1. Repository at ChSTU
  2. Випускні кваліфікаційні роботи
  3. Магістр
  4. 123 Комп’ютерна інженерія (Спеціалізовані комп’ютерні системи)
Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6441
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorЗубко, Ігор Анатолійович-
dc.contributor.authorДружбляк, Артем Орестович-
dc.date.accessioned2025-01-19T12:16:33Z-
dc.date.available2025-01-19T12:16:33Z-
dc.date.issued2025-01-
dc.identifier.urihttps://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6441-
dc.description.abstractУ першому розділі проведено аналіз існуючих типів кавоварок та кавомашин. Обрано елементну базу, та запропоновано опис роботи пристрою, що включає в себе структурну схему і принцип роботи пристрою, опис програмного збезпечення роботи пристрою. Наведено результати емуляції запропонованих рішень, що доводить можливість реалізації гейзерної кавоварки з контролем температури і об'єму. У другому розділі проаналізовано дані про вартість та основні експлуатаційні характеристики різних типів датчиків температури. Аналіз показав, що датчики на основі термопар є оптимальним вибором при використанні в кухоних приладах, оскільки мають високі і середні експлуатаційні характеристики за низької вартості. У третьому розділі проаналізовано дані про вартість та основні експлуатаційні характеристики різних типів датчиків рівня. Аналіз експлуатаційних особливостей запропонованої гейзерної кавоварки показав, що поплавкові і радарні датчики є оптимальним вибором при використанні в запропонованій гейзерній кавоварці, оскільки мають високі і середні експлуатаційні характеристики.uk_UA
dc.language.isoukuk_UA
dc.titleДослідження датчиків контролю температури та об'єму рідиниuk_UA
dc.typeMaster Thesisuk_UA
Appears in Collections:123 Комп’ютерна інженерія (Спеціалізовані комп’ютерні системи)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
М_123_2024_Дружбляк.pdf
  Restricted Access		1.23 MBAdobe PDFView/Open Request a copy
Show simple item record


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.

Extracted text 
 
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ 
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ 
ФАКУЛЬТЕТ ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ І СИСТЕМ 
КАФЕДРА РОБОТОТЕХНІКИ ТА СПЕЦІАЛІЗОВАНИХ КОМП’ЮТЕРНИХ СИСТЕМ 
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА 
до кваліфікаційної роботи 
освітнього ступеня «магістр» 
на тему: Дослідження датчиків контролю температури та об'єму рідини 
 
 
 
 
 
 
Виконав: студент  2  курсу, групи МСКС-2307 
 спеціальності  
 123 «Комп'ютерна інженерія» 
 Дружбляк А.О. 
 (прізвище та ініціали) 
Керівник Зубко І.А. 
 (прізвище та ініціали) 
Рецензент  
 (прізвище та ініціали) 
 
 
 
 
 
 
Черкаси 2024 
1 
2 
 
ЗМІСТ 
 
ВСТУП ...................................................................................................................... 3 
1 ОГЛЯД ІСНУЮЧИХ РІШЕНЬ ............................................................................ 6 
1.1 ІСНУЮЧІ ТИПИ КАВОВАРОК ТА КАВОМАШИН ...................................................... 6 
1.2 ВИБІР ЕЛЕМЕНТНОЇ БАЗИ ЗАПРОПОНОВАНОЇ ГЕЙЗЕРНОЇ КАВОВАРКИ ................ 34 
1.3 ОПИС РОБОТИ ПРИСТРОЮ ЗАПРОПОНОВАНОЇ ГЕЙЗЕРНОЇ КАВОВАРКИ .............. 51 
2 ДОСЛІДЖЕННЯ ДАТЧИКІВ ТЕМПРАТУРИ ............................................... 59 
2.1 ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ДАТЧИКІВ ТЕМПЕРАТУРИ .................................... 59 
2.2 РІДИННИЙ ТЕРМОМЕТР ....................................................................................... 60 
2.3 БІМЕТАЛІЧНИЙ ТЕРМОМЕТР ............................................................................... 62 
2.4 ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРИ НА ОСНОВІ ЗМІНИ ОПОРУ ............................................. 63 
2.5 ТЕРМОПАРИ ....................................................................................................... 67 
2.6 ПІРОМЕТРИ ......................................................................................................... 72 
2.7 АНАЛІЗ ПЕРЕВАГ І НЕДОЛІКІВ ТЕМПЕРАТУРНИХ ДАТЧИКІВ ДЛЯ ВИКОРИСТАННЯ В 
КУХОННИХ ПРИЛАДАХ ............................................................................................. 74 
3 ДОСЛІДЖЕННЯ ДАТЧИКІВ РІВНЯ РІДИНИ .............................................. 75 
3.1 ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ДАТЧИКІВ РІВНЯ РІДИНИ ..................................... 75 
3.2 ПОПЛАВКОВІ РІВНЕМІРИ .................................................................................... 75 
3.3 БУЙКОВІ РІВНЕМІРИ ........................................................................................... 78 
3.4 ГІДРОСТАТИЧНІ РІВНЕМІРИ ................................................................................ 80 
3.5 УЛЬТРАЗВУКОВІ ТА АКУСТИЧНІ РІВНЕМІРИ ....................................................... 82 
3.6 РАДАРНІ РІВНЕМІРИ ........................................................................................... 84 
3.7 ЄМНІСНІ РІВНЕМІРИ ........................................................................................... 86 
3.8 АНАЛІЗ ПЕРЕВАГ І НЕДОЛІКІВ ДАТЧИКІВ РІВНЯ ДЛЯ ВИКОРИСТАННЯ В КУХОННИХ 
ПРИЛАДАХ ................................................................................................................ 88 
ВИСНОВКИ ........................................................................................................... 90 
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ ............................................................. 91 
  
 
3 
 
ВСТУП 
Актуальність теми 
Однією із актуальних задач при створенні автоматизованої елктрокавоварки, 
як і багатьох інших автоматизованих кухонних приладів є правильний підбір 
комплектуючих елементів.  
Вибір найкращих датчиків контролю температури та об'єму рідини для 
кухонних приладів є актуальним завданням через підвищені вимоги до якості, 
енергоефективності та безпеки сучасної техніки. Кухонні прилади, такі як 
кавомашини, мультиварки, електричні чайники та пароварки, вимагають точного 
контролю температурних і об'ємних параметрів для забезпечення правильного 
приготування страв і оптимального споживання енергії. 
Забезпечення точності вимірювань температури критично впливає на 
процеси приготування їжі, особливо у випадках, коли потрібне суворе дотримання 
термальних режимів, як це має місце при приготуванні чаю, кави чи готуванні їжі 
на парі. Неправильне вимірювання може призвести до пересушування продуктів, 
втрати смаку або надмірного споживання електроенергії. 
Дослідженням датчиків контролю температури та об'єму рідини, присвячені 
роботи таких учених, як  Dougherty E.P., Моффат, Р.Дж., Ардеміс Богосян, Джеймс 
Браун, Сара Зак, В.О.Федорець, Міщеряков Ю.В. Ними розроблено класифікацію і 
запропоновано сфери і принципи використання датчиків.  
Контроль об'єму рідини також має велике значення для кухонних приладів, 
оскільки він забезпечує безпеку експлуатації, запобігаючи можливим перегрівам, 
переливам або недостатньому рівню рідини, що може пошкодити пристрій. 
Тому правильний вибір високоточних і надійних датчиків дозволяє 
підвищити ефективність роботи приладів, знизити споживання енергії та 
гарантувати безпечну експлуатацію техніки, що є актуальною задачею розробки 
ефективн кухонних приладів. 
 
 
 
4 
 
Мета і задача дослідження. 
Метою дослідження є підвищення ефективності підбору датчиків контролю 
температури та об'єму рідини для кухонних приладів на прикладі гейзерних 
кавоварок.. 
Для досягнення мети необхідно вирішити такі задачі 
1. Провести аналіз класифікаційних схем для ефективного вибору датчиків. 
2. Навести приклад використання датчиків в конкретному рішенні. 
3. Дослідити ефективність використання різноманітних датчиків в системах 
різного призначення. 
 
Об’єкт дослідження 
Об’єкт дослідження – процеси підвищення ефективності підбору датчиків 
контролю температури та об'єму рідини для кухонних приладів. 
Предмет дослідження 
Предмет дослідження – підбір датчиків контролю температури та об'єму 
рідини для кухонних приладів. 
 
Методи дослідження 
Методи дослідження базуються на методах системного аналізу, теорії 
надійності. 
 
Наукова новизна одержаних результатів 
У процесі вирішення поставлених задач отримані такі наукові результати: 
- отримав подальший розвиток підхід до створення розширених класифікацій 
для підбору датчиків контролю температури та об'єму рідини. 
 
 
 
 
 
5 
 
Практичне значення отриманих результатів 
Практичне значення отриманих результатів полягає у доведенні  отриманих 
наукових результатів до конкретних інженерних рішень: 
- запропоновано датчики контролю температури та об'єму рідини для 
ефективного використання в гейзенрній кавоварці.  
 
Апробація результатів. 
Апробація результатів проведена на: 
1. Студентська науково-практична конференція ЧДТУ: 23–24  квітня  2024 р. 
 
Публікації 
1. Дослідження способів захисту інформації при віддаленому керуванні 
електронним замком / М. О. Погребняк, А. О. Дружбляк, І. А. Зубко // Збірник 
тез доповідей студентської науково­практичної конференції ЧДТУ: 23–24 
квітня 2024 р. [Електронний ресурс]; М­во освіти і науки України, Черкас. 
держ. технол. ун­т. – Черкаси: ЧДТУ, 2024. 
 
  
 
6 
 
1 ОГЛЯД ІСНУЮЧИХ РІШЕНЬ 
1.1 ІСНУЮЧІ ТИПИ КАВОВАРОК ТА КАВОМАШИН 
 
Кава - найпопулярніший гарячий напій. Про це свідчить той факт, що кавові 
зерна є найбільш продаваним в світі товаром після нафти. Існує безліч технологій 
приготування кави та найрізноманітніше обладнання для кави, проте на 
підприємствах громадського харчування найчастіше використовуються чотири 
основні типи кавоварок: краплинні, перколяційні, гейзерні і компресійні, або 
кавомашини-еспресо. 
Краплинні кавоварки 
Вважається, що кавоварка крапельного типу (рис. 1.1) була винайдена 
паризьким архієпископом Жаном-Батистом де Беллуа (Jean-Baptiste de Belloy) 
близько 1800. Вона складалася з двох встановлених один на одного судин (для 
гарячої води і для готового напою), між якими містився мешочек- фільтр з меленою 
кавою. Вода по краплині просочувалася через фільтр і збиралася в нижній ємності. 
Як бачите, вже тоді люди розуміли, що кип'ятити каву не потрібно. 
 
