Принципиальная электрическая схема термометра thb 15. Принципиальная электрическая схема термометра ТНВ-15: устройство и принцип работы

Как устроен термометр ТНВ-15. Каковы основные компоненты схемы ТНВ-15. Как работает принципиальная электрическая схема термометра ТНВ-15. Какие функции выполняют элементы схемы ТНВ-15. Как взаимодействуют между собой части термометра ТНВ-15.

Назначение и общее устройство термометра ТНВ-15

Термометр наружного воздуха ТНВ-15 предназначен для дистанционного измерения температуры торможения наружного воздуха при полете летательных аппаратов на скоростях до 1800 км/ч. Основными компонентами термометра являются:

• Измеритель ТНВ-1
• Приемник температуры П-5
• Соединительные провода

Принцип действия термометра основан на измерении сопротивления чувствительного элемента приемника температуры, которое изменяется пропорционально температуре окружающего воздуха. Измеритель преобразует это сопротивление в показания температуры на шкале прибора.

Устройство и функции измерителя ТНВ-1

Измеритель ТНВ-1 является центральным элементом схемы термометра ТНВ-15. Он выполняет следующие основные функции:

• Подача питающего напряжения на приемник температуры
• Измерение сопротивления чувствительного элемента приемника
• Преобразование измеренного сопротивления в показания температуры
• Отображение температуры на шкале прибора

В состав измерителя входят следующие ключевые элементы:

• Мостовая измерительная схема
• Усилитель
• Преобразователь
• Измерительный механизм со шкалой

Конструкция и характеристики приемника температуры П-5

Приемник температуры П-5 является датчиком термометра ТНВ-15 и устанавливается на внешней поверхности летательного аппарата. Его основные особенности:

• Чувствительный элемент — платиновая проволока
• Диапазон измеряемых температур: от -60°C до +50°C
• Защитный корпус из нержавеющей стали
• Герметичное исполнение
• Устойчивость к вибрациям и перегрузкам

Приемник преобразует температуру воздуха в изменение электрического сопротивления чувствительного элемента, которое измеряется измерителем ТНВ-1.

Принцип работы электрической схемы термометра ТНВ-15

Принципиальная электрическая схема термометра ТНВ-15 работает следующим образом:

1. На приемник температуры П-5 подается стабилизированное напряжение питания от измерителя ТНВ-1.
2. Сопротивление чувствительного элемента приемника изменяется пропорционально температуре воздуха.
3. Мостовая схема измерителя преобразует изменение сопротивления в напряжение.
4. Усилитель увеличивает полученный сигнал до необходимого уровня.
5. Преобразователь формирует ток, пропорциональный температуре.
6. Измерительный механизм отклоняет стрелку на соответствующее деление шкалы.

Таким образом, температура наружного воздуха преобразуется в отклонение стрелки измерителя.

Основные электрические компоненты схемы ТНВ-15

Принципиальная электрическая схема термометра ТНВ-15 содержит следующие ключевые компоненты:

• Источник стабилизированного напряжения питания
• Мостовая измерительная схема на резисторах
• Операционные усилители
• Транзисторный преобразователь
• Измерительный механизм магнитоэлектрической системы
• Резисторы для регулировки и калибровки
• Защитные элементы (предохранители, стабилитроны)

Правильный подбор параметров этих элементов обеспечивает требуемую точность и надежность работы термометра.

Особенности калибровки и настройки термометра ТНВ-15

Для обеспечения точности измерений термометр ТНВ-15 требует тщательной калибровки и настройки. Основные этапы этого процесса:

1. Установка нуля шкалы при температуре 0°C
2. Настройка верхнего предела шкалы при +50°C
3. Проверка линейности шкалы в промежуточных точках
4. Компенсация температурной погрешности измерителя
5. Настройка времени реакции на изменение температуры

Калибровка выполняется с использованием образцовых средств измерения температуры и специальных регулировочных элементов схемы.

Применение термометра ТНВ-15 в авиации

Термометр ТНВ-15 нашел широкое применение в авиационной технике для следующих целей:

• Контроль температуры наружного воздуха при полете
• Расчет истинной скорости и высоты полета
• Определение возможности обледенения
• Оценка метеоусловий на маршруте
• Контроль работы системы кондиционирования

Надежность и точность термометра ТНВ-15 делают его важным прибором для обеспечения безопасности полетов.

