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1) Introduction :

    La météo est l'un des thèmes les plus abordés dans la vie quotidienne. Il est même probable que la séquence météo du journal télévisé du soir soit le programme de télévision le plus regardé. Ceci me porte à croire que le thermomètre numérique Min / Max  que je vous propose ici de décrire intéressera bon nombres d'entre vous...

2) Présentation du thermomètre digital :

     Caractéristiques du montage, programme 68HC11F1 :

           Caractéristiques du thermomètre :

            - Courant absorbé par le montage : 100 mA environ.
            - Alimentation du montage : 9 volts à  15 volts.
            - Précision de la mesure : +/- 0,25 °C.
            - Plage de mesure : de -10°C à +54°C.
            - Indication de dépassement : trois barres sur les afficheurs de type : - - . -
            - Affichage de la température intérieure et extérieure : alternée toute les secondes entre la valeur 'IN' et 'OUT'.
            - Type d'affichage de la température : 7 segments électroluminescents multiplexés.

           Programme du thermomètre :

Programme Essai4.S19 à implanter dans l'EEPROM du microcontrôleur : 68HC11F1.ZIP

AVIS : Le programme source (code assembleur) ne sera pas diffusé.

     Éléments extérieurs du thermomètre digital :

         Les afficheurs 7 segments :

    Le logiciel est chargé d'alterner l'affichage entre la température intérieure et extérieure toutes les deux secondes via deux leds indicatrices IN / OUT :

Affichage de la température intérieure 'IN' (20,2°C).

Affichage de la température extérieure  'OUT' (28,7°C). 

         Lecture des minima et maxima de température :

    Le dispositif  est chargé de mémoriser le maxima et minima des températures intérieures et extérieures. L'affichage de ces valeurs mémorisées se fait en maintenant pressé l'une des deux touches 'MIN' ou 'MAX' en façade du boîtier.

   Retrouvez ci-dessous le résumé des différentes commandes :

Touches 'MIN' et 'MAX' en façade du boîtier

    REMARQUE : Lors de chaque mise sous tension, pensez à effacer les températures minimales et maximales mémorisées, en pressant les touches MIN et MAX simultanément.

         Le capteur de lumière LDR :

       Une LDR placée en façade du boîtier permet de modifier l'intensité lumineuse de toutes les leds (afficheurs 7 segments compris). Le seuil de basculement peut être réglé en modifiant la valeur de la résistance R28  : voir [ Réalisation ] .

La LDR en gros plan en bas à gauche de l'image.
Elle réduit ou augmente l'intensité lumineuse de toutes les diodes électroluminescentes en fonction de jour et de la nuit (la nuit => intensité réduite des leds, le jour => intensité maximale des leds).

     Éléments intérieurs du baromètre digital :

         Le capteur de température :

    Le LM35 DZ est un capteur de température compact de National Semiconductor. Ce circuit intégré comporte 3 broches et génère une tension de sortie en relation linéaire avec la température exprimée en degrés Celsius. Le facteur d'échelle adopté est de 10, 0 mV/°C avec une non-linéarité est de+/- 0,25%.  L'étalonnage par laser effectué en usine permet la production d'un capteur à un prix abordable en dépit de sa très bonne précision.

   II n'est pas nécessaire de ce fait de procéder à un réglage externe. Vu sa consommation de courant propre très faible, moins de 60 mA, l'échauffement intrinsèque de ce composant est minimale.    D'après le fabricant, la dérive maximale due à cet échauffement est, en l'absence de circulation d'air, de 0,08 °C, c'est-à-dire négligeable. La tension d'alimentation admissible va de 4 à 30 V.

Aspect du capteur de température LM 35 DZ

    Le schéma de principe montre que le capteur de température se compose d'un circuit de stabilisation de la tension à une valeur fixe et d'une source de courant aux bornes de laquelle la tension varie selon un facteur de 8,88 mV/°C. Un étage d'amplification rudimentaire applique un gain de 1,125 à cette tension thermo-sensible de sorte que l'on dispose bien du facteur d'échelle de 10 mV/°C.

   Cet amplificateur opérationnel définit en outre une impédance de sortie faible de 0,1 W. Le courant de sortie maximal pouvant être produit est de 1 mA. II existe plusieurs versions de ce composant, certaines d'entre elles disposant d'un boîtier métallique. Notons qu'il existe une version de ce capteur baptisée LM34 qui produit une tension de sortie de 10 mV/°F.

Le schéma de principe interne du capteur de température LM 35

         Aspect général du montage :

         Les afficheurs sept segments (anodes communes) :

Vu de face

Vu de profil. On utilisera 3 supports lyres (32 broches) pour surélever les afficheurs de façade.
(La photo montre un support tulipe surmonté de deux supports lyres)

         Leds de signalisation, touches et base de temps à quartz :

         Régulation, connecteurs, réglages et circuits analogiques :

         Connecteur d'alimentation :

    Plusieurs types de connecteurs peuvent convenir. Vous avez aussi la possibilité d'utiliser une embase d'alimentation dont le corps est sérigraphié sur le routage du circuit imprimé...

         Connecteur du capteur de température LM 35 :

    Deux connecteurs jacks stéréo permettront d'assurer simplement les liaisons électriques entre le capteur et le boîtier. Deux capteurs identiques devront être utilisés pour la mesure des températures intérieures et extérieures avec pour cette dernière une liaison tri filaire vers l'extérieur de l'habitation. Voir [ Réalisation ] pour le raccordement des capteurs LM35 aux connecteurs Jacks.

Capteur de température LM 35 inséré dans un connecteur stéréo jack 3,5 mm de Æ .

Bibliographie :

   "Precision Centrigrade temperature sensors" : Document Motorola