Россия, Нижегородская область, городской округ Чкаловск, река Юг
Телефон:
+7 (831) 231-22- Показать номер
Пн-вс: 08:00—23:00
whatsapp telegram vk email

Шаблон градусника из картона для вырезания. Как сделать термометр из картона своими руками: пошаговое описание

Одной из характеристик среды, всегда интересовавших человека, была температура. Знание текущей дома или на улице обуславливает нахождение людей в помещении и возможность выхода их за пределы комфортного пространства. Не последним, при надлежащей информированности, будет и выбор носимой одежды. Посудите сами: изнывая от жары, и наблюдая на домашнем градуснике +35, при этом видя на уличном +20, где пожелает остаться человек? Или на оборот, при возникновении необходимости выхода, но в случае внешней температуры далеко ниже 10, устройство ее измеряющее, предупредит владельца о необходимости тепло одеться.

Разница температур

Возможность изготовить термометр своими руками доступна любому человеку, даже в тех случаях, если он и понятия не имеет об электронике, механике или связанных науках. Достаточно вспомнить историю и виды существовавших устройств, измеряющих температуру.

Изначально, градусники были аналоговыми на основе изменения свойств различных жидкостей и материалов при нагреве и охлаждении. Все они расширяются при повышении температуры и сужаются в процессе ее падения. Соответственно, столбик жидкости внутри стеклянной трубочки, выступавшей в роли индикатора, поднимался или опускался. Для металлических спиралей, выступавших в роли градусника, использовался факт их сужения на холоде или раскручивания в тепле. На конец подобной пружины помещалась стрелка, которая двигалась в зависимости от окружающей температуры и указывала на текущее ее значение по шкале.

На смену аналоговым измерителям пришли электромеханические градусники. Основой их работы стали терморезисторы и чувствительные к характеристике диоды. Первые в зависимости от температуры изменяют сопротивление, у вторых с ее повышением нарушается p-n переход, позволяя легче идти току в обратном направлении. В качестве индикаторов для электромеханики применялись стрелочные вольтметры и амперметры, градуированные к работе с конкретным чувствительным элементом.

Дальнейшее развитие технологий и перевод аналоговой обработки в цифровую коснулась и градусников. Теперь реакцию датчика определяет «умный» микроконтроллер, преобразовывая ее в понятный людям вид и высвечивая итоговые градусы числами на индикаторе. Плюсом последних аппаратов, служит возможность дальнейшей обработки, сохранения и передачи полученной информации о текущем состоянии окружающей среды.

Аналоговый термометр

Начнем с самого простого способа изготовления бытового термометра, который не требует знания электрической части. Понадобится:

  • бутылка или любая иная относительно небольшая емкость, главное требование к которой, чтобы соломинка помещалась в нее почти полностью;
  • пластилин;
  • тушь или иной краситель;
  • прозрачная или матовая соломинка для коктейля;
  • содержащая спирт жидкость (духи, одеколоны, водка или любые аналогичные);
  • вода;

Рецепт изготовления: заливаем емкость до края, смесью воды пополам со спиртом. Добавляем краситель и перемешиваем. Опускаем соломинку до половины в жидкость. Фиксируем пластилином, плотно замазав промежуток между ней и стенками.

Позади получившегося индикатора размещают лист бумаги, на котором в зависимости от показаний эталонного градусника и высоты жидкости в соломинке размечают значения температур.

Точность устройства зависит только от качественной градации индикатора. Пределы измеряемой температуры лежат в промежутке от −40 °C до +90 °C.

Что для этого нужно

Создать термометр из картона своими руками не так уж и сложно. Для этого не требуется большого опыта. Итак, для изготовления бумажного измерительного прибора вам понадобится:

  • Простой карандаш.
  • Яркий фломастер или же шариковая ручка.
  • Линейка.
  • Швейная иголка с достаточно большим ушком.
  • Толстые нитки белого и красного цвета.
  • Полукартон или же картон светлых тонов.
  • Ножницы.
  • Все компоненты лучше подготовить заранее, чтобы потом ничего не искать.

Простой электронный

Для того, чтобы сделать электронный градусник, требуется немного более сложная конструкция. Индикатором температуры в нем служит амперметр чувствительностью в 50 мкА, а датчиком выступает терморезистор типа СТЗ-19 с унарным номиналом сопротивления в 10 кОм. У последнего есть много аналогов различных производителей, на тот случай, если не удастся найти оригинал указанной маркировки.

