Возможности БТ4К–ЛЕД-1
1. Измерение температуры по четырем независимым каналам.
В устройстве в качестве датчиков температуры применяются интегральные термометры фирмы Dallas - DS 18В20. Они позволяют измерять температуру в диапазоне от -55 0 С до +125 0 С. Точность измерения зависит от диапазона температуры и составляет: в диапазоне от -10 0 С до 85 0 С не более 0,5 0 С, а в диапазонах от -10 0 С до -55 0 С и от 85 0 С до 125 0 С не более 2 0 С. Разрешающая способность 0,1 0 С. Для решения бытовых задач этого вполне достаточно.
Микросхема преобразует значения температуры корпуса микросхемы в цифровое значение за время не более 0.7 секунды. Данные передаются в цифровом виде по однопроводному интерфейсу. При работе контролируется работоспособность самого датчика и работоспособность канала связи путем сравнения контрольных сумм полученной и подсчитанной. Девятилетний опыт работы (было применено около 300 датчиков) показал точность, надежность и долговременную стабильную работы данной микросхемы. К БТ4К можно подключить до четырех датчиков. Блок контролирует неправильное подключение датчика, его неисправность или отсутствие. Если датчик температуры неработоспособен, то появляется соответствующая сообщение на индикаторе и звуковая сигнализация. Для работы термометра необходимо три провода для подключения. Микросхема DS 18В20, используемая в качестве датчика температуры, имеет интерфейс связи MicroLAN . Данный интерфейс позволяет работать на удалении до 200 метров . Такие расстояния можно обеспечить, уделяя особое внимание линии связи. Применяя кабель с минимальной погонной емкостью проводников можно реализовать и такие расстояния. При прокладке кабеля необходимо учитывать среду прокладки кабеля. Кабель должен быть надежно зафиксирован и не подвергаться трению и разрыву.
Конструкция защитной оболочки датчика зависит от среды измерения и места измерения. Датчик имеет корпус ТО92(цилиндрик 5Х5мм, типа транзистора КТ3107, КП501). Расстояние между выводами 1,27 мм . Для долговременной и надежной работы необходимо защитить датчик от влаги. Есть варианты: комнатный настенный датчик, уличный наружный датчик с защитным кожухом или защитным устройством от солнечного излучения и дождя, герметичный датчик для врезки в трубу, накладной датчик на трубу, вариант для закапывания в землю и т.д. и т.п. При этом необходимо учитывать в конструкции кожуха для датчика, что расстояние между ножками около 1,5 мм и маленькая капелька воды плюс наличие питания 5 вольт приводит к разрушению выводов в течение недели. При этом нежелательно механически сильно сдавливать корпус датчика.
2. Индивидуальная установка верхней и нижней границы для каждого канала.
Для установки границ контроля температуры и работы с блоком есть двухкнопочная клавиатура. Активизировать операцию ввода границ можно удержанием любой клавиши и включением питания. После включения питания выждав 3 секунды клавишу отпустить. Затем, действуя по подсказкам, необходимо ввести значение границ для каждого канала. Для каждого канала можно установить нижнюю и верхнюю границы. Признаком нижней границы является горящий горизонтальный нижний сегмент второго индикатора, ну а горящий верхний свидетельствует о том, что устанавливаем верхнюю границу. Если светится средний горизонтальный сегмент, то температура имеет знак минус. На первом индикаторе отображается номер канала, для которого устанавливаем границы. На двух последних – устанавливаемая граница. Граница устанавливается с точностью в один градус.
При кратковременном нажатии верхней клавиши текущее значение границы увеличивается на градус, а при кратковременном нажатием нижней клавиши - уменьшается. После установки нужного значения необходимо кратковременно нажать сразу две клавиши и устройство перейдет в режим ввода следующего параметра. Все параметры вводятся последовательно для четырех каналов. Все установки границ и конфигурации энергонезависимы. При вводе параметров первоначально индицируется «старое», ранее введенное значение. Если у вас нет необходимости изменения текущего параметра, то необходимо кратковременно нажать сразу две клавиши и устройство перейдет в режим ввода следующего параметра. Последним вводимым параметром является конфигурация имеющихся термометров. При этом наличие 1 в соответствующем разряде. 1111 – в наличии все четыре датчика. 1 11 – подключены первый, третий и четвертый. В цикле индикации будут отображаться только установленные датчики. Таким образом, вы имеете возможность в разное время использовать разное количество датчиков по текущей необходимости.