Сравнение ТНВ-15 с современными цифровыми термометрами

По сравнению с современными цифровыми авиационными термометрами, ТНВ-15 имеет следующие особенности:

Характеристика	ТНВ-15	Цифровые термометры
Принцип измерения	Аналоговый	Цифровой
Точность	±2.5°C	±0.5°C
Быстродействие	Среднее	Высокое
Надежность	Очень высокая	Высокая
Стоимость	Низкая	Высокая

Несмотря на преимущества цифровых приборов, ТНВ-15 остается востребованным благодаря простоте и надежности.

Принципиальная электрическая схема термометра thb 15

Часто схемы собирают по остаточному принципу: что-то где-то завалялось – можно что-нибудь спаять. Это как раз тот случай, где ничего покупать не нужно, так как все детали термометра самые распространённые. Использование дешевых микросхем серии 176 (К176ЛА7 и К176ИЕ4), сделало возможным создание цифрового термометра, который при всей своей простоте обладает высокой повторяемостью и достаточной для бытовых целей точностью. Часто в последнее время ставят цифровые датчики температуры, но здесь им является обычный терморезистор с отрицательным ТКС и сопротивлением примерно 100кОм.

Цифровой термометр был задуман изначально как бытовой, домашний, который всю свою жизнь должен провисеть где-нибудь у окошка. Владельца термометра, прежде всего, волнует, какая температура на улице. Поэтому термометр может иметь внешний датчик температуры, расположенный, например, на внешней стороне рамы окна или только внутренний, если нужен контроль температуры в помещении.

Часто надо посмотреть на термометр, когда условия освещения плохие – например, посреди ночи. Поэтому ЖК-индикаторы, даже с подсветкой, не подходят. Лучшую читаемость в условиях недостаточного освещения имеют светодиодные индикаторы типа АЛС. Параметры термометра в смысле погрешности измерений всецело определяются настройкой градуирования по образцовому термометру. Схема термометра, вместе со всей страницей из журнала радиоконструктор приводится ниже:

Печатная плата конструкция корпуса термометра зависит от желаемого дизайна изделия, поэтому здесь не приводится. Фото моей платы приводится ниже.

Можно при необходимости питать цифровой термометр от батареек с напряжением 9В, а если предполагается использовать термометр только с сетевым питанием, то собирайте схему стабилизатора на 7808. Материал предоставил -igRoman-

ТЕРМОРЕГУЛЯТОР СВОИМИ РУКАМИ

С ранней весны и до середины лета — пора инкубаторов. Почти все, имеющие в своём подворье птиц пользуются инкубаторами. С ним удобно в любой период времени вывести необходимое количество любой породы птицы. Не надо ждать когда сядет на гнездо наседка.

Неотъемлемая часть любого инкубатора — это терморегулятор! От его надёжности и точности зависит и вывод птицы.

Необязательно использовать программируемый цифровой дорогой терморегулятор. Со своей задачей отлично справляется терморегулятор, предложенный в этой статье. Простая и надёжная схема терморегулятора для инкубатора на одной простой и недорогой микросхеме К561ЛА7 предложена ниже.

Простая, потому что кучу транзисторов заменила одна микросхема.

Надёжная, потому что в схеме используются некоторые моменты:

1. Для падения напряжения с 220В до 9В используется резистор, а не конденсатор (как часто бывает в других схемах). Он намного надёжнее.
2. Лампы включены последовательно-параллельно, что тоже надёжнее чем просто параллельное включение.
3. При плохом контакте переменного резистора «температура» произойдёт отключение ламп, а не наоборот.
4. Микросхема К561ЛА7 (как показала практика) более надёжная чем ОУ или PIC.

На первом элементе DD1.1 собран пороговый элемент, который меняет с 1 на 0 свое положение на выходе при заданной температуре. Регулятором «Температура» меняется этот порог.

На втором элементе DD1.2 собран формирователь импульсов для правильной работы тиристора.

Третий элемент DD1.3 — сумматор.

Четвёртый элемент DD1.4 — свободен и может использоваться (в крайнем случае) для замены одного из остальных элементов в случае его выхода из строя.