Итак, чтобы создать электронный термометр, потребуются:

Обозначение на схеме Наименование Аналоги
VT1, VT2 Транзисторы KT315A КТ3102 (А, Б, В, Г)
S1 Тумблер включения
R1 Резистор 68 Ом
R2 Переменный резистор 680 Ом
R3 Переменный резистор 22 кОм
R4, R5 Резисторы 6.2 кОм
R6* -//- 9.1 кОм
R7* -//- 910 Ом
R8 Терморезистор СТЗ-19 10 кОм
GB1 Две пальчиковые батарейки 1.5 В
S2 Двухпозиционный переключатель режима работы калибровка/измерение
PA1 Любой микроамперметр с предельным положением стрелки в 50 мкА. Желательно наибольшей длины шкалы, для последующего удобства разметки.

Схема

Единственное замечание к конструкции — терморезистор R8 нужно вынести отдельно на двух проводах от остальных элементов, чтобы излучаемое ими тепло в процессе работы не влияло на итоговые показания. В остальном схема электронного термометра отображена на картинке:

Принципиальная схема электронного термометра

Наладка

Прежде чем производить градуировку шкалы микроамперметра под показания температуры, требуется подобрать суммарное сопротивление R6 и R7 равное значению, которое выдает R8 при эталонной температуре, планируемой, как самой низкой в измерениях настоящим градусником. Использоваться цепь R6-R7 будет только при калибровке. Впоследствии ее можно безболезненно демонтировать.

Подобрав параметры элементов согласно рекомендации, поворотом R2, при работе аппарата в режиме «калибровка», устанавливаем стрелку PA1 в нулевую позицию. Подстройка R3 должна находится на средине.

Переключив самодельный термометр на «измерение» производим пробу терморезистором нагрева воздуха или жидкости с известной температурой. Отмечаем ее на шкале микроамперметра. Аналогичным образом поступаем с остальными показаниями эталонного градусника.

Принципиальная схема электронного термометра

По окончании настройки устройства, резисторы R4, R6 и R7, вместе с переключателем S2 можно убрать, соединив минусовой контакт амперметра напрямую с точкой связи R5 и R8.

Точность и пределы

Электронно-аналоговый датчик, несмотря на простоту конструкции, весьма точен — до 0.1 градусов Цельсия. Пределы зависят только от минимальной температуры с которой производились установки нуля шкалы, и максимума нагрева до выхода терморезистора из строя. Для СТЗ-19 предел «выживания» находится чуть свыше 110 ºC.

Делаем заготовку

После этого на полоске картона сделайте разметку, которая будет представлять собой шкалу: от «минус» 35 до «плюс» 35 °С. В обязательном порядке обведите все цифры и линии ярким фломастером или же шариковой ручкой. Возьмите картон и разметьте простым карандашом полоску шириной в 5 сантиметров и длиной 12 сантиметров. Аккуратно вырежьте ее.

Чтобы сделать более аккуратный термометр из картона своими руками, вы можете использовать принтер. Для этого просто нарисуйте при помощи специальных программ шкалу со всеми отметками. Выделите все цифры ярким цветом, чтобы те были более заметными. Готовую шкалу распечатайте на принтере. Стоит отметить, что такая модель измерительного прибора будет выглядеть более эстетично.

С использованием Arduino

Есть много схем описывающих цифровой термометр с использованием микроконтроллера Ардуино. Все они однообразно берут измеренную температуру от датчика и отображают ее на дисплее, который имеет достаточно небольшой размер. То есть, на улице такую систему конечно использовать можно, но требуется отображающий экран помещать поближе к людям или вообще монтировать его внутри помещений.

Чем хорош микроконтроллер, что шкалой может выступать не только цифровой индикатор. Хотя и последний имеет право на жизнь, для считывания показаний в тех местах, где не видно уличный информатор. Что касается последнего, — в его роли можно использовать длинную самодельную линейку (в роли которой способна выступать и обычная доска любых габаритов), с нанесенной разметкой и перемещаемой сервоприводом стрелкой, демонстрирующей текущие значения температуры.