 
Рис. 1.1 – Кавоварка крапельного типу 
 
7 
 
 
Конструкція сучасних кавоварок крапельного типу, звичайно, набагато більш 
досконала, проте принцип їх дії, заснований на просочуванні крапель через фільтр, 
залишився тим самим. Вода доводиться до кипіння в бойлері і, випаровуючись, 
піднімається у верхню частину пристрою. Тут пар втрачає частину своєї енергії і 
конденсується. Краплі конденсату, що мають «правильну» температуру 87-95оС, 
поступово проходять через заварювальний вузол з фільтром (фільтри для 
кавоварок бувають одноразові паперові, багаторазові нейлонові або «вічні» 
металеві) і стікають в ємність для готового напою. У крапельних кавоварках для 
дому та обладнанні, призначеному для невеликих кафе, це зазвичай кавник з 
термостійкого скла об'ємом 1,2-2,2 л; в професійних кавоварка для підприємств 
громадського харчування середньої і високої пропускної здатності - термос або 
контейнер з нержавіючої сталі об'ємом від 5 до 40 л. Устаткування додатково 
оснащується однією або декількома підігріваються платформами для підтримки 
температури кави. 
Як приклад можна навести крапельну кавоварку Daily Collection HD7461/00 
(рис. 1.2) — компактна крапельна кавоварка. Це ідеальний пристрій для 
прихильників натуральної кави. Однією із головних переваг є те, що користувачеві 
не потрібно контролювати процес приготування напою. Просто залийте воду, 
додайте мелену каву, натисніть на кнопку та зачекайте кілька хвилин. 
 
8 
 
 
Рис. 1.2 - Крапельна кавоварка Daily Collection HD7461/00 
 
Особливості: 
Функція Aroma twister перемішує каву для досягнення оптимальних 
смакових якостей 
Об'єм 1,2 л на 2–15 чашок 
Система «крапля-стоп» дає змогу налити в чашку каву в будь-який час 
LED-підсвітка вимикача засвічується під час вмикання кавоварки 
Автовимкнення через 30 хв забезпечує заощадження енергії й безпеку 
Зручність очищення: знімні частини можна мити в посудомийній машині 
Індикатор рівня води для зручного наповнення 
 
9 
 
Таблиця 1.1  
Основні характеристики кавоварки Daily Collection HD7461/00 
Тип Крапельна (фільтраційна) 
Тип кави Мелена 
Комплектація Крапельна кавоварка 
Скляний глечик 
Функції Автовимикання 
Протикрапельна система 
Сфера використання Для дому 
Об'єм резервуара для води, л 1.2 
Керування Кнопкове 
Спосіб розміщення Стоять окремо 
Потужність,Вт 1000 
Габарити (ВхШхГ), см 29 x 22 x 22 
Габарити в пакованні (ВхШхГ), см 38.5 x 26.8 x 23.8 
Вага, кг 1.42 
Приготування капучино Немає 
Вага в пакованні, кг 3.36 
Колір Білий 
Додаткові функції Функція Aroma twister 
Особливості LED-підсвітка 
Автовимкнення через 30 хвилин 
Знімні частини можна мити у 
посудомийній машині 
Індикатор рівня води для зручного 
наповнення 
Фільтри в комплект поставки не 
входять, докуповуються окремо 
(розмір фільтрів 4) 
  
 
10 
 
Перколятори 
Зазвичай перколятори - це об'ємне обладнання (5-15 л), яке використовується 
в їдальнях і кафе з великою кількістю посадочних місць. В цілому вони простіше, 
дешевше і універсальніше, ніж краплинні кофеварочного машини: якщо вийняти з 
резервуара перколяційні систему, то пристрій можна використовувати в якості 
наливної кип'ятильника з закритим Теном. Потрібно також мати на увазі, що напій 
в перколяторах виходить набагато більш насиченим, ніж в машинах крапельного 
типу. Істотний недолік цього виду кавового обладнання - контакт кави з киплячою 
водою (100оС), при якому руйнуються кофеїн і ефірні масла. Чекати від такого 
напою приємного ефекту бадьорості і особливо доброго смаку не доводиться. 
 
 
Рис. 1.3 – Кавоварка типу перколятор 
 
 
 
11 
 
Як приклад можна навести перколятор для кави - 10 літрів (рис. 1.4) 
 
 
Рис. 1.4 - Перколятор для кави - 10 літрів 
 
Модель 
• Електричний кавовий апарат 
• Ємність: 10 літрів 
• Вимірювач рівня наповнення 
• Вбудована ємкість для крапель 
 
12 
 
• Ергономічна недеформуюча пластикова ручка 
• Ручка з нековзкою поверхнею 
• Стильний дизайн 
• швидке і ефективне підігрівання 
• Контрольний світловий індикатор 
• з розливним краном 
• Легко чистити 
Якість 
• Резервуар для води з нержавіючої сталі 
• Міцна алюмінієва кришка 
Кавовий апарат 
• З вбудованим піддоном для фільтра 
• Для кави грубого помолу не потрібен фільтрувальний папір 
• Після закипання кава зберігається теплою 
Підключення 
• Електричне підключення: 230 Вольт / 50 Гц 
• Споживана потужність: 1520 Watt 
Розмір 
• Зовнішні розміри Ш x Г x В: 344 x 350 x 441 mm 
Директиви 
• Продукція відповідає вимогам гігієни і безпеки 
• Матеріал відповідає європейським харчовим стандартам 
 
 
  
 
13 
 
Гейзерні кавоварки 
Кавоварка гейзерного типу, або мока-кавоварка (рис. 1.5), була 
запатентована Луїджі де Понті (Luigi de Ponti) в 1933 році. Вона схожа за 
принципом дії з перколяційні кавоваркою, відмінність полягає лише в тому, що в 
ній не одна ємність, а дві. Піднімаючись по трубці з нижньої ємності, гаряча вода 
проходить по шляху через шар кави і потрапляє у верхню ємність, звідки і 
розливають згодом готовий напій. Гейзерні кавомашини (як наплитні, без 
нагрівальних елементів, так і електричні) в основному знаходять своє застосування 
в побуті. 
 
Рис. 1.5 – Кавоварка гейзерного типу 
 
  
 
14 
 
Як приклад можна навести Ariete 1344 (рис. 1.6) 
 
 
Рис. 1.6 – Кавоварка Ariete 1344 
 
Два в одному Ariete 1344 — універсальний прилад, який поєднує в собі 
відразу кілька функцій. Він являє собою компактну станцію, на яку встановлюється 
гейзерна кавоварка і прилад, що виконує функції капучинатора та чайника. Ця 
модель сподобається всім, хто хоче придбати для кухні стильну і незвичайну 
техніку. З появою цього пристрою можна щодня готувати до сніданку щось 
новеньке. 
Гейзерна кавоварка працює дуже просто: в нижню її частину наливається 
вода, потім потрібно насипати у фільтр мелену каву, встановити верхню частину і 
 
15 
 
натиснути на першу кнопку на основі. Щоб приготувати спінене молоко, треба 
залити молоко в капучинатор і натиснути на середню кнопку на основі. Якщо 
проводиться гаряче спінювання, індикатор буде червоним, якщо холодне — синім. 
Щоб закип'ятити чи підігріти воду для чаю або інших напоїв, треба натиснути на 
останню кнопку. 
Обидва пристрої мають бездротову базу 360° і потужність 500 Вт, можуть 
працювати одночасно. Кавоварка надає змогу приготувати 2 або 4 чашки кави за 
одне заварювання. Спінювач може приготувати 140 мл збитого молока чи підігріти 
250 мл холодного молока. Після виконання завдання він вимикається автоматично. 
У режимі підігрівання води прилад вміщує 250 мл рідини. Якщо ви не 
використовуєте прилад понад 30 хвилин, він вимикається для заощадження 
електроенергії. 
Є можливість готувати великий асортимент напоїв: кава, капучино, 
мокачино, марочино (кава із шоколадом), лате, макіято, капучино фредо (холодний 
кавовий напій на основі еспресо та молока з льодом), лате з м'ятою, чорний чай (за 
температури 100 °C), зелений чай (за температури 80° С) гарячий шоколад, трав'яні 
настої, молоко з фруктовим соком. Можливість не кип'ятити, а підігрівати воду до 
певної температури дає змогу заварювати чорний і зелений чаї за оптимальної для 
них температури. 
  
 
16 
 
Таблиця 1.2  
Основні характеристики кавоварки Ariete 1344 
Тип Гейзерна електричн 
Тип кави Мелена 
Комплектація Кавоварка 
Інструкція з експлуатації 
Гарантійний талон 
Функції Підігрівання кавника 
Сфера використання Для дому 
Об'єм резервуара для води, л 0,3 
Керування Кнопкове 
Спосіб розміщення Стоять окремо 
Потужність,Вт 1000 
Габарити (ВхШхГ), см 24 x 32 х 15 
Габарити в пакованні (ВхШхГ), см 29,5 x 36 x 19 
Вага, кг 2,3 
Приготування капучино Ручне 
Вага в пакованні, кг 2,56 
Колір Білий 
Додаткові характеристики Обертання на 360° 
Знімний резервуар для води 
 
  
 
17 
 
Еспрессо-кавомашини 
Машини компресійного типу (рис. 1.7) є найбільш складним і дорогим 
кавовим обладнанням, але зате вони готують один з кращих видів кави - еспресо - 
і цілий ряд напоїв на його основі. Перша попередниця кавоварки-еспресо була 
запатентована Анджело Моріондо (Angelo Moriondo) в 1884 р.У великому бойлері 
при нагріванні утворювалося надлишковий тиск в півтори атмосфери, 
«проштовхувати» гарячу воду і пар через шар меленої кави. На початку XX століття 
Луїджі Беццера (Luigi Bezzera) значно вдосконалив цей винахід, оснастивши його 
запобіжним клапаном, декількома групами для заварювання кави, знімними 
ріжками-держателями фільтра (завдяки їм обладнання стали часто називати 
ріжковими кофемашинами) і паровим краном для спінювання молока. 
 
 
Рис. 1.7 – Кавомашина 
 
Найпростіше компресіонне обладнання для кави - це 
напівавтоматичні ріжкові кавоварки (рис. 1.8), в яких багато операцій виконуються 
вручну. Італійці, які знають толк в каві, стверджують, що тільки на такому 
обладнанні можна отримати справжній еспресо, якість якого визначається чотирма 
літерами «М»: Miscela (правильний бленд і обсмажування), Macinazione 
 
18 
 
(правильний помел), Macchina (правильна кавова машина), Mano (рука 
досвідченого бариста) 
 
 
Рис. 1.8– Ріжкова кавоварка 
 
Найскладніші автоматичні кавоварки виконують всі дії - від помелу кави 
до викидання відпрацьованої кавової «таблетки» в спеціальний контейнер - без 
участі оператора. Досить залити воду (якщо машина наливна), засипати зерна в 
кавомолку і натиснути кнопку «пуск». Експлуатація кавомашини ніяких особливих 
 
19 
 
навичок не вимагає, з нею впорається навіть недосвідчений користувач, тому 
автоматичні кавоварки - це основний вид кавоварок для офісу і вдома. 
Як приклад можна навести SIEMENS TE653M11RW (рис. 1.9) 
 
 
Рис. 1.9 – Кавоварка SIEMENS TE653M11RW 
 
Будь-який напій можливо приготувати за лічені хвилини завдяки повністю 
автоматичній кавомашині Siemens. Спеціальна система автоматично визначає 
необхідну кількість молока, пінки та кави. 
 
