טיפים שימושיים

כיצד להכין מדחום קרטון במו ידיכם: תיאור שלב אחר שלב

Pin
Send
Share
Send
Send


כדי להחליף את מדי הטמפרטורה האנלוגיים הלא נוחים במיוחד, המבוססים על יכולת הנוזל להתרחב ולהתכווץ, הציע התעשייה מכשירים נפרדים. למכשירים פשוטים מאוד אלה יש מספר יתרונות בלתי ניתנים להכחשה. אתה יכול לקנות מטר כמעט בכל חנות לציוד ביתי או לאקלים, אבל זה הרבה יותר מעניין להכין מדחום אלקטרוני עם חיישן מרוחק בעצמך.

מהות המכשיר

מדחום, אנלוגי בינוני - מדחום, המיועד למדידת טמפרטורת הסביבה. המכשיר הראשון הומצא בשנת 1714 על ידי הפיזיקאי הגרמני D.G. פרנהייט. בבסיס העיצוב שלו הוא השתמש בבקבוק אטום שקוף, שבתוכו היה אלכוהול. לאחר מכן המדען השתמש בכספית כנוזל. אולם קנה המידה האנלוגי, הקיים עד היום, פותח רק כעבור 30 שנה על ידי האסטרונום והמטאורולוג השבדי אנדרס צלסיוס. לנקודות ההתחלה, הוא הציע לקחת את הטמפרטורה של קרח להמיס ומים רותחים.

עובדה מעניינת היא כי בתחילה צוין הטמפרטורה של התכה קרח על ידי המספר 100, ונקודת הרתיחה נלקחה כאפס. בהמשך הסולם "התהפך". בכמה דעות, צלזיוס עצמו עשה זאת, באחרים - בני ארצו הבוטנאי לינאוס והאסטרונום סטרמר.

עד מהרה הוקמה ייצור מדי כספית באופן נרחב בקנה מידה תעשייתי. עם הזמן הוחלף הכספית באלכוהול בגלל רעילותו.ואז הוצע סוג חדש של מכשיר - דיגיטלי. כיום, אולי, מדחום הפך לתכונה אינטגרלית של כל בית. בעצת ארגון הבריאות העולמי, אומצה אמנת מינמטה, שמטרתה הפסקת הדרגה של מדחום כספית. לדבריו, בשנת 2022 יופסק לחלוטין השימוש בכספית במטרים.

לכן, בגלל המאפיינים המצוינים שלו, למדחום עם מעגל דיגיטלי אין כמעט מתחרים. מכשירי האלכוהול שנמצאים במכירה מפסידים לו בדיוק ובנוחות תפיסת הנתונים.

ניתן לאתר דגמים אלקטרוניים בכל מקום, מכיוון שבחדר מבוקר אתה צריך להציב חיישן בלבד המחובר למכשיר. סוג זה משמש בתהליכים טכנולוגיים רבים של התעשייה, למשל בנייה, חקלאות, אנרגיה. בעזרתם היא נשלטת:

  • טמפרטורת אוויר בבנייני תעשייה ומגורים,
  • בדיקת חימום של מוצרים בתפזורת,
  • מצב של חומרים צמיגיים.

עקרון עבודה

לפני שתמשיכו ישירות לייצור מדחום אלקטרוני, עליכם להבין את עקרון פעולתו ולקבוע מאילו יחידות יכלול המבנה. מדי חום אלקטרוניים המיוצרים בתעשייה משתנים בגודל וייעודם. אבל כולם בנויים על אותו עיקרון פעולה.

המוליכות של החומר משתנה עם טמפרטורת הסביבה. על בסיס זה, מתוכנן מעגל המדחום האלקטרוני. לכן לרוב משתמשים בצמד תרמי בעיצוב. זהו מכשיר אלקטרוני המורכב משתי מתכות מרותכות זו לזו. על פני השטח של כל אחד מהם יש כרית קשר המחוברת למעגל המדידה. כאשר המגעים מחוממים או מקוררים, מתעורר כוח תרמו-חשמלי, שהמראה והשינוי שלו נרשם על ידי לוח האלקטרוניקה.