Механизм

Общая конструкция механизма выглядит следующим образом:

Общая конструкция механизма

Нижний и верхний конец шкалы определяется физическим положением установленных выключателей, которые замыкает собой подвижный указатель, при достижении предела размеченной длины. Требуется последнее только для стартовой калибровки механизма при первом запуске системы.

Чтобы на точность представленного измерителя не влияли внешние погодные факторы (подвижная струна и направляющая удлиняются в жару и сокращаются при холоде), рекомендуется верхний ролик и поддерживающую проволоку закреплять на жестких пружинах «в натяг».

Схема

Несколько замечаний по схеме. Для числового вывода информации о температуре используется цифровой индикатор TM1637. Дополнительно, описанный ранее механизм, отображает значение на «аналоговой» шкале с помощью биполярного тактового двигателя М1. S1 — блокирующий выключатель, устанавливаемый сверху шкалы, S2 — снизу.

Однократное нажатие кнопки S3 переключает Ардуино в поиск положения нулевой температуры (при этом загорится светодиод LED1). «Стрелка», указывающая градусы, передвинется на требуемый уровень, для последующей отметки места начала измерений. Далее, пользуясь установленным максимумом и минимумом, с помощью линейки, размечают остальную шкалу ниже и выше нуля.

Повторное нажатие S3 переключит устройство в стандартный режим работы. Светодиод погаснет, а стрелка передвинется на позицию, соответствующую текущей температуре.

Питание на ULN2003A подается от иного источника, чем тот, который поддерживает работу самого микроконтроллера. Последнее сделано во избежание «наводок» паразитными токами двигателя на общую схему.

Управляющий скетч

Для работы с TM1637 понадобиться библиотека Groove 4Digital Display, ее адрес:

Точность

Округления до целой части в скетче, привели к снижению точности показаний до ближайшего градуса на аналоговой шкале. На числовом индикаторе, подобной проблемы не наблюдается — он отображает полученную температуру корректно.

Шаги

Часть 1

создание термометра

  1. Приготовьте измерительный раствор.

    Заполните измерительную емкость водой и медицинским спиртом в пропорции 1:1. Для цвета добавьте в раствор 4-8 капель пищевого красителя и осторожно перемешайте получившуюся смесь.

    • Обратите внимание, что добавление пищевого красителя не изменяет реакцию раствора на колебания температуры. Краситель лишь способствует съему показаний прибора, облегчая наблюдение за столбиком жидкости в трубке термометра.
    • Можно не добавлять спирт, используя лишь воду, но смесь равных долей воды и медицинского спирта быстрее реагирует на изменения температуры, чем вода.

  2. При определении необходимого объема раствора ориентируйтесь на объем используемой вами бутылки. Понадобится достаточно жидкости, чтобы целиком заполнить бутылку, плюс еще небольшое количество.
  3. Залейте измерительный раствор в чистую бутылку.

    Заполните бутылку раствором до краев. В конце можно использовать пипетку, добавляя последние капли окрашенной жидкости до тех пор, пока она не заполнит бутылку по самые края.

    • Можно использовать как стеклянную, так и пластиковую бутылку.
    • Постарайтесь, чтобы раствор не перелился из бутылки наружу.

  4. Можно создать термометр и без заполнения бутылки измерительной жидкостью до самых краев. Однако при этом конструкция прибора должна быть такой, чтобы при расширении раствор поступал в измерительную трубку, а не заполнял пространство бутылки, оставшееся свободным. Тем не менее, заполнение бутылки до конца обеспечит более быструю реакцию жидкости на температурные изменения.
  5. Вставьте в горлышко бутылки тонкую стеклянную либо пластиковую трубку и зафиксируйте ее.

    Делайте это осторожно и не спеша, чтобы жидкость не перелилась через края бутылки. Оставьте по меньшей мере 10 см (4 дюйма) трубки поверх бутылки, проследив при этом, чтобы нижний конец трубки не доставал до дна емкости. Закрепите трубку формовочной глиной, покрыв ею горлышко бутылки.

    • Следует герметично запечатать глиной горлышко бутылки. При этом лучше всего, если в бутылке не останется воздуха, то есть она будет полностью заполнена жидкостью.
    • Если у вас нет формовочной глины, используйте расплавленный воск или пластилин.