20 
 
Щоб повністю розкрити свій аромат, кава повинна бути приготована за 
правильної температури. І таку можливість надають кавомашини серії EQ, які 
мають унікальну систему sensoFlow, що нагріває воду до оптимальної температури 
та забезпечує необхідну тривалість заварювання кави. 
Зробити густу і водночас повітряну пінку вдасться без проблем завдяки 
системі milkPerfect у кавомашині Siemens. Вона автоматично збиває молоко прямо 
у чашці, тож все, що потрібно зробити – просто налити його. До того ж система 
легко знімається та миється навіть у посудомийній машині. 
Окрім стандартних розмірів кавових напоїв, що передбачені у кавомашині, є 
можливість індивідуально до кожної опції налаштувати об’єм приготованої кави. 
Індивідуальний підхід – досконала кава. 
Не кожна кавомашина має керамічний млинок, проте всі кавомашини 
Siemens обладнані цією деталлю, яка не тільки дозволяє отримати максимальну 
екстракцію кавових зерен, а й буде служити довгі роки. 
Окрім того, що ця кавомашина обладнана системою Calc`nClean, яка 
автоматично очищає та видаляє накип, вона ще й має знімний блок заварювання, 
який можна з легкістю промити під проточною водою, щоб не залишилось 
залишків кави та кавової олії. Також після кожного приготування кави система 
автоматично очищує всі трубки між нагрівальною системою, що забезпечує 
чистоту та свіжість води. 
Для отримання дуже міцної кави, ідеально підходить кавомашина Siemens. 
Завдяки інноваційній функції aromaDouble Shot кавомашина виконає подвійний 
помел та заварювання кави. А автоматичний процес приготування забезпечить 
відсутність яскраво вираженої гіркоти, оскільки через систему заварювання 
проходить менше води, а отже гіркі речовини майже не вивільняються. 
Зручний та компактний контейнер об’ємом 0.5 л надає можливість зберігати 
молоко прохолодним протягом декількох годин без зниження його якості. Також 
підходить для зберігання у холодильнику. 
 
21 
 
Присутня опція приготування двох горняток кави одночасно (американо або 
еспресо) та насолоджуватись запашною кавою удвох. Потрібно просто поставити 2 
чашки під соплом подачі, обрати необхідний вид кави та натиснути «Старт». 
Завдяки сенсорному дисплею coffeeSelect Display можна з легкістю обрати 
бажаний напій, а також зберегти індивідуальні налаштування для приготування 
кави, щоб кавомашина щоразу готувала каву тільки так. 
Один із секретів успіху приготування смачної кави – це чиста вода. Щоб 
досягнути свого ідеалу, а також збільшити строк служби приладу є можливість 
оснастити його фільтром для води Brita. 
 
Таблиця 1.3 
Основні характеристики кавоварки SIEMENS TE653M11RW 
Тип Кавомашина 
Тип кави Зернова 
Мелена 
Комплектація Кавомашина 
Інструкція 
1 x мірна ложка для розчинної кави 
1 x тестова смужка для визначення рівня жорсткості 
води 
Фільтр для води 
Функції Автовимикання 
Автоматичне очищення від накипу 
Вибір обсягу порції 
Дисплей 
Подавання гарячої води для чаю 
Регулювання міцності кави 
Конструкція З контейнером для меленої кави 
З ємністю для молока 
Сфера використання Для дому 
Тиск пари 15 барів 
Об'єм резервуара для 1.7 
води, л 
Керування Сенсорне 
 
Продовження таблиці 22 
 
С3п осіб розміщення Стоять окремо 
Потужність,Вт 1500 
Габарити (ВхШхГ), 38.5 x 28.1 x 46.8 
см 
Габарити в пакованні 51 x 34.5 x 42.8 
(ВхШхГ), см 
Вага, кг 9.918 
Приготування Автоматично 
капучино 
Вага в пакованні, кг 11,5 
Колір Чорний зі сріблястим 
Місткість контейнера 300 
для зерен, г 
Додаткові функції Система заварювання подвійної кави aromaDouble Shot 
для приготування міцної кави без гіркого присмаку 
Автоматична програма промивання приладу відразу 
після увімкнення 
AutoMilk Clean: автоматичне очищення системи 
подавання молока після кожного приготування напоїв 
Система calc'n'Clean: автоматичні програми очищення та 
видалення накипу 
Індикація необхідності заміни фільтра для води, 
очищення приладу, проведення декальцинації 
Функція "Блокування від дітей" для запобігання 
випадковому заварюванню кави 
Особливості Можливість індивідуального налаштування температури 
напою 
Функція «Улюблена» 
Можливість зберігати індивідуальні налаштування 
 
Продовження таблиці 23 
 
3 Можливість індивідуального налаштування кількості 
напою 
Можливість регулювання сопла подавання кави та 
капучинатора за висотою (до 14 см) 
Можливість приготування двох чашок кави одночасно 
Зручна система забирання молока: можливість 
використання як окремого контейнера для молока, так і, 
наприклад, картонної упаковки 
Відділення для короткої інструкції з експлуатації 
всередині приладу 
Високоякісний керамічний млин ceramDrive 
Можливість приготування молочної піни 
Швидке розігрівання приладу 
Автоматичне вимкнення приладу через проміжок часу, 
який визначається користувачем 
Знімний заварювальний блок 
Знімний капучинатор, придатний для миття у 
посудомийній машині 
Піддон для крапель і контейнер для кавової гущі, 
придатні для миття у посудомийній машині 
Окрема ємність для молока місткістю 0.5 л з кришкою 
freshLock 
Контейнер для кавових зерен з кришкою, який зберігає 
аромат кави 
Можливість регулювання ступеня помелу 
Можливість вибору мови дисплея 
Кнопки з підсвіткою 
Кабель завдовжки 1 метр з відділенням для зберігання 
 
  
 
24 
 
Капсульні кавоварки 
До даного типу апаратів (рис. 9) відносяться автоматичні моделі, в основі 
яких – принцип приготування кави, розміщеної окремими порціями в спеціальних 
капсулах. У процесі варіння кави капсула протикається спеціальною голкою в 
декількох ділянках, після чого через капсулу під тиском проходить гаряча вода. 
Приблизно за хвилину ароматна рідина відправляється в чашку. Після завершення 
процедури необхідно викинути використану капсулу та кавову гущу. 
 
 
Рис. 1.10 – Капсульна кавоварка 
 
До переваг зазначеного різновида пристроїв відносяться такі особливості: 
• хороший смак готового напою та його висока якість; 
• висока швидкість приготування кави; 
• простий принцип функціонування; 
• зручний дизайн апарату; 
• порівняно невеликі розміри пристрою; 
 
25 
 
• невисокий рівень шуму в процесі роботи. 
Однак у цих кавоварок є певні недоліки: 
• немаленька вартість самого апарату та капсул до нього; 
• капсули від різних моделей пристроїв часто несумісні одна з одною. 
Як приклад можна навести капсульну кавоварку KRUPS Dolce Gusto Genio S 
Plus KP340831. 
 
 
Рис. 1.11 – Капсульна кавоварка NESCAFÉ Dolce Gusto Genio S Plus 
 
 
26 
 
Капсульна кавоварка NESCAFÉ Dolce Gusto Genio S Plus від Krups  поєднує 
зручність управління з сучасним дизайном, володіє удосконаленими функціями в 
компактному та елегантному дизайні. Усередині її елегантного корпусу ховається 
інноваційна технологія Espresso Boost, яка дозволяє отримувати глибокий і 
насичений еспрессо. Зручне регулювання температури та об'єму до 300 мл дозволяє 
удосконалювати улюблені напої в залежності від уподобань. 
З герметично закритими капсулами, які зберігають свіжість кави, завжди 
виходять смачні та ароматні напої. Потрібно просто вставити капсулу і перемістити 
важіль, щоб приготувати напій. 
Є можливість приготування більше ніж 30 преміальних кавових напоїв. 
Можна вибрати насичений еспрессо, багатогранний гранде, пінистий капучино, 
гарячий шоколад, чай і багато іншого. 
Регулювання температури виконується від злегка теплого до дуже гарячого - 
в залежності від або рецепта кави за допомогою трьох установок температури. 
Напої правильної температури будуть готові в одну мить натисненням однієї 
кнопки. 
Регульована міцність кави в залежності від уподобань і більш насичений 
еспресо завдяки технології Espresso Boost. 
 
Таблиця 1.4 
Основні характеристики кавоварки NESCAFÉ Dolce Gusto Genio S Plus 
Тип Капсульна 
Тип кави Капсули 
Комплектація Кавоварка 
Інструкція 
Гарантійний талон 
Функції Автовимикання 
Вибір обсягу порції 
Сфера використання Для дому 
Тиск пари 15 барів 
 
Продовження таблиці 27 
 
О4 б'єм резервуара для 0,8 
води, л 
Керування Сенсорне 
Спосіб розміщення Стоять окремо 
Потужність,Вт 1500 
Габарити (ВхШхГ), 27.3 x 11.2 x 28.6 
см 
Габарити в пакованні 32.7 х 32.6 х 14.3 
(ВхШхГ), см 
Вага, кг 1,9 
Приготування Автоматично 
капучино 
Вага в пакованні, кг 2,7 
Колір Чорний  
 
Чалдові кавомашини 
Чалдові кавомашини (рис. 1.12) нагадують за своїм устроєм ріжкові моделі. 
Однак у чалдових апаратах холдер зазнав певних змін і придбав відмінності, 
завдяки яким приготування кави спростилося. Замість самих зерен у цей тип 
кавоварок поміщається так звана чалда, що являє собою спеціальний пакетик, 
усередині якого – кавовий порошок. 
Принцип роботи чалдових кавомашин схожий із приготуванням напою в 
капсульному апараті. Просто замість капсули з кавою в чалдових моделях 
застосовується спресований кавовий порошок у закритому пакеті. 
 
28 
 
 
Рис. 1.12 – Чалдова кавомашина 
 
Тут також присутні свої позитивні сторони: 
• готовий напій практично не втрачає свого насиченого аромату; 
• заварювання кави відбувається автоматично; 
• у процесі роботи пристрій практично не видає шуму; 
• апарати, як правило, компактні; 
• доглядати за пристроєм досить просто; 
• кількість кави, що витрачається, можна контролювати. 
Разом з тим, є деякі негативні моменти: 
• чалди, що використовуються в кавомашині, коштують недешево; 
• асортимент можливих напоїв обмежений; 
• знайти в продажу необхідні кавові таблетки непросто; 
• за одне приготування можна отримати тільки одну порцію напою; 
• міцність кави не регулюється. 
  
 
29 
 
Як приклад можна навести чалдову кавоварку Spinel Pinocchio. 
 
Рис. 1.13 – Чалдова кавоварка Spinel Pinocchio 
 
Дизайн, кольори, система закриття капсул, теплообмінник - це лише деякі з 
інновацій, які роблять SPINEL Pinoccio унікальним в асортименті кавоварок 
еспресо. 
Завдяки запатентованій самоочищуваній гідравлічній системі всі 
незручності, пов'язані з вапняним накипом, були усунені з групи заварювання кави. 
 
30 
 
Компресійна система закупорювання кавової капсули, розташована 
посередині, забезпечує більшу стабільність та сприяє оптимальному ущільненню 
капсули і, отже, кращому заварюванню кави. 
У паровій версії кавова група незалежна від парової, що дозволяє значно 
економити енергію, коли в одній з цих груп немає необхідності. 
Чалдова кавоварка еспресо SPINEL Pinoccio ідеально підходить для 
невеликих офісів і будинку 
Розміри ШхДхВ: 200x330x330 мм 
Потужність: 600 Вт 
Напруга: 230 Вт 50Hz 
Вага: 9 кг 
Резервуар для води: 3 л 
Функції: 
Автоматичне очищення від накипу 
Підігрів чашок 
 
Електричні турки  
Такі турки (рис. 1.14) подібні до звичайних за своєю конструкцією, проте 
відрізняються великим об'ємом і принципом функціонування, схожим з 
передбаченим в електричних чайниках. Для приготування напою в електричної 
турці необхідно встановити ємність із нагрівальним елементом на спеціальну 
підставу та ввімкнути в розетку. Після цього нагрівач у нижній частині турки 
доводить рідину до кипіння та відключається автоматично або натисканням 
кнопки. 
 
