Электронный термометр двигателя своими руками

Сделай сам: электронный термометр своими руками

• Георгий Меньшиков
• 25 апреля 2016 Самоделки для радиолюбителей

Сегодня мы расскажем, как своими руками сделать электронный термометр из трех деталей.
Очень простой и достаточно точный термометр можно сделать, если у вас случайно завалялся старый стрелочный амперметр со шкалой 100 мкА.
Для этого потребуется батарейка и всего две детали.
Температура измеряется датчиком LM 35. Этот интегральный кремниевый датчик включает в себя термочувствительный элемент — первичный преобразователь температуры и схему обработки сигнала, выполненные на одном кристалле и заключенные в пластмассовый корпус, такой, как, например, у КТ 502 (ТО- 92). У датчика LM 35 есть конструктивная разновидность с теми же параметрами, но иной цокалевкой и теплоотводом, что очень удобно для контактных измерений температуры.
Выходное напряжение датчика LM 35 пропорционально шкале Цельсия (10мВ/ С). При температуре 25 градусов этот датчик имеет на выходе напряжение 250 мВ, а при 100 градусов на выходе 1,0 В.
Обозначение датчика несколько необычно. Цоколевка приведена на рисунке.
На схеме датчик изображают прямоугольником с обозначением типа прибора и нумерацией выводов.
Схема термометра приведена на рисунке и столь проста, что не требует пояснений.
Собранный термометр должен быть откалиброван.
Включите схему. Датчик LM 35 плотно прижмите к резервуару ртутного градусника, например с помощью изоленты, укутайте место соединения или просто положите все под подушку. Так как любые тепловые процессы инерционны, придется подождать с полчаса или больше, чтобы температуры датчика и градусника выровнялись, затем потенциометром установите стрелку микроамперметра на цифру, соответствующую температуре градусника. Вот и все. Термометром можно пользоваться.
В авторском варианте для тарировки был использован градусник от 0 до 50 градусов Цельсия с ценой деления 0,1 градус, поэтому термометр получился достаточно точным.
К сожалению, найти такой градусник проблематично. Для грубой тарировки можно просто положить датчик рядом с термометром, измеряющем скажем температуру в помещении, подождать часа два и выставить нужную температуру на шкале микроамперметра.
Если точный градусник все же найдется, то в качестве индикатора вместо стрелочного прибора можно использовать цифровой мультиметр, например китайский ВТ-308В, тогда показания температуры можно будет считывать до десятых долей градуса.
Для тех, кто хочет ознакомиться с интегральными датчиками подробно- простите сайт kit-e.ru или rcl-radio.ru (искать LM 35).

Автор статьи “Сделай сам: электронный термометр своими руками” Георгий Меньшиков

Предпусковой разогрев дизельного топлива.

Данный термометр-термостат был разработан по просьбе Максима — посетителя сайта и автолюбителя. Данное устройство предназначено для контроля и регулирования температуры топлива в автомобиле с дизельным двигателем. Схема представлена на рисунке 1.

Основой схемы является микроконтроллер PIC16F628A с соответствующей программой. Температура может контролироваться в двух точках, для этого в схеме применены два датчика температуры DA2 и DA3 — DS18B20. Значение температуры каждого датчика высвечивается на соответствующем индикаторе. В качестве индикаторов применены трехразрядные семисегментные светодиодные индикаторы с общим катодом. В младшем разряде высвечивается значок градуса. Так как выходов портов в данном микроконтроллере маловато, пришлось дополнить схему дешифратором К555ИД10. Эта микросхема имеет десять выходов с открытым коллектором и как нельзя лучше подходит для коммутации светодиодов индикатора с общим катодом. Резисторы R1,R2 – подтягивающие резисторы для выходов датчиков температуры DA2 и DA3. Остальные – R3…R9 – балластные для светодиодов индикаторов. От их номиналов зависит яркость свечения светодиодов и естественно ток потребления схемы. При значении этих резисторов 510 Ом радиатора для микросхемы стабилизатора КР142ЕН5А не требуется. В реальных условиях эксплуатации возможно в положительный провод питания 12 В, потребуется включение фильтрующего дросселя, но это в случае, если в сети питания автомобиля присутствуют импульсные помехи.