  6. Герметичная закупорка бутылки играет большую роль. Плотная крышка предотвращает вытекание раствора из бутылки при нагревании, в результате чего весь избыток расширившейся жидкости поступает в трубку.
  7. Прикрепите к боковой поверхности трубки полоску белой плотной бумаги.

    Разместите бумагу с тыльной стороны трубки, прикрепив ее с помощью скотча.

    • Бумажная полоска не обязательна, но она облегчит вам наблюдение за уровнем жидкости в трубке. Кроме того, если вы собираетесь затем калибровать свой термометр, чтобы точно измерять с его помощью температуру, вы сможете нанести на бумажную полоску метки, соответствующие определенным значениям температуры.
  8. Долейте измерительный раствор в трубку.

    Осторожно добавьте несколько капель раствора сверху трубки при помощи пипетки. Добейтесь того, чтобы жидкость поднималась в трубке на высоту 5 см (2 дюйма) над горлышком бутылки.

    • Добавив в трубку несколько капель раствора, вы облегчите наблюдение за его уровнем, когда он будет изменяться при повышении или понижении температуры.
  9. Добавьте в трубку одну каплю растительного масла.

    Проделайте это со всей осторожностью при помощи пипетки. И помните — всего лишь одну каплю.

    • Растительное масло не смешается с раствором, оставшись на его поверхности в трубке.
    • Добавление растительного масла предотвратит испарение измерительной смеси. В результате термометр прослужит намного дольше, выдавая точные результаты после калибровки.

  10. Осмотрите изготовленный термометр.

    Собрав прибор, проверьте его несколько раз перед тем, как использовать для измерений, чтобы убедиться, что вы не допустили ошибок при его изготовлении.

    • Ощупайте бутылку. Убедитесь, что из нее не вытекает жидкость.
    • Осмотрите слой глины на горлышке бутылки и убедитесь, что он плотно запечатывает емкость.

  11. Проверьте трубку и прикрепленную к ней бумагу, удостоверившись, что они прочно закреплены и не сместятся во время эксплуатации термометра.
  12. Часть 2

    испытание термометра

  13. Поместите термометр в емкость с ледяной водой.

    Наполните небольшую миску холодной водой и положите в нее немного льда. Подождите, пока вода охладится, затем осторожно поместите бутылку термометра в эту миску. Убедитесь, что уровень жидкости в трубке термометра хорошо виден.

    • При помещении в холодную воду уровень жидкости в трубке термометра должен понизиться.
    • Материя состоит из атомов и молекул, пребывающих в непрерывном движении. Энергия этого движения называется кинетической энергией. При понижении температуры движение частиц вещества замедляется, и их кинетическая энергия уменьшается.

  14. При использовании термометра температура, то есть кинетическая энергия частиц среды, передается частицам жидкости, используемой в приборе. Иными словами, измерительная жидкость термометра приобретает температуру окружающей среды, и в результате вы можете определить эту температуру.
  15. При охлаждении частицы измерительной жидкости замедляются, и расстояние между ними уменьшается. В результате раствор сжимается, и уровень жидкости в трубке термометра падает.
  16. Поместите термометр в емкость с горячей водой.

    Наберите горячую воду из крана или подогрейте ее на плите, не доводя до кипения. Осторожно опустите термометр в горячую воду, наблюдая за уровнем жидкости в его трубке.

    • Учтите, что следует подождать, пока жидкость в бутылке термометра прогреется до комнатной температуры после того, как вы вынули бутылку из ледяной воды. Не опускайте ее в горячую воду сразу после того, как достали из ледяной, поскольку при таком резком перепаде температур бутылка может треснуть, особенно если она стеклянная.
    • При нагревании измерительной жидкости она поднимется вверх в трубке термометра.

  17. Как уже отмечалось, частицы материи при нагревании ускоряют свое движение. Когда высокая температура воды передается измерительному раствору, частицы последнего ускоряют свое движение, и среднее расстояние между ними увеличивается. Это приводит к расширению жидкости и поднятию ее уровня в трубке термометра.
  18. Проверьте работу термометра в других средах.

    Испытайте его в средах с различной температурой. Проследите, как уровень измерительной жидкости в трубке падает при низких температурах и повышается при высоких.

