Wanduhr-Thermometer. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Uhren, Timer, Relais, Lastschalter

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Das den Lesern angebotene Wanduhr-Thermometer ist nach dem einfachsten Schema gefertigt und enthält keine teuren Elemente. Auf einer großen, aus einzelnen LEDs zusammengesetzten Anzeige wird die aktuelle Uhrzeit in Stunden und Minuten periodisch durch die Temperaturwerte auf der Straße und im Raum ersetzt.

Fig. 1

Das Diagramm des Uhrenthermometers ist in Abb. 1 dargestellt. 89. Sie basieren auf dem Mikrocontroller AT2051C12-1PU (DD1). Die Taktfrequenz des Mikrocontrollers wird durch den Quarzresonator ZQ3,6864 auf 12 MHz eingestellt. Es wird unter der Bedingung ausgewählt, dass sein Wert in Hertz ohne Rest durch 4 geteilt wird. Dies ist für den genauen Lauf der Uhr notwendig – beim verwendeten Mikrocontroller beträgt die Dauer des Maschinenzyklus zwölf Perioden der Taktfrequenz. Die Feineinstellung des Hubes erfolgt über einen Abstimmkondensator C1. Sie kann mit einem Frequenzmesser durchgeführt werden, der über einen 1 pF-Kondensator an einen der Ausgänge des Quarzresonators ZQ XNUMX angeschlossen ist.

Fig. 2

Der Uhr-Thermometer-Indikator besteht aus vier Sieben-Element-Vertrautheiten (Ziffern). Jedes Element enthält drei parallel geschaltete LEDs. Als Beispiel in Abb. 2 zeigt die Position und den Anschluss der Zehn-Stunden-LEDs (ganz links). Der Mikrocontroller steuert direkt die Spannung, die über die Widerstände R8-R14 an die Kathoden der LEDs der gleichnamigen Elemente jeder Kategorie geliefert wird. Die dynamische Anzeige wird mit Hilfe von Schaltern an den Transistoren VT1-VT4 organisiert, die durch die Signale des Mikrocontrollers die gemeinsamen Anoden der LEDs der Anzeigeentladungen einschalten. Zwei LEDs (HL43 und HL44), die die Stunden- und Minutenziffern auf der Anzeige trennen, blinken im Abstand von 1 s und zeigen so den Fortschritt der Uhr an.

Wenn die Uhr mit dem SA2-Schalter eingeschaltet wird, zeigt die Anzeige die Uhrzeit 00:00 an. Der genaue Wert wird mit den Tasten SB1 und SB2 eingestellt. Nach dem ersten Drücken von SB2 beginnt die Zehner-Stunden-Ziffer zu blinken. Die darin angezeigte Nummer wird durch Drücken von SB1 geändert. Beim nächsten Drücken der Taste SB2 werden abwechselnd die Stunden-, Zehner- und Minuteneinheiten eingestellt. Während SB1 gedrückt gehalten wird, erhöht sich der Variablenwert mit einer Rate von etwa zwei Einheiten pro Sekunde, und wenn er die maximale Zahl für dieses Bit erreicht, kehrt er auf Null zurück. Nachdem Sie die Minuteneinheiten eingestellt haben, wird durch Drücken der Taste SB2 die Uhr gestartet.

Der Mikrocontroller kommuniziert über eine per Software organisierte 1-Wire-Schnittstelle mit zwei digitalen Temperatursensoren DS18B20 – installiert auf der Straße BK1 und platziert im Raum BK2. Wenn die Raumtemperatur nicht von Interesse ist, kann der BK2-Sensor mit dem SA1-Schalter ausgeschaltet werden.

Nach 10 s Zeitanzeige sendet das Mikrocontroller-Programm einen Befehl an den BK1-Sensor, um die Temperatur zu messen, und zeigt innerhalb von 2 s seinen Wert in ganzen Grad Celsius in den beiden rechten Ziffern des Indikators an.

zusammen mit dem Buchstaben U (Straße) in der Ziffer ganz links. Anschließend wird der gleiche Vorgang mit dem BK2-Sensor durchgeführt, dessen Messwerte mit dem Buchstaben P (Raum) versehen sind. Der gemessene Temperaturbereich liegt in beiden Fällen zwischen -55 und +99 °C. Seine negativen Werte sind mit einem Minus in der zweiten Ziffer des Indikators von links gekennzeichnet.

Wenn kein BK1-Sensor vorhanden ist oder BK2 ausgeschaltet ist, stellt das Mikrocontroller-Programm dies fest und überspringt den entsprechenden Vorgang zur Temperaturmessung und Anzeige auf der Anzeige. Bitte beachten Sie, dass das Programm zu Beginn seiner Arbeit die Werte einiger Parameter in den nichtflüchtigen Speicher der Sensoren einträgt, die für deren korrekten Betrieb im beschriebenen Gerät erforderlich sind. Daher ist es nach dem ersten Anschließen des Sensors (z. B. im Falle eines Austauschs) erforderlich, das Uhrenthermometer aus- und wieder einzuschalten.

Fig. 3

Die Leiterplatte des Uhrenthermometers ist in Abb. dargestellt. 3. Es besteht aus einseitig laminiertem Fiberglas. Alle darauf befindlichen Elemente sind seitlich auf Leiterbahnen montiert. Dadurch war es möglich, die Platine als hintere Abdeckung des Uhrengehäuses zu verwenden. Das Gehäuse selbst ist aus organischem Glas verklebt. An der transparenten Vorderwand befindet sich die Platine mit LEDs, dazwischen befindet sich ein Lichtfilter aus einer farbigen (roten oder grünen) Folie. Blaue LEDs, deren Typ im Diagramm angegeben ist, können durch andere beliebiger Farbe, jedoch mit erhöhter Helligkeit ersetzt werden, um den vom Uhrenthermometer verbrauchten Strom nicht zu erhöhen. Der Temperatursensor BK1 sollte zum Schutz vor Sonneneinstrahlung in einem kleinen Gehäuse untergebracht und außerhalb des Fensters in einem Abstand von etwa einem Meter von der Wand befestigt werden.

Das Mikrocontroller-Programm (Datei prog.asm) wurde in Assemblersprache für Mikrocontroller der MCS-51-Familie geschrieben und mithilfe der 8051-IDE für Windows (acebus.com/download/win8051.zip) in die Boot-Datei prog.hex übersetzt. Die Mikrocontroller-Programmierung kann mit jedem Programmierer durchgeführt werden, der mit Mikrocontrollern der AT89-Serie arbeiten kann.

Die konstante Spannung des am Stecker X1 zugeführten externen Netzteils kann im Bereich von 7 ... 24 V liegen. Ich habe ein Handy-Ladegerät verwendet. Bei einem externen Stromausfall schaltet die Uhr auf eine Pufferbatterie GB1 um, bestehend aus fünf bis sechs galvanischen Zellen der Größe AA. Der geringe Stromverbrauch der verwendeten LEDs (einige Milliampere) ermöglichte es, das Ausschalten der Anzeige beim Umschalten auf Notstrom zu verweigern.

Das Mikrocontroller-Programm kann von ftp://ftp.radio.ru/pub/2013/10/prog.zip heruntergeladen werden.

Autor: A. Samus

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