31 
 
 
Рис. 1.14 – Електрична турка 
 
До позитивних сторін сучасних електричних турок відносяться наступні: 
кава готується швидко, просто та в великому обсязі; 
пристрої, як правило, досить компактні; 
апарат можна переносити й брати з собою у відрядження або поїздку; 
конструкція апарату досить проста, але при цьому має цілком сучасний 
дизайн; 
електричні турки доступні за ціною. 
Серед негативних рис використання таких пристроїв можна виділити 
наступні: 
необхідність регулярного очищення від накипу; 
недостатньо насичений смак готового напою; 
відсутність у ряді моделей можливості автоматичного вимкнення після 
закінчення приготування кави. 
 
32 
 
Як приклад можна навести кавоваруа ATCM 730 T від компанії GORENJE 
потужністю 730 Вт і резервуаром для води об'ємом 0.27 літра. 
Прилад GORENJE ATCM 730 T обладнаний технологією OPTIGLOW для 
контролю процесу приготування кави. Ця функція автоматично вимикає кавоварку 
під час закипання. Пристрій обладнаний термостатом Strix. 
 
 
Рис. 1.15 – Електрична турка GORENJE ATCM 730 T 
  
 
33 
 
Таблиця 1.5  
Основні характеристики кавоварки GORENJE ATCM 730 T 
Тип Електрична турка 
Тип кави Мелена 
Комплектація Кавоварка 
Мірна ложка 
Інструкція 
Функції Автовимикання 
Сфера використання Для дому 
Об'єм резервуара для води, л 0,27 
Керування Кнопкове 
Спосіб розміщення Стоять окремо 
Потужність,Вт 730 
Габарити (ВхШхГ), см 24.5x17.5x21.5 
Габарити в пакованні (ВхШхГ), см 26.5x18.5x23 
Вага, кг 1,5 
Приготування капучино Немає 
Вага в пакованні, кг 2 
Колір Коричневий з чорним 
Додаткові характеристики Використання кави середнього та 
мілкого помолу 
Особливості Термостат Strix 
Звуковий сигнал під год закипання 
Індикатор роботи з блакитною 
підсвіткою 
Індикація рівня води 
Відсік для зберігання шнура 
Гумові ніжки 
 
  
 
34 
 
1.2 Вибір елементної бази запропонованої гейзерної кавоварки 
 
Опис Arduino Uno Rev3/R3 та Arduino Nano V3.0 
Arduino Uno Rev3 (рис. 1.16) - це плата, заснована на мікроконтролері 
ATmega328P. Платформа має 14 цифрових пінів входу / виходу, 6 з яких можуть 
використовуватися як виходи ШІМ, 6 аналогових входів, кварцовий генератор 16 
МГц, роз'єм USB, силовий роз'єм, роз'єм ICSP і кнопку перезавантаження. Для 
роботи необхідно підключити платформу до комп'ютера за допомогою кабелю 
USB, або подати живлення за допомогою адаптера AC / DC або батареї. 
 
 
Рис. 1.16 – Плата Arduino Uno Rev3/R3 
 
 
35 
 
Arduino Uno Rev3 - це плата, заснована на мікроконтролері ATmega328P. 
Платформа має 14 цифрових пінів входу / виходу, 6 з яких можуть 
використовуватися як виходи ШІМ, 6 аналогових входів, кварцовий генератор 16 
МГц, роз'єм USB, силовий роз'єм, роз'єм ICSP і кнопку перезавантаження. Для 
роботи необхідно підключити платформу до комп'ютера за допомогою кабелю 
USB, або подати живлення за допомогою адаптера AC / DC або батареї. 
На відміну від всіх попередніх плат Ардуіно, Uno в якості перетворювача 
інтерфейсів USB-UART використовує мікроконтролер ATmega16U2 (ATmega8U2 
до версії R2) замість мікросхеми FTDI. На китайських варіантах використовується 
перетворювач інтерфейсів USB-UART CH340G [23]. 
На платі Arduino Uno версії R2 для спрощення процесу оновлення прошивки 
доданий резистор, що підтягує до землі лінію HWB мікроконтролера 8U2. 
Зміни на платі версії R3 перераховані нижче: 
• Розпінування 1.0: додані виходи SDA і SCL (біля виведення AREF), а також 
два нових виходи, розташовані біля виходу RESET. Перший - IOREF - 
дозволяє платам розширення підлаштовуватися під робочу напругу Ардуіно. 
Даний вихід передбачений для сумісності плат розширення як з 5 В По-
Ардуіно на базі мікроконтролерів AVR, так і з 3.3 В-платами Arduino Due. 
Другий вихід ні до чого не приєднаний і зарезервований для майбутніх цілей. 
• Покращена стійкість ланцюга скидання. 
• Мікроконтролер ATmega8U2 замінений на ATmega16U2. 
Опис елементів плати зображено на рис. 1.17. 
 
36 
 
 
Рис. 1.17 – Елементи плати Arduino Uno Rev3/R3 
 
• USB Plug - роз'єм для підключення пристроїв USB; 
• Analog Reference Pin - для визначення опірної напруги АЦП; 
• Digital Ground - земля; 
• Digital I / O Pins (2-13) - цифрові виходи; 
• Serial OUT (TX) - пін передачі даних по UART; 
• Serial IN (RX) - пін прийому даних по UART; 
• Reset Button - кнопка перезавантаження мікроконтролера; 
• In-Circuit Serial Programmer (ISCP) - через ці контакти можна 
перепрограмувати плату; 
• ATmega328P Microcontroller - власне сам чіп Ардуіно, він же мікроконтролер, 
процесор, мозок і т.д .; 
• Analog In Pins (0-5) - аналогові входи; 
• Voltage In - вхід використовується для подачі живлення від зовнішнього 
джерела; 
• Ground Pins - земля; 
• 5 Volt Power Pin - живлення 5 В; 
 
37 
 
• 3 Volt Power Pin - живлення 3.3 В; 
• Reset Pin - вхід для перезавантаження; 
• External Power Supply - роз'єм для підключення зовнішнього джерела 
живлення. 
Опис пінів 
Піни Ардуіно використовуються для підключення зовнішніх пристроїв і 
можуть працювати як в режимі входу, так і в режимі виходу. Кожен вихід має 
навантажувальний резистор (за замовчуванням відключений) 20-50 кОм і може 
пропускати до 40 мА. 
Деякі виходи мають особливі функції: 
• Піни 0 і 1 - контакти UART (RХ і TX відповідно). 
• Піни c 10 по 13 - контакти SPI (SS, MOSI, MISO і SCK відповідно) 
• Піни A4 і A5 - контакти I2C (SDA і SCL відповідно). 
Піни з номерами від 0 до 13 є цифровими. Це означає, що ви можете 
зчитувати і подавати на них тільки два види сигналів: HIGH і LOW. За допомогою 
ШІМ також можна використовувати цифрові порти для управління потужністю 
підключених пристроїв [23]. 
Аналогові Піни Arduino Uno Rev3 призначені для підключення аналогових 
пристроїв і є входами для вбудованого аналого-цифрового перетворювача (АЦП), 
який в Ардуіно уно десяти розрядний. 
 
Додаткові піни на платі та живлення 
AREF - видає опірну напруги для вбудованого АЦП. Може управлятися 
функцією analogReference (). 
RESET - Низький рівень сигналу на виводі перезавантажує мікроконтролер. 
Зазвичай застосовується для підключення кнопки перезавантаження на платі 
розширення, що закриває доступ до кнопки на самій платі Arduino. 
 
38 
 
Плати Arduino Uno R3 може отримувати живлення через підключення USB 
або від зовнішнього джерела живлення. Джерело живлення вибирається 
автоматично.  
Живити плату можна наступними способами: 
• від зовнішнього адаптера - рекомендований напруга від 7 до 12 В. При 
використанні напруги вище 12 В регулятор напруги може перегрітися і 
пошкодити плату. При напрузі живлення нижче 7 В, висновок 5V може 
видавати менше 5 В, що призведе до нестабільної роботи плати; 
• від USB-порту комп'ютера; 
• подача 5 В безпосередньо на пін 5V. В цьому випадку обходиться стороною 
вхідний стабілізатор і навіть найменше перевищення напруги може привести 
до проблем із виробом [23]. 
Виходи живлення: 
• 5V - на цей пін Ардуіно подає 5 В, його можна використовувати для 
живлення зовнішніх пристроїв; 
• 3.3V - на цей пін від внутрішнього стабілізатора подається напруга 3.3 В; 
• GND - висновок землі; 
• VIN - пін для подачі зовнішнього напруги; 
• IREF - пін для інформування зовнішніх пристроїв про робочій напрузі плати. 
Опис Arduino Nano V3.0 
 
 
Рис. 1.18 – Плата Arduino Nano V3.0 
 
 
39 
 
Платформа Arduino Nano (укр. Ардуіно Нано) - відкрита і компактна 
платформа з сімейства Arduino, побудована на мікроконтролері ATmega328, має 
невеликі розміри та може бути використана в компактних пристроях.  
Arduino Nano - це зменшений аналог Arduino Uno, відрізняється 
формфактором плати, яка в 2-2.5 рази менше (19 x 43 мм), ніж Arduino Uno (53 х 69 
мм), у відсутності силового роз'єму постійного струму і роботі через кабель Mini-
B USB. Платформа Nano має контакти у вигляді пінів, тому її легко встановлювати 
на макетну плату. 
На платі використовується чіп FTDI FT232RL для USB-Serial перетворення і 
застосовується mini-USB кабель для зв'язку з Ардуіно замість стандартного. Зв'язок 
з різними пристроями забезпечують UART, I2C і SPI інтерфейси [22]. 
Опис елементів плати зображено на рис.18. 
 
 
Рис. 1.19 – Елементи плати Arduino Nano V3.0 
 
• USB Jack - роз'єм USB Mini-B для підключення пристроїв USB; 
• Analog Reference Pin - для визначення опорного напруги АЦП; 
• Ground - земля; 
• Digital Pins (2-13) - цифрові виходи; 
• TXD - пін передачі даних по UART; 
 
40 
 
• RXD - пін прийому даних по UART; 
• Reset Button - кнопка перезавантаження мікроконтролера; 
• ISCP (In-Circuit Serial Programmer) - контакти для перепрограмування плати; 
• Microcontroller ATmega328P - мікроконтролер - головний елемент на платі; 
• Analog Input Pins (A0-A7) - аналогові входи; 
• Vin - вхід використовується для подачі живлення від зовнішнього джерела; 
• Ground Pins - земля; 
• 5 Volt Power Pin - живлення 5 В; 
• 3 Volt Power Pin - живлення 3.3 В; 
• RST - вхід для перезавантаження; 
• SMD Crystal - кварцовий резонатор (жарг. «Кварц») - прилад, в якому 
п'єзоелектричний ефект і явище механічного резонансу використовуються 
для побудови високодобротного резонансного елементу електронної схеми; 
• TX LED (White) - світлодіод - індикатор відправлення даних по UART; 
• RX LED (Red) - світлодіод - індикатор прийому даних по UART; 
• Power LED (Blue) - світлодіод - індикатор живлення; 
• Pin 13 LED (Wellow) - підключений світлодіод до 13-му піну [22]. 
Опис пінів та живлення 
Кожен з 14 цифрових виходів Nano, використовуючи функції pinMode (), 
digitalWrite (), і digitalRead (), можна налаштовувати як вхід або вихід. Виходи 
працюють при напрузі 5 В. Кожен вихід має навантажувальний резистор 20-50 кОм 
і може пропускати до 40 мА. Деякі виходи мають особливі функції: 
• Послідовна шина: 0 (RX) і 1 (TX). Виходи використовуються для отримання 
(RX) і передачі (TX) даних TTL. Дані виходи підключені до відповідних 
виходів мікросхеми послідовної шини FTDI USB-to-TTL. 
• Зовнішнє переривання: 2 і 3. Дані виходи можуть бути налаштовані на виклик 
переривання або на молодшому значенні, або на передньому чи задньому 
фронті, або при зміні значення. Детальна інформація знаходиться в описі 
функції attachInterrupt (). 
 
