Наглядные градусы

Цифровые измерительные головки (панельные приборы), доступные благодаря масштабному электронному производству в Китае, для разработчиков аппаратуры превратились в стандартный элемент. Сегодня на рынке можно найти недорогие головки для измерения постоянного и даже переменного напряжения и тока, частоты, мощности. И собрать на их основе приборы самого разного вида. Мы предлагаем читателю соорудить термометр.

Для этой цели подойдёт головка DSN-DVM-568 или аналогичная с трёхразрядным светодиодным индикатором, способная измерять постоянное напряжение от 0 до 30 В с погрешностью в 1%. Питать головку можно постоянным напряжением 4,7-30 В (потребляемый ток - 20 мА) или даже измеряемым напряжением, если оно попадает в указанный диапазон. Для подключения питания предусмотрены чёрный (минус) и красный (плюс) провода, цепи измеряемого сигнала - белый провод.

В качестве датчика температуры возьмём широко распространённый электронный сенсор LM35, выдающий напряжение, прямо пропорциональное температуре в градусах Цельсия - по 10 мВ на каждый градус. За рубежом выпускаются различные модификации LM35, различающиеся точностью, диапазонами измеряемых температур и корпусами.

В отличие от привычного цифрового мультиметра, который при переполюсовке покажет правильный результат со знаком «минус», головка DSN-DVM-568 реагирует только на положительные напряжения. Поэтому варианты датчика LM35, рассчитанные на положительные и отрицательные температуры, нас не интересовали, и мы остановились на модели LM35DZ/NOPB в трёхвыводном пластмассовом корпусе, способной измерять температуры от 0 до 100 °C, выдавая напряжение от 0 до 1 В.

Если термодатчик напрямую подключить к вольтметру DSN-DVM-568, его старший цифровой разряд практически всегда будет показывать ноль, то есть окажется не задействованным. В вольтметре есть входной делитель напряжения 16:1, который мы предлагаем перестроить на соотношение 1,6:1. Тогда задействуется старший разряд и измеряемой температуре 20 °C будет соответствовать показание 2,00, а температуре 45 °C - 4,50. Перепаять контакты индикатора так, чтобы светящаяся десятичная точка переместилась на знак вправо, не представляется возможным, поскольку для сокращения количества выводов основной микросхемы в головке используется динамическая индикация - цифры зажигаются поочерёдно. (Читай: все одинаковые сегменты, в том числе десятичные точки, соединены вместе.) Однако лишнюю десятичную точку можно заклеить, а недостающую - нарисовать краской правее на один знак, тогда показания прибора будут соответствовать температуре в градусах.

В делителе напряжения 16:1 использованы сопротивления R15 (121 кОм) и R16 (8,06 кОм). К последнему для калибровки параллельно подключаются резисторы R12, R13 и R14 в той или иной комбинации. Мы решили при модернизации головки не удалять никаких деталей, чтобы её всегда можно было вернуть в исходное состояние. Параллельно R15 подключили постоянный резистор на 3,3 кОм и последовательно с ними - подстроечный резистор на 3,3 кОм. Тем самым получили возможность юстировать термометр.

Отметим, что головка DSN-DVM-568 рассчитана на вставку в прямоугольное отверстие размерами 46×27 мм, однако пластмассовые защёлки не прогибаются, поскольку упираются в индикатор. Поэтому для монтажа головки рекомендуем сначала извлечь её плату из корпуса, затем пустой корпус вставить в отверстие на панели, после чего уже вернуть плату на место.

Для питания выбранного температурного датчика необходимо постоянное напряжение 4-20 В, что в нашем случае очень удобно: сенсор и измерительную головку можно подключить к одному источнику. Потребляемый термоэлементом ток не превышает 60 мкА: разработчики сенсора стремились минимизировать энергопотребление, чтобы свести к минимуму его саморазогрев.

Приобрести головку вольтметра DSN-DVM-568 и термодатчик LM35 можно на радиорынках, у дилеров электронных комплектующих или в интернет-магазинах, включая AliExpress. Чтобы с термометром было удобнее работать, рекомендуем припаять его сенсор к проводу длиной 20-40 см. Возможна встройка прибора в пылесос, который, как известно, не стоит перегревать.

При работе не торопитесь, соблюдайте технику безопасности.

Далее следуйте инструкциям под фотографиями.