非接触式红外线测温仪的制作

    接下来将为读者朋友介绍一款简单的非接触式红外测温仪的制作方法。非接触式测温仪市场上品种繁多,价格差异也比较大,应用范畴也有区分,如工业的、医用的。今天我们来制作一款主要适合人体体温测量的非接触式测温仪。

    医用的非接触式测温仪,其主要用途是测量人体温度,因此测温范围在-20~+85℃。这类测温仪一般会有以下几个功能。
    (1)能用不同的背光颜色区别不同区间的温度值,如绿色:32~37.3℃,表示正常;橙色:37.4~38 0c,表示提醒注意;红色:38.1~39.1℃,表示警示等(见图2)。
    (2)可以储存并查询以往测量的十几次体温。
    本文笔者主要提出该体温计设计思路及元器件选择的分析,并不过多着墨于功能的设计等方面,希望能对读者朋友们起到启发作用。
    首先就从显示屏说起吧。显示屏是测温仪的核心,它能让我们直观地了解被测量的温度值。但是液晶屏的种类繁多,这个设计中选择哪一种呢?事实上,本次设计中我们主要是以单色液晶屏为例,而并不需要使用像现在的手机、电视机上那种彩色的液晶屏。
    单色液晶屏的分类如下。
    (1)以显示的内容分类:段码液晶屏,图形点阵液晶屏(分带中文字库和不带中文字库)和字符液晶屏。
    (2)从工艺分类:段码液晶屏、COB液晶屏、COG液晶屏、TAB液晶屏。
    其中段码液晶屏,又叫笔段屏、数码屏。一个数字“8"是分8段来显示的,如果显示其他数字,相应的缺口位置则不显示。其颜色主要有蓝底白字、灰底黑字等。主要立用于计算器、数字万用表、测温仪等设备。计算器上为了更省电,因此没有背景光源。而数字万用表的背光源大多是简单的黄色发光二极管。像上面介绍的测温仪,背光源则需要用到至少两种以上的发光二极管。
    字符液晶屏只能显示英文和数字,没办法显示中文或者其他文字,这里不展开细讲。
    图形点阵液晶屏,它可能是COB液晶屏、COG液晶屏、TAB液晶屏中的任意一种。它们的另一个名字叫作液晶模组。把驱动和控制IC集成在PCB上的叫COB液晶模组,很多用户会直接称它为蓝屏或者黄绿屏,如常用的LCD1602、LCD12864等。把驱动IC集成在玻璃上的液晶屏叫GOG液晶屏,一般用FPC跟主板连接,如笔者之前发表的《CarBot单片机智能小车开发详解》中的遥控器上就用到了。把驱动IC集成在FPC上的叫TAB液晶屏,目前已经不再使用了。
    段码液晶屏的功耗是最小的,且利用不到1V的工作电压就可以让屏幕上显示内容。从空调遥控器(见图4)上拆下的液晶屏,有时用手触摸玻璃上的接口,屏幕上也会随机显示出一些内容。因此,在测温仪上选用这种液晶屏是最合理的。
    然而,这种液晶屏对于DIY玩家们来说可有些麻烦。一方面,这种液晶屏的显示内容完全是定制出来的。它是根据所开发的产品需求,在屏上只固定显示一些特定的内容而制作出来的,因此,市场上是无法找到一个适用于所有DIY设计的段码液晶屏的。另一方面,这种段码液晶屏需要特定的驱动电压,一般需要使用正负两种电压才能驱动工作,而在一些低端的专用单片机中会自带有液晶屏幕的驱动协议和LCD控制器,如HT1621。
    笔者在早些年参与了一个关于天文行星跟踪望远镜的项目,其中使用的是EM78P468单片机,而液晶屏就是定制的段码屏(见图5)。来看一下它的虚拟操作界面,屏幕上包含了4个功能字符、南北与跟踪速度显示。其背景光源为红光,通常都是在夜晚使用这仪器,为了眼睛持续观看界面而不会感到疲劳,使用红光是最合适的。

    我们再来看一下这个定制的液晶屏内部的连线。像数码管一样,它包含了COM扫描端及SEG数据端。举个例子:如果需要显示“SPEED”字符,就需要将COMO与SEG5同时驱动起来(见图6)。更多精彩内容订阅无线电...

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