דור מכשירים חדש משתמש בדיודה סיליקון במקום באלמנט רגיש-יתר. אלמנט רדיו מוליך למחצה בו מאפיין זרם המתח תלוי באפקט הטמפרטורה. במילים אחרות, בחיבור ישיר (כיוון זרם מהאנודה לקתודה), ערך נפילת המתח מעבר לצומת משתנה בהתאם לחימום של מוליך למחצה.

הנתונים המעובדים מוצגים בתצוגה, שהמשתמש כבר מוסר ויזואלית. מדי חום דיגיטליים מאפשרים לך למדוד שינויי טמפרטורה בטווח שבין -50 מעלות צלזיוס ל- 100 מעלות צלזיוס.

בסך הכל ניתן להבחין בחמישה בלוקים בעיצוב מדחום פשוט:

  1. חיישן הוא מכשיר שמשנה את הפרמטרים שלו בהתאם לעוצמת הטמפרטורה הפועלת עליו.
  2. מובילי בדיקה - משמשים להסרת החיישן ומיקומו במקומות שונים הדורשים בקרת טמפרטורה. לרוב מדובר בקטרי חתך חתכים קטנים של מוליכים, אפילו כאלה המוגנים באופן אופציונלי.
  3. לוח אלקטרוניקה - מכיל בלוק מנתח שמתעד שינויים באות שמגיע מהחיישן ואז מעביר אותו למסך.
  4. תצוגה - מסך מונוכרום או צבעוני, המיועד להציג נתונים על הטמפרטורה המדודה.
  5. ספק כוח - מורכב על מעגלים משולבים האופייניים לאלקטרוניקה רדיו. משמש לייצוב והמרת הכוח המסופק לכל צמתי הלוח.

בשביל מה זה?

ניתן להשתמש במוצר נייר דומה בשיעורים ובבית. מדחום מקרטון ביתי לא ישבר, גם אם ילד יפיל אותו. בנוסף, דגם דומה של מכשיר המדידה יסייע ללמד ילדים לקבוע את הטמפרטורה ולפתור בעיות שונות. מדי חום קרטון משמשים לרוב ללימוד שיעורים בנושא שמירה על לוח שנה מזג האוויר. בנוסף, ניתן לתלות מכשיר למדידת נייר על הקיר בחדר ילדים. זה יעזור לילד להבין טוב יותר מהם המספרים האפסיים, השליליים והחיוביים. כתוצאה מכך יהיה קל יותר לילדכם ליצור קשר בין שינויי מזג האוויר מחוץ לחלון לקריאות מכשיר המדידה.

מה שצריך בשביל זה

יצירת מדחום מקרטון במו ידיכם אינה כה קשה. זה לא דורש ניסיון רב. לכן, כדי ליצור מכשיר למדידת נייר, תזדקק ל:

  1. עיפרון פשוט.
  2. עט קצה לבד או עט כדורי בהיר.
  3. שליט.
  4. תפירת מחט בעין גדולה מספיק.
  5. חוטים עבים של לבן ואדום.
  6. חצי קרטון או קרטון בצבע בהיר.
  7. מספריים.

עדיף להכין את כל הרכיבים מראש, כך שלא תוכלו לחפש אחר דבר אחר כך.

עושה ריק

לאחר מכן, ערוך סימון על רצועת קרטון, שתהיה סולם: מ" מינוס "35 ל"נוסף" 35 מעלות צלזיוס. בלי להיכשל, הקף את כל המספרים והקווים בעט עט בהיר או עט כדורי. קח את הקרטון וסמן בעזרת עיפרון פשוט רצועה ברוחב 5 ס"מ ואורך 12 ס"מ. חתוך אותו בעדינות.

להכנת מדחום קרטון מסודר במו ידיכם, תוכלו להשתמש במדפסת. לשם כך, פשוט צייר סולם עם כל הסימנים באמצעות תוכניות מיוחדות. הדגש את כל המספרים בצבעים בהירים כדי להפוך אותם לגלויים יותר. הדפס את הסולם המוגמר במדפסת. ראוי לציין כי דגם כזה של מכשיר המדידה ייראה אסתטי יותר.