41 
 
• ШІМ: 3, 5, 6, 9, 10, і 11. Будь-який з виходів забезпечує ШІМ з роздільною 
здатністю 8 біт за допомогою функції analogWrite (). 
• SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). За допомогою даних виходів 
здійснюється зв'язок SPI, яка, хоча і підтримується апаратною частиною, не 
включена в мову Arduino. 
• LED: 13. Вбудований світлодіод, підключений до цифрового виходу 13. 
Якщо значення на виході має високий потенціал, то світлодіод горить. 
На платформі Nano встановлені 8 аналогових входів, кожен дозволом 10 біт 
(тобто може приймати 1024 різних значення). Стандартно висновки мають діапазон 
вимірювання до 5 В, щодо землі, проте є можливість змінити верхню межу за 
допомогою функції analogReference (). Деякі виходи мають додаткові функції: 
I2C: A4 (SDA) і A5 (SCL). За допомогою висновків здійснюється зв'язок I2C 
(TWI). Для створення використовується бібліотека Wire. 
Додаткова пара виходів платформи: 
AREF. Опорна напруга для аналогових входів. Використовується з функцією 
analogReference (). 
Reset. Низький рівень сигналу на виводі перезавантажує мікроконтролер. 
Зазвичай застосовується для підключення кнопки перезавантаження на платі 
розширення, що закриває доступ до кнопки на самій платі Arduino. 
Arduino Nano може отримувати живлення через підключення Mini-B USB, 
або від нерегульованого 6-20 В (вихід 30), або регульованого 5 В (вихід 27), 
зовнішнього джерела живлення. Автоматично вибирається джерело з найвищою 
напругою. 
Мікросхема FTDI FT232RL (або CH340G) отримує живлення, тільки якщо 
сама платформа запитана від USB. Таким чином при роботі від зовнішнього 
джерела (НЕ USB), буде відсутня напруга 3.3 В, що генерується мікросхемою FTDI 
FT232RL (або CH340G), при цьому світлодіоди RX і TX блимають тільки при 
наявності сигналу високого рівня на виходах 0 і 1 [22]. 
 
42 
 
В результаті було вирішено що для цього проекту краще підходить плата 
Arduino Nano V3.0, так як на ній встановлений мікроконтролер ATmega328 і він 
має майже всі функції, що і Arduino Uno Rev3/R3, до того ж розміри Arduino Nano 
V3.0 менші що дає переваги в мобільності. 
Для побудови пристрою доцільно взяти плату Arduino Nano, це дозволить 
зменшити габаритні розміри. 
Модуль з герконом для Arduino 
Модуль (рис. 1.20) зібрано на невеликій платі, габарити якої лише 
32 мм х 1.4 мм, основна мікросхема - це компаратор LM393, точно такий самий 
використовується в модулі освітленості та інфрачервоному модулі перешкоди. Як 
датчик використовується так званий геркон, який має два провідники, укладених у 
скляну трубку, заповнену інертним газом (таким як азот, гелій або просто вакуум). 
Усередині провідники розташовані паралельно скляній трубці і трохи 
перекривають один одного, залишаючи невеликий зазор. 
Напруга живлення: 3.3 В або 5.5 В 
Струм споживання: 10 мА 
Використовуваний датчик: геркон 
Цифрового вихід: TTL (лог 1 або лог 0) 
Діаметр монтажного отвору: 2.5 мм 
Вихідний струм: 15 мА 
Габарити: 32мм х 14мм 
 
43 
 
 
Рис. 1.20 – Елементи модуль з герконом 
 
Геркон 
У модулі використовується геркон з нормально розімкненим контактом. 
Коли прикладаємо магніт до скляної трубки, під дією силових ліній магнітного 
поля два провідники в трубці намагнічуються і притягуються один до одного. Коли 
вдсутній магніт, магнітна сила зникає, два провідники розмикаються через їхню 
власну пружність і ланцюг розривається. 
Модуль містить три контакти, один контакт цифровий і два контакти для 
підключення живлення. Через те, що геркон працює спільно з магнітом, і коли його 
немає, на цифровому виводі DO встановлюється високий стан, коли магніт 
встановлений, встановлюється низький стан. Відстань спрацьовування геркона і 
магніту становить менше 1,5 см. 
Призначення контактів 
VCC - плюс напруги живлення 
GND - мінус напруги живлення (земля) 
D0 - цифровий вихід 
 
44 
 
 
LCD 1602 символьний дісплей 16x2 
 
LCD QC1602A дисплей (рис. 1.21) для підключення до Arduino. Має два 
рядки по 16 символів в кожній. Працює зі стандартною бібліотекою LiquidCrystal з 
поставки Arduino IDE. 
 
 
Рис. 1.21 - LCD 1602 символьний дісплей 16x2 з припаяним i2c модулем 
 
 
Характеристики: 
• Розміри 80 x 36 мм 
• Робоча температура 0 ~ 50 ° C 
• Підсвітка блакитна 
• Колір символів білий 
• Розмір символу 4.35 x 2.95мм 
• Формат 16 x 2 
• Розміри точки 0.5 x 0.5мм 
• Інтерфейс HD44780 
 
45 
 
• Видима область 64.5 x 13.8мм 
• Живлення 5В 
Для роботи через інтерфейс i2c комплектується спеціальним модулем. 
 
Безконтактний датчик рівня води 
Це безконтактний цифровий датчик рівня води та рідини (рис. 1.22) для 
використання спільно з контролерами на зразок Arduino. Він використовує 
передові технології обробки сигналів, застосовуючи потужний чіп (XKC-Y25-
T12V) з високошвидкісним робочим потенціалом для досягнення безконтактного 
виявлення рівня рідини. Відсутність контакту з рідиною робить модуль придатним 
для небезпечних застосувань, таких як: виявлення токсичних речовин, сильної 
кислоти, сильних лугів і всіх видів рідини в герметичному контейнері під високим 
тиском. Не існує особливих вимог до рідини або контейнера, і цей датчик рідини 
простий у використанні і простий у встановленні.  
Датчик рівня рідини оснащений інтерфейсним адаптером, що робить його 
сумісним з інтерфейсом DFGobot "Gravity". Чотири рівні чутливості можна 
налаштувати, натиснувши кнопку SET. 
 
 
46 
 
 
Рис. 1.22 - Безконтактний цифровий датчик рівня води 
 
 
Рис. 1.23 – Підключення безконтактного цифрового датчика рівня води 
 
47 
 
Таблиця 1.6 
Основні характеристики безконтактного цифрового датчика рівня води 
Інтерфейс Gravity цифровий 
Вихідна напруга високий рівень - InVCC; низький рівень - 0 В 
Вихідний струм 1 - 50 мА 
Вологість 5% - 100% 
Вхідна напруга 5 - 24 В 
Діапазон 0 - 105 ℃ 
температур 
Захист IP67 
Матеріал ABS 
Модель XKC-Y25-T12V 
Розмір 28 х 28 мм 
Струм 5 мA 
Товщина 0 - 13 мм 
Час 500 мс 
Виробник dfrobot 
 
Температурний датчик водонепроникний DS18B20 
Датчик температури DS18B20 (рис. 23) в захисному водонепроникному 
корпусі з пиловологозахистом IP67. Діапазон температур, вимірюваних датчиком 
знаходиться в межі -55С ... + 125С. Але якщо захисна оболонка датчика зроблена з 
ПВХ, то рекомендується верхній діапазон виміру обмежити ста градусами. Сам 
вимірювальний елемент DS18B20 розміщений в герметичному 
 
48 
 
пиловологозахищеному корпусі, що забезпечує максимальний ступінь захисту 
датчика і дозволяє проводити вимірювання температури в будь-яких умовах 
вологості, запиленості, а також при повному зануренні датчика в рідину. 
 
 
Рис. 1.24 – Датчик температури DS18B20 
 
Характеристики: 
• Червоний дріт - VCC (живлення) 
• Зелений (Синій, Жовтий) провід - DATA (дані) 
• Жовтий (Чорний, Чорний) провід - GND (земля) 
• Робоча напруга дані/живлення від 3В до 5.5В 
• Точність ± 0.5 ° C в діапазоні -10 ° C до + 85 ° C 
• Робочий діапазон температур від -55 до 125 ° C 
• Вибір 9 чи 12 бітної розрядності 
• Інтерфейс 1-Wire 
• Унікальний 64 бітний ID в кожному чіпі 
• Паралельне включення сенсорів 
• Зонд з нержавіючої сталі діаметром 6 мм і довжиною 50 мм 
• Кабель діаметром 4 мм і довжиною 100 см.  
 
49 
 
1-канальний модуль реле 5В без оптоізоляції 
 
1-канальний модуль реле 5В без оптоізоляції (рис. 1.25) - це електронний 
модуль, який містить реле та електронні компоненти для його керування. Модуль 
призначений для використання в різних електронних пристроях, які потребують 
керування різними навантаженнями за допомогою сигналів з мікроконтролерів або 
інших електронних пристроїв. 
 
 
Рис. 1.25 – 1-канальний модуль реле 5В без оптоізоляції 
 
Модуль має один канал реле, що дозволяє керувати одним навантаженням. 
Цей модуль працює з напругою живлення 5В, тому його можна легко інтегрувати 
з різноманітними мікроконтролерами, такими як Arduino, Raspberry Pi та інші. 
Модуль має два входи: вхід керування (IN) та вхід живлення (VCC), а також 
два виходи: вихід реле (COM) та вихід нормально відкритого контакту (NO). 
Керування реле здійснюється за допомогою сигналу з мікроконтролера, що 
 
50 
 
подається на вхід керування. При активації реле, контакт COM переводиться в 
положення NO, і навантаження підключається до джерела живлення. 
Цей модуль реле без оптоізоляції не має додаткових заходів безпеки для 
захисту електронних пристроїв від можливих впливів, таких як перенапруга або 
перевантаження, тому може бути потрібна додаткова оптоізоляція для 
забезпечення надійного функціонування електронних пристроїв. 
Параметри що стосуються виводів NC, NO та COM не мають перевищувати 
значень, вказаних на корпусі реле. 
 