Микросхему К561ЛА7 можно заменить её импортным аналогом CD4011B.

Ток потребления схемы по 9В — 5 мА, температура R13 примерно 60 — 70 гр. — это нормальный режим резистора.

Импульсы, поступающие на транзистор открывают его, что способствует в последствии открыванию тиристора.

Тиристор (Т122 или КУ202Н,М,Л) — мощный коммутирующий элемент схемы. Тиристор (если используется КУ202Н,М,Л) без радиатора способен коммутировать нагрузку до 300 Вт. Обычно это хватает. Если у вас нагрузка превышает данное значение, то тиристор необходимо поставить на радиатор. Максимальное значение 1000 Вт. А также можно установить более мощный тиристор — Т122.

Рассчитать нагрузку для инкубатора просто. Включаем нагреватели (лампы) через данный регулятор температуры на полную. И контролируем по термометру температуру. Даже на полную (лампочки не отключаются) температура в инкубаторе не должна подниматься выше 50 градусов.

Так как, в процессе эксплуатации нити ламп сильно провисают и перегорают. Есть опасность выхода из строя тиристора. Поэтому лампы рекомендуется соединять последовательно-параллельно, как указано на схеме, для большей продолжительности срока службы ламп и схемы.

Так как в инкубаторе очень высокая влажность на датчик температуры — терморезистор необходимо надеть кусочек трубочки и залить с двух сторон водостойким клеем или герметиком. Это лучше проделать несколько раз с периодом в несколько часов после высыхания. Торец терморезистора можно оставить на поверхности для большей чувствительности.

Схема универсальна к выбору терморезисторов. Номинал терморезистора подходит в широких пределах. Я пробовал от 1 кОма до 15 кОм, которые были у меня в наличии. Подойдут и другие. Правильный режим работы необходимо подобрать делителем на R2, R3. Подобрать R3 можно по таблице ниже.

Термометр наружного воздуха ТНВ-15; ТНВ15; ТНВ 15; купить ТНВ-15; ТНВ15; ТНВ 15; купить дешевле ТНВ-15; ТНВ15; ТНВ 15; цена термометра воздуха ТНВ-15; ТНВ15; ТНВ 15;описание ТНВ-15; ТНВ15; ТНВ 15; назначение ТНВ-15; ТНВ15; ТНВ 15; технические характеристики ТНВ-15; ТНВ15; ТНВ 15

НАЗНАЧЕНИЕ ТЕРМОМЕТРА ТНВ-15

Термометр наружного воздуха ТНВ–15 предназначен для дистанционного измерения температуры торможения наружного воздуха при скоростях полета до 1800 км/ч.

Устойчив к механическим воздействиям. Выдерживает вибрацию с ускорением 1,5 g частотой 20 – 80 Гц. Состоит из измерителя ТНВ–1 и приемника температуры П–5.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТНВ-15

низкие цены, в наличии на складе, бесплатная доставка, гарантия 18 месяцев, сервисное обслуживание. Электроизмерительные приборы.

    2ТУЭ-1 измеритель — устройство, которое входит в комплект термометра сопротивления электрического универсального 2ТУЭ-111 и предназначенное для дистанционного измерения температуры масла и воздуха в карбюраторе авиационного двигателя. Измерители применяются в сфере обороны и безопасности.

    Диапазон измерений: от -70°С до +150°С.

Подробнее …

    Термометр 2ТУЭ-111 универсальный (2ТУЭ111, 2 ТУЭ 111, 2ТУЭ 111, 2tye-111, 2ТУЕ-111, 2ТУЕ111, 2 ТУЕ 111, 2ТУЕ 111, 2ТУЄ-111, 2ТУЄ111, 2 ТУЄ 111, 2ТУЄ 111, 2tye111, 2 tye 111, 2tye 111)

    Предназначен для дистанционных измерений температуры масла и воздуха в карбюраторе авиационного двигателя;

    Диапазон измерений — -70ºС-+150ºС;

    Питание — 27В±2,7В.

Подробнее …

П-1 датчик термометра сопротивления предназначен для применения в комплекте электрического термометра сопротивления для измерения температуры жидкостей и газов (масло, воздух).

Рабочий диапазон измеряемых температур — от -70° С до +150° C.

