小型温度・湿度計

【概要】

オペアンプ内蔵のPIC16F785を使って温度と湿度を計測できる
小型のユニットを作ってみました。
PIC以外にはICが不要なので簡単な構成で小型にできました。
外観は下記のようになっています。


実際に表示した例は下記のようになります。


温度、湿度ともちょっと誤差が大きく
この試作は失敗だったようです。
次のページに改良版をアップしました。

【全体構成】

PIC内蔵のオペアンプを使って、湿度センサの出力の増幅と対数変換検波整流
を行っています。対数変換はやや簡易的な方法ですが、湿度センサがもともと
それほどの精度は無いので問題ないでしょう。

【回路構成】

全体の回路は下図のようになっています。湿度センサは外部に実装しTP2,TP3に接続
するものとします。
温度センサは直接PICに接続してA/D変換するようにしています。1.5V前後の出力なので
直接入力しますが、変化幅が少ないので10ビットのA/D変換ではやや分解能が不足となります。





湿度センサ関連の回路を回路図で表すと下図のようになっています。
まずPICのCCPモジュールで生成した1kHzの矩形波を振幅が１Vになるように分圧し、
1つ目のオペアンプで電流増幅しています。さらにコンデンサで直流成分をカットしてから
湿度センサに加えています。
センサの抵抗で制限された電流を2つ目のオペアンプで対数増幅すると同時に整流して
います。対数増幅はD3のダイオードの順電流が対数で流れるのを利用して負帰還を
かけています。
この整流した結果をA/Dコンバータでデジタル変換し、ソフトウェアでスケール変換して
湿度に変換しています。
細かくいうと、湿度センサは温度により影響を受けますので、温度センサの温度で補正
する必要がありますが、今回は省略して約25℃のときのデータでスケール変換しています。


ただ、実際に較正してみた結果では、湿度はかなり非直線になっているようで、大きな
誤差となっています。
大きな誤差要因は、パルスを矩形波にしたことと、対数変換アンプの精度のようです。

【外観】　

組み立て完成した基板は下記のようになります。
PICだけで構成されていますから、すっきりしています。



基板のハンダ面です。ここにDC/DCコンバータが実装されています。

【プログラム概要】

プログラムはいたって簡単な構成で、一定時間間隔で温度と湿度を読み取り
スケール変換した後、液晶表示器に表示しているだけです。

ただ、実際に較正してみた結果では、湿度はかなり非直線になっているようで、大きな
誤差となっています。
大きな誤差要因は、パルスを矩形波にしたことと、対数変換アンプの精度のようです。


★★★　温度湿度計のプログラム一式

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