 
  
 
51 
 
1.3 Опис роботи пристрою запропонованої ге йзерної кавоварки 
Структурна схема і принцип роботи пристрою 
Для створення електричної гейзерної кавоварки з контролем температури і 
об'єму, пропонується модифікувати звичайну гейзерну кавоварку за схемою 
наведеною на рис. 1.26 
 
10 
8 
7                2 
5  
6 
13 
4 
               1 
9 
3 
11 12 
 
Рис. 1.26 - Структурна схема гейзерної кавоварки з контролем температури і 
об'єму 
 
На структурній схемі (рис. 1.26) гейзерної кавоварки з контролем 
температури і об'єму відображено наступні елементи: 
1. Ємність для води. 
2. Ємність для готової кави. 
3. Нагрівальний елемент підключений через реле. 
4. Датчик рівня води. 
 
52 
 
5. Трубка з поплавцем, який утримує магніт. 
6. Герконовий датчик, який сигналізує про готовність однієї чашки кави. 
7. Герконовий датчик, який сигналізує про готовність двох чашок кави. 
8. Герконовий датчик, який сигналізує про готовність трьох чашок кави. 
9. Датчик температури води. 
10. LCD QC1602A дисплей. 
11. Кнопка вибору кількості чашок, які потрібно приготувати. 
12. Кнопка запуску приготування. 
13. Плата Arduino Nano. 
Під час роботи гейзерної кавоварки з контролем температури і об'єму плата 
Arduino Nano опрацьовує дані з датчиків температури, рівня води, герконових 
датчиків. На основі даних з датчика рівня води програма може заблокувати 
увімкнення пристрою при відсутності води, з виведенням відповідного 
повідомлення на екран. На основі підрахунку кількості натискань на кнопку вибору 
кількості чашок, які потрібно приготувати, піля натиснення на кнопку запуску 
приготування, програма забезпечує приготування відповідної кількості чашок 
кави. На основі даних з датчика температури програма приймає рішення про 
увімкнення чи вимкнення реле нагрівального елементу. 
Під час приготування кави рівень рідини в ємності для готової кави 
збільшується, це призводить до піднімання поплавця з магнітом. При наближенні 
магніту до герконового датчика, відбуваєтться його активація, що сигналізує про 
готовність кількості чашок відповідно до положення датчика. 
Інформація про кількість приготоваих чашок виводиться на дисплей. 
  
 
53 
 
Опис програмного збезпечення роботи пристрою 
 
Підключення бібліотеки для роботи з екраном через інтефейс I2C 
 
#include <LiquidCrystal_I2C.h>   
 
Задавання імен константам: адреса пристрою I2C, кількість стовбців на 
екрані, кількість рядків на екрані, коефіцієнт термістора. 
 
#define I2C_ADDR    0x27   
#define LCD_COLUMNS 16    
#define LCD_LINES   2    
const float BETA = 3950; 
 
Стврення екземпляру об'єкту дисплея, імені з вказанням адреси, стовбців і 
рядків. 
 
LiquidCrystal_I2C lcd (I2C_ADDR, LCD_COLUMNS, LCD_LINES);   
 
Оголошення глобальних змінних, для кількості запланованих і приготованих 
чашок. 
 
int cups=0; 
int complete=0; 
 
Запуск установчої процедури. 
 
void setup()  
{ 
 
Оголошення контактів, до яких підключено датчики, як вхідних 
 
pinMode(2, INPUT_PULLUP);          
pinMode(3, INPUT_PULLUP); 
pinMode(4, INPUT_PULLUP);          
 
54 
 
pinMode(5, INPUT_PULLUP); 
pinMode(6, INPUT_PULLUP); 
pinMode(7, INPUT_PULLUP); 
 
Ініціалізація дисплея 
 
lcd.init(); 
 
Виведення на дисплей запиту на введення кількості чашок для приготування 
 
lcd.setCursor(0, 0); 
lcd.print("Num. of cups"); 
 
Запуск нескінченного циклу для введення кількості чашок для приготування. 
 
while (true) 
{ 
 
Якщо натиснута кнопка вибору кількості чашок змінна збільшується на 1 
 
if (digitalRead(5)==0) 
{ 
  cups++; 
 
Ввести можливо значення від 0 до 3, тому при зміні значення змінної на 
значення більше 3, відбуваєься її обнулення. 
 
  if (cups>3) cups=0; 
 
Виведення кількості введених чашок порівняно з максимальним значенням. 
 
  lcd.setCursor(0, 1); 
  lcd.print(String(cups)+ "/3"); 
} 
 
 
55 
 
Якщо отримано сигнал від датчика рівня води, про її низький рівень, 
виведення повідомлення попередження. 
 
if (digitalRead(7)==1)  
{ 
  lcd.setCursor(0, 0); 
  lcd.print("Warning!"); 
  lcd.setCursor(0, 1); 
  lcd.print("Plenty of water"); 
} 
 
Якщо натиснута кнопка запуску приготування і при цьому відсутній сигнал 
від датчика рівня води, виконується вихід з циклу. 
 
if (digitalRead(6)==0 && digitalRead(7)==0) break; 
} 
} 
 
Запуск основного циклу 
 
void loop()  
{ 
 
Виведення повідомлення про кількість готових чашок з запланованих. 
 
lcd.setCursor(0, 0); 
lcd.print("Complete        "); 
lcd.setCursor(0, 1); 
lcd.print(String(complete)+ " from " + String(cups)); 
 
Зчитування інформації з датчика температури і обрахунок значення 
температури. 
 
int analogValue = analogRead(A0); 
float celsius = 1 / (log(1 / (1023. / analogValue - 1)) / BETA 
+ 1.0 / 298.15) - 273.15; 
 
 
56 
 
Після перевірки на відповідність температури, наявності запланованих 
чашок і наявності води, виконується переключення реле для увімкнення 
нагрівального пристрою. 
 
if ((celsius < 105) && (cups > 0) && digitalRead(7)==0) 
{ 
  digitalWrite(13, HIGH); 
 
При спрацюванні відповідних герконових датчиків змінюється значення 
змінної, що зберіає кількість готових чашок. 
 
  if (digitalRead(2)==0) complete=1; 
  if (digitalRead(3)==0) complete=2; 
  if (digitalRead(4)==0) complete=3; 
 
Якщо кількість запланованих чашок дорівнює кількості готових, 
відбувається виведення повідомлення про готовність протягом 1 секунди, 
обнулення змінної запланованих чашок і виклик установчої функції. 
 
  if (complete == cups) 
{ 
    lcd.setCursor(0, 1); 
    lcd.print(String(complete)+ " from " + String(cups)); 
    delay(1000); 
    cups=0; 
    setup(); 
  } 
} 
 
У випадку невідповідності температури, відсутності запланованих чашок і 
відсутності води, виконується переключення реле для вимкнення нагрівального 
пристрою. 
 
else 
{ 
  digitalWrite(13, LOW); 
  if (digitalRead(7)==1) 
  { 
 
57 
 
 
Якщо отримано сигнал від датчика рівня води, про її низький рівень, 
виведення повідомлення попередження. 
 
    lcd.setCursor(0, 0); 
    lcd.print("Warning!"); 
    lcd.setCursor(0, 1); 
    lcd.print("Plenty of water"); 
  } 
} 
} 
 
Емуляція роботи гейзерної кавоварки з контролем температури і об'єму 
Емуляція роботи гейзерної кавоварки з контролем температури і об'єму 
виконана в емуляторі Wokwi. Для емуляції роботи датчиків використані кнопки, 
які працюють за тим же принципом замикання/розмикання ланцюга. Зібрану схему 
для емуляції зображено на рис. 1.27. 
Під час емуляції роботи пристрою перевірено роботу функцій гейзерної 
кавоварки з контролем температури і об'єму. 
Перевірка реакції на сигнали з датчика рівня води показали, що програма 
блокує увімкнення пристрою при відсутності води, при цьому відбувається 
виведення відповідного повідомлення на екран.  
Перевірено функцію введення даних, підтверджено, що при натисненні на 
кнопку вибору кількості чашок, відбувається підрахунок кількості натискань, що 
забезпечує введення кількості порцій, які потрібно приготувати, після натиснення 
на кнопку запуску приготування, програма забезпечує приготування відповідної 
кількості чашок кави.  
 
Перевірено роботу датчика температури, підтверджено, що програма 
забезпечує увімкнення чи вимкнення реле нагрівального елементу у правильному 
діапазоні температур. 
 
 
58 
 
Герконові 
датчики 
Arduino 
Nano 
Кнопка вибору Датчик 
кількості рівня води 
чашок 
Кнопка 
запуску Дисплей  
приготування 
Датчик 
температури 
Реле 
нагрівального 
елементу 
 
Рис. 1.27 - Схема для емуляції роботи гейзерної кавоварки з контролем 
температури і об'єму 
 
На основві емуляції підтверджено можливість реалізації гейзерної кавоварки 
з контролем температури і об'єму. 
  
 
59 
 
2 ДОСЛІДЖЕННЯ ДАТЧИКІВ ТЕМПРАТУРИ 
2.1 Загальна характеристика датчиків температури 
Температурні датчики відіграють ключову роль у багатьох побутових і 
промислових пристроях. Наприклад, для нормальної роботи таких приладів, як 
духовки, холодильники та термостати, необхідно точно контролювати і регулювати 
температуру. Контроль температури також широко використовується в хімічній 
інженерії: це стосується підтримки оптимальної температури в хімічних реакторах, 
запобігання аварійних реакцій для забезпечення безпеки персоналу, а також 
контролю температури викидів для зменшення впливу на довкілля. 
Хоча люди часто описують температуру як «гарячу», «прохолодну» або 
«холодну», у хімічних процесах потрібні точні кількісні вимірювання для 
ефективного керування. Це досягається за допомогою температурних датчиків та 
регуляторів, які отримують та обробляють інформацію від датчиків для точного 
контролю. 
З точки зору термодинаміки, температура змінюється відповідно до 
середньої кінетичної енергії молекул. Під час нагрівання молекули рухаються 
швидше, і температура підвищується. Оскільки безпосередньо вимірювати 
молекулярний рух складно, датчики використовують властивості, які змінюються 
разом із температурою. Потім ці показники калібруються за стандартними 
температурними шкалами, такими як температура кипіння води при певному тиску. 
У наступних розділах обговорюються типи температурних датчиків та регуляторів. 
Температурні датчики — це прилади, призначені для вимірювання 
температури навколишнього середовища. Вони поділяються на два основні види: 
1) контактні та 2) безконтактні датчики. Проте найпоширенішими типами є 
термометри, датчики опору температури (RTD) та термопари. Ці пристрої 
реєструють фізичні зміни, такі як об'єм рідини чи електричний струм через провід, 
що змінюються під впливом температури. Крім цих трьох основних типів, існує 
багато інших датчиків, які використовуються для різних потреб. 
Контактні датчики: 
 
60 
 
Ці прилади вимірюють температуру через безпосередній контакт з об'єктом, 
і за умови, що між ними відсутній тепловий потік, датчик фіксує температуру тіла, 
з яким він взаємодіє. 
Прикладами таких датчиків є: 
• Термопари 
• Детектори температури опору (RTD) 
• Термометри рідинні 
• Біметалічні термометри 
Безконтактні датчики: 
Ці пристрої вимірюють температуру шляхом реєстрації теплового 
випромінювання, зазвичай інфрачервоного або оптичного, що походить від певної 
ділянки поверхні об'єкта або об’єму всередині нього. 
Прикладом безконтактних датчиків є пірометри, які використовуються для 
визначення температури на відстані. 
 
