Беспроводной ВЧ термометр с кодом Морзе на ATtiny13


Sholto Fisher, K7TMG
Сайт автора: https://www.qsl.net/k7tmg/morse-code-hf-wireless-thermometer.htm

Этот проект фактически воплотился в жизнь после того, как довольно дорогой коммерческий беспроводной термометр здорово запылился. Он съел батарейки, отказался общаться и, наконец, замкнулся, в результате чего его собственная температура (и моя!) значительно поднялась.

Так что, всегда осознавая «истинный дух радиолюбителей», я решил, что сделаю свой собственный проект, которыйне будет пытаться связываться с внутренним дисплеем, используя диапазоны 432 МГц или FM. Устройство будет работать на слуховом восприятии! Так что теперь всё, что мне нужно сделать, это настроить мой приемник на нужную частоту и послушать текущую температуру, не выходя на улицу!

В этом проекте используется небольшой ВЧ-генератор, без усилителя и антенны, потому что они нам не нужны (в моём случае). На небольшом расстоянии мы можем его уверенно услышать на домашний КВ-приемник. Фактическая мощность генератора, составляет менее 1 милливатта, поэтому маловероятно, что у кого-то возникнет много QRM, особенно при работе без антенны!

В основе проекта - миниатюрный 8-битный микропроцессор Atmel ATtiny13 с очень низким энергопотреблением, собственной памятью, таймером, АЦП и несколькими настраиваемыми выходными/входными портами.

В проекте используется датчик температуры LM335, подключенный к АЦП в микроконтроллере. Этот датчик обеспечивает разрешение 10 мВ на градус Кельвина, из которого легко получить соответствующие температуры Цельсия и Фаренгейта.

Ниже показана схема и фото прототипа, использующего перфорированную макетную плату:

Схема беспроводного термометра кода Морзе Законченный агрегат.

ВЧ-передатчик на самом деле представляет собой простой генератор Колпитца, использующий кристалл из мусорного ящика. В своей версии я использовал дешевый 4.00MHz кварц, который извлек из старого компьютера. Частота, конечно, не критична, но, вероятно, должна быть вне радиолюбительских диапазонов, на тот случай, если вы однажды проведете QSO на этой частоте!

Генератор потребляет ток около 1 мА при передаче и управляется непосредственно с одного из выходных контактов ATtiny. Схема с резонанасным контуром в цепи коллектора помогает очистить форму сигнала от гармоник. Я использовал миниатюрную катушку индуктивности 27uH и подстроечный конденсатор 10-60 пф. В идеале это должно быть отрегулировано с помощью осциллографа при наблюдении сигнала на эмиттере транзистора. Вероятно, достаточно просто подстроить триммер до тех пор, пока генератор надежно не запустится. Гармоники будут присутствовать на очень низких уровнях. Вы должны быть достаточно близко к генератору, чтобы принять сигнал, но если вы поместите термометр где-нибудь рядом с внешней антенной вашего примника (трансивера), он будет работать нормально. Я стараюсь использовать базовую частоту кварца выше, чем, возможно (10–12 МГц). Вам также потребуется изменить параметры контура (уменьшить индуктивность), чтобы получить надежные колебания на гораздо более высокой частоте (смотри схему в конце статьи).

Датчик LM335 имеет внутреннюю точность 1°K, но для калибровки, с учетом рабочих условий, требуется миниатюрный потенциометр 10k. Вы можете измерить напряжение на контакте 3 ATtiny и установить его на 2,982 В при комнатной температуре (25°C). Небольшие эксперименты с настоящим термометром и немного терпения помогут вам сделать его достаточно точным.

Выходные данные температуры в коде Морзе будут передаваться примерно каждую минуту и ??будут отправлять показания по Цельсию, за которыми следует буква «C», а затем показания по Фаренгейту, за которыми следует «F». Скорость кода Морзе около 12 слов в минуту. Все отправленные значения температуры являются целыми числами. Это немного теряет точность, но так принимать намного проще! Отрицательные температуры начинаются с символа дефиса Морзе / минуса: - · · · · -

Здесь звуковой образец CW-термометра в действии! Температура 30°С и 87°F

Диапазон температур от -40°F/-40°C до 127°F/53°C. Температура за пределами этого диапазона приведет к бессмысленному результату, но вряд ли это будет проблемой, если только вы не живете в Антарктиде или пустыне Сахара. Для тех, кто живет в Антарктиде или Сахаре, напишите мне, и я постараюсь расширить диапазон для вас.

