Нарисовать термометр для школы. Сделай сам: электронный термометр своими руками. Что для этого нужно

Предлагаемый для самостоятельной сборки цифровой измеритель температуры позволяет в реальном времени измерить температуру в диапазоне от нуля до 99 градусов по Цельсию. Проект разработан на базе микроконтроллера PIC16F1825, драйвера CAT4016 для LED дисплея, температурного датчика DS18200 и двух 7-сегментных светодиодных индикатора с общим анодом. Этот маленький удобный термометр потребляет довольно малый ток и может работать с 4.5 вольтовой батарейкой, составленной из 3-х элементов АА. Яркость дисплея можно изменить, заменив значение резистора R1.

Электронный термометр - принципиальная схема

Характеристики электронного термометра

• Диапазон температур от 00 до 99 градусов
• Входное питание 4,5 - 5В DC
• Ток потребления 20 мА

Несмотря на то, что сейчас пошла тенденция в качестве дисплея применять более экономичные ЖКИ, в данном приборе есть смысл поставить большие яркие светодиодные индикаторы, чтоб показания было видно издалека и даже в темноте. Схема соединений и подключения внешних элементов к плате показана выше.

Если планируется использовать его в виде уличного градусника - само устройство монтируется в коробочке с сетевым адаптером внутри квартиры, а датчик температуры DS18200 подключается гибким шлейфом. Если нет возможности искать контроллеры - можете собрать на обычных микросхемах. Прошивка для микроконтроллера, оригинал статьи на английском и рисунок печатной платы можно

Термометр является необходимым средством, при помощи которого многие измеряют температуру воздуха в доме, воды, а также тела. В продаже имеются различные модели приборов, различающиеся по внешнему виду, способу измерения (ртутные, инфракрасные, электронные), а также по стоимости.

Но при желании можно изготовить термометр из подручных материалов своими руками. Процесс потребует терпения и выдержки, также понадобится смекалка.

Жидкостный термометр

Виды термометров, которые можно сделать своими руками

Прибор, сделанный своими руками, прослужит более длительный период.

Но прежде чем приступать к изготовлению, стоит рассмотреть разновидности термометров:

Модель инфракрасного бесконтактного термометра

Изготовить самостоятельно можно различные виды термометров – жидкостные, с механическим принципом работы, имеющие металлические спирали или ленты, электронные или цифровые.

Самым простым вариантом будет изделие из картона, сделать его достаточно просто.

Электронные и цифровые устройства требуют опыта, знаний электроники. Для их изготовления могут применяться различные схемы, которые требуется правильно подсоединить. Такие устройства часто используются для морозильных камер.

Как сделать термометр

Прибор можно изготовить из подручных материалов, которые имеются дома.

Из пластиковой бутылки

Самодельный термометр из пластиковой бутылки делает просто, главное, подготовиться к процессу. Для начала необходимы материалы:

• пластиковая бутылка высотой 20-25 сантиметров;
• водопроводная вода;
• медицинский спирт;
• пищевой краситель;
• измерительная емкость;
• пипетка;
• тонкая трубочка из стекла или пластика;
• масло растительное;
• пластилин или формовочная глина;
• линейка;
• маркер с тонким стержнем;
• белая бумага с плотной структурой;
• скотч;
• холодная и горячая вода;
• обычный термометр, который потребуется для калибровки.

Самодельный термометр

Схема изготовления самодельного прибора выглядит так:

