Главная страница -> VRTP -> Texнологии -> Технология и вспомогательные средства.

[Philin05]

Хочу рассказать о том как я изготавливал температурный датчик для уличного исполнения, даже правильнее сказать оболочку для датчика температуры. Мне надоело что у меня за окном установлен DS18B20 без всякой защиты, просто провода герметиком замазаны, он честно служит уже 5 лет, я бы его не менял, если бы не смежная тема Барограф (Барограф), который я сейчас разрабатываю. Как то не красиво получается, вот фото DS18B20 который 5-й год висит за окном:

Это сообщение отредактировал Philin05 - Mar 12 2012, 11:45 PM

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

[Philin05]

Сразу не буду томить, в результате получился вот такой, довольно симпатичный температурный датчик.

Для его изготовления понадобится:
1. Сам датчик температуры в корпусе TО-92 (DS1820, DS18S20, DS18B20, DS1821)
2. Антена
3. Микрофонный кабель (2 жилы + экран или 3 + экран), думаю не менее чем 1,5 метра, но это каждый сам решает.
4. Измерительный инструмент, лучше всего штангенциркуль.
5. Пила по металлу
6. Наждачка 600 или 800
7. Припой
8. Паяльная паста
9. Тремоусадочная трубка маленького диаметра 2 мм и большого 5мм
10. Пару капель моторного масла
11. Щепотка кварцевого песка
12. Клей герметик нейтральный
13. Паяльная станция с феном или фен и паяльник.
14. Если нужно то разъем для подключения кабеля к прибору который будет его использовать.
15. Пинцет
16. Ножницы
17. Кусачки
18. Шприц с иголкой
19. Ватная палочка
20. Спирт

На технологичность не претендую, делал как думал, почти без подготовки.

Это сообщение отредактировал Philin05 - Mar 12 2012, 11:52 PM

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

[Philin05]

Он же, крупным планом:

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

[Philin05]

Приступаем к изготовлению.
Покупаем на рынке вот такую антенну:

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

[Philin05]

Да не простую, а чтобы диаметр второй секции был равен 4,9мм (найти такую не проблема):

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

[Philin05]

Теперь, отпиливаем у антенны хвостик:

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

[Philin05]

После чего, разбираем ее и извлекаем, вторую секцию. Кстати, первую секцию тоже можно будет для чего-то приспособить:

Это сообщение отредактировал Philin05 - Mar 12 2012, 11:47 PM

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

[Philin05]

Один конец трубочки-секции имеет сужение, чтобы секции антенны не выпадали, второй нет, длина второй секции 94 мм:

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

[Philin05]

Далее измеряем внутренний диаметр этой трубочки, он должен быть 4,55..4,58мм:

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

[Philin05]

Измеряем диаметр температурного датчика (я делал два датчика один на DS18B20, второй для термостата на DS1821). Видно что корпус DS1821 на 1 сотую меньше диаметра трубки. При попытке вставит его в корпус трубки, он входит легко, но чувствуется небольшое трение о стенки, при стуке трубочкой по столу он падает загнутого упора, и вываливается обратно. А вот DS18B20 пришлось минут 5 шлифовать наждачной бумагой, после чего я добился такого же результата как и с DS1821. При шлифовке, когда он начинает туго входить в трубочку, на нем остаются следы латуни, в этих местах нужно усилить шлифование. Продолжать до тех пор, пока следов не будет оставаться и он будет с не большим трением проваливаться до дна трубочки.

Это сообщение отредактировал Philin05 - Mar 12 2012, 11:48 PM

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

[Philin05]

Видно, что температурный датчик идеально входит в трубочку:

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

[Philin05]

Отрезаем от трубочки кусочек длинной 45мм, в первую очередь используем ту часть, которая имеет загнутый конец, так как с ней удобнее работать. Но так как я делал два датчика, то и вторая часть трубочки тоже не пропала и пошла в ход:

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

[Philin05]

Берем кусочек наждачной бумаги и немного зачищаем внутренние края трубочки, затем, заполняем конец трубочки (который сужается, если имеется сужение) паяльной пастой на 4…5 мм в глубину:

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

[Philin05]

После чего ставим ее вертикально и производим нагрев корпуса феном до расплавления припоя и медленно охлаждаем.

