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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Estación meteorológica casera. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Reguladores de potencia, termómetros, estabilizadores de calor Para observar el tiempo se suelen utilizar varios instrumentos, cada uno de los cuales mide un parámetro. Recientemente, han aparecido a la venta estaciones meteorológicas electrónicas portátiles de fabricación extranjera, pero son bastante caras. El autor del artículo propuesto trató de desarrollar un diseño amateur de dicho dispositivo. La estación meteorológica puede medir tres parámetros: velocidad del viento, temperatura y presión atmosférica. La información se muestra alternativamente (después de 6 s) en un indicador LED de cuatro dígitos y siete elementos. Cuatro dígitos más muestran constantemente la hora actual: horas y minutos con un punto decimal parpadeante. El esquema de la estación meteorológica se muestra en la fig. una.
El dispositivo se basa en un microcontrolador (microordenador de un solo chip) KM1816BE51 o KM1816BE751 (DD1). Un multiplexor de tres canales en chips DD5, DD6 proporciona una conexión en serie de uno de los tres sensores. Luego, la señal se alimenta al amplificador DA2 y luego a la entrada del convertidor de voltaje-frecuencia DA3. La configuración de la estación meteorológica puede ser diferente. Por ejemplo, dos canales pueden medir la temperatura (en la calle y en la casa), y el tercero, la presión La información en la pantalla de ocho dígitos proviene del controlador a través de un enlace en serie. Esto le permite mover la pantalla (junto con los registros y decodificadores DD2-DD4) a una distancia considerable. Todo el control (ajuste de horas, minutos, encendido y apagado de canales) se realiza mediante tres botones SB1-SB3. El botón SB1 selecciona las horas, los minutos, el canal de medida, ajusta las horas o los minutos hacia abajo o apaga el canal si parpadean los puntos decimales del parámetro seleccionado. El botón SB3 corrige el reloj hacia arriba y enciende el canal si los puntos decimales del parámetro seleccionado están parpadeando. El botón SB2 realiza la función "establecer/seleccionar". Funciona en modo disparador. Si después de seleccionar un parámetro (uno de los botones SB1, SB3), presiona SB2, los puntos decimales del parámetro seleccionado comienzan a parpadear, ahora es posible configurar el parámetro usando los botones SB1 y SB3. Las señales del controlador secuencialmente, después de 6 s, conectan el siguiente sensor a la entrada del amplificador DA2. Sincrónicamente con la selección del sensor en la entrada DA3, cambia la polarización positiva. Este microcircuito genera una señal en la salida, cuya frecuencia depende linealmente del voltaje de entrada. Es necesario configurar la compensación inicial para todos los sensores, incluidos los sensores que funcionan desde cero (sensor de velocidad del viento), ya que la constante 3000 (decimal) se resta del resultado obtenido para determinar el signo de temperatura y el programa para procesar el resultado de la medición. es el mismo para los tres canales. Esto hace que el dispositivo sea más flexible: no hay una unión rígida de los sensores a ciertos canales, es posible conectar sensores de temperatura en dos o tres canales, puede usar cualquiera de los canales para sensores experimentales de fabricación propia (un sensor de humedad, por ejemplo). ejemplo). Desde la salida del microcircuito DA3, la señal de pulso se alimenta a la entrada del primer temporizador / contador del microcontrolador. En este caso, el segundo temporizador está programado como reloj divisor y genera una señal de 625 Hz para indicación dinámica (escaneo de pantalla) y un intervalo de tiempo de 1 s, durante el cual el primer temporizador cuenta pulsos desde DA3. Además, la constante 3000 (decimal) se resta del número de dos bytes recibido en el primer temporizador, el valor absoluto del resultado se divide por 4, se redondea, se realiza la corrección decimal y se cancelan los ceros insignificantes. La información se emite a través del puerto serie en modo de transferencia síncrona (registro de desplazamiento). La información del canal, que cambia cada 6 s, se muestra en el indicador de cuatro dígitos de la derecha (HG3, HG4) y las horas y los minutos, a la izquierda (HG1, HG2). El condensador C9 es un ajuste de frecuencia, de ahí los requisitos especiales para su precisión y TKE. Puede aplicar K31-10. La capacitancia del capacitor C9 es 4020 ± 40 pF. Condensador C8 - con una tolerancia del 5%. El costoso chip KM1816BE751 (paquete UFPZU de cerámica) se puede reemplazar con un AT89S52 con memoria de programa flash. La tabla muestra el firmware del controlador DD1.
El sensor de temperatura RK1 es una resistencia de cobre ESM-03-GR23. Es fácil hacerlo usted mismo: a partir de un alambre de cobre con un diámetro de 0,15 mm, enrolle una bobina con un diámetro de 50 mm y, dándole una forma alargada, colóquela en un estuche de bolígrafo, después de verter el VGO-1 sellador en él. Si se supone que el dispositivo debe usar solo un sensor de temperatura, no es necesario ajustar su resistencia kg: R = 50 ± 5 Ohm. También puede utilizar el sensor de temperatura integrado K1019EM1, pero dado que a una corriente nominal de 1 mA y temperatura cero, el voltaje en el sensor, igual a 2,73 V, saturará el amplificador DA2, la polarización inicial debe aplicarse a la entrada inversora DA2. En este caso, debe instalar una resistencia R' y desoldar R18. Los sensores de presión atmosférica absoluta son producidos por empresas nacionales: MIDA-DA-53 (MIDA, Ulyanovsk), TDM2-A, PAD-K01 (CJSC "ICNT", Zelenograd). Los sensores de las empresas extranjeras Bosch y Motorola son más caros que los nacionales. Por ejemplo, el sensor MPX 2200AP de Motorola cuesta $ 15 y es inferior a nuestros sensores en términos de los parámetros principales: sensibilidad y dependencia de la temperatura. Dicho sensor se puede comprar en los mercados de radio. Un posible diseño del sensor de velocidad del viento se muestra en la fig. 2.
Aquí: 1 - un cono de hierro galvanizado (diámetro en la base - 80 mm, altura - 75 mm); 2 - una pantalla protectora de hierro galvanizado (soldada al eje); 3 - cojinetes de caprolón; 4 - eje con un diámetro de 8 mm de acero inoxidable; 5 - tacogenerador G1 (motor eléctrico DPN-ZON-19); 6 - acoplamiento de manguera de goma (es mejor usar goma de vacío); 7 - soporte; 8 - cilindro; 9 - radios de acero con un diámetro de 4 y una longitud de 320 mm. Montar una estación meteorológica consiste en calibrarla mediante termómetros y barómetros industriales. Es más difícil (debido a la falta de un instrumento de referencia) calibrar el canal de medición de la velocidad del viento. Cuando se indica en la Fig. 2 dimensiones y utilizando como tacogenerador el motor eléctrico DPM-ZON-19, se obtuvo experimentalmente la siguiente dependencia: U-740 n, donde U es el voltaje generado por el tacogenerador en milivoltios; n es la velocidad del viento en metros por segundo. Las resistencias de ajuste R24-R26 ajustan el desplazamiento y R12-R14, la pendiente de la conversión. El anemómetro será mucho más preciso y lo hará más fácil si, en lugar de un tacogenerador, se utiliza un optoacoplador de fotodiodo LED con un obturador que gira entre ellos.La señal del fotodiodo se puede aplicar directamente a la entrada del microcontrolador. Autor: S. Semiletnikov, Moscú
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