צור עמוד מדחום

על מנת שהמדחום יעבוד ויציג את הטמפרטורה, יש צורך ליצור עמוד כספית. לשם כך, קח את החוט האדום והלבן. קשר אותם יחד. ואז קח מחט תפירה והשחל לתוכה חוט אדום. ניקב את סולם המדחום בחלקו העליון. משוך את קצה החוט מגב הקרטון. לאחר מכן, השחל חוט לבן למחט ונקב את הסולם בתחתית. בצד האחורי של מכשיר המדידה שלך, חבר את קצות החוטים, צור קשר חזק. כתוצאה מכך ניתן להזיז את החוט.

משחקים עם מדחום נייר

הכנת מדחום נייר במו ידיך ועכשיו אינך יודע מה לעשות הלאה. ישנם משחקים רבים המאפשרים לך להציג לילדך את המכשיר. ראשית, הסבירו לילדכם כיצד מדחום עובד. הזז את החוטים כך שהאדום יהיה מעל לאפס. לאחר מכן, הזמינו את הילד לשער מה קורה בטבע בטמפרטורה זו. לדוגמא, השמש זורחת, אנשים לובשים בגדים קלים, חם מאוד. כאשר החוט האדום נמצא מתחת לסימן האפס, אז ספר לילד מה קורה עם הטבע. לדוגמא, מים קופאים, הכל מכוסה בקרח, נפילות שלג וכן הלאה.

כיצד להכין מדחום רפואי מקרטון

כל הילדים אוהבים לשחק משחקי תפקידים. עבור "בית החולים" אתה יכול גם להכין מדחום קרטון במו ידיך. לשם כך אתה צריך: נייר, עיפרון, עט או עט קצה הלבד, חוט ומחט.

כדי להתחיל, קח דף קרטון וצייר עליו את קווי המתאר של המדחום העתידי. חתוך בזהירות את חומר העבודה וצייר עליו סולם. זה צריך להיות כמו במדחום אמיתי.

קח שני חוטים. אחד צריך להיות אדום, והשני לבן. חבר אותם. העבירו את החוט האדום לסימון הנמוך ביותר בסולם, ואת החוט הלבן לראשו. חבר את הקצוות בגב המדחום וחתך את כל העודפים.

עקרון הפעולה של מודל כזה הוא די פשוט. ניתן להזיז את החוט. צבע אדום מציין את חום הגוף. על ידי הזזת החוט, באפשרותך לשנות את המחוון.

איך לשחק עם מדחום רפואי מקרטון

לאחר השלמת ייצור מדחום מקרטון, קודם כל הסבירו לילד מדוע הוא זקוק לכך ואיך להשתמש נכון במכשיר המדידה. ספרו לו גם מה טמפרטורת הגוף של אדם בריא וחולה. למד את ילדך לשים נכון את המדחום. הסבירו לו מה המשמעות של העלייה והירידה בטמפרטורת הגוף. אולי בעתיד ילדכם ירצה להפוך לרופא בזכות משחק כזה. למד את ילדך להשתמש נכון במד. במקביל, תוכלו לספר לנו מדוע מדחום אמיתי מסוכן.

אפשרות הלמידה הטובה ביותר היא ייצור מדחום. בתהליך אתה יכול להגיד לילד מה זה, מדוע הוא נחוץ, כיצד להשתמש בו נכון וגם באילו יחידות נמדדת הטמפרטורה.

לסיכום

כפי שאתה יכול לראות, כל אחד יכול להכין מדחום מקרטון במו ידיו. כל התהליך לוקח קצת זמן. התוצאה היא גוף אידיאלי להמחשה ולחינוך ילדים. בנוסף, ייצור מדחום דורש מינימום עלות. אז עכשיו אתם יודעים להכין מדחום מקרטון. אבל זה לא מספיק. אתה צריך גם לדעת להשתמש נכון. ראוי לציין שמודלים נייר כאלה של מכשירי מדידה תורמים להתפתחותם הנפשית של ילדים. הקפידו לערב את ילדכם בייצור מדחום מקרטון. אחרי הכל, עשה זאת בעצמך מלאכות, ילדים אוהבים יותר. בנוסף, הדבר מעודד אותם להקפיד יותר על הדברים.