Для коммутации нагрузки применены полевые мощные, переключательные транзисторы IRL2505, способные работать при токах стока до 74А при температуре 70 градусов. Сопротивление открытого канала транзисторов всего 0,008 Ом. На фото показаны некоторые подогреватели дизельного топлива и их параметры. Например, для подогревательной насадки «Номакон», максимальный пусковой ток 10А. Беря во внимание то, что данные транзисторы в этой схеме работают в импульсном режиме, при токах коммутации порядка 10…20А в установке теплоотводов для транзисторов нет необходимости, хотя я всегда устанавливаю небольшие радиаторы на случай непредвиденных перегрузок.

Включение нагревателей происходит при температуре плюс пять градусов. Гистерезис термостата – 1 градус, т.е. выключение, будет происходить при +6 градусах. Диапазон работы термометров от -55 до +99 градусов. Знак минус высвечивается на индикаторе только до значения температуры -9градусов, так как индикатор имеет 3 разряда. Значения температуры ниже минус девяти отображаются без знака минус. Я думаю, будет трудно перепутать десять мороза с десятью градусами тепла. Работа программы была промоделирована на симуляторе протеус. Сам схему я не собирал, но должно все работать. На остальное пока нет времени. Успехов! К.В.Ю.

Как сделать термометр своими руками

Одной из характеристик среды, всегда интересовавших человека, была температура. Знание текущей дома или на улице обуславливает нахождение людей в помещении и возможность выхода их за пределы комфортного пространства. Не последним, при надлежащей информированности, будет и выбор носимой одежды. Посудите сами: изнывая от жары, и наблюдая на домашнем градуснике +35, при этом видя на уличном +20, где пожелает остаться человек? Или на оборот, при возникновении необходимости выхода, но в случае внешней температуры далеко ниже 10, устройство ее измеряющее, предупредит владельца о необходимости тепло одеться.

Возможность изготовить термометр своими руками доступна любому человеку, даже в тех случаях, если он и понятия не имеет об электронике, механике или связанных науках. Достаточно вспомнить историю и виды существовавших устройств, измеряющих температуру.

Изначально, градусники были аналоговыми на основе изменения свойств различных жидкостей и материалов при нагреве и охлаждении. Все они расширяются при повышении температуры и сужаются в процессе ее падения. Соответственно, столбик жидкости внутри стеклянной трубочки, выступавшей в роли индикатора, поднимался или опускался. Для металлических спиралей, выступавших в роли градусника, использовался факт их сужения на холоде или раскручивания в тепле. На конец подобной пружины помещалась стрелка, которая двигалась в зависимости от окружающей температуры и указывала на текущее ее значение по шкале.

На смену аналоговым измерителям пришли электромеханические градусники. Основой их работы стали терморезисторы и чувствительные к характеристике диоды. Первые в зависимости от температуры изменяют сопротивление, у вторых с ее повышением нарушается p-n переход, позволяя легче идти току в обратном направлении. В качестве индикаторов для электромеханики применялись стрелочные вольтметры и амперметры, градуированные к работе с конкретным чувствительным элементом.

Дальнейшее развитие технологий и перевод аналоговой обработки в цифровую коснулась и градусников. Теперь реакцию датчика определяет «умный» микроконтроллер, преобразовывая ее в понятный людям вид и высвечивая итоговые градусы числами на индикаторе. Плюсом последних аппаратов, служит возможность дальнейшей обработки, сохранения и передачи полученной информации о текущем состоянии окружающей среды.

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 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:

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.

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:

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.