После ввода последнего параметра устройство автоматически перейдет в рабочий режим.
Для дальнейшей работы примем обозначение:
РТх – реальная текущая температура, где х = 1…4 номер канала
НГх – нижняя аварийная граница температуры, где х = 1…4 номер канала
ВГх – верхняя аварийная граница температуры, где х = 1…4 номер канала
3. Звуковой сигнал выхода температуры за установленные границы.
В случае если текущее значение температуры превысило установленное значение, подается звуковой сигнал. Сигнал однозначно индицирует как канал, так и превышенную границу температуры.
1 короткий сигнал – РТ1 меньше НГ1.
2 коротких сигнала – РТ2 меньше НГ2.
3 коротких сигнала – РТ3 меньше НГ3.
4 коротких сигнала – РТ4 меньше НГ4.
1 длинный сигнал – РТ1 больше ВГ1.
2 длинных сигнала – РТ2 больше ВГ2.
3 длинных сигнала – РТ3 больше ВГ3.
4 длинных сигнала – РТ4 больше ВГ4.
Таким образом, даже не подходя к устройству, дистанционно, можно получить информацию о температуре контролируемого объекта. Сигнал уверенно слышен даже в зашумленных условиях. Диапазон устанавливаемых и контролируемых температур от -55 0 С до +99 0 С. И необходимо учитывать, что нижняя рабочая граница должна быть «холоднее» верхней рабочей границы.
| 1 канал | НГ1 = 18°С | ВГ1 = 22°С |
| 2 канал | НГ2 = 16°С | ВГ2 = 19°С |
| 3 канал | НГ3 = 2°С | ВГ3 = 8°С |
| 4 канал | НГ4 = 4°С | ВГ4 = 8°С |
Если «все тихо», то это значит, что во всех каналах измеренная температура не вышла за установленные границы и можно не беспокоиться. Но если слышно, например, три коротких сигнала и один длинный, то это значит, что реальная температура, измеренная по первому каналу, больше 22 0 С, а по третьему каналу меньше 2 0 С. Значение измеренной температуры каналов 2 и 4 находится в норме. Если вы слышите слитно 3 коротких, 3 длинных и опять 3 коротких – это значит что неисправен термометр или необходимо заменить батарею питания.
Можно отключать звуковую сигнализацию всего устройства с помощью тумблера, не изменяя установленных границ. А звуковую сигнализацию любого из каналов можно исключить установкой границ. Границы необходимо установить так, чтобы они заведомо превышали максимально возможные реальные.
При неисправности датчика температуры блок сигнализирует об этом и на индикаторе появляется соответствующая фраза. Дело в том, что, если канал измерения температуры не нужно контролировать посредством звуковой сигнализации, то установив границы выше реальных, можно отключить звуковой контроль температуры ненужного канала, и контролировать все визуально. Но если термометр неисправен, то сигнализация будет постоянно вас об этом информировать звуком. Если у вас есть запасной датчик, то можно заменить. А если нет, то слушать постоянное пиканье быстро надоест, тем более что вы об этом уже в курсе. А выключение звуковой сигнализации исключит возможность контроля оставшихся каналов. Отключение неисправного датчика механически устройство воспринимает как неисправность. Для этого введена возможность конфигурации – вы в любой момент можете изменить количество подключенных датчиков температуры.
4. Возможность отключения индикатора.
Устройство потребляет небольшой ток. Но при круглосуточном и круглогодичном режиме и милливатт станет киловаттом. Наиболее потребляющим элементом устройства является индикатор. Индикатор можно отключать на ночь, при сохранении возможности звуковой сигнализации. Потребление блока уменьшится в 4 раза. И это очень удобно, если питаем блок от батарей или аккумулятора. При работе от батарей или аккумулятора блок контролирует их состояние и сигнализирует о разряде.
