探讨无需电池即可工作的数字温度计电路的实现方法

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在现代科技的推动下，我们的生活中充斥着各种电子设备，而这些设备通常都需要电池供电。然而，随着对环境保护和能源利用的日益重视，研究人员开始寻找无需电池即可工作的解决方案。数字温度计作为广泛应用于日常生活和工业领域的设备，也成为了研究的热点之一。

在传统的数字温度计中，通常会使用电池来提供电源。然而，电池的使用不仅增加了设备的成本，还对环境造成了一定的负担。因此，开发一种无需电池即可工作的数字温度计电路成为了一个有意义的课题。这不仅可以减少对电池的依赖，还能够降低设备的成本，并对环境产生更小的影响。

那么，如何实现无需电池即可工作的数字温度计电路呢？在这个论坛中，我们将探讨一些可能的解决方案，并讨论它们的优缺点。

介绍一个无需电池即可工作的数字温度计电路项目。该电路不是使用电池，而是使用小型太阳能电池，并通过从周围光源提供的环境光中获取电力来工作。

这使得电路非常紧凑、重量轻、用途广泛且无忧无虑，同时测量来自给定源的温度。温度计可用于测量人体温度、房间温度、散热器、天气分析或任何其他需要 0 度到 100 摄氏度之间临界温度测量的合适应用。

基本工作理念
参考下面的电路图，IC1的工作原理类似于温度传感器设备。该 IC 是一种流行的 LM35芯片，可响应周围环境温度按比例升高而产生线性增加的直流输出。准确地说，它以外壳温度每升高一摄氏度 10 mV 的速率产生输出 DC。LM35 具有内置校准电路，可在 0 °C 时产生 0 V 电压。除了这个IC，这个光功率温度计的另一个主要元件是集成电路ICL7136（ICI），它内部由数字电压表级，十进制移位器和LCD输出接口组成，该接口操作3位和1/2位LCD面板用于温度读数。

ICL7136 电压表该 IC 还具有一个内部振荡器，该振荡器以最小的时钟频率工作，确保整个模块能够以最小的功率运行，同时显示屏上没有任何闪烁。通过适当调整预设P1来进行电路的温度读数校准。电路的工作原理二极管 D1 和电阻 R11 确保 LM35 在低于 0 °C 的环境温度下转为负电压。此处的 LED D1 和 D2 不用作普通指示灯 LED，而是用作基准电压发生器，用于获得相当精确的 1.6 V恒定基准电压源，此功能仅需低至几安培。虽然标准齐纳二极管的基准电位更准确，但齐纳二极管需要比LED高得多的正向电流，因此在此应用中避免使用齐纳二极管。IC3及其相关元件的工作方式类似于太阳能电池电源的电压监控级。每当太阳能电池输出电压降至2.0 V以下时，运算放大器通过晶体管T7关闭主温度计电路级。此功能可确保IC1、IC2级在如此低的电压下不会发生故障，并产生带错误的温度读数。为了正常工作，LM35 需要 5.5 V 的最小电源电压，而对于 IC2，其正常工作所需的最小基准电位为 7 V。
使用低环境光
运算放大器IC3纵为施密特触发器，使其工作在1V的迟滞电平下。这意味着，当太阳能电池电压为8 V时，IC输出将打开，当降至7V以下时，IC输出将关闭。7 V开关导通阈值使用预设P2精确调整。包括IC1、IC2的电路能够在10至200微安的电流范围内正常工作。当太阳能电池上的光源不足且电流下降时，IC3关闭IC1 /IC2的电源，从而消除太阳能电池上的负载及其电压上升至8 V。该8V存储在电容C6中。IC3检测到这一点并打开电路的电源，以便温度计现在利用这种存储的能量工作。当C6放电至7V阈值以下时，IC3再次通过T2切断电路电源。IC3的上述功能实际上在环境光低或下降到太阳能电池无法为温度计产生足够功率以使其正常工作的情况下非常有用。在这种情况下，IC3将太阳能电池的电源打开/关闭，以便用户能够在开关ON/OFF模式下检查温度，但绝对没有错误。这使得温度计即使在低环境光条件下也能保持完美工作，而不是完全关闭。迟滞电平（1 V）可通过更改电阻R7的值根据用户偏好进行更改电容C6值决定了IC3/T2在弱光条件下的开/关速度。减小 C6 值将导致显示屏的开/关速度更快，反之亦然。
建设和设置
光动力温度计的PB设计如下图所示。

组装 PCB 很容易， 但 LCD 模块在插入 PCB 时必须小心处理， 因为该设备非常脆弱且容易断裂。确保您不要忘记 PCB 上的几个电线连接。最初不要在PCB上安装IC2 LM35，以允许在LM1的Vout和GND端子上引入+000.35V。在此之前，请确保调整P1，使显示屏读数为100°C。完成此操作后，取出太阳能电池或外部电源（如果使用），现在将IC2固定在PCB上。
太阳能电池
太阳能电池可以是任何微型或微型太阳能电池组合在一起，以产生9 V，电流为10 mA。如果您不希望使用太阳能电池或光电源，而是使用普通电池，则可以用普通的 9 V PP3电池替换电源，由于设计功耗极低，该电池可能会持续很长时间。警告：拟议的光供电数字温度计不应用作临床温度计，除非电路经过授权实验室的验证和确认。

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