Подробнее …

П-1Тр приемник термометра сопротивления предназначен для применения в комплекте электрического термометра сопротивления для измерения температуры жидкостей и газов (масло, охлаждающая жидкость, воздух).

Диапазон измерения температур — от -70° С до +150° С.

Погрешность приемника в диапазоне температур от 0° С до +100° С — ±1° С.

Подробнее …

    Приемник температуры П-5 (П5, П 5)

    Входит в комплект прибора термометр воздуха ТНВ-15 наружный, предназначенного для дистанционного измерения температуры торможения наружного воздуха при скоростях полета до 1800км/ч;

    Диапазон измерений — -60ºС-+50ºС;

    Питание — 27В±2,7В.

Подробнее …

    Приемник температуры П-9Т (П9Т, П-9-Т, П 9 Т, П 9Т, П-9 Т, П 9-Т, П9-Т, П9 Т)

    Входит в комплект приборов термометр воздуха ТВ-11 электрический и термометр воздуха ТВ-19 электрический предназначенных для измерения температуры в кабине или в отапливаемых отсеках самолета;

    Диапазон измерений — -60ºС-+50ºС;

    Питание — 27В±2,7В.

Подробнее …

    Измеритель температуры ТВ-1 (ТВ1, ТВ 1, tb-1, tb1, tb 1)

    Входит в комплект приборов термометр воздуха ТВ-11 электрический и термометр воздуха ТВ-19 электрический предназначенных для измерения температуры в кабине или в отапливаемых отсеках самолета;

    Диапазон измерений — -60ºС-+70ºС;

    Питание — 27В±2,7В.

Подробнее …

    Термометр воздуха ТВ-11 электрический (ТВ11, ТВ 11, tb-11, tb11, tb 11)

    Предназначен для измерения температуры в кабине или в отапливаемых отсеках самолета;

    Диапазон измерений — -60ºС-+70ºС;

    Питание — 27В±2,7В.

Подробнее …

    Термометр воздуха ТВ-19 электрический (ТВ19, ТВ 19, tb-19, tb19, tb 19)

    Предназначен для измерения температуры в кабине или в отапливаемых отсеках самолета;

    Диапазон измерений — -60ºС-+50ºС;

    Питание — 27В±2,7В.

Подробнее …

    Указатель температуры ТНВ-1 наружного воздуха (ТНВ1, ТНВ 1, thb-1, thb1, thb 1)

    Диапазон измерений — -60ºС-+150ºС;

    Предел допускаемой погрешности измерителя в диапазоне шкалы:

     — (от -40ºС до +130ºС)±2,5ºС;

     — (от -60ºС до -40ºС)±5ºС;

     — (свыше +130ºС до+150ºС)±5ºС.

Подробнее …

1

2

3

   Смотреть все 

3000

Товары в этой категории

2ТУЭ-1

2ТУЭ-111

П-1

П-1Тр

П-5

П-9Т

ТВ-1

ТВ-11

ТВ-19

ТНВ-1

ТНВ-15

ТП-2

ТП-2М

ТУЭ-111

ТУЭ-41

ТУЭ-48

ТУЭ-48 ТМ1

ТУЭ-48-Т

ТУЭ-51

ТУЭ-61

ТУЭ-71

ТУЭ-8А

ТУЭ-8М

Товары дня

(10)

Вся текстовая и графическая информация на сайте несет информативный характер. Цвет, оттенок, материал, геометрические размеры, вес, содержание, комплект поставки и другие параметры товара представленого на сайте могут изменяться в зависимости от партии производства и года изготовления. Более подробную информацию уточняйте в отделе продаж.

 

Официальный сайт ООО «Западприбор» — это огромный выбор измерительного оборудования по лучшему соотношению цена и качество. Чтобы Вы могли купить приборы недорого, мы проводим мониторинг цен конкурентов и всегда готовы предложить более низкую цену. Мы продаем только качественные товары по самым лучшим ценам. На нашем сайте Вы можете дешево купить как последние новинки, так и проверенные временем приборы от лучших производителей.

