Philo
Датчик температуры LEGO дорогой, и найти его сложно (единственный надежный поставщик, которого я знаю - это PleStore, и он ведет поставки только по США!). Поэтому я попытался построить полностью аналогичный оригинальному температурный датчик, чтобы RCX мог правильно показывать температуру.
Выбор компонентов
Такой тип датчиков обычно строится на основе специального резистора, сопротивление которого понижается с ростом температуры (ОТК - резистор с отрицательным температурным коэффициентом). Затем мне нужны были базовые значения сопротивления и температурного коэффициента.... Посетив сайт Michael Gasperi's я узнал, что сопротивление датчика LEGO - 12 кОм при 25°C. Однако Майкл уточняет, что такой резистор трудно достать, а датчик, вероятно, построен на основе терморезистора 10 кОм с ОТК соединенным последовательно с постоянным резистором 2.2 кОм. Он также советует использовать высокий температурный коэффициент в диапазоне до 4 000 К.
Таким образом, я купил два вида ОТК резисторов - BC-Components 2322-640-63103 и Murata NTSA0XV103FE1B0. После добавления к ним резисторов по 2.2 кОм я нанес на график температуру, отображаемую на RCX вместе с реальной температурой (измеренной термопарой).
Отлично! Показания температуры в диапазоне, исключающем предельные значения (RCX отображает температуру только от 20°C до 70°C) оказались правильными, отклонение не превысило 1°C.
Температура, отображаемая на RCX относительно реальной температуры.
Затем я нашел в документе "RCX internals" часть программного кода использующего RCX для конвертирования величины сопротивления датчика в температуру. Я применил этот алгоритм со значениями сопротивления, взятыми из Murata и BC даташитов, и оказалось, что они очень похожи.
Показания RCX после обработки относительно температуры.
Таким образом, теория и эксперименты подтверждают выбор компонентов.
Конструкция
Осталось только смастерить датчик, ниже показано, что у меня получилось (но, конечно, могут использоваться другие, возможно, более простые методы!)
Необходимые материалы:
- кирпичик LEGO 2 x 4
- пластинка LEGO 2 x 4
- кабель электрический LEGO
- резистор 10 кОм с ОТК, я использовал малогабаритный резистор Murata
- резистор 2.2 кОм
- 2 куска латунной трубки диаметром 4 мм, первый длинной 1 см, второй 4 см
- кусок термоизоляционной трубки подходящий по размерам для фиксации на латунной трубке
- электрические провода, припой, термоизоляционная трубка для изоляции проводов
- эпоксидная смола и цианакриловый клей
Инструменты:
- электродрель
- сверло 4 мм
- сверло 8 мм
- плоский напильник
- и конечно же паяльник, ножик...
Сборка
Соедините вместе обе латунные трубки при помощи термоизоляционной трубки так, чтобы расстояние между частями было примерно 1 мм. Наконечник пробника будет термически изолирован от остальной части. Припаяйте провода и резистор 2,2 кОм к терморезистору, изолируйте места пайки термоизоляционной трубкой.
Вставьте пробник в латунную трубку.
Запечатайте трубку и зафиксируйте терморезистор эпоксидной смолой.
Используя электродрель, удалите две из трех внутренних трубок в LEGO кирпичике. ОСТОРОЖНО, НЕ ПОРАНЬТЕ ПАЛЬЦЫ!!! Просверлите отверстие диаметром 4 мм в стенке кирпичика и во внутренней трубке. Сделайте отверстие в противоположной стенке кирпичика, чтобы пропустить провода.
Вставьте трубку в отверстие в кирпичике, затем припаяйте электрический кабель LEGO. Склейте латунную трубку и кирпичик цианакриловым клеем.
Закройте кирпичик пластинкой 2 х 4 (вы можете приклеить ее, но перед этим не забудьте проверить, работает ли ваше творение!)