1. В емкость (пластиковую бутылку) следует налить воду и медицинский спирт в пропорциях 1:1.
2. Затем в раствор нужно добавить несколько капель пищевого красителя. Добавлять его следует при помощи пипетки.
3. Краситель требуется для легкого определения изменений температуры.
4. Важно, чтобы раствор заполнял бутылку до самых краев.
5. После этого в бутылку вставляется трубочка из пластика или стекла. Вставлять ее нужно осторожно, чтобы вода не выливалась.
6. Поднимите верхнюю часть трубочки над горлышком, чтобы она выступала примерно на 10 сантиметров, другой конец не должен доставать до дна бутылки.
7. Устанавливаем трубочку правильно и фиксируем при помощи формовочной глины или пластилина.
8. Закупорка должна быть плотной, чтобы из емкости не могла вытечь жидкость.
9. С боковой стороны к трубочке следует прикрепить полоску из белой плотной бумаги. Ее нужно разместить с тыльной стороны трубочки и прикрепить при помощи скотча.
10. Бумага требуется для облегчения контроля уровня жидкости в трубочке. Также в дальнейшем на нее можно будет нанести метки.
11. Измерительный раствор также нужно долить в трубочку, доливать его следует при помощи пипетки.
12. Важно добиться того, чтобы жидкость в трубке поднималась на высоту пяти сантиметров над горлышком бутылки.
13. Далее нужно в трубку добавить каплю растительного масла. Выполнять это нужно осторожно, лучше использовать пипетку.
14. Растительное масло предотвратит испарение измерительной жидкости и повысит срок службы самодельного термометра.

Испытание

После полной сборки термометра, его необходимо проверить. Для этого его поочередно нужно опустить в миски с холодной и горячей водой. При помещении в холодную воду уровень жидкости в трубке должен снизиться, в горячую – повыситься. Если так и происходит, это значит, что прибор собран правильно.

Откалибровать изделие можно при помощи обычного термометра. Для этого его следует поднести к бумаге, слегка прислонить и при помощи маркера нанести метки. Калибровка поможет использовать самодельное устройство для измерения температуры воздуха или жидкости.

Сложный вариант – электронный термометр

Схема устройства

Расшифровка показателей схемы

Если вы увлекаетесь техникой, то можно сделать электронный термометр. Но для него потребуется приобрести специальные детали. Для самостоятельного изготовления подойдет простой прибор, имеющий следующие показатели:

• диапазон температур от 0 до 99 градусов Цельсия;
• уровень входного питания 4,5-5В DC;
• показатель тока потребления - 20 мА.

Плата электронного термометра (схема подключения соединений).

Чтобы сделать электронный прибор для измерения температуры, потребуется приобрести специальную плату. Если вы хотите чтобы показания были четкими и их можно было увидеть издалека, то лучше используйте большие и яркие светодиодные индикаторы. Правильное подключение и подсоединение внешних элементов к плате изображено на рисунке.

Плата с внешними элементами

Если термометр будет использоваться для измерения температуры на улице, его нужно вмонтировать в специальную коробочку с сетевым адаптером внутри квартиры. Сам датчик температуры подключается при помощи гибкого шлейфа.

Плата с гибким шлейфом

Преимущества и недостатки

К преимуществам самостоятельно изготовленного прибора можно отнести:

• простое изготовление;
• можно выполнить из дешевых подручных материалов, что экономически выгодно;
• не требуется использовать агрессивные вещества. В качестве измерения может применять жидкость из воды и спирта;
• легкое применение;
• длительный срок службы.

Но есть несколько недостатков:

• электронные варианты имеют сложную схему изготовления;
• для изделий с электронным или цифровым устройством требуется приобретать специальные платы, схемы;
• иногда изделия могут показывать неточные измерения.

Самодельные термометры являются прекрасным способом для того, чтобы сэкономить деньги на покупке нового прибора. Прибор, выполненный своими руками, прослужит намного дольше дешевых измерительных устройств.

Погода – дело глобальное, поэтому синоптики всего мира работают сообща: утверждают единые стандарты, обмениваются данными. Прогнозы погоды касаются больших территорий и, при всём желании, не могут учитывать особые климатические условия именно нашего детского сада. Вот почему так часто обещанный дождь проходит стороной!

Поэтому чтобы составлять собственные прогнозы, мы с помощью родителей создали у себя на участке метеоплощадку. И с её созданием появилась возможность уйти от стереотипов в наблюдении на прогулке и погрузить детей в мир исследований и открытий. Здесь мы с детьми не только наблюдаем за погодными изменениями, но учимся пользоваться измерительными приборами: термометр, снегометр, дождеметр (дождемер), флюгер, компас, анемометр, календарь природы.

Приборы на метеорологической площадке устанавливают в определённом порядке. Чтобы они не затеняли друг друга и не препятствовали свободному обмену воздуха.