 

На сайте постоянно действует акция «Куплю по лучшей цене» — если на другом интернет-ресурсе (доска объявлений, форум, или объявление другого онлайн-сервиса) у товара, представленного на нашем сайте, меньшая цена, то мы продадим Вам его еще дешевле! Покупателям также предоставляется дополнительная скидка за оставленный отзыв или фотографии применения наших товаров.

 

В прайс-листе указана не вся номенклатура предлагаемой продукции. Цены на товары, не вошедшие в прайс-лист можете узнать, связавшись с менеджерами. Также у наших менеджеров Вы можете получить подробную информацию о том, как дешево и выгодно купить измерительные приборы оптом и в розницу. Телефон и электронная почта для консультаций по вопросам приобретения, доставки или получения скидки приведены возле описания товара. У нас самые квалифицированные сотрудники, качественное оборудование и выгодная цена.

 

ООО «Западприбор» — официальный дилер заводов изготовителей измерительного оборудования. Наша цель — продажа товаров высокого качества с лучшими ценовыми предложениями и сервисом для наших клиентов. Наша компания может не только продать необходимый Вам прибор, но и предложить дополнительные услуги по его поверке, ремонту и монтажу. Чтобы у Вас остались приятные впечатления после покупки на нашем сайте, мы предусмотрели специальные гарантированные подарки к самым популярным товарам.

 

Вы можете оставить отзывы на приобретенный у нас прибор, измеритель, устройство, индикатор или изделие. Ваш отзыв при Вашем согласии будет опубликован на официальном сайте без указания контактной информации.

Предприятие принимаем активное участие в таких процедурах как электронные торги, тендер, аукцион.

При отсутствии на официальном сайте в техническом описании необходимой Вам информации о приборе Вы всегда можете обратиться к нам за помощью. Наши квалифицированные менеджеры уточнят для Вас технические характеристики на прибор из его технической документации: инструкция по эксплуатации, паспорт, формуляр, руководство по эксплуатации, схемы. При необходимости мы сделаем фотографии интересующего вас прибора, стенда или устройства.

Описание на приборы взято с технической документации или с технической литературы. Большинство фото изделий сделаны непосредственно нашими специалистами перед отгрузкой товара. В описании устройства предоставлены основные технические характеристики приборов: номинал, диапазон измерения, класс точности, шкала, напряжение питания, габариты (размер), вес. Если на сайте Вы увидели несоответствие названия прибора (модель) техническим характеристикам, фото или прикрепленным документам — сообщите об этом нам — Вы получите полезный подарок вместе с покупаемым прибором.

При необходимости, уточнить общий вес и габариты или размер отдельной части измерителя Вы можете в нашем сервисном центре. Наши инженеры помогут подобрать полный аналог или наиболее подходящую замену на интересующий вас прибор. Все аналоги и замена будут протестированы в одной с наших лабораторий на полное соответствие Вашим требованиям.

В технической документации на каждый прибор или изделие указывается информация по перечню и количеству содержания драгметаллов. В документации приводится точная масса в граммах содержания драгоценных металлов: золото Au, палладий Pd, платина Pt, серебро Ag, тантал Ta и другие металлы платиновой группы (МПГ) на единицу изделия. Данные драгметаллы находятся в природе в очень ограниченном количестве и поэтому имеют столь высокую цену. У нас на сайте Вы можете ознакомиться с техническими характеристиками приборов и получить сведения о содержании драгметаллов в приборах и радиодеталях производства СССР. Обращаем ваше внимание, что часто реальное содержание драгметаллов на 10-25% отличается от справочного в меньшую сторону! Цена драгметаллов будет зависить от их ценности и массы в граммах.

Основная особенность нашей фирмы — проведение объективных консультаций при выборе необходимого оборудования. В компании работает около 20 высококвалифицированных специалистов, которые готовы ответить на все ваши вопросы.

Иногда клиенты могут вводить название нашей компании или официальный сайт неправильно — например, западпрыбор, западпрылад, западпрібор, западприлад, західприбор, західпрібор, захидприбор, захидприлад, захидпрібор, захидпрыбор, захидпрылад. Правильно — западприбор.

Наше предприятие осуществляет ремонт и сервисное обслуживание измерительной техники более чем 75 разных заводов производителей бывшего СССР и СНГ. Также мы осуществляем такие метрологические процедуры: калибровка, тарирование, градуирование, испытание средств измерительной техники.

