Основой устройства является микроконтроллер фирмы Microchip PIC16F628A, осуществляющий получение информации от датчиков температуры, обработку полученных данных и вывод их на индикатор. Данное устройство позволяет измерять температуру по двум каналам.

В качестве датчиков температуры можно использовать цифровые датчики DS18B20 или DS18S20. Данные цифровые датчики позволяют измерять температуры от -55 до +125°С, причем в интервале -10...+85°С производитель гарантирует абсолютную погрешность измерения не хуже ±0,5°С. На границах диапазона измеряемых температур точность ухудшается до ±2°С.Индикация показаний термометра во всем диапазоне измеряемых температур выполняется с точностью ±0.1°C, при использовании DS18B20, и с точностью ±0.5°C, при использовании DS18S20.

В качестве индикатора используется дисплей от самого популярного в свое время мобильного телефона Nokia3310.

Номинальное напряжение питания 2-х канального термометра ............... +3,3В.

Максимальное напряжение питания не должно превышать ........................ +3,6В.

 

Микроконтроллер D1 PIC16F628A осуществляет обмен информацией с датчиками D2, D3 типа DS18B20 или DS18S20 по однопроводному цифровому интерфейсу 1-wire. К термометру одновременно должны подключаться только датчики одного типа. Тип датчиков с которыми будет работать термометр определяется программным обеспечением.

Вывод полученной от датчиков D2, D3 и обработанной микроконтроллером D1 информации на индикатор E1 осуществляется по последовательному интерфейсному каналу типа SPI.

Разъем Х1 служит для осуществления внутрисхемного программирования. Тип разъема и его цоколевка контактов обеспечивают подключения устройства к программатору типа PICKit2. Если под микроконтроллер устанавливается панелька типа TRS18, то разъем Х1 можно не устанавливать, а программирование микроконтроллера осуществлять с помощью любого другого программатора отдельно от устройства.

Описание работы

При включении питания и после инициализации микроконтроллера происходит тест наличия и исправности цифровых датчиков температуры. Если какой нибудь датчик не подключен или его неисправность характеризуется наличием на линии DQ постоянного высокого уровня, при обращении к нему микроконтроллера, то на индикаторе будет выводится значение "Обрыв" на месте отображения показаний от этого датчика . А вот если линия DQ какого либо датчика имеет замыкание на 0В, либо эту линию сам датчик, при наличии неисправности его внутренней схемы, подтягивает к 0В, то на индикаторе будет выводится значение "К.З.".

Далее после проведения тестирования исправности датчиков, микроконтроллер осуществляет выдачу датчикам команд на начало измерения температуры. Далее микроконтроллер осуществляет после выдержки времени, необходимой датчикам на измерение температуры, получение данных об измеренной температуре. Далее происходит преобразование полученных данных в информацию, предназначенную для вывода на индикатор.

Конструкция

Данное устройства собрано на двух платах.

 

На плату 1 с помощью двухстороннего скотча приклеен дисплей от мобильного телефон вместе с рамкой. Непосредственно к контактам дисплея от Nokia 3310 припаян шлейфовый плоский кабель. На другой конец кабеля установлен (наколан) разъем типа IDC10.

На плате 2 собрана основная часть схемы 2-х канального термометра. Причем разъем, предназначенный для подключения к плате дисплея (типа IDC10) и разъемы для подключения датчиков температуры на принципиальной схеме не отображены.

Обе платы соединены вместе с помощью шестигранных металлических стоек.

Плата 1 выполнена из нефольгированного стеклотекстолита и служит основанием для дисплея.

Плата 2 выполнена из одностороннего фольгированного стеклотекстолита с вытравленными на нем печатными проводниками (рисунок 2).

 

На рисунках 3 и 4 показано размещение элементов на обоих сторонах печатной платы

 

 

На стороне установки выводных компонентов до монтажа элементов необходимо установить три перемычки (на рисунке 3 показаны красным цветом). Все SMD резисторы и конденсаторы применены в корпусе типоразмера 1206. Конденсаторы С3 и С4- электролитический. Все резисторы и SMD конденсаторы устанавливаются на печатную плату со стороны печатных проводников (см. рисунок 4). Микроконтроллер может устанавливаться, как непосредственно на плату, так и в 18-ногую панельку типа DIP18 (TRS18).

Датчики D1 и D2 подключаются к разъемам согласно цоколевке, указанной на рисунке 3.

Микроконтроллер PIC16F628А можно заменить на PIC16F628-04 в DIP корпусе. При переработке печатной платы можно использовать микроконтроллер и в других корпусах.

Разъем для внутрисхемного программирования Х1 - это 5 контактов от линейки контактов PLC20. Можно не устанавливать при установке микроконтроллера в панельку или, если в плату впаивается уже запрограммированный микроконтроллер.

Файлы прошивок микроконтроллера различных версий, исходный код программы, макет печатной платы Autocad