Иногда бывает трудно объяснить принцип действия того или иного прибора, поэтому на помощь родителям и педагогам приходят модели, которые помогают ребенку понять, как действует приспособление для измерения.

Мы расскажем пошагово, как сделать из картона термометр. Такой градусник из бумаги можно будет использовать не только при работе на метеостанции, но и на занятиях по ознакомлению с окружающим миром, РЭМП, при ведении календаря погоды. Также термометр из картона, сделанный своими руками, можно повесить на стену в детской комнате. Благодаря модели ребенку легче будет понять, что такое ноль, что означают отрицательные и положительные числа, установить связь между показаниями прибора и изменениями в природе или в телесных ощущениях.

Нам понадобится:

светлый картон или полукартон; толстые нити красного и белого цвета; иголка с большим ушком; линейка, автоматическая ручка или яркий фломастер; карандаш.

Выполнение работы:

Вырезаем из картона полоску размером 12х5 см. Наносим на шкалу разметку карандашом от – 35 градусов до +35 градусов Цельсия, затем обводим ручкой или фломастером. Если у вас имеется принтер можно скачать изображение шкалы с интернета или создать ее самому, а потом распечатать на бумаге и наклеить для прочности распечатку на картон. Такая модель будет эстетичнее.

Связываем между собой концы красной и белой нитей. В иглу вдеваем нить красного цвета, прокалывая в самой нижней части шкалы термометра. Затем вдеваем белую нить и прокалываем иглой верхнюю точку шкалы. На обратной стороне термометра из бумаги выправляем концы нитей. Модель для измерения температуры воздуха готова!

Объяснив ребенку, как действует прибор, измеряющий температуру воздуха, можно поиграть с ним в игру с передвижением двухцветной нити «Что бывает?» Красный показатель находится на минусовой отметке - ребенок может перечислять, что происходит в природе: «На улице холодно, идет снег, лужи покрылись льдом, люди надели теплые куртки, шапки, варежки» и т. д. Если показатель на плюсовой температуре, ребенок вспоминает, что происходит в природе, когда тепло.

Для детских сюжетно-ролевых игр «Дом» и «Больница» можно сделать своими руками медицинский градусник из картона.

Как сделать градусник из картона?

На картоне рисуем форму, аналогичную форме медицинского градусника для измерения температуры тела. Наносим шкалу с соответствующими температурными показателями.
В нижний показаградусов, вставляем красную нить, в верхний показаградуса, вставляем белую нить. Также скрепляем нити между собой, лишнее отрезаем.
Когда модель медицинского градусника будет готова, хорошо бы объяснить ребенку, какая температура тела бывает у здоровых людей, какая у больных, что значит «повышенная», «высокая» и «пониженная» температура. Теперь можно измерять температуру всем «больным» куклам, а также использовать градусник в играх с подружками. Кто знает, может быть в будущем ваш малыш захочет быть медицинским работником, благодаря детским играм?!

Подобные модели, способствующие умственному , очень хорошо делать, привлекая к изготовлению самих детей. Поделки, сделанные собственными руками, особенно радуют маленьких мастеров и побуждают относиться к предметному миру более ответственно и бережно.

Сегодня мы расскажем, как своими руками сделать электронный термометр из трех деталей.

Очень простой и достаточно точный термометр можно сделать, если у вас случайно завалялся старый стрелочный амперметр со шкалой 100 мкА.
Для этого потребуется и всего две детали.
Температура измеряется датчиком LM 35. Этот интегральный кремниевый включает в себя термочувствительный элемент — первичный преобразователь и схему обработки сигнала, выполненные на одном кристалле и заключенные в корпус, такой, как, например, у КТ 502 (ТО- 92). У датчика LM 35 есть конструктивная разновидность с теми же параметрами, но иной цокалевкой и теплоотводом, что очень удобно для контактных измерений температуры.
Выходное напряжение датчика LM 35 пропорционально шкале Цельсия (10мВ/ С). При температуре 25 градусов этот датчик имеет на выходе напряжение 250 мВ, а при 100 градусов на выходе 1,0 В.
Обозначение датчика несколько необычно. Цоколевка приведена на рисунке.

