本文介紹了一個(gè)無(wú)需電池即可工作的數(shù)字溫度計(jì)電路項(xiàng)目。該電路不是使用電池，而是使用小型太陽(yáng)能電池，并通過從周圍光源提供的環(huán)境光中獲取電力來工作。

這使得電路非常緊湊、重量輕、用途廣泛且無(wú)憂無(wú)慮，同時(shí)測(cè)量來自給定源的溫度。

溫度計(jì)可用于測(cè)量人體溫度、房間溫度、散熱器、天氣分析或任何其他需要 0 度到 100 攝氏度之間臨界溫度測(cè)量的合適應(yīng)用。

基本工作理念

參考下面的電路圖，IC1的工作原理類似于溫度傳感器設(shè)備。該 IC 是一種流行的 LM35

芯片，可響應(yīng)周圍環(huán)境溫度按比例升高而產(chǎn)生線性增加的直流輸出。準(zhǔn)確地說，它以外殼溫度每升高一攝氏度 10 mV 的速率產(chǎn)生輸出 DC。

LM35 具有內(nèi)置校準(zhǔn)電路，可在 0 °C 時(shí)產(chǎn)生 0 V 電壓。

除了這個(gè)IC，這個(gè)光功率溫度計(jì)的另一個(gè)主要元件是集成電路ICL7136（ICI），它內(nèi)部由數(shù)字電壓表級(jí)，十進(jìn)制移位器和LCD輸出接口組成，該接口操作3位和1/2位LCD面板用于溫度讀數(shù)。

ICL7136 電壓表

該 IC 還具有一個(gè)內(nèi)部振蕩器，該振蕩器以最小的時(shí)鐘頻率工作，確保整個(gè)模塊能夠以最小的功率運(yùn)行，同時(shí)顯示屏上沒有任何閃爍。

通過適當(dāng)調(diào)整預(yù)設(shè)P1來進(jìn)行電路的溫度讀數(shù)校準(zhǔn)。

電路的工作原理

二極管 D1 和電阻 R11 確保 LM35 在低于 0 °C 的環(huán)境溫度下轉(zhuǎn)為負(fù)電壓。

此處的 LED D1 和 D2 不用作普通指示燈 LED，而是用作基準(zhǔn)電壓發(fā)生器，用于獲得相當(dāng)精確的 1.6 V

恒定基準(zhǔn)電壓源，此功能僅需低至幾安培。雖然標(biāo)準(zhǔn)齊納二極管的基準(zhǔn)電位更準(zhǔn)確，但齊納二極管需要比LED高得多的正向電流，因此在此應(yīng)用中避免使用齊納二極管。

IC3及其相關(guān)元件的工作方式類似于太陽(yáng)能電池電源的電壓監(jiān)控級(jí)。

每當(dāng)太陽(yáng)能電池輸出電壓降至2.0 V以下時(shí)，運(yùn)算放大器通過晶體管T7關(guān)閉主溫度計(jì)電路級(jí)。

此功能可確保IC1、IC2級(jí)在如此低的電壓下不會(huì)發(fā)生故障，并產(chǎn)生帶錯(cuò)誤的溫度讀數(shù)。

為了正常工作，LM35 需要 5.5 V 的最小電源電壓，而對(duì)于 IC2，其正常工作所需的最小基準(zhǔn)電位為 7 V。

使用低環(huán)境光

運(yùn)算放大器IC3縱為施密特觸發(fā)器，使其工作在1V的遲滯電平下。這意味著，當(dāng)太陽(yáng)能電池電壓為8 V時(shí)，IC輸出將打開，當(dāng)降至7

V以下時(shí)，IC輸出將關(guān)閉。

7 V開關(guān)導(dǎo)通閾值使用預(yù)設(shè)P2精確調(diào)整。

包括IC1、IC2的電路能夠在10至200微安的電流范圍內(nèi)正常工作。當(dāng)太陽(yáng)能電池上的光源不足且電流下降時(shí)，IC3關(guān)閉IC1 /

IC2的電源，從而消除太陽(yáng)能電池上的負(fù)載及其電壓上升至8 V。該8

V存儲(chǔ)在電容C6中。IC3檢測(cè)到這一點(diǎn)并打開電路的電源，以便溫度計(jì)現(xiàn)在利用這種存儲(chǔ)的能量工作。當(dāng)C6放電至7

V閾值以下時(shí)，IC3再次通過T2切斷電路電源。

IC3的上述功能實(shí)際上在環(huán)境光低或下降到太陽(yáng)能電池?zé)o法為溫度計(jì)產(chǎn)生足夠功率以使其正常工作的情況下非常有用。在這種情況下，IC3將太陽(yáng)能電池的電源打開/關(guān)閉，以便用戶能夠在開關(guān)ON/OFF模式下檢查溫度，但絕對(duì)沒有錯(cuò)誤。這使得溫度計(jì)即使在低環(huán)境光條件下也能保持完美工作，而不是完全關(guān)閉。

遲滯電平（1 V）可通過更改電阻R7的值根據(jù)用戶偏好進(jìn)行更改

電容C6值決定了IC3/T2在弱光條件下的開/關(guān)速度。減小 C6 值將導(dǎo)致顯示屏的開/關(guān)速度更快，反之亦然。

建設(shè)和設(shè)置

光動(dòng)力溫度計(jì)的PB設(shè)計(jì)如下圖所示。

組裝 PCB 很容易， 但 LCD 模塊在插入 PCB 時(shí)必須小心處理， 因?yàn)樵撛O(shè)備非常脆弱且容易斷裂。

確保您不要忘記 PCB 上的幾個(gè)電線連接。最初不要在PCB上安裝IC2 LM35，以允許在LM1的Vout和GND端子上引入+000.35

V。在此之前，請(qǐng)確保調(diào)整P1，使顯示屏讀數(shù)為100°C。 完成此操作后，取出太陽(yáng)能電池或外部電源（如果使用），現(xiàn)在將IC2固定在PCB上。

太陽(yáng)能電池

太陽(yáng)能電池可以是任何微型或微型太陽(yáng)能電池組合在一起，以產(chǎn)生9 V，電流為10 mA。

如果您不希望使用太陽(yáng)能電池或光電源，而是使用普通電池，則可以用普通的 9 V PP3

電池替換電源，由于設(shè)計(jì)功耗極低，該電池可能會(huì)持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間。

警告：擬議的光供電數(shù)字溫度計(jì)不應(yīng)用作臨床溫度計(jì)，除非電路經(jīng)過授權(quán)實(shí)驗(yàn)室的驗(yàn)證和確認(rèn)。