Электронный термометр позволяет измерить температуру в диапазоне от -50 до +120°С с погрешностью не хуже ±2°С, в диапазоне от -20 до +50°С погрешность не хуже ±1°С. Основа конструкции - микросхема термометра DS1820 фирмы Dallas Semiconductor. Эта микросхема представляет собой уже откалиброванный цифровой термометр. Измерение температуры производится по команде управляющего микроконтроллера. Микросхема термометра выдает уже готовое двоичное значение измеренной температуры.
В качестве управляющего микроконтроллера используется AT89C2051 - микроконтроллер фирмы Atmel, программно совместимый с широкоизвестным микроконтроллером MCS8051 фирмы Intel, но значительно более дешевый и в миниатюрном корпусе.
Индикация температуры осуществляется при помощи жидкокристаллического индикатора неизвестной фирмы со встроенным управляющим контроллером Holtek. К сожалению, этот дешевый индикатор не имеет возможности показывать десятичную точку, поэтому точка нанесена прямо на поверхность индикатора краской.
Применение указанных элементов позволило реализовать законченный термометр с весьма неплохими параметрами всего на трех "серьезных" элементах - микросхеме термометра, микроконтроллере и индикаторе.
DD1 - микросхема термометра, резистор R1 необходим для ее нормального функционирования.
DD2 - микроконтроллер, цепочка C3R5 обеспечивает сброс микроконтроллера при включении питания, кварцевый резонатор и конденсаторы C1 и С2 образуют тактовый генератор для микроконтроллера.
HG1 - дисплейный модуль. Особенность этого модуля в том, что его питающее напряжение Vdd, а так же уровни сигналов на других входах, относительно Vss, должны быть не более 1,8 В, поэтому используются делители напряжения R2R8, R3R7 и R4R6.
Микроконтроллер и термометр работоспособны при напряжении питания от 3 до 5 вольт, дисплейный модуль так же будет работать в указанном диапазоне напряжений, поэтому возможно питание схемы от батареи гальванических элементом общим напряжением не выше 5 вольт. Диод VD1 защищает схему от неправильной полярности батареи. Так как термометр микроконтроллерный, основное - не схема, а программа, по которой работает микроконтроллер. Вначале производится инициализация дисплейного модуля, затем в непрерывном цикле каждую секунду производится выдача команды в термометр на измерение температуры. По завершению цикла измерения производится считывание значения температуры в двоичном коде, преобразование двоичного кода в десятичное число и вывод значения на дисплей.
Программа начинает работать сразу после подачи питания на устройство. Дисплейный модуль имеет особенность - в течении первых 1,5 - 3 секунд после включения информация на нем не отображается, поэтому первое показание появляется с некоторым запаздыванием.
Благодаря малым габаритам и малой потребляемой энергии (не более 7-10 мА от источника 5В), устройство может быть карманного формата и использоваться для оперативных измерений температуры. Если микросхему DD1 изолировать лаком и подключить к плате проводами длиной до 3 м, то можно будет контролировать температуру вне помещения, т.е. на улице. Следует помнить, что датчик DD1 очень чувствительный, легко реагирует на тепло рук, если держать плату руками, поэтому для проведения точных измерений следует удалить датчик от источников тепла, искажающих замер, в том числе прямых солнечных лучей или света лампы накаливания.