2.2 Рідинний термометр 
Традиційний рідинний термометр складається з рідини, яка знаходиться в 
скляній трубці. Об'єм цієї рідини змінюється у відповідь на зміни температури. 
Коли температура підвищується, зростає молекулярний рух, що викликає 
розширення рідини і її рух уздовж каліброваних міток на трубці. Для термометрів 
використовують рідини з високим коефіцієнтом теплового розширення, що 
дозволяє фіксувати навіть незначні зміни температури. Найчастіше в таких 
термометрах використовують спирт, хоча в минулому широко застосовувалася 
ртуть, доки не виявили її токсичні властивості. Незважаючи на простоту та низьку 
вартість таких термометрів, їх точність обмежується масштабуванням по довжині 
трубки. Оскільки рідинні термометри не генерують електричних сигналів і 
потребують візуального зчитування, їх важко інтегрувати в системи 
автоматизованого контролю, які покладаються на електроніку та комп'ютеризоване 
управління. 
 
61 
 
Переваги рідинних термометрів у кухонних приладах: 
Висока точність вимірювань. Рідинні термометри можуть забезпечувати 
точне вимірювання температури, що є важливим для процесів приготування їжі, де 
навіть невеликі відхилення можуть вплинути на кінцевий результат. 
Простота у використанні. Такі термометри мають просту конструкцію і 
зручні в експлуатації. Вони не потребують складного обслуговування або 
калібрування, що спрощує їх використання в побутових приладах. 
Відсутність електричних компонентів. Це робить їх менш схильними до 
поломок через електричні збої або зміни в напрузі живлення. 
Довговічність. Завдяки простій конструкції рідинні термометри мають 
тривалий термін служби, і вони не вимагають частої заміни або ремонту. 
Недоліки рідинних термометрів: 
Ускладнена автоматизація реакції на зміну температури. Для аавтоматичної 
зміни режимів роботи в залежності від температури потрібні додаткові мкханізми 
та електроніка. 
Тривалий час реакції. Рідинні термометри повільніше реагують на зміни 
температури порівняно з електронними аналогами, що може бути проблемою в 
динамічних процесах приготування їжі, де важлива швидка реакція. 
Низька точність у широкому діапазоні температур. Рідинні термометри менш 
ефективні в екстремальних температурних режимах, що може обмежувати їх 
застосування у певних кухонних приладах. 
Можливість пошкодження. Скляна трубка рідинного термометра може легко 
пошкодитися при сильних ударах або високому тиску, що створює небезпеку для 
користувачів і потребує частих перевірок на герметичність. 
Обмежений температурний діапазон. Вони підходять для вимірювань в 
обмеженому діапазоні температур, що може бути недостатньо для складних 
багатофункціональних приладів.  
 
62 
 
2.3 Біметалічний термометр 
У біметалічному термометрі використовуються дві металеві смужки 
(найчастіше зі сталі та міді), які мають різні коефіцієнти теплового розширення. Ці 
смужки скріплюються за допомогою заклепок або зварювання. Коли температура 
підвищується, метал з вищим коефіцієнтом теплового розширення розширюється 
сильніше, що спричиняє виникнення напруження між двома металами та вигин 
смужки. Ступінь цього вигину залежить від температури. Діапазон температур, за 
якого такі термометри ефективно працюють, обмежений відмінностями в 
коефіцієнтах розширення металів. Біметалічні смужки зазвичай намотуються у 
вигляді спіралі та встановлюються в термостати, де рухомий кінець виконує роль 
електричного контакту, який передає сигнал для регулювання температури. 
Переваги біметалічних термометрів у кухонних приладах: 
Простота та надійність: Біметалічні термометри мають просту конструкцію, 
що складається з двох металів з різними коефіцієнтами теплового розширення. Це 
забезпечує їх тривалу та безперебійну роботу без складних механізмів або 
електронних компонентів. 
Енергонезалежність: Біметалічні термометри не потребують зовнішнього 
джерела живлення, що є перевагою для кухонних приладів, які працюють в умовах 
високої температури або вологого середовища. 
Швидка реакція: Вони можуть досить швидко реагувати на зміни 
температури, що важливо при готуванні їжі, коли точність температури може 
впливати на кінцевий результат. 
Механічна стійкість: Завдяки своїй конструкції, вони стійкі до механічних 
пошкоджень та впливу зовнішніх факторів, таких як вібрація чи удари, що важливо 
для побутової техніки. 
Недоліки біметалічних термометрів у кухонних приладах: 
Невисока точність: У порівнянні з електронними датчиками, біметалічні 
термометри мають відносно низьку точність вимірювання, що може бути 
 
63 
 
критичним у певних процесах приготування, які вимагають точного 
температурного контролю. 
Вузький діапазон температур: Вони обмежені в діапазоні температур, які 
можуть ефективно вимірювати, що робить їх менш придатними для 
високотемпературних процесів. 
Неможливість автоматизації: На відміну від електронних термодатчиків, 
біметалічні термометри не можуть інтегруватися в системи автоматичного 
контролю і не передають дані до мікропроцесорів для аналізу. 
Залежність від температурного градієнта: Вони можуть давати помилки при 
значних температурних коливаннях, оскільки механічний знос може знижувати 
точність вимірювань з часом. 
Таким чином, біметалічні термометри мають свої переваги для використання 
в кухонних приладах, проте для складних завдань часто віддають перевагу більш 
точним електронним термометрам. 
 
2.4 Датчик температури на основі зміни опору 
Другим поширеним типом температурного датчика є детектор температури 
опору (RTD), відомий також як термометр опору. На відміну від заповнених 
термометрів, RTD використовує електричні методи для вимірювання температури, 
що робить його зручнішим для інтеграції з комп'ютерними системами. В основі 
роботи RTD лежить залежність між електричним опором та температурою, яка 
може бути як лінійною, так і нелінійною. Ці датчики традиційно славляться 
високою точністю та стабільністю вимірювань. Однак при температурах вище 700° 
C їх точність знижується через деградацію захисного покриття, в якому розміщено 
термометр. Тому RTD найбільше підходять для нижчих температурних діапазонів, 
де вони показують найкращі результати. 
Існують два основних типи RTD: традиційний RTD та термістор. У 
класичних RTD використовуються металеві чутливі елементи, що забезпечує 
лінійну залежність між температурою та опором. При підвищенні температури 
 
64 
 
випадковий рух молекул металу перешкоджає електронному потоку, що 
призводить до зростання опору, яке фіксується як зменшення струму при сталій 
напрузі. У термісторі, навпаки, використовується напівпровідниковий датчик, що 
забезпечує нелінійну залежність між температурою і опором. 
Структура RTD 
Датчик опору температури (RTD) оснащений зовнішньою оболонкою, що 
захищає його від забруднень з навколишнього середовища. Ідеально, ця оболонка 
виготовлена з матеріалу, який добре проводить тепло до резистора, проте в той же 
час є стійким до впливу високих температур і навколишніх умов. 
Основною частиною системи вимірювання температури є сам датчик опору, 
що зображено на схемі. Як правило, такі датчики виготовляють із металів, таких як 
платина, нікель або мідь. Вибраний матеріал впливає на температурний діапазон, у 
якому може працювати RTD. Наприклад, платинові датчики, що є 
найпоширенішим типом, мають діапазон від приблизно -200°C до 800°C (додаткова 
інформація про температурні діапазони і опори для найбільш використовуваних 
металів наведена в таблиці 2.1). До датчика під'єднуються два ізольовані контактні 
висновки, які завершують ланцюг резистора. 
 
Таблиця 2.1 
Загальні діапазони температури та опору металу 
Металевий Температурний Базовий опір TCR (Ω/Ω/° C) 
елемент діапазон 
Мідь -100 — 260 °C 10 Ом при 0 °C 0,00427 
Нікель -100 — 260 °C 120 Ом при 0 °C 0,00672 
Платина -260 — 800 °C 100 Ом при 0 °C 0.003916 
 
Існує 4 основні категорії датчиків RTD. Існують вуглецеві резистори, 
плівкові термометри, дротяні термометри і котушкові елементи. 
 
65 
 
Вуглецеві резистори є найпоширенішими через їх низьку вартість та високу 
точність при низьких температурах. Вони не підлягають впливу гістерезису або 
тензометричних ефектів, що робить їх популярними серед дослідників.  
Плівкові термометри складаються з дуже тонкого шару металу, зазвичай 
платини, на основі пластини. Цей шар має мікрометричну товщину, і його 
властивості можуть змінюватись в залежності від складу металу та пластини. 
Однак вони можуть стикатися з проблемами стабільності, які залежать від 
використовуваних матеріалів. 
Дротяні термометри забезпечують стабільність вимірювань завдяки котушці, 
хоча більший діаметр котушки може призводити до збільшення обсягу дроту та, 
відповідно, до більшої деформації та дрейфу. Проте вони демонструють високу 
точність в широкому температурному діапазоні. 
Котушкові елементи, які нагадують дротяні термометри, переважно 
використовуються в промисловості. Вони дозволяють розширюватись в більших 
температурних діапазонах, при цьому зменшуючи дрейф. 
Операції RTD (резистивні температурні детектори) базуються на лінійній 
залежності між опором і температурою, що збільшується зі зростанням 
температури. Найчастіше для їх виготовлення використовують платину, оскільки 
вона проявляє лінійність в широкому температурному діапазоні та стійкість до 
корозії. При виборі матеріалу резистора важливо враховувати температурний 
діапазон, чутливість, час відгуку та довговічність, оскільки різні матеріали мають 
різні характеристики для кожного з цих параметрів. 
Основою принципу роботи RTD є рівняння Каллендара - Ван Дусена, яке 
описує залежність електричного опору від температури в градусах Цельсія. Це 
рівняння виступає у формі загального полінома, який формулюється на основі 
експериментальних даних конкретного RTD. Зазвичай, воно має лінійний вигляд, 
оскільки коефіцієнти для змінних вищого порядку (таких як a₂, a₃ тощо) мають 
невелику величину. 
 
 
66 
 
RT=R0(1+a1T+a 2
2T +a 3
3T +a 4
4T +…+a Tn
n ) 
 
R T: Опір при температурі T, в Омах 
R 0: Опір при температурі = 0°C, в Омах 
a n: Постійна опору матеріалу, в ° С n − 1 
 
Ще одним типом резистивного термометра (RTD) є термістор, який 
функціонує на основі експоненціальної залежності між електричним опором і 
температурою. Термістори переважно виготовляються з напівпровідникових 
матеріалів і часто використовуються в якості запобіжників або пристроїв для 
обмеження струму. Хоча термістори демонструють високу чутливість до 
температури, їх діапазон вимірювання є обмеженим, а характеристики – дуже 
нелінійні. Замість використання рівняння Каллендар - Ван Дусена, термістори 
працюють на основі нелінійних рівнянь, що виражаються в кельвінах. 
 
RT=R0exp(b(1/T−1/T0)) 
 
T 0: Початкова температура, зазвичай встановлена на рівні 298K 
b: Температурний коефіцієнт опору матеріалу, в K 
Помилки, пов'язані з термометрами опору, можуть виникати через різні 
причини, зокрема через пошкодження ізоляції, забруднення резистора або 
ненадійні з'єднання провідників. 
Переваги RTD термометрів у кухонних приладах: 
Висока точність: RTD (Resistance Temperature Detector) термометри 
забезпечують точне вимірювання температури, що критично для приладів, де 
важливе точне дотримання термальних режимів (наприклад, духовки, 
кавомашини). 
Стабільність: Вони характеризуються високою стабільністю вимірювань з 
часом, що забезпечує тривалу надійну експлуатацію кухонних приладів. 
 