Если Вы можете сделать ремонт устройства самостоятельно, то наши инженеры могут предоставить Вам полный комплект необходимой технической документации: электрическая схема, ТО, РЭ, ФО, ПС. Также мы располагаем обширной базой технических и метрологических документов: технические условия (ТУ), техническое задание (ТЗ), ГОСТ, отраслевой стандарт (ОСТ), методика поверки, методика аттестации, поверочная схема для более чем 3500 типов измерительной техники от производителя данного оборудования. Из сайта Вы можете скачать весь необходимый софт (программа, драйвер) необходимый для работы приобретенного устройства.

Также у нас есть библиотека нормативно-правовых документов, которые связаны с нашей сферой деятельности: закон, кодекс, постановление, указ, временное положение.

 

 

 

Бесконтактный лобный инфракрасный термометр — Часть 2…

Опубликовано 19 июля 2021 г.

В предыдущей части этого проекта/руководства мы показали компоненты, необходимые для создания этого бесконтактного лобного ИК-термометра. В этой части мы собираемся обсудить аппаратную часть этого бесконтактного налобного ИК-термометра и его работу. Мы также обсудим функции основных компонентов и то, как они все связаны. Блок-схема бесконтактного лобного ИК-термометра

На изображении выше показана блок-схема бесконтактного налобного ИК-термометра. Как видите, этот термометр работает без физического контакта благодаря датчикам. Работа с этим термометром очень проста. Он просто сканирует температуру лба человека, который подносит свой лоб к датчику температуры в диапазоне от 2 до 7 см, а затем отображает результат на OLED-дисплее.

После завершения всех аппаратных инициализаций термометр первым делом заставит ультразвуковой датчик измерить расстояние до любого объекта в диапазоне от 2 см до 400 см. Если кто-то кладет свой лоб на датчик температуры, а расстояние между лбом и датчиком температуры, измеренное ультразвуковым датчиком, находится в диапазоне от 2 до 7 см, микроконтроллер (MCU) отправит датчику температуры команду на сканирование. температуры, а затем MCU включит зуммеры для генерации коротких звуковых сигналов, указывающих на то, что датчик температуры сканирует температуру лба. Когда датчик температуры завершает сканирование, он отправляет данные на MCU, а MCU обрабатывает данные. MCU снова включит зуммеры, чтобы издавать короткие звуковые сигналы, указывающие на то, что сканирование температуры выполнено и данные обработаны. Затем MCU отобразит результаты на OLED-дисплее.

Так работает налобный инфракрасный термометр без физического контакта. Однако, если ультразвуковой датчик не обнаружит какой-либо объект в диапазоне от 2 до 7 см в течение примерно 30–40 секунд (до или после сканирования температуры), микроконтроллер перейдет в режим пониженного энергопотребления для экономии энергии, особенно когда он работает на заряд батареи. Для выхода из режима пониженного энергопотребления в термометр включен датчик движения. Когда датчик движения обнаруживает какое-либо движение, микроконтроллер выходит из режима низкого энергопотребления и снова работает.

Теперь давайте попробуем проверить и кратко обсудить компоненты, используемые в этом бесконтактном налобном ИК-термометре.

Микроконтроллер (MCU)

В этом термометре используется MCU ATmega328P-PU (MCU используется в Arduino Uno R3). Он был настроен как автономный или минимальный Arduino Uno. Таким образом, мы можем просто использовать Arduino IDE и другие библиотеки, совместимые с Arduino, для простого программирования микроконтроллера.

Датчик температуры

В качестве датчика температуры я использовал MLX9Устройство 0614 (модуль GY906). MLX90614 — это цифровой бесконтактный ИК-термометр в корпусе TO-39, содержащий чип детектора термобатареи, чувствительной к ИК-излучению, и ASIC формирования сигнала. Он может измерять температуру окружающей среды от -40°C до +125°C и температуру объекта от -70 до +380°C с точностью 0,5°C в диапазоне от 0°C до +50°C как для температуры окружающей среды, так и для температуры объекта. . Разрешение измерения MLX90614 составляет 0,02 °C, а коэффициент излучения объекта равен 1 по умолчанию. Коэффициент излучения может быть изменен пользователем от 0,1 до 1,9.0005

MLX90614 доступны в версиях 3 В и 5 В и в различных вариантах упаковки с различным полем зрения (FOV) до 35°. Измеряемым значением датчика является средняя температура всех объектов в его поле зрения. Для более точного определения температуры лба расстояние между датчиком и лбом должно быть небольшим.

