Dijital Termometre Devresi - Güç İçin Güneş Pili Kullanır

Makaleler, pilsiz çalışan bir dijital termometre devre projesini açıklıyor. Devre, pil yerine küçük bir güneş pili kullanır ve gücü çevreleyen ışık kaynaklarından gelen ortam ışığından elde ederek çalışır.

Bu, belirli bir kaynaktan sıcaklıkları ölçerken devrenin son derece kompakt, hafif, çok yönlü ve sorunsuz olmasını sağlar.

termometre bir sıcaklık ölçmek için kullanılabilir insan vücudu bir odanın sıcaklığı soğutucu , hava analizi veya 0 derece ile 100 derece Santigrat arasında kritik sıcaklık ölçümleri gerektiren diğer uygun uygulamalar için.

Temel Çalışma konsepti

Aşağıdaki devre şemasına bakıldığında, IC1 bir sıcaklık sensör cihazı gibi çalışır. Bu IC popüler LM35 yongası çevresindeki orantılı olarak artan ortam sıcaklığına yanıt olarak doğrusal olarak artan bir DC çıkışı üretir. Kesin olarak, kasa sıcaklığında Santigrat derece artış başına 10 mV oranında bir DC çıkışı üretir.

LM35, 0 ° C'de 0 V üretmeyi sağlayan yerleşik kalibre edilmiş bir devreye sahiptir.

Bu IC'nin dışında, bu ışıkla çalışan termometrenin diğer ana unsuru, dahili olarak bir dijital voltmetre kademesi, bir ondalık kaydırıcı ve 3 ve 1/2 haneyi çalıştıran bir LCD çıkış arayüzünden oluşan entegre devre ICL7136'dır (ICI). Sıcaklık okuması için LCD panel.

ICL7136 voltmetre

Bu IC aynı zamanda minimum saat frekansı ile çalışan dahili bir osilatöre sahiptir ve bu da tüm modülün minimum güç kullanarak ancak ekranda herhangi bir titreme olmadan çalışabilmesini sağlar.

Devrenin sıcaklık okuma kalibrasyonu, önceden ayarlanmış P1'in uygun şekilde ayarlanmasıyla gerçekleştirilir.

Devre Nasıl Çalışır

Diyot D1 ve direnç R11, LM35'in 0 ° C'nin altındaki bir ortama yanıt olarak negatif voltaj döndürmesini sağlar.

Buradaki LED'ler D1 ve D2, bu işlevsellik için yalnızca birkaç uAmps kadar düşük olan, makul derecede doğru 1,6 V sabit referans elde etmek için referans voltaj üreteçleri yerine normal gösterge LED'leri olarak işlev görmez. Standart zener diyotları referans potansiyelleri ile daha doğru olmasına rağmen, zener diyotları LED'lere göre çok daha yüksek ileri akım gerektirir ve bu nedenle bu uygulama için zenerlerden kaçınılmıştır.

Bu ilişkili bileşenlerle birlikte IC3, güneş pili beslemesi için bir voltaj izleme aşaması gibi çalışır.

Op amp, güneş pili çıkış voltajı 0,7 V'un altına düştüğünde, transistör T2 aracılığıyla ana termometre devre aşamasını KAPATIR.

Bu özellik, IC1, IC2 aşamalarının bu kadar düşük voltaj sırasında arızalanmamasını ve hatalı sıcaklık okumaları üretmesini sağlar.

Doğru çalışması için LM35 minimum 5,5 V besleme voltajı gerektirirken, IC2 için gereken minimum referans potansiyeli normal çalışması için 7 V'tur.

Düşük Ortam Işığıyla Çalışma

Op amp IC3, 1V'luk bir histerezis seviyesi ile çalışacak şekilde bir Schmitt tetikleyicisi olarak donatılmıştır. Yani, güneş pili voltajı 8 V olduğunda IC çıkışı AÇILACAK ve 7 V'un altına düştüğünde KAPANACAK.

7 V anahtar AÇIK eşiği, önceden ayarlanmış P2 kullanılarak hassas bir şekilde ayarlanır.

IC1, IC2'yi içeren devre, 10 ila 200 mikro amperlik bir akım aralığında normal olarak çalışabilir. Güneş pili üzerindeki ışık kaynağı yetersiz olduğunda ve akımı düştüğünde, IC3 gücü kapatarak IC1 / IC2'ye geçer, bu da güneş pili üzerindeki yükü kaldırır ve voltajı 8 V'a yükselir. Bu 8 V, C6 kapasitöründe depolanır. IC3 bunu algılar ve devreye giden gücü açar, böylece termometre artık bu depolanan enerjiyi kullanarak çalışır. C6, 7 V eşiğinin altına deşarj olduğunda, IC3 yine T2 üzerinden devreye giden gücü keser.

IC3'ün yukarıdaki işlevi, ortam ışığının düşük olduğu veya ortam ışığının düşük olduğu bir düzeye düştüğü durumlarda aslında çok kullanışlıdır. Güneş pili normal çalışması için termometre için yeterli güç üretemiyor. Bu gibi durumlarda, IC3, güneş pili AÇIK / KAPALI gücünü, kullanıcının yapabileceği şekilde değiştirir. sıcaklığı kontrol et AÇIK / KAPALI modunda, ancak kesinlikle hatasız. Bu, termometrenin tamamen kapanmak yerine düşük ortam ışığı koşullarında bile mükemmel çalışmasını sağlar.

Histerez seviyesi (1 V), R7 direncinin değeri değiştirilerek kullanıcı tercihine göre değiştirilebilir.

Kapasitör C6 değeri, düşük ışık koşullarında IC3 / T2 için AÇIK / KAPALI'nın ne kadar hızlı olacağını belirler. C6 değerinin düşürülmesi, ekranın daha hızlı AÇILMASINA / KAPANMASINA neden olacaktır ve bunun tersi de geçerlidir.

İnşaat ve Kurulum

Işıkla çalışan termometre için PB tasarımı aşağıdaki görüntüde görselleştirilebilir.

Montajı PCB kolaydır, ancak cihaz oldukça hassas ve kırılmaya karşı savunmasız olduğundan, PCB'ye takılırken LCD modülü önlemlerle ele alınmalıdır.

PCB üzerindeki birkaç tel bağlantısını unutmadığınızdan emin olun. LM35'in Vout ve GND terminallerine +1.000 V girişine izin vermek için PCB'ye başlangıçta IC2 LM35'i takmayın. Bundan önce, P1'i ekranda 100 ° C okuyacak şekilde ayarladığınızdan emin olun. Bu yapıldıktan sonra, varsa güneş pilini veya harici beslemeyi çıkarın ve şimdi PCB üzerindeki IC2'yi sabitleyin.

Güneş pili

Güneş pili, 10 mA'da 9 V üretmek üzere birleştirilmiş herhangi bir mini veya mikro güneş pili olabilir.

Normal bir pil yerine bir güneş pili veya hafif güç kullanmak istemiyorsanız, güç kaynağını, tasarımın aşırı düşük tüketimi nedeniyle muhtemelen uzun süre dayanacak olan sıradan bir 9 V PP3 pil ile değiştirebilirsiniz.

UYARI: Önerilen ışıkla çalışan dijital termometre, devre yetkili bir laboratuvardan doğrulanmadığı ve onaylanmadığı sürece klinik termometre olarak kullanılmamalıdır.