Для отключения индикации необходимо нажать верхнюю клавишу и удерживать ее до конца цикла индикации - индикатор отключится, а о работе блока будет свидетельствовать мигание точек соответствующих датчикам температуры. Для включения индикации необходимо опять нажать верхнюю клавишу и удерживать ее до начала индикации, а затем отпустить.
5. Индикация значений температуры.
Индикация канала, текущая температура, установленные границы, отклонения температуры от границ, сообщение об ошибках - отображаются на четырехместном семисегментном светодиодном индикаторе. Высота знаков (15мм) и высокая яркость свечения позволяют считывать данные с большого расстояния. Индикация параметров оптимизирована. Показывается минимально необходимая текущая информация, и автоматически добавляются новые параметры в случае их появления.
На индикаторе циклически отображаются номер датчика температуры, нижняя и верхняя установленная границы, текущее значение температуры, отклонение текущего значения температуры от границ. Для удобства есть несколько вариантов отображения текущих параметров. Пользователю необходимо знать номер датчика и его температуру – именно эти значения и отображаются в обычном цикле. Если текущее значение температуры не вышло за установленные границы (значение температуры находится между нижней и верхней границами), то отклонение температуры (равное нулю) не индицируется. Если есть отклонение текущей температуры от границ, то есть и звуковая сигнализация и в цикле добавляется индикация отклонения.
Если вы хотите более детально проанализировать данные или забыли установленные границы, то, нажав и удерживая нижнюю клавишу, вы можете в цикле смотреть полные данные того канала во время индикации которого и была нажата и удерживается клавиша. Пока вы удерживаете клавишу, до тех пор вы в цикле просматриваете данные канала. Отпустив клавишу и дождавшись отображения нужного канала можно опять просмотреть данные.
6. Монтаж блока и датчиков.
В устройстве максимально использованы логически законченные узлы и блоки (интегральный термометр, микроконтроллер, модуль индикации). Это позволило создать малогабаритное и надежное устройство с размерами 200х85х65 без блока питания. Блок монтируется на вертикальную поверхность. Для питания устройства используется внешний блок питания. Блок питания любой: от сканера, от денди, от советского старого магнитофона – главное чтобы обеспечивал необходимую нагрузку и режим долговременной работы. Вы можете использовать любой имеющийся у вас блок питания или питать устройство от батарей или аккумулятора. Блок должен обеспечивать постоянное или переменное напряжение 7 - 12 вольт и 100 мА. Блок питания может быть любой конструкции и самое главное необходимо знать, что он имеет цепи напряжения опасные для здоровья. Поэтому оптимально применение блока питания вставляемого в сетевую розетку. Необходимо только обеспечить прочное его «втыкание» и надежную фиксацию в розетке. И последний раз напомним о том, что датчики должны иметь защиту от внешней среды и при этом иметь оптимальный термоконтакт с той средой, температуру которой мы хотели бы знать.
Стандартный вариант поставки: блок индикации + заказанное количество термометров. Кабель и защита термометров по варианту и месту установки. Если у вас есть дача без «света», то можно питать все от аккумулятора. Если он 7-10 Ah , то его хватит на весь сезон.
Вышеописанный вариант не является конечным. Данный вариант разработан с учетом минимальной стоимости. Постоянно идет проработка вопросов по оптимизации как схемного, так и программного решений.
На данный момент разработаны варианты:
- с LCD и LED дисплеями (любые размеры);
- со звуковой сигнализацией и без;
- питанием от встроенных батарей, от внутреннего или внешнего блока питания;
- разным количеством датчиков температуры;
- измерения влажности воздуха;
- возможностью работы с компьютером типа IBM PC ;
- с возможностью управления внешним оборудованием и другие.
- вариант с часами для контроля минимальной и максимальной суточной температуры;
- вариант с часами и логгером температуры за текущие и прошлые сутки, представление графиков в табличном виде;
- и любой Ваш вариант под конкретные Ваши требования.
Серийно данные устройства не производятся. Только по заказу.
Если вас заинтересовало вышеописанное устройство или вам необходим какой-либо оригинальный вариант, обращайтесь.