На различных интернет-площадках можно встретить множество простых температурных сенсоров. Один из таких мы сегодня рассмотрим, разберем и начнем переделывать в устройство с совершенно другим назначением.
Translation to English is here. Также основной канал в telegram.
Историю с пейджером пришлось отложить, появилась реальная задача по автоматизации одного оборудования. Для управления данным процессом нужно контролировать изменение температуры, т.к. это прямо влияет на качество продукции. Для контроля температуры были закуплены 3 NoName датчика температуры о которых я и расскажу ниже. Ниже картинки с магазина.
Как видим, никаких намеков на производителя и непонятно качество измерений. Но, я убежден, что это клоны чего-то известного и проверенного. Для начала свяжем термодатчики друг с другом и проверим разброс измерений.
Замеры показали, что температура либо совпадает, либо достигает разброса не более 0,1 градуса. Неплохо.
Теперь проверим диапазон температур. Вскипятим датчик и засунем его в морозилку.
Отлично, датчик показывает температура и ниже -5, и выше 50. Это не удивительно. Схема, которая используется в данных датчиках - распространена в различных устройствах и обычно ограничение в изменяемых температурах заложена именно в индикаторе. Например, данный индикатор не отобразит температуру ниже -19.9, просто физически (я ошибался). Верхнее ограничение - 99,9(тоже ошибался). Причина та же - нет индикатора на следующий разряд.
Немного про оперативность измерений. Датчик измеряет температуру не постоянно. Это хорошо видно, если поместить датчик в новую среду.
Делаем вывод: Данный датчик не подходит для измерений, которые требуется проводить оперативно. Нужны инертные среды.
Теперь заканчиваем обзор устройства и начинаем превращать его в то, что нам нужно. Разберем его и посмотрим, что внутри. Для начала рассмотрим все, кроме главной платы:
Корпус довольно типовой, место под батарейки на обратной стороне, ЖК-дисплей без контроллера, что логично и рамка, которая держит данный дисплей и не дает токопроводящей "проставки" сместиться. "Усик" на рамке как раз за это отвечает. Все просто, ну а по-другому и быть не могло. Теперь взглянем на плату:
Если с обратной стороны она не представляет собой ничего интересного, то спереди мы видим некий чип, залитый каплей, 4 перемычки для выбора параметров, два не распаянных конденсатора. Конденсатор с неизвестным назначением и RC цепочку, которая стандартно ставится для резистивных термодатчиков. Резистор подтягивает измерительную ножку контроллера к питанию, конденсатор сглаживает шумы на этой измерительной ножке. Единственным отличием, от типовых схем, которые встречались мне ранее состояло в том, что ранее резистор включался по питанию, а не специальных чипах контроллера, но и устройства мне встречались не с батарейным питанием. Для того чтобы точность измерений не плыла в зависимости от напряжения питания, скорее всего, внутри "заливки" в скрываемомом чипе есть внутренний точный источник напряжения, от которого питается основная логика и измерительное плечо.
Если с измерительной частью справа все понятно, то слева есть селектор в виде запаянной перемычки. Вместо измерительного резистора на 10к впаяем переменный на 15к, а перемычку 2s активируем.
Теперь датчик температуры показывает нам то, что мы зададим на потенциометре. Но мне не удалось получить таким резистором максимальный диапазон измерения, поэтому начал перебирать все резисторы из коробочки и смотреть на результат. Минимальным сопротивлением стал резистор на 1К, максимальным - 100К.
При сопротивлении 15К - покажет 14.8 градусов
При сопротивлении 21К - покажет 7,6 градусов
При сопротивлении 500К - покажет, что измерение не в диапазоне, но подкрутив его поймаем минимальное измеряемое значение в -50 градусов. Я выше предполагал, что это невозможно, т.к. нет разряда для отображения. Но все оказалось гораздо проще. При -50 датчик отбросил точку и значение после нее и все прекрасно уместилось на дисплее.
Ок, нижний предел мы поняли, теперь с верхним начнем.
При сопротивлении 1К - покажет 98,1 градуса, подкрутив его поймаем верхнее максимальное значение в 109,9 градуса. Выше не получится. Тут тоже оказалось все очень интересно, оказывается есть разряд для единички.
Нам по ТЗ нужно контролировать температуру в ~73градуса, поэтом для задания сопротивления будем использовать резистор с наименьшим сопротивлением. Я поленился сделать больше точек для измерения и зря. График по 3 точкам, выглядит так себе. Далее я убедился в том, что он совсем не актуальный. Резисторы, которые я использовал, имеют очень низкую точность, поэтому мне пришлось усреднять измерения для получения линейной характеристики, а она оказалось не такой ☺. Еще в интернете был найден график для данного датчика. Он не соответствовал моим данным и показал, что термопара/терморезистор имеет нелинейную характеристику.
Выставив 73 градуса, я измерил сопротивление, оно было ~2к, что не соответствовало ни одному из графиков (моему он даже близко не соответствовал, а отклонение от графика из интернета можно объяснить неточностью проведенных измерений). Резистор ближайшего номинала у меня был на 5к. Я его установил и произвел дополнительные измерения:
При сопротивлении 5к - покажет 45 градусов. Это немного не соответствует найденному в интернете графику и совсем не соответствует моему. Но пока это лучшее. Оставим его для экспериментов.
На этом тема изучения термометра закончена и в следующих публикациях я раскрою остальные детали "изобретаемого" устройства
Подпишитесь, чтобы не пропускать следующий контент.
Нажмите лайк, если интересно, так я пойму какие публикации больше нужны моей публике.
Также публикации можно найти на других площадках: Instagram, telegram (RU, EN, DE), Medium, LiveJournal, YouTube.