Высокотемпературный градусник

Для тех случаев, когда требуется измерение температуры свыше пределов «выживания» терморезистора, используется термопара. Ее функциональность сохраняется и при 600 градусах Цельсия. Подобный определитель нагрева среды может быть полезен не только на производстве, но и дома. К примеру, определять температуру работы духовки или текущую на жале паяльника.

Схема

Термопара генерирует микроскопический ток, малым напряжением и силой. Для преобразования полученных характеристик, в понятный микроконтроллеру вид, используется шилд Ардуино с микросхемой MAX6675. Вывод показаний осуществляется на числовой индикатор ТМ1637.

Скетч

Скетч, как и в предыдущем случае, требует библиотеки Groove 4Digital Display для управления индикатором. Преобразователь MAX6675 контролируется процедурами из одноименной коллекции, расположенной по адресу:

Скетч можно скачать здесь: https://cloud.mail.ru/public/Y8Yz/jYWsjgY29

Резюмируя

Создание термометра своими руками доступно любому человеку. Даже в тех случаях, если он не имеет базовых знаний электротехники. Устройства изначально легки в сборке и настройке, а точность измерения вполне достаточна для любых бытовых и промышленных применений. Надеемся, статья в общем и частностях дала понятие, как сделать термометр любого вида в домашних условиях.

Самодельный цифровой датчик температуры двигателя на приборную панель.

Многих автолюбителей по некоторым причинам попросту не устраивает обычный стрелочный индикатор температуры двигателя на приборной панели автомобиля. Вызвано это в основном тем, что такие датчики, в большинстве своем случаев, показывают неточные, а иногда и неверные данные. В сегодняшней статье мы расскажем о возможном решении данной проблемы, а решением у нас будет установка нового датчика с цифровым индикатором температуры.

Причиной того, что стрелочные индикаторы показывают неверные данные, обычно является то, что их рабочий диапазон, который составляет примерно 300-400 Ом, имеет некоторую погрешность в размере до 50 Ом. Из-за этого и выводятся неточные данные. Цифровой индикатор, в свою очередь, не имеет никаких погрешностей в выводе данных и способен более точно определить температуру двигателя и передать ее значение на циферблат. Кроме этого, такие индикаторы оснащаются дополнительным рядом полезных функций, таких как:

• Включение вентилятора на радиаторе, когда температура двигателя достигает 910С и его выключение при 880С;
• Применение звукового сигнала, что-то в виде тревоги, когда температура достигает 990С и ее выключение при 980С;
• Включение дополнительного сигнала при критических 1100С;

В неком смысле, можно сказать, что данный индикатор не только измеряет точную температуру двигателя, но и имеет (хоть и урезанный) функционал бортовых компьютеров.

Данный прибор настроен таким образом, что температура включения датчика вентилятора 2103-07, диапазон которой сужен с обеих сторон на 10С. Нужно это для более точного измерения температуры в блоке двигателя, а не на радиаторе.
Сам датчик температуры помещается в корпус стандартного, старого датчика температуры ТМ106. Перед помещением все обрабатывается термопастой и делается разъем для того, чтобы при дефекте или выходе из эксплуатации датчика температуры, его можно было заменить без деформации самого корпуса.

Если у вас не имеется прошивки датчика, то схема не даст вам никакой полезной информации. Прошивку к вышеуказанной схеме можете найти по этой ссылке. Ну а этот вариант поможет вам подключать несколько термометров разом, а так же использовать один из приборов PIC на выбор.

В нашем случае был автомобиль ВАЗ 2110, который не имел дополнительного отверстия для циферблата датчика, поэтому мы вырезали его самостоятельно. Установив циферблат, может быть такое, что яркость циферблата превышает яркость других приборов на панели, поэтому на циферблат мы наклеили затемняющую поверхность, которая немного снизила его яркость.
Данный небольшой тюнинг вашего автомобиля обеспечит вам более точную слежку за параметрами температуры двигателя автомобиля, а также вовремя оповестит вас о перегреве.