Download: T555r.zip
Wenn man verreist dann oft mit Laptop und Handy, dann ist schon fast alles da um auch die Temperatur zu messen. Es wird nur noch eine Minischaltung mit dem bewährten Timer IC 555 benötigt, die lässt sich für wenige Cent bauen und an den Mikrofoneingang des Laptops anschliessen.Mit dem passenden Programm sieht das Thermometer dann so aus wie im Bild oben.
Die Minischaltung mit dem
555, die Temperatur wird mit einem PTC, hier ein KTY81-210, gemessen.
Per PTC verändert seinen Widerstand mit der Temperatur, bei 20 C hat er etwa 2000 Ohm. Er ist Teil des astabilen Multivibrators mit dem 555, d.h wenn sich die Temperatur ändert, dann ändert sich das Tastverhältnis, der dutycycle, des Rechtecksignals am Ausgang des 555. Das wird hier gemessen, genauer gesagt die Zeit Tlow. Tlow ist direkt proportional zum Widerstand des PTC und damit zur Temperatur. Die Frequenz wird auch gemessen weil es ziemlich einfach ist, sie wird nur ausgewertet um zu sehen, ob ein Signal da ist, ansonsten ist f = 1 / T nicht linear genug.
Das Ausgangssignal geht an den Mikrofoneingang des Laptops. Das PC Programm nimmt das Signal von der Soundkarte mit 44100 Hz mono (8 bit) auf, das ist fest eingestellt und ist ein standard WAVE_FORMAT_PCM was praktisch alle Soundkarten verarbeiten können. Benutzt wird mmsystem, die Win API und ein 2 KByte Buffer. Dann geht es los.
Im Statusbar wird unten die Tlow Zeit angezeigt, als 0, 3336 d.h. 33% ist das Signal low, dann die Frequenz und dann die minimalen und maximalen Signalwerte, die beiden sind so etwas wie eine Aussteuerungsanzeige. Wenn die Frequenz über 100 Hz liegt, dann wird die Temperatur berechnet und angezeigt, digital und in dem runden Thermometer. Zuerst auf den Start button drücken.
Die 2. Seite mit den
Kalibrationswerten
Man muss unbedingt kalibrieren, das geht auch einfach. Bei Raumtemperatur wird, im Vergleich mit einem guten Thermometer, die Temperatur und der Wert für Tlow in die oberen edit Felder eingetragen. Dann nimmt man ein Glas mit Eiswasser (Eis kleinschlagen) und hält den PTC vorsichtig hinein. Nach einer Weile verändert sich Tlow nicht mehr, dieser Wert geht in das untere Feld. Das wars. Mit OK werden die Werte übernommen und in einer Datei T555.txt gespeichert. Die wird beim Start des Programms wieder gelesen. Da ist noch ein Invert Signal Feld, wenn die Soundkarte das Signal invertiert und Tlow bei 0,7 liegt dann anklicken.
Hier wird angenommen, dass der PTC zwischen 0 und 26 Grad linear ist, das stimmt mehr oder weniger. Wenn wir das mal voraussetzen dann wird die Temperatur = deltaT/deltaPW * (Tlow -Tlow(0)).
Das Thermometer und der
Recorder rechts, damit wird der Temperaturverlauf dargestellt. Dort
nochmal auf Start drücken.
Das Zeitintervall für die Aufnahme kann man einstellen, die Temperaturwerte werden im Diagramm angezeigt und in das Memofeld geschrieben. Das kann man speichern und später auswerten. Hier sieht man was passiert, wenn man den PTC aufheizt, er braucht schon 100 Sekunden, bis er wieder auf die Umgebungstemperatur abgekühlt ist.
Die Miniplatine zum
Miniprojekt
Der 555 läuft mit 5V, die kommen vom Ladegerät des Handy.
Es gibt viele Thermometer auf der Welt aber kaum eine preisgünstigere Lösung und schnell gebaut ist es auch.