Un thermomètre numérique électronique conçu pour mesurer la température ambiante avec une bonne précision tout en utilisant un nombre réduit de composants. Ce type de montage est très apprécié dans les projets pédagogiques et amateurs, car il permet de comprendre les bases de la mesure de température, du conditionnement de signal et de l’affichage numérique. Le principe repose sur un capteur thermique analogique associé à un circuit de traitement et à un afficheur numérique, généralement à LED ou à segments.
Principe de fonctionnement de la mesure de température
Le cœur du montage est le capteur de température, souvent un composant de type LM35 ou équivalent. Ce capteur délivre une tension proportionnelle à la température, avec une pente typique de 10 mV par degré Celsius. Par exemple, à une température de 25 °C, la tension de sortie du capteur atteint environ 250 mV. Cette relation linéaire simplifie considérablement le traitement du signal et permet une conversion directe entre la tension mesurée et la valeur de température affichée.
Conditionnement du signal analogique
La tension issue du capteur étant relativement faible, le schéma intègre un étage d’amplification basé sur un amplificateur opérationnel alimenté sous une tension comprise entre 5 V et 12 V selon la conception. Le gain est calculé afin d’exploiter pleinement la plage dynamique du circuit de conversion analogique numérique. Dans un montage typique, un gain compris entre 5 et 10 permet d’obtenir une tension de sortie plus exploitable, par exemple 1,25 V pour une température de 25 °C lorsque le gain est de 5. Cette amplification améliore la résolution globale du thermomètre.
Conversion et affichage numérique
Le signal amplifié est ensuite dirigé vers un circuit de conversion et d’affichage numérique. Dans de nombreux schémas similaires, un circuit intégré spécialisé assure la conversion analogique numérique et pilote directement un afficheur à sept segments. La résolution courante de ce type de montage est de 1 °C, ce qui est suffisant pour des applications domestiques ou éducatives. La plage de mesure s’étend généralement de 0 °C à 99 °C, ce qui couvre la majorité des besoins pratiques pour la surveillance de la température ambiante ou d’un équipement électronique.
Alimentation et stabilité du montage
L’alimentation du thermomètre numérique est un point essentiel pour garantir la stabilité des mesures. Le schéma utilise souvent une tension régulée de 5 V obtenue à l’aide d’un régulateur linéaire comme le 7805. Ce régulateur assure une tension stable même si la source d’alimentation varie entre 7 V et 12 V. Une bonne régulation permet de limiter les erreurs de mesure, car le capteur de température et les circuits de traitement sont sensibles aux variations de tension. Des condensateurs de filtrage de valeurs comprises entre 100 nF et 100 µF sont placés stratégiquement pour réduire le bruit électrique.
Précision et fiabilité des mesures
La précision globale du thermomètre dépend principalement du capteur utilisé et de la qualité du conditionnement du signal. Un capteur de type LM35 offre une précision typique de ±0,5 °C à 25 °C, ce qui est très correct pour un montage simple. En tenant compte des tolérances des résistances et de l’amplificateur opérationnel, l’erreur totale du système reste généralement inférieure à ±1 °C. Cette performance rend le schéma parfaitement exploitable pour des applications de contrôle thermique non critiques.
Applications pratiques du schéma
Ce schéma de thermomètre numérique peut être utilisé dans de nombreuses applications pratiques. Il convient parfaitement à la surveillance de la température d’une pièce, d’un boîtier électronique ou d’un système d’alimentation. Grâce à sa simplicité et à son faible coût, dont le budget total dépasse rarement quelques dizaines de dinars ou d’euros selon les composants disponibles, il constitue une excellente base pour l’apprentissage de l’électronique analogique et numérique. Il peut également être intégré dans des projets plus complexes comme des stations météo ou des systèmes de régulation thermique.
Conclusion sur le schéma du thermomètre numérique
Le schéma du thermomètre numérique illustre parfaitement l’équilibre entre simplicité, fiabilité et performance. Avec une architecture claire, des composants standards et des valeurs numériques cohérentes, ce montage permet de mesurer la température avec une précision suffisante pour la majorité des usages courants. Il représente un excellent exemple de projet électronique éducatif optimisé pour la compréhension et la mise en pratique des principes fondamentaux de la mesure de température.
C’est un thermomètre digital de mesure de température de 0 à 99C a base de DS1820.
La température s’affiche sur une écran LCD 1×16. Le processeur utilisé dans ce montage est un PIC16F84A.
Schéma
Source: coolcircuit.com | CC