    • Отметьте, насколько изменяется уровень жидкости в трубке термометра при помещении его в холодную или горячую среду.
    • Можно поместить термометр в холодильник, на освещенный солнечным светом подоконник, порог дома в теплый и холодный день, тенистое место в саду, погреб, гараж, на чердак дома.

Период старшего дошкольного и младшего школьного возраста – благоприятное время для формирования представления об измерении. Дети 5 – 8 лет узнают о назначении различных измерительных приборов и приспособлений (линейка, транспортир, часы, весы, термометр), активно осваивают приемы проведения различных измерений, осознанно употребляют понятия, обозначающие единицы измерения. Иногда бывает трудно объяснить принцип действия того или иного прибора, поэтому на помощь родителям и педагогам приходят модели, которые помогают ребенку понять, как действует приспособление для измерения.

Мы расскажем пошагово, как сделать из картона термометр. Такой градусник из бумаги можно будет использовать на занятиях по ознакомлению с окружающим в детском саду или на уроках математики и природоведения в начальных классах школы при ведении . Также термометр из картона, сделанный своими руками, можно повесить на стену в детской комнате. Благодаря модели ребенку легче будет понять, что такое ноль, что означают отрицательные и положительные числа, установить связь между показаниями прибора и изменениями в природе или в телесных ощущениях.

Нам понадобится:

  • светлый картон или полукартон;
  • толстые нити красного и белого цвета;
  • иголка с большим ушком;
  • линейка,
  • автоматическая ручка или яркий фломастер;
  • карандаш.

Выполнение работы:

Объяснив ребенку, как действует прибор, измеряющий температуру воздуха, можно поиграть с ним в игру с передвижением двухцветной нити «Что бывает?» Красный показатель находится на минусовой отметке — ребенок может перечислять, что происходит в природе: «На улице холодно, идет снег, лужи покрылись льдом, люди надели теплые куртки, шапки, варежки» и т.д. Если показатель на плюсовой температуре, ребенок вспоминает, что происходит в природе, когда тепло.

Для детских «Дом» и «Больница» можно сделать своими руками медицинский градусник из картона.

Как сделать градусник из картона?

Подобные модели, способствующие умственному развитию ребенка, очень хорошо делать, привлекая к изготовлению самих детей. Поделки, сделанные собственными руками, особенно радуют маленьких мастеров и побуждают относиться к предметному миру более ответственно и бережно.

Детям в возрасте от 5 до 8 лет уже можно рассказать о различных измерениях. Именно в этот период у ребенка складывается понятие о таком явлении, как температура, и его можно уже познакомить с различными приспособлениями и измерительными приборами, например, с термометром, весами, часами, транспортиром и линейкой. При этом ребенок запоминает не только то, как нужно проводить измерение, но и в каких единицах это нужно делать. В этом возрасте дети уже осознанно могут употреблять определенные понятия. Чтобы ребенок лучше понимал, как действует тот или иной прибор, родители могут изготовить из подручных средств игрушечную модель. Итак, как сделать термометр из картона?

Для чего это нужно

Подобное изделие из бумаги можно использовать и на уроках, и дома. Самодельный термометр из картона не разобьется, даже если ребенок его уронит. К тому же подобная модель измерительного прибора поможет научить детей определять температуру и решать различные задачи. Очень часто термометры из картона применяют для проведения занятий по ведению календаря погоды. К тому же бумажный измерительный прибор можно повесить на стене в детской комнате. Это поможет ребенку лучше понять, что такое ноль, отрицательное и положительное число. В итоге вашему чаду будет проще установить связь между изменениями погоды за окном и показаниями измерительного прибора.

Что для этого нужно

Создать термометр из картона своими руками не так уж и сложно. Для этого не требуется большого опыта. Итак, для изготовления бумажного измерительного прибора вам понадобится:

  • Простой карандаш.
  • Яркий фломастер или же шариковая ручка.
  • Линейка.
  • Швейная иголка с достаточно большим ушком.
  • Толстые нитки белого и красного цвета.
  • Полукартон или же картон светлых тонов.
  • Ножницы.
  • Все компоненты лучше подготовить заранее, чтобы потом ничего не искать.

    Делаем заготовку

    После этого на полоске картона сделайте разметку, которая будет представлять собой шкалу: от «минус» 35 до «плюс» 35 °С. В обязательном порядке обведите все цифры и линии ярким фломастером или же шариковой ручкой. Возьмите картон и разметьте простым карандашом полоску шириной в 5 сантиметров и длиной 12 сантиметров. Аккуратно вырежьте ее.