Внимание!!!! В трубочку в момент плавления припоя не смотреть, так как есть риск выстреливания расплавленного припоя из трубочки, если в пасту попала вода.
Лучше повторить нагрев несколько раз, чем остаться без глаз!

У меня получилось со второй попытки, так как в первый раз положил мало пасты и сплошной пробки не получилось.
Возможно образование небольшой раковины, но это не страшно, главное, чтобы не насквозь отверстие. Промываем получившуюся гильзу спиртом и ватной палочкой. Получаем вот такой вид (толщина пробки 2,5...3мм) :

Это сообщение отредактировал Philin05 - Mar 12 2012, 11:50 PM

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

[Philin05]

Далее нам понадобится подпаять тоненькие проволочки к датчику температуры, я чтобы уменьшить их толщину, перед пайкой откусил половину жилок. Это нужно чтобы увеличить тепловое сопротивление между проводниками и датчиком температуры. Кстати при пайке стараемся оставить небольшие зубцы из припоя для следующего пункта.

Это сообщение отредактировал Philin05 - Mar 12 2012, 11:19 PM

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

[Philin05]

Затем, на каждый проводник надеваем термоусадочную трубочку подходящего диаметра и длинной 5 мм и осаживаем ее феном. После осадки нужно убедится, что датчик все еще хорошо входит в гильзу, если это не так, то сжимаем проводники вместе, чтобы они не выступали за габарит корпуса.

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

[Philin05]

После чего отрезаем проводки так, чтобы они на 5..8мм выходили из корпуса гильзы, зачищаем их и лудим их. Надеваем термоусадочные трубочки длинной 8 мм и сдвигаем их как можно ближе к температурному датчику на момент пайки, чтобы тепло паяльника их не осадило раньше времени.
Припаиваем проводки к микрофонному кабелю, который входит в гильзу с небольшим зазором (совсем небольшим, если нужно, то уменьшаем его термоусадочной трубкой). Все жилы экрана паять не удобно, поэтому лишние потом отрезаем.

Это сообщение отредактировал Philin05 - Mar 12 2012, 11:23 PM

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

[Philin05]

После пайки осаживаем термоусадочные трубочки:

Это сообщение отредактировал Philin05 - Mar 12 2012, 11:54 PM

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

[Philin05]

Опять проверяем, как входит в гильзу.
Не забываем отрезать лишние проводники экрана!!!


Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

[Philin05]

Однако умные умы уже, наверное, на этом месте готовы били сделать замечание, что такой датчик будет не очень хорошо работать, так как с одной стороны (которая, кстати, ближе всего к кристаллу) находится воздух, а не хорошо проводящая тепло латунная трубочка. Я все знаю…
Сначала я думал применить стандартную теплопроводную пасту. Но из этого ничего не получилось. Она не подходит, так как на глубине 40мм невозможно ей обеспечить надежное и равномерное покрытие всей поверхности. Она попросту размазывается кучками по стенке гильзы там где температурный датчик имеет спил, а там где закругление, она вообще не попадает, из-за того что там зазор 0,01мм.
Я пару дней думал, как решить этот вопрос, попробовал нагреть теплопроводную пасту, но и это не помогло. Но нагрев пасты дал правильное направление – из нее начало выделяться масло! Почитал больше информации и уточнил, что масло довольно хорошо проводит тепло, к тому же отлично проникает в самые маленькие зазоры.
Однако поставив пару опытов, я понял, что масло в чистом виде можно применить, но будет довольно трудно удержать его на дне гильзы, так как оно очень жидкое.
Эксперименты продолжились, я узнал, что кварцевый песок очень хорошо проводит тепло, я понял, что нужно объединить кварцевый песок и масло.
И так нам нужно масло моторное:

Это сообщение отредактировал Philin05 - Mar 13 2012, 01:33 AM

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

[Philin05]

И немного кварцевого песка. (к сожалению, я весь песок истратил на шиншилл, они в нем купаются, поэтому пришлось забирать его назад из клетки ), теперь в нем есть немного примесей уже, а так он должен быть чисто белым мелким порошком:

