PaJa-trb  >  Konstrukce  >  Teploměr s PT100

paja@paja-trb.cz

Vytvořeno 13. 3.03 - upgrade 7. 3.10 - oprava 19. 2.2012
Po delší době (7 letech) jsem se rozhodl oprášit a mírně zmodernizovat starší zapojení teploměru s nesmrtelným ICL7107. Oproti původní konstrukci jsem použil velkou část součástek v SMD provedení, trimry nahradil z původních hodnot 3k3 a 22ohm na víceotáčkové 5k a 100ohm a nakonec přidal IO pro vypínání první nuly zleva.

Tento teploměr je celkem jednoduchý, postavit ho by neměl být velký problém. Čidlo PT100 je odporové, které se používalo v průmyslovém měření, protože je celkem přesné. Celé zařízení obsahuje "pár" součástek a IO1 ICL7107, který vše řídí. Tento IO obsahuje úplný A/D převodník, zdroj referenčního napětí, dekodér pro 7-segmentový displej (ICL7106 pro LCD displej).

Konstrukce:
Stavba není nijak složitá. Je třeba trochu trpělivosti při pájení SMD (s nimi začít nejdřív). Poté připájet drátovou propojku mezi IO1 a IO2 (další propojka-klikatá vyznačená červeně v osazováku není třeba, tu tvoří osazený DIS1 přes jeho propojené piny napájení).
Pod IO1 doporučuji použít patici (40-pin), po jejím připájení se osadí zbývající součástky a nakonec displeje osadit pokud možno do 40-pin precizní patice, aby se daly dobře připájet a byl přístup ke spojům pod displeji (precizní patice má obnaženy jednotlivé piny pro snažší přístup při pájení !).
V Download je možné si stáhnout ještě jeden návrh DPS s IO 4011 v SMD provedení, návrh je pouze z Eagle 4.13, obrázky jsem nedělal.
Oživení:
Teploměr musí pracovat hned po zapnutí napájení, tedy alespoň něco ukazovat na displeji.
PT100 je odporový teploměr, kde teplota 0°C odpovídá odporu 100 ohmů, a teplota 100°C odpovídá hodnotě odporu 138,5 ohmů (paralelně odpor 1k a 160 = 138ohm). Každý 1°C = 0,385 ohmů.
Trimrem TR2 se nastavuje 0°C, trimrem TR1 100°C (v této konstrukci jsou již použity víceotáčkové trimry, kde nastavování není tak citlivé na nepatrné otočení trimru). Nebo můžete čidlo ponořit do roztávajícího ledu, který má zhruba 0°C a potom do vařící vody - 100°C (pozor na opaření) Kalibraci je třeba několikrát zopakovat, protože nastavení třeba 0°C může trošku pohnout s nastavením 100°C a naopak. Nejlépe porovnat s nějakým přesnějším (nebo několika) teploměry.
Při nastavování nesmíte zapomenout na odpor vedení, protože i to má svůj odpor, který může docela dost ovlivnit naměřenou teplotu, protože každý 1°C = 0,385 ohmů, každá desetina °C = 0,0385, což je dost malý odpor.
Rozsah čidla PT100 (záleží na typu) a tím i teploměru je od -70°C do +200°C (199.9°C). Teploměr měří s přesností na 0,1°C.
(Pokud změníte hodnotu R5 na desetinu (na 2k2) a odstraníte R9 (desetinná tečka), tak bude teploměr měřit pouze celé stupně°C teoreticky až do 1999°C, ale pouze do omezení rozsahu použitého čidla)

Po sestavení jednoho teploměru se vyskytl problém s nezobrazováním nuly u hodnot nad 100°C. Problém se ukázal v chybném vyhodnocení log. 0 a 1 obvodu 4011.
Jako nápravu navrh a vyzkoušel K. Novák zapojení se 2tranzistory a 4odpory. Součástky se mi podařilo nacpat jako SMD ještě do původního návrhu, který je možno si stáhnout z Eagle 5.6.



Zde je návrh plošného spoje o rozměrech 71 x 48 mm.

Seznam použitých součástek : R1 - 100k SMD vel. 1206 R2 - 47k SMD vel. 1206 R3,R4 - 12k SMD vel. 1206 R5 - 22k SMD vel. 1206 R6,R8 - 1k2 SMD vel. 1206 R7 - 100 SMD vel. 1206 R9 - 330 SMD vel. 1206 R10 - 10k SMD vel. 1206 TR1 - 5k - 64P (víceotáčkový) TR2 - 100 - 64P (víceotáčkový) C1 - 100p SMD vel. 1206 C2 - 100n - fóliový C3 - 470n - fóliový C4 - 220n - fóliový C5,C6 - 10M/25V C7 - 100n SMD vel. 1206 C8 - 10n SMD vel. 1206 T1 - BC856 SMD SOT-23 T2,T4 - BC846 SMD SOT-23 D1,D2 - 1N4148 SMD SOD-80 DIS1-4 - HDSP-5501 (SA červený 14,2mmm) (+ precizní patice 40pin) IO1 - ICL7107 (+ patice 40pin) IO2 - 4011 svorkovnice - ARK 550/2 - 2x drátová propojka čidlo PT100 (lze sehnat třeba na www.ezk.cz nebo http://www.TME.eu/cz/)

---