Датчик температуры и влажности (гигрометр и термометр)
Хочу рассмотреть вместе с вами датчик температуры и влажности, который за недолгое время успел завоевать доверие у покупателей благодаря своей низкой стоимости и хорошими показателями при измерении.
Выпускается в черном и белом корпусе. Стоимость чуть больше доллара. Согласно данным производителя имеет следующие характеристики:
измерение влажности от 10 до 99%
точность измерения влажности ± 5%
шаг измерения влажности 1%
диапазон измерения температуры -50C ~ + 70C
точность измерения температуры ± 1 C
шаг измерения температуры 0.1C.
Непосредственно датчики находятся под прорезями задней стенки корпуса. Устройство запитывается от двух батареек LR44 2х1.5В, включенных параллельно друг другу.
Такие датчики совсем не плохо справляются со своей задачей. Правда, их нельзя размещать на улице на открытых участках, т.к. корпус не защищен от осадков. Производитель решил эту проблему добавив к устройству выносной датчик. С такими датчика можно измерять температуру в аквариумах, на улице, даже влажность и температуру почвы.
Ну, и еще один элемент к дизайну — круглые измерители.
Всех их объединяет один недостаток — питание от батареек. Рано или поздно батарейки разряжаются и чаще всего в самый неподходящий момент. Давайте избавимся от этого недостатка.
Подключение к внешнему источнику питания
Казалось бы, что может быть проще. Применим ко входу делитель напряжения и вот вам выход из положения. Но есть одно «но». Термометр/гигрометр потребляет ток не равномерно. Приблизительно каждые 5 секунд датчики проверяют изменение температуры и влажности, что кратковременно увеличивает ток потребления до 60 мкА, в остальное время потребление тока 5 мкА
Таким образом потребление тока увеличивается в 12 раз. Значит наш датчик не является статичной нагрузкой и входное напряжение от делителя будет также колебаться в большом диапазоне. Итак как же получить 1,5 вольта из 5В или 12В. Ответ на поверхности, достаточно вспомнить вольт-амперную характеристику диода. Прямое падение напряжения на кремниевом диоде приблизительно 0,65 вольта при токе грубо говоря более 10 мА. На двух последовательно соединенных диодах падение 1,3 вольта. Изменение силы тока, протекающего через диод, не влияет на прямое падение напряжение на нем. А значит мы получим фактически стабильный источник напряжения. 1,3 вольта вполне достаточно для работы измерителя. Таким образом, вместо R2 установим два последовательно соединенных диода, схема примет вид
Остается только рассчитать R1, который в нашем случае будет ограничивать ток. Ток будем ограничивать до 10 мА. Током протекающим через датчик можно пренебречь из-за его относительно малых значений.
Итак, по закону Ома R1=(Uист-Uvd)/I, где Uист — напряжение источника питания, Uvd — напряжение падения на диодах, I — ток ограничения (10мА)
При напряжении источника питания 5 вольт
R1=(5-1,3)/0,01=370 Ом
Рассеиваемая резистором мощность P=UI=3,7х0,01=0,037Вт
При напряжении источника питания 12 вольт
R1=(12-1,3)/0,01=1070 Ом
Рассеиваемая резистором мощность
P=UI=10,7х0,01=0,107Вт
Рассчитанные значения можно огрубить до заводских номиналов.
Разборка корпуса измерителя не составит труда. Допаять дополнительные элементы можно прямо внутри, там достаточно места.
Я нашел применение такому датчику установив его внутри корпуса компьютера и запитав его с molex разъма. Благо крышка корпуса прозрачная.