    Чтобы сделать более аккуратный термометр из картона своими руками, вы можете использовать принтер. Для этого просто нарисуйте при помощи специальных программ шкалу со всеми отметками. Выделите все цифры ярким цветом, чтобы те были более заметными. Готовую шкалу распечатайте на принтере. Стоит отметить, что такая модель измерительного прибора будет выглядеть более эстетично.

    Создаем столбик термометра

    Чтобы термометр работал и показывал температуру, необходимо создать столбик ртути. Для этого возьмите красную и белую нить. Свяжите их между собой. Затем возьмите швейную иголку и проденьте в нее нитку красного цвета. Проколите шкалу термометра в самом верху. С обратной стороны картона вытяните кончик нитки. После этого в иглу проденьте нить белого цвета и проткните шкалу в самом низу. С обратной стороны вашего измерительного прибора кончики нитей соедините, сделав крепкий узел. В итоге нить можно будет передвигать.

    Игры с бумажным термометром

    Вы сделали термометр из бумаги своими руками и теперь не знаете, что делать с ним дальше. Существует множество игр, которые позволяют познакомить ребенка с прибором. Для начала объясните своему чаду, как работает термометр. Передвиньте нити так, чтобы красная стала на отметке выше нуля. После этого предложите ребенку порассуждать, что происходит в природе при такой температуре. Например, светит солнце, люди одели легкую одежду, очень жарко. Когда красная нить находится ниже нулевой отметки, то расскажите ребенку, что происходит с природой. Например, вода замерзает, все покрывается льдом, падает снег и так далее.

    Как сделать медицинский термометр из картона

    Все дети обожают играть в сюжетно-ролевые игры. Для «больницы» вы также можете сделать термометр из картона своими руками. Для этого понадобится: бумага, карандаш, ручка или же фломастер, нитки и иголка.

    Для начала возьмите лист картона и нарисуйте на нем контуры будущего термометра. Аккуратно вырежьте заготовку и нарисуйте на ней шкалу. Она должна быть такой же, как и на настоящим градуснике.

    Возьмите две нити. Одна должна быть красной, а вторая белой. Соедините их. В самую нижнюю отметку шкалы проденьте красную нить, а в верхнюю — белую. Соедините кончики с обратной стороны термометра и обрежьте все лишнее.

    Принцип работы такой модели достаточно прост. Нить можно передвигать. Красный цвет показывает температуру тела. Перемещая нить можно изменять показатель.

    Как играть с медицинским термометром из картона

    После того как завершите изготовление термометра из картона, первым делом объясните ребенку, для чего он нужен, как правильно пользоваться измерительным прибором. Также расскажите ему о том, какой бывает температура тела у здорового и больного человека. Научите ребенка правильно ставить градусник. Разъясните ему, что означает повышенная и пониженная температура тела. Возможно, в будущем вашему чаду захочется стать врачом благодаря такой игре. Научите ребенка правильно обращаться с измерительным прибором. При этом можете рассказать, чем опасен настоящий градусник.

    Самый лучший вариант обучения — это совместное изготовление термометра. В процессе вы можете рассказать ребенку, что это такое, для чего он нужен, как им правильно пользоваться, а также в каких единицах происходит измерение температуры.

    В заключение

    Как видите, изготовить термометр из картона своими руками может каждый. Весь процесс занимает немного времени. В результате же получается идеальное приспособление для наглядного примера и обучения детей. К тому же для изготовления термометра требуется минимум затрат. Итак, теперь вы знаете, как делать термометр из картона. Но этого мало. Нужно еще знать, как им правильно пользоваться. Стоит отметить, что подобные бумажные модели измерительных приборов способствуют умственному развитию детей. Обязательно привлеките ребенка к изготовлению термометра из картона. Ведь поделки, сделанные своими руками, детям нравятся больше. К тому же это побуждает их более бережно относиться к вещам.

Высокотемпературный градусник

Для тех случаев, когда требуется измерение температуры свыше пределов «выживания» терморезистора, используется термопара. Ее функциональность сохраняется и при 600 градусах Цельсия. Подобный определитель нагрева среды может быть полезен не только на производстве, но и дома. К примеру, определять температуру работы духовки или текущую на жале паяльника.

