Měření fyzikálních veličin je dnes neodmyslitelnou součástí elektroniky. Na trhu je řada čidel pro snímání teploty, tlaku, intenzity magnetického pole, intenzity osvětlení a dalších. Zpravidla stačí čidlo doplnit jednoduchým obvodem a měřič je na světě.
V posledním desetiletí vyvinuli výrobci jednoduchá, levná a přitom přesná polovodičová čidla teploty. My si s jejich využitím postavíme elektronický měřič teploty s regulátorem. Protože jsou všechna naše zařízení napájena z baterií, budeme regulační výstup sledovat pouze stavem blikavé LED diody. Měřič můžeme použít třeba pro snímání teploty v místnosti, pro indikaci určité venkovní teploty (např. bodu mrazu), pro měření teploty vody v akváriu apod.
Jak to funguje
Srdcem zařízení je integrovaný obvod IO typu 1458, který obsahuje dva operační zesilovače. Operační zesilovač je velmi užitečný obvod používaný v mnoha oblastech elektroniky. Zjednodušeně řečeno jde o zesilovač se značným zesílením, který je schopný zpracovávat stejnosměrná i střídavá napětí. Běžně bývá napájen symetricky dvěma shodnými napětími, pro náš případ postačí nesymetrické napájení z baterie 9 V. Čidlem teploty Rt je polovodičový prvek KTY10, který při změně teploty mění svůj odpor. Čidlo je zapojeno do takzvaného měřicího můstku. Jednu jeho větev tvoří rezistor R6 s čidlem, druhou trimr P2. První operační zesilovač má v tomto případě zesílení asi 100 a zesiluje rozdíl napětí z měřicího můstku. Zesílené napětí jde na vstup druhého operačního zesilovače integrovaného obvodu, který je zapojen jako napěťový komparátor. Ten porovnává napětí z výstupu měření teploty s předvolenou hodnotou nastavenou trimrem P1. Pokud teplota klesne pod nastavenou hodnotu, bliká LED dioda spínaná tranzistorem T. Pokud byste chtěli indikovat naopak překročení dané teploty, přeškrábněte plošné spoje u vývodů 2 a 3 IO a navzájem je přehoďte.
Rozměry plošného spoje - 37,5 x 40 mm
Mrazíme i pečeme
Po osazení plošného spoje připojíme dvojvodičem o délce asi 30 cm čidlo a zapojíme baterii. Tu lze samozřejmě vypínat přes vhodný spínač, pokud budeme mít zařízení instalované trvale. Jezdce obou trimrů nastavíme zhruba do středové polohy. Potom trimrem P2 otáčíme tak, aby přestala blikat LED dioda. Jakmile zhasne, opět ji zpětným laděním trimru P2 rozsvítíme a zkusíme ohřát čidlo prsty. Dioda musí po chvilce zhasnout, když potom necháme čidlo vychladnout, opět začne blikat. Kdo má měřič napětí, je při nastavování ve výhodě. Zapojíme ho mezi vývod 1 integrovaného obvodu a záporný pól a trimrem P2 nastavíme výstupní napětí 4 - 4,5 V. Druhým trimrem potom nastavíme mez. Pokud chceme nastavit překlápění při konkrétní teplotě, musíme jí v nějakém prostoru dosáhnout. Uvedené čidlo změří bez problémů teploty od -20 °C do +150 °C, takže pro naše účely bohatě vyhoví. Pokud chceme nastavit indikaci bodu mrazu, necháme ve skleničce kostky ledu z mrazničky, dokud nezačnou tát. Potom umístíme čidlo do malé skleněné nádobky, tu ponoříme mezi led a opakujeme již uvedený postup. Při umístění čidla do venkovního prostoru je alespoň pečlivě přelakujeme bezbarvým lakem, aby měření nezkreslovala vlhkost.
ROZPIS SOUČÁSTEK
Integrované obvody IO - 1458 Tranzistory T - BC 546 Diody D - blikavá LED 5 mm, červená Rezistory R1 - 1M R2, R3, R4, R5 - 10k R6 - 2k2 R7 - 5k6 R8, R9 - 1k2 P1, P2 - trimr 5k Ostatní Rt - polovodičové čidlo teploty KTY10