תכונות ייצור

לא קשה לאדם שאוהב את הרדיו החובב להכין מדחום אלקטרוני לפי התוכנית, אך יחד עם זאת, צרכן רגיל יצטרך להיות בעל כישורי הלחמה לפחות. כיום ישנן לא מעט סכמות שונות שנבדלות זו מזו הן במורכבות החזרה והן במיעוט רכיבי הרדיו.

בבחירת מעגל, קחו בחשבון את המאפיינים שהוא יכול לספק למכשיר המדידה העתידי. ראשית, זהו טווח הטמפרטורות המדודות, ושנית, השגיאה. מבחינה מבנית, תוכלו להרכיב דגם חוטי ואלחוטי. בעת הרכבת הסוג השני משתמשים במודול רדיו שמגדיל משמעותית את עלות המוצר.

בגלל השימוש במעגלי מיקרו מיוחדים רגישים, לא סביר שניתן יהיה להרכיב מעגל רכוב על פני השטח. לכן לוח מעגלים מודפס טרומי. עדיף ליצור אותו מפיברגלס מצופה נייר צדדי בשיטת "טכנולוגיית ברזל לייזר".

מהות השיטה היא שבשימוש, למשל, בספרינט פריסת, מעגל מודפס של המכשיר מצויר ומודפס בתמונת מראה בסולם 1: 1 במדפסת לייזר. לאחר מכן, החל את התמונה המודפסת עם הפנים כלפי מטה על שכבת הנייר, מגהץ את השרטוט עם מגהץ מחומם. בשל מאפייני הטונר, תמונת הקווים מועברת פיברגלס. בשלב הבא, הלוח טובל בחדר אמבטיה עם מגיב, למשל, FeCl3.

אתה יכול להשתמש במטריקס LED כאינדיקטור, אך עדיף לרכוש כל מסך מונוכרום. ניתן לקחת מסך פשוט מילולי עבור "פרוטות", למשל, הוא מתאים ליחידות מערכת ישנות המיוצרות בגורם ה- AT. אם אתה מתכנן לעצב עם חיישן מרוחק, אז אפשרות טובה היא להשתמש בלולאה בקוטר מוליך של 0.3 מ"מ 2, אך באופן עקרוני, כל חוט יעשה. במקרה זה, ככל שהחיישן גדול יותר, יש צורך בחתך גדול יותר ובחוט.

המעגלים של כמה מדי חום משתמשים בבקרי מיקרו. היישום שלהם מאפשר לפשט את המעגל החשמלי ולהגדיל את הפונקציונליות, אך יחד עם זאת דורש מיומנויות תכנות ויכולת להוריד קושחה. לשם כך אתה זקוק למתכנת, אותו ניתן גם להלחם באופן עצמאי, למשל עבור LPT של חמישה חוטים.

מדחום פשוט

תכנון מדחום פשוט מורכב משלושה חלקים בלבד ובודק. כחיישן טמפרטורה, המעגל משתמש ב- LM35. זהו מכשיר משולב עם יציאת מתח מכויל. המשרעת ביציאה של החיישן היא פרופורציונאלית לטמפרטורה. דיוק המדידה הוא 0.75 מעלות צלזיוס. אתה יכול להעביר את המעגל המשולב הן ממקור חד קוטבי והן מקוטב דו קוטבי. טווח המדידה בין -55 ° ל 150 מעלות צלזיוס.

כמולטימטר, אתה יכול להשתמש במצביע או בהתקן דיגיטלי. על פי התוכנית, מקור כוח מחובר לחיישן. לדוגמה, CROWN או שלוש סוללות אצבע המחוברות בסדרה. המונה מחובר למסופי V ו- COM ומועבר למצב מדידת הטמפרטורה. צריכת החיישן במהלך הפעולה אינה עולה על 10 מיקרוגרם.

טווח המדידה של המולטימטר מוגדר לשני וולט. התוצאה המוצגת על המסך תואמת לטמפרטורה המדודה. הספרה האחרונה במספר מציינת עשיריות לתואר.

אם תרצה, ניתן לייצר את המכשיר כפול ערוצים. לשם כך יהיה צורך לייצר מתג מכני או אלקטרוני.

