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无线电电子与电气工程百科全书 / 功率调节器、温度计、热稳定器

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为了观测天气，通常使用多种仪器，每种仪器测量一个参数。最近，国外制造的便携式电子气象站出现销售，但价格相当昂贵。本文作者尝试为此类设备开发业余设计。

气象站可以测量三个参数：风速、温度和大气压力。信息在四位七元 LED 指示灯上一一显示（每 6 秒）。另外四位数字持续显示当前时间：小时和分钟，并带有闪烁的小数点。

气象站示意图如图 1 所示。一。

（点击放大）

该设备基于微控制器（单片机）KM1816BE51或KM1816BE751（DD1）。基于DD5、DD6芯片的三通道多路复用器提供三个传感器之一的交替连接。接下来，信号进入放大器DA2，然后进入压频转换器DA3的输入端。

气象站的配置可能不同。例如，您可以通过两个通道（室外和室内）测量温度，通过第三个通道测量压力

八位显示器上的信息通过串行通道来自控制器。这允许您将显示器（连同寄存器和解码器 DD2-DD4）移动相当长的距离。

所有控制（设置小时、分钟、打开和关闭通道）均通过三个按钮 SB1-SB3 进行。使用 SB1 按钮，您可以选择小时、分钟、测量通道，向下设置小时或分钟，或者在所选参数的小数点闪烁时关闭通道。如果所选参数的小数点闪烁，则使用 SB3 按钮向上调整时钟并打开通道。按钮SB2执行“安装/选择”功能。它工作在触发模式下。如果在选择参数（按钮 SB1、SB3 之一）后按 SB2，则所选参数的小数点开始闪烁，现在可以使用 SB1 和 SB3 按钮设置参数。

来自控制器的信号按顺序发出，6 秒后，将下一个传感器连接到 DA2 放大器的输入。与传感器的选择同步，输入 DA3 处的正偏移发生变化。该微电路产生输出信号，其频率线性取决于输入电压。

有必要为所有传感器设置初始偏移，包括从零开始运行的传感器（风速传感器），因为为了确定温度的符号，软件从获得的结果中减去常数 3000（十进制），并且程序所有三个通道的测量结果处理方法相同。这使得设备更加灵活：传感器没有严格绑定到某些通道，可以在两个或三个通道上连接温度传感器，您可以使用自制实验传感器（例如湿度传感器）的任何通道。

DA3芯片的输出将脉冲信号提供给微控制器的第一定时器/计数器的输入。在这种情况下，第二个定时器被编程为时钟分频器，并生成用于动态指示（显示扫描）的625 Hz信号和1秒的时间间隔，在此期间第一个定时器对来自DA3的脉冲进行计数。接下来，在第一个定时器中从所得的两字节数中减去常数3000（十进制），将结果的绝对值除以4，四舍五入，进行小数校正，并抑制无意义的零。

信息以同步传输方式（移位寄存器）通过串口输出。频道信息每 6 秒更改一次，显示在右侧四位数指示器（HG3、HG4）上，小时和分钟显示在左侧（HG1、HG2）上。

电容C9是频率设定电容，因此对其精度和TKE有特殊要求。您可以使用K31-10。电容器C9的电容为4020±40pF。电容器C8——容差为5%。昂贵的 KM1816BE751 芯片（陶瓷 UFPZU 外壳）可以用带有闪存程序存储器的 AT89S52 代替。下表显示了 DD1 控制器的固件。

（点击放大）

温度传感器RK1是铜电阻ESM-03-GR23。自己制作很容易：用直径为 0,15 毫米的铜线，缠绕一个直径为 50 毫米的线圈，并使其呈细长形状，然后将其放入圆珠笔盒中，然后先倒入 VGO-1 密封剂进去。如果设备仅使用一个温度传感器，则无需精确调整其电阻：R = 50 ± 5 欧姆。您还可以使用集成温度传感器 K1019EM1，但由于在额定电流为 1 mA 且温度为零时，传感器上的电压等于 2,73 V 将使 DA2 放大器进入饱和状态，因此必须将初始偏置施加到DA2。在这种情况下，您需要安装电阻R'并拆焊R18。

绝对大气压传感器是国内公司生产的：MIDA-DA-53（MIDA，乌里扬诺夫斯克），TDM2-A，PAD-K01（ZAO ICNT，泽莱诺格勒）。国外博世、摩托罗拉的传感器比国内的要贵。例如，摩托罗拉的 MRX 2200AP 传感器售价为 15 美元，在主要参数：灵敏度和温度依赖性方面不如我们的传感器。这种传感器可以在无线电市场上购买。

风速传感器的一种可能设计如图 2 所示。 XNUMX.

家庭气象站

这里： 1 - 由镀锌铁制成的锥体（底部直径 - 80 毫米，高度 - 75 毫米）； 2 - 镀锌铁制成的保护屏（焊接到轴上）； 3-caprolon轴承； 4——直径为8毫米的不锈钢轴； 5 - 测速发电机 G1（电动机 DPN-ZON-19）； 6——橡胶软管接头（最好采用真空橡胶）； 7——支架； 8——气缸； 9——直径为4、长度为320毫米的钢辐条。

建立气象站需要使用工业温度计和气压计对其进行校准。风速测量通道的校准比较困难（由于缺乏参考装置）。与如图所示的那些。 2种尺寸并使用DPM-ZON-19电动机作为测速发电机，通过实验获得以下关系：U-740·n，其中U是测速发电机产生的电压，单位为毫伏； n 是风速，单位为米每秒。

微调电阻器 R24-R26 调节偏置，R12-R14 调节转换斜率。

如果您使用 LED 光电二极管光电耦合器并在它们之间旋转快门，而不是测速发电机，则风速计会更加准确且更容易。来自光电二极管的信号可以直接应用于微控制器的输入。

固件表

作者：S. Semiletnikov，莫斯科

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