На схеме датчик изображают прямоугольником с обозначением типа прибора и нумерацией выводов.
термометра приведена на рисунке и столь проста, что не требует пояснений.
Собранный термометр должен быть откалиброван.
Включите схему. Датчик LM 35 плотно прижмите к резервуару ртутного градусника, например с помощью изоленты, укутайте место соединения или просто положите все под подушку. Так как любые тепловые процессы инерционны, придется подождать с полчаса или больше, чтобы температуры датчика и градусника выровнялись, затем потенциометром установите стрелку микроамперметра на цифру, соответствующую температуре градусника. Вот и все. Термометром можно пользоваться.

В авторском варианте для тарировки был использован градусник от 0 до 50 градусов Цельсия с ценой деления 0,1 градус, поэтому термометр получился достаточно точным.
К сожалению, найти такой градусник проблематично. Для грубой тарировки можно просто положить датчик рядом с термометром, измеряющем скажем температуру в помещении, подождать часа два и выставить нужную температуру на шкале микроамперметра.
Если точный градусник все же найдется, то в качестве индикатора вместо стрелочного прибора можно использовать цифровой мультиметр, например китайский ВТ-308В, тогда показания температуры можно будет считывать до десятых долей градуса.
Для тех, кто хочет ознакомиться с интегральными датчиками подробно- простите сайт kit-e.ru или rcl-radio.ru (искать LM 35).

Создание термометра в домашних условиях потребует некоторого времени, но сама процедура довольно проста и понятна. Соберите термометр своими руками и проверьте его, убедившись, что он дает правильные показания. Если термометр работает как следует, откалибруйте его, прежде чем использовать для измерения температуры.

Шаги

Часть 1

создание термометра

1. Приготовьте измерительный раствор. Заполните измерительную емкость водой и медицинским спиртом в пропорции 1:1. Для цвета добавьте в раствор 4-8 капель пищевого красителя и осторожно перемешайте получившуюся смесь.

   • Обратите внимание, что добавление пищевого красителя не изменяет реакцию раствора на колебания температуры. Краситель лишь способствует съему показаний прибора, облегчая наблюдение за столбиком жидкости в трубке термометра.
   • Можно не добавлять спирт, используя лишь воду, но смесь равных долей воды и медицинского спирта быстрее реагирует на изменения температуры, чем вода.
   • При определении необходимого объема раствора ориентируйтесь на объем используемой вами бутылки. Понадобится достаточно жидкости, чтобы целиком заполнить бутылку, плюс еще небольшое количество.

2. Залейте измерительный раствор в чистую бутылку. Заполните бутылку раствором до краев. В конце можно использовать пипетку, добавляя последние капли окрашенной жидкости до тех пор, пока она не заполнит бутылку по самые края.

   • Можно использовать как стеклянную, так и пластиковую бутылку.
   • Постарайтесь, чтобы раствор не перелился из бутылки наружу.
   • Можно создать термометр и без заполнения бутылки измерительной жидкостью до самых краев. Однако при этом конструкция прибора должна быть такой, чтобы при расширении раствор поступал в измерительную трубку, а не заполнял пространство бутылки, оставшееся свободным. Тем не менее, заполнение бутылки до конца обеспечит более быструю реакцию жидкости на температурные изменения.

3. Вставьте в горлышко бутылки тонкую стеклянную либо пластиковую трубку и зафиксируйте ее. Делайте это осторожно и не спеша, чтобы жидкость не перелилась через края бутылки. Оставьте по меньшей мере 10 см (4 дюйма) трубки поверх бутылки, проследив при этом, чтобы нижний конец трубки не доставал до дна емкости. Закрепите трубку формовочной глиной, покрыв ею горлышко бутылки.

   • Следует герметично запечатать глиной горлышко бутылки. При этом лучше всего, если в бутылке не останется воздуха, то есть она будет полностью заполнена жидкостью.
   • Если у вас нет формовочной глины, используйте расплавленный воск или пластилин.
   • Герметичная закупорка бутылки играет большую роль. Плотная крышка предотвращает вытекание раствора из бутылки при нагревании, в результате чего весь избыток расширившейся жидкости поступает в трубку.

4. Прикрепите к боковой поверхности трубки полоску белой плотной бумаги. Разместите бумагу с тыльной стороны трубки, прикрепив ее с помощью скотча.