מעגל דיגיטלי

אחת התוכניות הפשוטות ביותר מורכבת רק ממספר אלמנטים בודדים. העיצוב מבוסס על שימוש בחיישן המפלט ערך טמפרטורה בקוד דיגיטלי. עלות חיישן הטמפרטורה LM 335 אינה עולה על 50 סנט, ואחרי הכיול, דיוק המדידה שלו הוא 0.3- ל 1.5 מעלות צלזיוס. החיישן יכול למדוד טמפרטורה מ -40 ° ל- 100 מעלות צלזיוס. הוא זמין בשני מקרים - TO- 92 ו- SOIC. כאנלוגי, אתה יכול להשתמש בשבב המקומי K1019EM1.

במהלך ההתקנה אורך החוטים המחברים יכול להגיע לחמישה מטרים. המעגל מכויל על ידי שינוי המתח המופעל על סיכה אחת. הערך הנדרש מחושב על ידי הנוסחה:

Uout = Vout1 * T / To, איפה:

  • Uout - מתח ביציאת המיקרו-מעגל,
  • Uout1 - מתח יציאה בטמפרטורת ייחוס,
  • T ו- To הם הטמפרטורות שנמדדו והייחוס.

המתח היוצר את אות הפלט תלוי בטמפרטורה, ולכן יש לספק את הכוח שמספק לחיישן ממקור זרם. הוא מורכב על שני טרנזיסטורים KT209 ואינו דורש הגדרות נוספות. זרם האספקה ​​המרבי אינו עולה על 5 מיליאמפר. עלייה במתח היציאה ב -10 מגה-וולט תואמת לעליית טמפרטורה של דרגה אחת.

שימוש במיקרו-בקר

השימוש במיקרו-בקר במעגל מדחום ביתי כרוך בשימוש בתוכנית השולטת על פעולתו. ה- ATmega8 משמש כשבב, וה- DS18B20 הוא חיישן הטמפרטורה.

המעגל משתמש במספר קטן של רכיבי רדיו. זה פשוט ואינו זקוק להתאמה לאחר ההרכבה. מתח אספקת החשמל של המיקרו-בקר הוא חמישה וולט. כדי לייצב אותו משתמשים בשבב L7805. ניתן להשתמש בטרנזיסטורים עם כל מבנה NPN. צג קטע בן שלוש ספרות עם קתודה משותפת מתאים כאינדיקטור.

הטמפרטורה של המכשיר יכולה להשתנות בטווח שבין -55 ° עד 125 מעלות צלזיוס במרווחים של 0.1 מעלות צלזיוס. שגיאת המדידה אינה עולה על 0.5 מעלות צלזיוס. נתונים מוחלפים בין החיישן לבקר המיקרו באמצעות אוטובוס 1-Wire. עם מרחק אופסט גדול של שבב המדידה DS18B20 מה- ATmega8, יש צורך לבחור התנגדות משיכה. עדיף לפרוק אותו באופן ישיר לפלט של החיישן.

בעת תכנות, כל ההגדרות של המיקרו-בקר נותרו במפעל ולא נותרו הנתיכים. לאחר מכן, תוכלו להוסיף חיישן נוסף למדחום המורכב, כמו גם שעון. אך לשם כך יהיה צורך בידע בתכנות כדי להשלים את קוד התוכנית.

מדחום מדויק

השימוש בדיודות מוליכים למחצה וטרנזיסטורים כחיישנים מאופיין במורכבות כיול הקריאה, מה שמביא בסופו של דבר לשגיאה בתוצאת המדידה. לפיכך, כדי להשיג תוצאה מדויקת, סליל פצע דו צדדי של מוליך דק שמונח בצילינדר בגודל של 4 × 20 מ"מ משמש כמטר.

הבסיס לעיצוב הוא שבב ICL707 ומחוון זוהר. Питание можно подавать от любого источника с выходной амплитудой 12 В. На DA3 собран нормирующий преобразователь, изменяющий своё выходное напряжение в зависимости от сигнала, поступаемого с датчика.

Настройка заключается в выставлении на 36 ноге микросхемы напряжения, равного одному вольту. Делается это с помощью резисторов R3 и R4. Вместо датчика подключают резистор на 100 Ом. Изменением сопротивления R14 устанавливают нули на цифровом индикаторе. ואז המכשיר מוכן למדידות.

Pin
Send
Share
Send
Send