úvod:
Tento dvojity digitální teploměr umo?ňuje sou?asně mě?it a zobrazovat venkovní a vnit?ní teplotu.
V p?ípadě pou?ití jako laboratorní teploměr zobrazuje teplotu sledovaného objektu a okolní teplotu.
Jeden kanál mě?í v rozmezí -40,0 ... +150,0 °C a druhy -9,9 ... +99,9 °C.
Pro oba kanály je ukládána minimální a maximální hodnota, kterou lze vyvolat ?i resetovat pomocí tla?ítek.
Popis zapojení:
Obvod je ?ízeny mikroprocesorem IO4 - Atmel AVR ATmega8A, ATmega8 ?i ATmega8L.
Jako sníma?e teploty slou?í integrované obvody IO1 a IO2 typu MCP9700A. Ty poskytují
na vystupu napětí lineárně závislé na teplotě, s koeficientem 10mV/°C + 500mV.
Díky p?i?tění konstanty 500mV umo?ňují mě?ení zápornych teplot bez záporného vystupního napětí.
Mě?ící sondy jsou tvo?eny obvody IO1 a IO2. Obvod IO1 tvo?í vněj?í sondu na t?í?ilovém kablíku.
V p?ípadě pot?eby je zapouzd?ena do vodotěsného obalu. Je ur?ena k mě?ení venkovní teploty nebo teploty zkoumaného objektu.
Obvod IO2 tvo?í vnit?ní sondu ur?enou k mě?ení pokojové teploty ?i okolní teploty během experimentu.
K zobrazení teplot slou?í dva LED displeje. Kanál 1 vyu?ívá ?ty?místny displej a kanál 2 t?ímístny.
Displeje jsou ?ízeny multiplexně. Katody displej? jsou p?ipojeny na port D,
anody p?es tranzistory T1...T7 zesilující proud na port B kromě PB7. Frekvence multiplexu je cca 100Hz.
Odpory R1 a? R8 ur?ují proud displeje a tím i jeho jas.
Jako DISP1 lze pou?ít nap?. ?erveny CA56-12SRWA. Jako DISP2 lze pou?ít ?luty T-5631BUY-11, p?ípadně ?erveny BA56-12SRWA.
Teploměr vyu?ívá dva vstupy nesymetrického 10-bitového AD p?evodníku obvodu ATmega8(A)(L).
Rozli?ení AD p?evodníku je metodou p?evzorkování zvy?eno na 11 bit? a tím je dosa?eno rozli?ení mě?ení na 0,1°C.
P?i ka?dém obnovení hodnot je vytvo?eno 64 vzork?, ty jsou se?teny a vysledek je dělen 32. Tím je získán
11-bitovy vysledek. Pro p?evzorkování o 1 bit by posta?ily 4 vzorky, av?ak vět?í mno?ství vzork?
umo?ňí lep?í stabilitu a eliminaci náhodnych chyb. Proto?e vnit?ní napě?ová reference AVR není p?íli? p?esná a nelze ji nastavovat,
je pou?ita vněj?í nastavitelná reference s IO3 - TL431. Vystupní napětí 2,495V vstupuje do děli?e R11, P1, R12. Pomocí
P1 je vstupní napětí vyvodu AREF IO4 nastaveno na 2,048V, co? zaji??uje strmost 0,1°C / 10mV.
IO4 vyu?ívá jako zdroj taktování zabudovany RC oscilátor bě?ící na frekvenci 1MHz. Krystal není pot?eba - frekvence není pro teploměr
kritická. Teploměr se napájí ze zdroje 5V +/- 10%.
Odběr proudu je cca 40 - 50mA (vět?ina z toho je spot?eba LED displeje).
Stabilizované napájecí napětí 5V lze vytvo?it nap?. jednoduchym zdrojem s obvodem 7805 (p?ed tento zdroj za?a?te vhodnou pojistku). Lze také pou?ít
hotovy sí?ovy adaptér cca 5V (měl by byt stabilizovany, proto?e nestabilizované adaptéry mají p?íli? velkou odchylku).
Kalibrace:
Kalibrace mě?idla se provede p?ipojením p?esného digitálního voltmetru na C3 a nastavením napětí 2,048V pomocí trimru P1.
Alternativně lze mě?idlo kalibrovat dle známé teploty, nap?. podle p?esného teploměru nebo pono?ením vodotěsné sondy do ledové
t?í?ti a nastavením na 0,0°C.
Mě?ení:
Displej DISP1 zobrazuje teplotu sondy 1 a DISP2 teplotu sondy 2. Pokud je teplota mimo rozsah nebo do?lo k závadě
(neo?ekávané napětí na vstupu ADC0 ?i ADC1), zobrazí se symbol "_ _ . _".
Obnovovací frekvence zobrazeného údaje je cca 0,8Hz.
Funkce Minimum / Maximum:
Teploměr sleduje a ukládá pro oba kanály maximální a minimální teplotu. Tu lze zobrazit stiskem tla?ítek
TL1 a TL2 - MIN a MAX. Chvilku po uvolnění tla?ítka se opět zobrazí aktuální hodnoty teploty.
Pamě? minima a maxima lze resetovat stisknutím obou tla?ítek sou?asně. Poznámka: Sledování minima a maxima
za?íná a? po prodlevě 15s od zapnutí mě?idla, aby se p?ede?lo ulo?ení nesmyslnych hodnot těsně po zapnutí,
kdy se obvod teploměru je?tě neustálil.
Program pro AVR teploměr ke sta?ení:
zdrojovy kód v assembleru (ASM)
p?elo?eny HEX soubor (898 Bajt?)
Zapisování programu do AVR se podrobněji věnuji zde.