   • Бумажная полоска не обязательна, но она облегчит вам наблюдение за уровнем жидкости в трубке. Кроме того, если вы собираетесь затем калибровать свой термометр, чтобы точно измерять с его помощью температуру, вы сможете нанести на бумажную полоску метки, соответствующие определенным значениям температуры.

5. Долейте измерительный раствор в трубку. Осторожно добавьте несколько капель раствора сверху трубки при помощи пипетки. Добейтесь того, чтобы жидкость поднималась в трубке на высоту 5 см (2 дюйма) над горлышком бутылки.

   • Добавив в трубку несколько капель раствора, вы облегчите наблюдение за его уровнем, когда он будет изменяться при повышении или понижении температуры.

6. Добавьте в трубку одну каплю растительного масла. Проделайте это со всей осторожностью при помощи пипетки. И помните -- всего лишь одну каплю.

   • Растительное масло не смешается с раствором, оставшись на его поверхности в трубке.
   • Добавление растительного масла предотвратит испарение измерительной смеси. В результате термометр прослужит намного дольше, выдавая точные результаты после калибровки.

7. Осмотрите изготовленный термометр. Собрав прибор, проверьте его несколько раз перед тем, как использовать для измерений, чтобы убедиться, что вы не допустили ошибок при его изготовлении.

   • Ощупайте бутылку. Убедитесь, что из нее не вытекает жидкость.
   • Осмотрите слой глины на горлышке бутылки и убедитесь, что он плотно запечатывает емкость.
   • Проверьте трубку и прикрепленную к ней бумагу, удостоверившись, что они прочно закреплены и не сместятся во время эксплуатации термометра.

   Часть 2

   испытание термометра

   1. Поместите термометр в емкость с ледяной водой. Наполните небольшую миску холодной водой и положите в нее немного льда. Подождите, пока вода охладится, затем осторожно поместите бутылку термометра в эту миску. Убедитесь, что уровень жидкости в трубке термометра хорошо виден.

      • При помещении в холодную воду уровень жидкости в трубке термометра должен понизиться.
      • Материя состоит из атомов и молекул, пребывающих в непрерывном движении. Энергия этого движения называется кинетической энергией. При понижении температуры движение частиц вещества замедляется, и их кинетическая энергия уменьшается.
      • При использовании термометра температура, то есть кинетическая энергия частиц среды, передается частицам жидкости, используемой в приборе. Иными словами, измерительная жидкость термометра приобретает температуру окружающей среды, и в результате вы можете определить эту температуру.
      • При охлаждении частицы измерительной жидкости замедляются, и расстояние между ними уменьшается. В результате раствор сжимается, и уровень жидкости в трубке термометра падает.

   2. Поместите термометр в емкость с горячей водой. Наберите горячую воду из крана или подогрейте ее на плите, не доводя до кипения. Осторожно опустите термометр в горячую воду, наблюдая за уровнем жидкости в его трубке.

      • Учтите, что следует подождать, пока жидкость в бутылке термометра прогреется до комнатной температуры после того, как вы вынули бутылку из ледяной воды. Не опускайте ее в горячую воду сразу после того, как достали из ледяной, поскольку при таком резком перепаде температур бутылка может треснуть, особенно если она стеклянная.
      • При нагревании измерительной жидкости она поднимется вверх в трубке термометра.
      • Как уже отмечалось, частицы материи при нагревании ускоряют свое движение. Когда высокая температура воды передается измерительному раствору, частицы последнего ускоряют свое движение, и среднее расстояние между ними увеличивается. Это приводит к расширению жидкости и поднятию ее уровня в трубке термометра.

   3. Проверьте работу термометра в других средах. Испытайте его в средах с различной температурой. Проследите, как уровень измерительной жидкости в трубке падает при низких температурах и повышается при высоких.

      • Отметьте, насколько изменяется уровень жидкости в трубке термометра при помещении его в холодную или горячую среду.
      • Можно поместить термометр в холодильник, на освещенный солнечным светом подоконник, порог дома в теплый и холодный день, тенистое место в саду, погреб, гараж, на чердак дома.