Ультразвуковой датчик

Для измерения расстояния между лбом и датчиком я выбрал наиболее часто используемый в сообществе Arduino ультразвуковой датчик — модуль HC-SR04. Диапазон обнаружения модуля HC-SR04 составляет от 2 см до 400 см или от 0,0656 фута до 13,1234 фута. Если вы хотите узнать больше о модуле HC-SR04, вы можете ознакомиться с учебным пособием Сергея здесь: Робот для предотвращения препятствий — часть 14. Основы работы с микроконтроллером (PIC10F200)

Датчик движения

Для обнаружения движения, чтобы микроконтроллер мог выйти из режима пониженного энергопотребления, я использовал датчик движения AM312 PIR. Он имеет три контакта: VCC, OUT и GND. Этот датчик движения очень прост в использовании. По умолчанию или когда движение не обнаружено, его вывод OUT просто НИЗКИЙ. При обнаружении движения вывод OUT будет выдавать сигнал HIGH.

OLED-дисплей

Такие результаты, как расстояние между лбом и датчиком, температура окружающей среды и температура тела отображаются на OLED-дисплее с разрешением 128 на 64 пикселя. Размер дисплея составляет всего около 0,9Диагональ 6 дюймов, небольшая, но очень читаемая благодаря высокой контрастности OLED-дисплеев. Он управляется драйвером SSD1306 OLED с контроллером, который взаимодействует с микроконтроллером по протоколу I2C.

Зуммеры

Чтобы подавать звуковой сигнал пользователю, готов ли термометр к использованию, или сканирует температуру, или уже закончил сканировать температуру, я использовал два зуммера диаметром 0,5 дюйма. Эти зуммеры работают от источника питания 5 В. Однако они потребляют около 30 мА, поэтому я использовал 2N39. 04 транзистора NPN для управления зуммерами.

Все компоненты бесконтактного налобного инфракрасного термометра питаются от источника питания 5 В. Схематическая диаграмма бесконтактного лобного ИК-термометра

Теперь, чтобы увидеть, как компоненты подключены к микроконтроллеру, давайте сверимся с приведенной выше принципиальной схемой. Начнем с датчика температуры MLX90614. Плата коммутации MLX90614 или GY906 имеет 4 контакта: два для питания (контакт 1 VIN и контакт 2 GND) и два для связи I2C (контакт 3 SCL и контакт 4 SDA). Контакты источника питания подключены к VCC и GND, тому же источнику питания для MCU. Выводы SDA и SCL микроконтроллера находятся на контактах 27 и 28 соответственно. Итак, контакт 3 GY9Плата 06 подключена к контакту 28 MCU, а контакт 4 GY906 подключен к контакту 27 MCU.

Далее ультразвуковой датчик HC-SR04. Ультразвуковой датчик также имеет 4 контакта, два для питания (контакт 1 Vcc и контакт 4 Gnd), а два других — контакт 2 Trig и контакт 3 Echo. Контакты питания ультразвукового датчика также подключены к тому же источнику питания, что и MCU и контакты питания GY906. Контакт Trig ультразвукового датчика подключен к контакту 13 MCU, где MCU выводит сигнал запуска ультразвукового датчика, в то время как вывод эха ультразвукового датчика подключен к контакту 14 MCU, где MCU получает эхо-сигнал.

Датчик движения AM312 PIR, как упоминалось ранее, имеет три контакта. Контакты VCC и GND для его источника питания (все еще подключенные к тому же источнику питания других компонентов) и контакт OUT для его выхода. Контакт OUT подключен к контакту внешнего прерывания (INT0) MCU, контакт 4.