Питание термометра само по себе не является сложным вопросом. Я считаю, что литиевая батарея PP3 (9 В) должна работать несколько недель, но для более длительного срока вы можете использовать 6 щелочных батареек AA для обеспечения 9 В. Напряжение 9 В не критично, и все, что выше примерно 6,5 В, должно работать нормально. Поскольку общая потребляемая мощность составляет около 4 мА, дешевый 12 В "зарядник" на солнечных элементов также будет идеальным кандидатом. В проекте есть встроенный стабилизатор напряжения 5 В, поэтому можно безопасно использовать любое напряжение до 30 В постоянного тока, если вы соблюдаете правильную полярность! (Впрочем вся схема работает и от одного литиевого аккумулятора 3,3 В.)

Другая идея может заключаться в том, чтобы запитать его от сетевого источника питания 12 В. Если вы поместите термометр на внешнюю стену дома (или в гараже, теплице), вы сможете провести к нему 12 В через стену. Это также увеличило бы принимаемый сигнал, если бы он находился через стену дома.

О корпусе

Я намеренно не предложил корпус для этого проекта, поскольку оставляю это на ваше усмотрение. Для правильной работы датчик должен иметь температуру воздуха, но не подвергаться воздействию внешних факторов. Вы можете использовать металлический «радиатор» (возможно, оцинкованный болт) через пластиковый корпус в качестве теплопроводящего устройства. Нанесите немного термопасты на датчик и немного клея, чтобы удержать его на месте. Электроника должна находиться в водонепроницаемом контейнере для длительного срока службы. В идеале его также следует устанавливать в месте, защищенном от дождя и прямых солнечных лучей. Я все еще экспериментирую с корпусами, поэтому мне было бы интересно услышать предложения по этому поводу. Еще одно предостережение: в очень холодном климате батарея может замерзнуть, поэтому вам, возможно, придется исследовать какой-либо тип пенопластовой изоляции для неё.

Хотя я заявлял, что антенна не нужна, но если ваше устройство работает очень тихо, небольшой провод, подключенный к эмиттеру PN2222A, может помочь вам услышать его.

Помнитe...
Читатели в других странах должны проверить ваши местные законы о радиосвязи для определения законности использования конкретных радиочастот!

Исходный код (на сайте автора).
HEX-код (на сайте автора).

Soft: Morse_Термометр.zip [35.88 КБ] (локальный)

Установки AVRDUDE для программирования: -U lfuse: w: 0x69: m -U hfuse: w: 0xff: m
(LFUSE: 0x69, HFUSE: 0xFF).

Я больше не могу поставлять предварительно запрограммированный ATtiny13, но я опубликовал исходный код и шестнадцатеричный файл, если вы хотите запрограммировать его самостоятельно.

Вы можете связаться со мной по следующему адресу электронной почты sholto.fisher@outlook.com Введите это в свой почтовый клиент, чтобы связаться со мной.

Местоположение этого проекта: http://www.qsl.net/k7tmg/morse-code-hf-wireless-thermometer.html

Последнее обновление 27/10/2009

Удачи в реализации проекта, я буду рад помочь или ответить на вопросы.
~ 73 ~


Информация с форума: http://asis-kbr.ru/forum/viewtopic.php?f=11&t=206

Хочу поделится доработкой термометра от K7TMG. Начинающим, да и не только, будет полезно.
Итак, термометр на Tiny13 который считывает данные с аналогового датчика LM335 через АЦП и передает их при помощи миниатюрного передатчика на одном транзисторе, на частоте 3.5 Мгц азбукой морзе! Такая схема может быть использована в качестве радиомаяка для контроля температуры в горах/на даче/ или еще где то далеко. Плюс она может стать отличным маяком для контроля за прохождением радиоволн, ведь на этих частотах даже с мощностью 100 мВт при нормальной антенне передатчик слышно за сотни километров.

Написано на ассемблере.

Я для себя немного доработал программу

  1. Убрал в коде передачу температуры в фаренгейтах
  2. Добавил к передаче температуры передачу координат по RDA чтоб другим людям было понятно с какой территории они слышат маяк
  3. Подключил (+) передатчика не к выводу микроконтроллера а к (+) питания для увеличения мощности, управление подал на резистор R2, правый вывод разорвал от катушки и повесил на 2ю ногу микроконтроллера. Теперь при передаче смещение подается на транзистор и генератор излучает, при паузе на нем "-" и транзистор заперт.
  4. Поставил кварц на 3.579 МГц (радиолюбительский диапазон).

Доработанный вариант термометра


Доработка схемы генератора для диапазона 13,56 МГц от AA7EE.

Вариант термометра для частоты 13,56 МГц


Перевод проекта - RA3TOX (сайт "Радиофанат").