Промышленный градусник с термопарой

Схема

Термопара генерирует микроскопический ток, малым напряжением и силой. Для преобразования полученных характеристик, в понятный микроконтроллеру вид, используется шилд Ардуино с микросхемой MAX6675. Вывод показаний осуществляется на числовой индикатор ТМ1637.

Принципиальная схема высокотемпературного градусника

Скетч

Скетч, как и в предыдущем случае, требует библиотеки Groove 4Digital Display для управления индикатором. Преобразователь MAX6675 контролируется процедурами из одноименной коллекции, расположенной по адресу:

Детали

Все ОУ можно заменить на К140УД17, 741 и др. аналогичные. В роли термодатчика можно использовать другие кремниевые маломощные диоды, например КД521.

Для получения ±15V я использовал схему, показанную на Рис. 3. Сетевой трансформатор необходимо выбрать с напряжением на вторичной обмотке 10-12V.

Диоды VD2,VD3 китайские выпрямительные маломощные неизвестной марки (подойдут любые выпрямительные). Питание схемы можно снизить до ±7…12V заменив 12-вольтовую КРЕНку на 5-вольтовую и уменьшив сопротивление резистора R7 до 2,ЗК, в этом случае схему можно запитать от 2-х 9-й вольтовых батареек типа «Крона».

Преимущества и недостатки

К преимуществам самостоятельно изготовленного прибора можно отнести:

  • простое изготовление;
  • можно выполнить из дешевых подручных материалов, что экономически выгодно;
  • не требуется использовать агрессивные вещества. В качестве измерения может применять жидкость из воды и спирта;
  • легкое применение;
  • длительный срок службы.

Но есть несколько недостатков:

  • электронные варианты имеют сложную схему изготовления;
  • для изделий с электронным или цифровым устройством требуется приобретать специальные платы, схемы;
  • иногда изделия могут показывать неточные измерения.

Самодельные термометры являются прекрасным способом для того, чтобы сэкономить деньги на покупке нового прибора. Прибор, выполненный своими руками, прослужит намного дольше дешевых измерительных устройств.

Создание термометра в домашних условиях потребует некоторого времени, но сама процедура довольно проста и понятна. Соберите термометр своими руками и проверьте его, убедившись, что он дает правильные показания. Если термометр работает как следует, откалибруйте его, прежде чем использовать для измерения температуры.

Как работает прошивка

При подаче питания идет проверка наличия датчиков температуры. Если один из датчиков отсутствует, или неисправный, то раздастся звуковой сигнал длительностью в 0,5 секунд. Если же нет обеих датчиков, то сигнала будет два. В случае наличия и исправности датчиков температуры устройство перейдет в режим измерения напряжения и температуры через 3 секунды (индикатор не будет светится). Переключатся между режимами можно при помощи кратковременного нажатия кнопки SET. При переключениях между режимами на 2 секунды в первом разряде появляется надпись режима А (аккумулятор). В основном меню кнопками + и — можно регулировать яркость дисплея.

Если же надо войти в режим настроек, то нужно удерживать кнопку SET больше, чем 3 секунды. После входа символы на дисплее будут мигать. Там можно установить максимальное напряжение, минимальное напряжение и максимальную температуру датчика «У» для подачи звукового сигнала. Черточка сверху — установка максимального напряжения, черточка снизу — установка минимального напряжения, и буква У — температуры.

Измерение и проверка напряжения будет происходить в любом случае, даже и при неисправности одного, или обеих датчиков температуры.

К сожалению в прошивке с регулировкой яркости было невозможно нормально считывать данные с датчиков температуры. Слишком большая частота прерываний таймера для индикатора. В протоколе обмена данными интерфейса 1-wire есть очень важные временные интервалы.

Если в этот момент произойдет прерывание таймера, будет ошибка. По этому на момент считывания пришлось запрещать прерывания. И из-за этого дисплей кратковременно гаснет. Но не все так плохо. Есть и вторая прошивка без регулировки яркости. Теперь частота прерываний таймера для обработки дисплея намного ниже. Около 200 Гц. Значение датчиков температуры считываются без искажений.

Ссылка на основную публикацию
Похожее