Устройство удаленного контроля за температурой

Удаленный контроль температуры.
Диапазон измерений от 00.0 до 99.9 °C.

Назначение устройства:

Эта схема предназначена для точного температурного контроля. Постоянное напряжение с датчика температуры преобразуется в частоту в передающем блоке. Выходное напряжение с датчика пропорционально изменению температуры. Выходная частота передатчика передается по электрической сети переменного тока 220V. В блоке приемника эта частота выделяется и преобразуется в цифровое значение температуры и отображается на трех 7-сегментных светодиодных индикаторах. Фиксируемый диапазон изменений температуры температуры составляют от 00.0 до 99.9 °C. Расстояние от передатчика до приемника может составлять сотни метров, необходимо лишь, чтобы и приемник и передатчик были подключены к одной и той же электрической сети.

Схема передатчика:

Детали передатчика: 

R1,R3 - 100K 1/4W Резисторы
R2 - 47R 1/4W Резистор
R4 - 5K 1/2W Подстроечный резистор
R5 - 12K 1/4W Резистор
R6 - 10K 1/4W Резистор
R7 - 6K8 1/4W Резистор
R8,R9 - 1K 1/4W Резисторы

C1 - 220nF 63V Полистироловый конденсатор
C2 - 10nF 63V Полистироловый конденсатор
C3 - 1µF 63V Полистироловый конденсатор
C4,C6 - 1nF 63V Полистироловые конденсаторы
C5 - 2n2 63V Полистироловый конденсатор
C7,C8 - 47nF 400V Полистироловые конденсаторы
C9 - 1000µF 25V Электролитический конденсатор

D1 - 1N4148 75V 150mA Диод
D2,D3 - 1N4002 100V 1A Диоды
D4 - 5мм. красный светодиод

IC1 - LM35 Линейный температурный датчик
IC2 - LM331 Преобразователь напряжение-частота
IC3 - 78L06 6V 100mA Стабилизатор напряжения

Q1 - BC238 25V 100mA N-P-N Транзистор
Q2 - BD139 80V 1.5A N-P-N Транзистор

L1 - Первичная обмотка (соединенная с коллектором Q2): 100 витков
Вторичная обмотка: 10 витков
Диаметр провода: O.2мм
Пластиковый каркас с ферритовым сердечником. Внешний диаметр: 4мм. 

T1 - 220V Первичная обмотка, 12+12V Вторичная обмотка 3VA сетевого трансформатора

PL1 - Сетевая вилка со шнуром

Схема приемника:

Детали приемника:

R1 - 100K 1/4W Резистор
R2 - 1K 1/4W Резистор
R3,R4,R6-R8 - 12K 1/4W Резисторы
R5 - 47K 1/4W Резистор
R9-R15 - 470R 1/4W Резисторы
R16 - 680R 1/4W Резистор

C1,C2 - 47nF 400V Полистироловые конденсаторы
C3,C7 - 1nF 63V Полистироловые конденсаторы
C4 - 10nF 63V Полистироловый конденсатор
C5,C6,C10 - 220nF 63V Полистироловые конденсаторы
C8 - 1000µF 25V Электролитический конденсатор
C9 - 100pF 63V Керамический конденсатор

D1,D2,D5 - 1N4148 75V 150mA Диоды
D4,D4 - 1N4002 100V 1A Диоды
D6-D8 - С общим катодом 7-семисегментные светодиодные индикаторы

IC1 - 4093 Счетверенный 2-х входовый элемент Шмитта НЕ-И
IC2 - 4518 Сдвоенный двоично-десятичный суммирующий счетчик
IC3 - 78L12 12V 100mA Стабилизатор напряжения
IC4 - 4017 Десятичный счетчик с 10 выходами дешифрации
IC5 - 4553 Трехцифровой двоично-десятичный счетчик
IC6 - 4511 Преобразователь двоично-десятичного в 7-сегментный код

Q1 - BC239C 25V 100mA N-P-N Транзистор
Q2-Q4 - BC327 45V 800mA P-N-P Транзисторы

L1 - Первичная обмотка (Соединенная с C1 и C2): 10 витков
Вторичная обмотка: 100 витков
Диаметр провода: O.2мм
Пластиковый каркас с ферритовым сердечником. Внешний диаметр: 4мм. 

T1 - 220V Первичная обмотка, 12+12V Вторичная обмотка 3VA сетевого трансформатора

PL1 - Сетевая вилка со шнуром


Описание передатчика: 

IC1 - точный стоградусный температурный датчик с линейным выходом 10mV/°C и встроенным преобразователем напряжение-частота. На выходе IC1 (вывод 3) напряжению 10mV соответствует частота 100 Гц. Например при температуре 20°C преобразуемое напряжение составит 200mV и соответственно выходная частота 2 кГц. На транзисторе Q1 собран предварительный усилитель, а на транзисторе Q2 мощный выходной каскад передающий энергию в электрическую сеть через трансформатор на L1 и C7, C8.

Описание приемника: 

Выходное напряжение с передатчика через сеть переменного тока выделяется входным контуром на элементах C1, C2 и L1 и усиливается усилителем на транзисторе Q1. Уровень входного сигнала ограничивается диодами D1, D2. Высокочастотные составляющие сигнала отфильтровываются конденсатором C5, элементом IC1B формируются импульсное напряжение с КМОП уровнями. На микросхеме IC2B собран делитель частоты на 10. Далее выходное импульсное напряжение поступает на вход микросхемы IC5. На микросхеме IC4 собран генератор формирующий импульсы сброса для IC1B и IC5 следующие с частотой 5 Гц.
Частота 5 Гц получается за счет деления частоты напряжения сети на 10 полученной со вторичной обмотки понижающего трансформатора Т1. На элементе IC1C собран формирователь импульсов, а на микросхеме IC2A делитель на 10. Время за которое производится подсчет импульсов таким образом составляет 1 секунду. Микросхема содержит дешифратор для подключения катодов 3-х цифрового индикатора, которые подключаются через ключи на транзисторах Q2,Q3 и Q4. Аноды индикаторов соединены параллельно и подключены к декодеру двоично-десятичного кода в 7-сегментный код на микросхеме IC6. Таким образом например входная частота 2 кГц деленная на 10 дает на индикаторе значение 20.0°C. 

Примечания: 

1. D6 индицирует старший разряд, а D8 младший разряд. 
2. Через R16 подключена десятичная точка которая горит постоянно. 
3. Подстроечным резистором R4 в передатчике устанавливается частота 5 кГц на выводе 3 IC2 при входном постоянном напряжении 0,5V на выводе 7 (настройка точности АЦП) 
4. Для простоты настройки необходимо сравнить показания обычного термометра с показаниями прибора и подобрать сопротивление R4 до совпадения показаний. 
5. Располагайте датчик температуры вдали от местных источников тепла, например понижающего трансформатора
6. Линейность устройства очень хорошая. 
7. Аккуратно работайте с напряжением 220V, производите все манипуляции со схемой при отключенном сетевом напряжении. По окончании сборки поместите схему в пластиковую коробку.