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

[Philin05]

Под микроскопом он должен быть таким

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

[Philin05]

Если на кучку песка капнуть масла, то оно моментально впитывается и превращается в кашу, что собственно нам и нужно:

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

[Philin05]

К сожалению дальнейший процесс фотографировать не возможно, поэтому с моих слов.
1. Вставляем до упора температурный датчик в гильзу.
2. Смотрим в ярком свете вовнутрь гильзы и определяем, где находится спиленная часть датчика температуры, в этом месте будет видно блестящее дно из припоя.
3. Засыпаем кварцевый песок небольшими частями в сторону где датчик спилен и постукиваем по корпусу гильзы. Засыпаем за три захода, до тех пор пока корпус датчика не скроется под слоем песка и останется торчать только его выводы в тремоусадочных трубочках.
4. Набираем в шприц масло и иголкой капаем на песок сверху несколько капель с интервалом достаточным, чтобы оно впиталось. Если налить сразу много, то воздуху, который сейчас находится в песке, будет трудно выходить, масло не займет его место.
5. Берем нейтральный (безкислотный) герметик-клей-уплотнитель и запихиваем его в гильзу (используя шприц без иголки, или пальцем) так, чтобы она была заполнена на 2/3.
6. С силой одновременно закручивая по часовой стрелке и давя на дно гильзы, вставляем микрофонный кабель в гильзу, чтобы он вошел в нее на 15…20мм. При этом держим гильзу вертикально, излишки герметика начнут выступать по краям. (происходит следующий процесс – провода скручиваются, и микрофонный кабель входит в гильзу).
7. Быстро проверяем, что нет замыканий, и датчик все еще отвечает по 1-WIre интерфейсу.
8. Если есть инструмент для обжима гильз, то конец гильзы можно обжать, что исключит выдергивание кабеля, если кто-то потянет. Но тут главное не перестараться и не повредить кабель. У меня пока такого инструмента нет, поэтому я не обжимал. Герметик-клей держит конечно, но лучше не тянуть сильно.
9. Осаживаем сверху на гильзу и кабель термоусадочную трубку, причем так, чтобы ее 2/3 были на кабеле. Нагревать начинаем со стороны гильзы, и плавно перемещаем фен к кабелю. Это заставит излишки герметика ровным слоем покрыть всю поверхность между гильзой, кабелем и внешней тремоусадочной трубкой. Термоусадочная трубка скрывает следы обжатия гильзы, а если обжатия нет, то увеличивает сцепление гильзы и кабеля.
10. Вытираем остатки герметика.
11. 24 часа не трогаем гильзу, пускай висит на батарее и полимеризуется.
12. Если нужно, то припаиваем разъем с противоположной стороны кабеля для удобного подключения.

В итоге получаем готовый датчик температуры, который смориться симпатично и сделан своими руками:

Это сообщение отредактировал Philin05 - Mar 13 2012, 12:07 AM

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

[Eddy71]

Вау.
Вот это повествование..
Спасибо огромное - особенно "зацепило" ноухау с песком и маслом. Гениально простое решение.

Но остался вопрос: а можно фото того нейтрального герметика? Сколько их покупал - все воняют уксусом нещадно.

[sas_75]

Красиво!

[Philin05]

Можно. Я использую два типа - формирователь резиновых прокладок, который разрешается использовать с датчиками кислорода, он не воняет. (черный) Его я рекомендую в первую очередь (он же на первой фотке покрывает контакты DS18B20, как видно за 5 лет улицы он не поменял своих свойств).

И вот этот, без запаха:

Но у всех нейтральных есть один минус, адгезия меньше чем у вонючек, но достаточная для герметизации, то есть если без существенных нагрузок, то трещин не появляется, но отодрать можно если сильно потянуть.

Это сообщение отредактировал Philin05 - Mar 13 2012, 01:26 AM

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

[Philin05]

Вот он черный, мою тюбик настолько занюханый, что я фото в нете нашел. Очень приятный в работе.

Это сообщение отредактировал Philin05 - Mar 13 2012, 01:28 AM

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)