OLED-дисплей, как и датчик температуры MLX90614, взаимодействует с MCU по протоколу I2C. Он также имеет 4 контакта, которые аналогичны контактам платы GY906, но расположены по-другому. Контакты питания переключаются. GND находится на контакте 1, а VCC — на контакте 2 (по-прежнему подключен к тому же источнику питания, что и другие компоненты). Контакты OLED-дисплея SDA и SCL также подключены к контактам 27 и 28 микроконтроллера соответственно. Однако к контактам I2C OLED-дисплея подключены дополнительные подтягивающие резисторы на 10 кОм, в отличие от MLX9.0614 контактов I2C.

Зуммеры BZ1 и BZ2, управляемые npn-транзисторами 2N3904 Q1 и Q2, подключены между VCC и выводом коллектора транзистора. Обе клеммы эмиттера Q1 и Q2 подключены к GND. Базовые клеммы Q1 и Q2 подключены к контактам 11 и 12 MCU, соответственно, через последовательно соединенные резисторы R6 и R7. Когда MCU выдает высокий уровень сигнала на контакты 11 и 12, транзисторы Q1 и Q2 действуют как замкнутые переключатели, после чего включаются зуммеры. Если вы не знаете, как использовать транзистор BJT в качестве переключателя, вы можете ознакомиться с этим руководством здесь: Как использовать транзистор с биполярным соединением (BJT) в качестве переключателя?

Красный светодиод с последовательным резистором 2,2 кОм, подключенным к контакту 15 микроконтроллера, действует как дополнительный индикатор. Этот красный светодиод включается во время аппаратной инициализации, во время сканирования температуры, а также когда MCU входит в режим пониженного энергопотребления и выходит из него. Зеленый светодиод с последовательным резистором 47 кОм предназначен для индикации питания.

Для наблюдения за действиями или процессами бесконтактного лобного инфракрасного термометра я добавил в код несколько функций Serial.print(). Данные или сообщения могут быть отправлены MCU на компьютер с помощью преобразователя USB-to-Serial, и мы можем отслеживать их через последовательный монитор Arduino IDE. Заголовок UART, подключенный к контактам 2 и 3 MCU, — это место, где мы можем подключить преобразователь USB-to-Serial.

Хотя мы можем просто запрограммировать MCU на макетной плате, если позже в программу будут внесены изменения, гораздо проще перепрограммировать MCU, используя заголовок ICSP. Поэтому я добавил разъем ICSP в инфракрасный термометр на лбу. Его контакты подключены к контакту 1 (SS), контакту 17 (MOSI), контакту 18 (MISO) и контакту 19 (SCK) микроконтроллера. Два других контакта предназначены для подачи питания во время программирования MCU.

Разъем POWER, как показано на схеме, предназначен для подключения основного источника питания для нашего бесконтактного налобного ИК-термометра, когда он будет работать в автономном режиме.

Блок-схема источника питания

В этом бесконтактном налобном инфракрасном термометре используются две печатные платы. MCU, датчики, дисплей и индикаторы смонтированы на первой печатной плате, а блок питания установлен на второй печатной плате. На приведенной выше блок-схеме показаны компоненты, установленные на печатной плате блока питания. Как видите, есть два варианта источника питания термометра, питание от аккумулятора или питание от USB. Питание от батареи здесь состоит из двух батарей типа ААА, соединенных последовательно для получения 3В. Затем повышающий преобразователь преобразует выходное напряжение 3 В батареек ААА в 5 В. Для питания USB вы можете просто подключить любой источник питания USB к порту разъема microUSB.

Для выбора между питанием от батареи или USB к плате питания добавлен 3-контактный разъем. Средний контакт 3-контактного разъема подключен к разъему POWER. Чтобы выбрать питание от батареи, просто замкните 1-й контакт на средний контакт или 3-й контакт на средний контакт, чтобы выбрать питание USB. Вы можете проверить принципиальную схему платы блока питания ниже, чтобы увидеть более подробное соединение компонентов. Переключатели могут быть подключены к J1 и J6, чтобы отключить аккумулятор от повышающего преобразователя и отключить питание термометра соответственно.

Принципиальная схема блока питания

Вот и все, что касается аппаратной части! В следующей части мы обсудим программное обеспечение этого бесконтактного налобного ИК-термометра. Мы собираемся показать, как мы инициализировали оборудование и запрограммировали работу термометра.

Автор:

JB Magoncia

JB — инженер-электронщик, который интересуется звуком, встроенными системами и проектированием печатных плат.