Thermomètre 002 avec PIC 16F88 et un affichage 7 segments

Published 26 February 2016 | By Julien

Dernière mise à jour le 01/02/2015

Présentation

implantationn

Ce montage a entièrement été développé sur ma platine EasyPic V7. Son principe repose sur un PIC 16F88 qui permet d’effectuer les mesures par l’intermédiaire dune sonde CTN. La température ambiante mesuré dans une pièce par exemple sera affichée grâce à un afficheur 7 segments à anodes communes.

Schéma

Fonctionnement
Le principe est le suivant, la température mesuré grâce à la sonde de type CTN, celle-ci permet de donner une indication de température en faisant varier à ses pattes une tension comprise entre 0V et 5V. Cette tension mesurée « attaque » directement l’entrée analogique n°2 du PIC 16F88 qui lui seul fait tous le travail pour donner la valeur de la température dans laquelle la sonde CTN est située.
La variation de tension n’est pas linéaire puisque elle se fait sous forme exponentiel. En effet la constante de temps thermique, période pendant laquelle la température de thermistance va changer de 63% de la différence de température entre la température ambiante
température T0 (° C) à la température de T1 (° C) mesurée.

Test et essais de la thermistance CTN (10K)

(Il ne reste plus qu’à brancher la pile de 9Vdc pour faire mes essais et le tour est joué)
D’après mes calculs, pour une tension de 5Vdc aux bornes de l’ensemble (résistance+ thermistance CTN de 10K) et une tension comprise aux bornes de la thermistance d’environ 2,96V (valeur mesuré sur l’oscilloscope numérique voir photo plus bas).
Sachant cela, nous pouvons apprécier la formule du pont diviseur par rapport à la thermistance CTN qui donnerait :
Rctn=(-2,96*10000)/(2,96-5)=14500 Ohms (environ)
La doc constructeur nous donne pour une résistance de R0 (25°C) une constante B=3380K. Nous pouvons en déduire par la formule qui je donne ci-dessous la valeur de la température qui est égale à :
T=1/([Ln (R/R0)]/B)+(1/T0), sachant que 1°C correspond à 274,15K nous avons B qui correspond à 3380K soit environ 12,32°C. R0 est la résistance de la thermistance à 25°C soit 10K et R la résistance de la thermistance pour une température de X°C soit 14,5K.
T=1/([Ln (R/R0)]/B)+(1/T0)=1/([Ln (14500/10000)]/12,32)+(1/25)=14,25°C
On peut donc confirmer que la température est d’environ 14,25°C lorsque la tension aux bornes de la thermistance est d’environ 2,96V.

Aperçu du fonctionnement par graphe
L’essai de cette thermistance CTN donne les résultats suivants un peu plus poussés grâce à mon Oscilloscope numérique.

(Clique pour agrandir)

Un tableau récapitulatif des valeurs calculées en fonction de différentes températures:

Comme vous pouvez le constater d’après le tracé de l’oscilloscope lorsque la température augmente, la tension diminue et vice versa de façon exponentielle.

Cœur du montage
Bien entendu « bourré d’électronique », puisque ce montage s’articule autour d’un PIC de la famille 16F, celui-ci possède des entrées analogiques mais aussi des sorites numériques qui permettrons de donner le niveau de température grâce aux afficheurs 7 segments. Encore une fois il s’agit d’un affichage multiplexé qui permettra de faire des économies point de vue électrique.

Thermistance CTN 10K
Pour « calibrer » la thermistance, il est intéressant de mesurer la résistance de cette thermistance pour pouvoir régler la valeur du potentiomètre RV1. En effet si vous obtenez une valeur de thermistance d’environ 8K, le potentiomètre RV1 devra être réglé proche de cette valeur, ce qui favorisera la précision du thermomètre électronique.