзистор:

Можно легко спутать, так что рекомендую всегда внимательно читать маркировку на таких устройствах (да и вообще сначала всегда читайте, потом подключайте :). Конкретно этот датчик имеет следующие характеристики:

• напряжение питания: от 2,7 до 5,5 В;
• погрешность: 2 градуса;
• измеряемая температура: от 10°C до 125°C
• потребляемый ток: 50 мкА.

Компоненты схемы

Ардуино

В этом мини-проекте мы использовали Arduino для управления всем процессом системы. Arduino — это плата, которая работает на контроллере ATmega AVR. Arduino — это аппаратная платформа с открытым исходным кодом, очень полезная для разработки проектов.

Заказать плату Arduino Uno можно здесь.

Датчик температуры LM35

LM35 представляет собой 3-контактный датчик температуры, который выдает 1 градус Цельсия на каждые 10 мВ. Этот датчик может измерять температуру до 150 градусов по Цельсию. Первый контакт датчика lm35 — Vcc, второй — выход, а третий — земля. LM35 — самый простой датчик температуры, который легко интегрируется с любым микроконтроллером.

Датчик температуры LM35

Пин №	Функция	Обозначение
1	Напряжение питания; 5В (от +35В до -2В)	Vcc
2	Выходное напряжение (от +6В до -1В)	Output
3	Земля (0 В)	Ground

LM35 может быть легко подключен к Raspberry Pi, NodeMCU, микроконтроллеру PIC и т.д. для измерения температуры, а также может использоваться автономно с операционным усилителем для индикации уровней температуры.

Заказать датчик температуры LM35 можно здесь.

Жидкокристаллический дисплей

ЖК-дисплей 16×2 широко используется в проектах встроенных систем, потому что он дешев, легко доступен, имеет небольшой размер и прост в интерфейсе. 16×2 имеет две строки и 16 символов, что означает, что он состоит из 16 блоков 5×8 точек. 16-контактов для соединений, в которых 8 бит данных от D0 до D7 и 3 бита управления, а именно RS, RW и EN. Остальные контакты используются для питания, регулировки яркости и подсветки.

ЖК-дисплей

Заказать ЖК-дисплей можно здесь.

Источник питания

Плата Arduino уже имеет встроенный блок питания. Здесь нам нужно только подключить к плате блок питания на 9 вольт или 12 вольт.