67 
 
Широкий діапазон вимірювань: RTD термометри здатні вимірювати 
широкий діапазон температур, що робить їх універсальними для різних типів 
приготування їжі. 
Надійність: Через низький рівень дрейфу опору з часом, RTD термометри є 
дуже надійними в довготривалій експлуатації. 
Недоліки RTD термометрів у кухонних приладах: 
Висока вартість: RTD термометри, як правило, дорожчі за інші типи 
термометрів, такі як термопари або термістори, що може збільшувати вартість 
виробництва кухонних приладів. 
Час відгуку: RTD термометри можуть мати повільніший час відгуку 
порівняно з іншими сенсорами, що може бути недоліком у процесах, де потрібне 
швидке вимірювання температури. 
Чутливість до механічних пошкоджень: Вони можуть бути чутливішими до 
механічних навантажень, оскільки засновані на тонких платинових елементах, що 
робить їх менш придатними для використання в жорстких умовах експлуатації. 
Складність у калібруванні: Калібрування RTD термометрів може бути 
складнішим порівняно з іншими типами датчиків, особливо в умовах промислового 
виробництва. 
Таким чином, RTD термометри є ідеальними для додатків, де точність і 
стабільність є ключовими, проте їх вартість і чутливість до пошкоджень можуть 
бути обмежуючими факторами для певних застосувань. 
 
2.5 Термопари 
Ще одним датчиком температури, часто використовуваним в промисловості, 
є термопара. Серед різних доступних датчиків температури термопара є найбільш 
широко використовуваним датчиком. Подібно до RTD, термопара забезпечує 
електричне вимірювання температури. 
Структура термопари 
 
68 
 
Термопара має витягнуту, стрижневу форму, що робить її зручною для 
встановлення в обмежених та тісних просторах, куди було б важко дістатися з 
іншими типами датчиків.  
Термопара оснащена зовнішньою оболонкою, відомою як термогильза, яка 
захищає її внутрішній вміст від механічних та хімічних пошкоджень. 
Всередині термогильзи розташовані два металеві дроти, кожен з яких 
виготовлений з різних металів. Існує кілька можливих комбінацій матеріалів для 
цих проводів. Три найпоширеніші комбінації для вимірювання помірних 
температур — це сплави платини-родію, заліза-константану та хрому-алюмелю. 
Вибір металевих сплавів для термопари грунтується на значеннях 
електродвижущої сили (ЕРС) пари при певній температурі. Приблизні значення 
ЕРС для найбільш вживаних матеріалів при різних температурах можна знайти в 
таблиці 2.2. Для обраної комбінації матеріалів два дроти з'єднуються на одному 
кінці, формуючи сполучення. На іншому кінці дроти підключаються до пристрою 
для вимірювання напруги, при цьому їх кінці утримуються при різних опорних 
температурах. 
 
Таблиця 2.2  
Загальні значення температури металу та ЕРС 
Тип сплаву Значення ЕРС при Значення ЕРС при Значення ЕРС при 
20° C 50° C 100° C 
Платина-родій 0,113 мВ 0,299 мВ 0,646 мВ 
Залізо-Константан 1.019 мВ 2.585 мВ 5.269 мВ 
Хромель-алюмель 0,798 мВ 2.023 мВ 4 096 мВ 
 
Для підтримання еталонної температури при відомій, постійній температурі 
застосовуються різні підходи. Один з них передбачає розміщення опорного 
з'єднання в крижану ванну або піч, що підтримується на стабільному рівні. 
Найчастіше еталонна температура контролюється в електронному форматі. Хоча 
 
69 
 
такі температури не є настільки стабільними, як у випадку з крижаною ванною, 
електронні системи управління забезпечують зручніше використання. Також 
підтримувати приблизні температури можна за допомогою температурної 
компенсації та зональних коробок, що є ділянками з однорідною температурою. 
Вимірюється різниця напруги на опорному переході, яка надсилається на 
комп'ютер, що виконує обчислення температури на основі цих даних. 
Робота термопари 
Основний принцип роботи термопари ґрунтується на різниці провідності 
двох металевих проводів, з яких вона виготовлена, при певній температурі. Ця 
різниця провідності зростає при підвищенні температури, тоді як знижується при її 
зниженні. Через цю особливість термопари виявляються більш ефективними й 
надійними в умовах високих температур. При низьких температурах відмінність у 
провідності стає менш значною, що ускладнює їх використання та знижує точність. 
Різниця провідності між двома проводами в поєднанні з температурною 
різницею на їх з’єднанні генерує електричний струм, що протікає через термопару. 
Перше з’єднання розташоване в середовищі, температура якого вимірюється, тоді 
як друге постійно підтримується при відомій опорній температурі. Якщо 
температура середовища відрізняється від еталонної, через ланцюг проходить 
струм. Його сила залежить від температури середовища, еталонної температури та 
матеріалів проводів. Оскільки еталонні значення та матеріали відомі, температуру 
середовища можна обчислити за силою струму. 
Помилки при використанні термопар, зокрема в умовах низьких температур, 
пов’язані з труднощами у визначенні різниці провідності. Тому їх застосовують 
переважно при температурах вище -125° C, оскільки у цих умовах легше фіксувати 
зміни провідності. Термопари мають широкий температурний діапазон роботи — 
від -200° C до 2320° C — що свідчить про їх надійність та універсальність. Вони не 
вимагають акумулятора для живлення, проте з часом ізоляція проводів може 
зношуватися, тому необхідні регулярні перевірки та технічне обслуговування для 
підтримання їх точності. 
 
70 
 
Для визначення температури середовища за силою струму потрібно знати 
значення ЕРС або напруги струму, а також матеріали проводів при еталонних 
температурах. Часом для отримання виміряної температури використовуються 
стандартні таблиці термопар, але їх значення часто базуються на 0° C, що потребує 
корекції для інших опорних температур., рівняння нижче може бути використано 
для обчислення температури з заданого струму. 
 
ξT1,T3=ξT1,T2+ξT2,T3 
 
ξ: ЕРС комбінації сплавів, що генерується при двох різних температурах 
T 1: температура середовища, температура якого повинна бути визначена 
T 2: еталонна температура термопари 
T 3: еталонна температура стандартної таблиці термопари, яка в даному 
випадку становить 0° C 
Після того, як ЕРС між двома сплавами розраховується відносно еталонної 
температури, коли T3 0° C, стандартна таблиця термопар може бути використана 
для визначення температури T1 середовища. Ця температура зазвичай автоматично 
відображається на термопарі. 
Окрім звичайного явища, коли термопари поміщаються в рідину для 
вимірювання зміни температури, термопари можуть бути також вбудовані в тверді 
речовини з чудовими результатами. Це дуже ефективно при встановленні різних 
теплових властивостей для твердої речовини. Тепловіддача термопари тепер буде 
у вигляді провідної теплопередачі. Як результат, ця установка була б дуже схожа 
на теплопровідність послідовно, оскільки термопара майже завжди виготовляється 
з іншого матеріалу, ніж фактичного твердого тіла. Такі розбіжності залежать від 
способу вбудовування термопари в тверде тіло і повинні враховуватися при 
розрахунку і аналізі теплових властивостей.  
Закони для термопар 
 
71 
 
Закон однорідного матеріалу: Якщо всі провідники та термопара 
виготовлені з одного матеріалу, то зміни температури в проводці не впливають на 
вихідну напругу. Отже, для адекватного відображення температури необхідно 
використовувати різні матеріали. 
Закон проміжних матеріалів: Сумарна термоелектрична сила в 
електричному колі з кількома різнорідними матеріалами при сталих температурах 
дорівнює нулю. Це означає, що якщо до системи додається третій матеріал за такою 
ж температури, новий матеріал не викликає утворення чистої напруги. 
Закон послідовних або проміжних температур: Якщо два різнорідних 
однорідних матеріали генерують теплову ЕРС 1 при переходах на температурах T1 
і T2, і теплову ЕРС 2 при переходах на T2 і T3, то ЕРС, що виникає при переходах 
на T1 і T3, буде дорівнювати emf1 + emf2. 
Переваги термопар у кухонних приладах: 
Широкий діапазон температур: Термопари можуть вимірювати дуже високі 
та низькі температури, що робить їх корисними в різних кухонних приладах, таких 
як духовки та пароварки. 
Швидкий відгук: Термопари мають високу швидкість реакції на зміни 
температури, що дозволяє швидко та точно контролювати теплові процеси, 
забезпечуючи ефективне приготування їжі. 
Міцність та надійність: Завдяки простій конструкції та використанню 
металевих матеріалів термопари добре витримують екстремальні умови 
експлуатації, включаючи високу температуру та вологість. 
Невисока вартість: У порівнянні з іншими типами датчиків, термопари мають 
досить низьку вартість, що робить їх економічно вигідними для виробників 
кухонної техніки. 
Недоліки термопар у кухонних приладах: 
Низька точність: Термопари не завжди забезпечують достатньо високу 
точність у порівнянні з іншими типами температурних датчиків (наприклад, 
термісторами), що може вплинути на результат приготування їжі. 
 
72 
 
Чутливість до оточуючих умов: Термопари можуть бути схильні до перешкод 
або збоїв через електромагнітні впливи або зміни оточуючого середовища, що 
може впливати на точність вимірювань. 
Необхідність у калібруванні: З часом термопари можуть втрачати точність, 
тому їх необхідно періодично калібрувати для забезпечення коректних показань. 
Нелінійність характеристик: Термопари мають нелінійну характеристику 
вихідного сигналу, що потребує додаткових обчислювальних або коригувальних 
засобів для забезпечення правильних вимірювань. 
 
2.6 Пірометри 
На відміну від термометрів, RTD та термопар, пірометри, які є 
безконтактними температурними датчиками, вимірюють кількість 
випромінюваного тепла, а не тепло, що передається або конвектується до датчика. 
Існують різні види пірометрів, включаючи загального випромінювання та 
фотоелектричні.  
Ці прилади різняться в залежності від типу випромінювання, яке вони здатні 
виявляти. На кількість виявленого випромінюваного тепла впливають численні 
фактори, що змушує робити певні припущення стосовно випромінювальної 
здатності об'єкта. Ці припущення базуються на механізмі випромінювання тепла і 
геометрії самого об'єкта. Оскільки температура залежить від випромінювальної 
здатності тіла, ці припущення можуть вводити невизначеність і помилки в 
показаннях температури. Саме тому пірометри не користуються широкою 
популярністю в промисловості. 
Хоча пірометри зазвичай використовуються для вимірювання дуже високих 
температур, вони також можуть бути застосовані при більш низьких температурах. 
Є багато промислових випадків, коли оператори заводів використовують пірометри 
для моніторингу температури в процесах. Проте слід зазначити, що точність 
пірометрів нижча, ніж у термопар або датчиків RTD, оскільки їх показання 
залежать від кольору випромінювання. 
 
73 
 
Переваги пірометрів у кухонних приладах: 
Безконтактне вимірювання: Пірометри вимірюють температуру на відстані, 
що дозволяє використовувати їх для гарячих або рухомих об'єктів, таких як 
поверхні плит чи духовок, без ризику пошкодження датчика або продукту. 
Швидкість вимірювання: Вони швидко фіксують температуру, що зручно для 
приготування страв, які потребують швидкої термокорекції, наприклад, при 
смаженні або випіканні. 
Висока точність на короткій відстані: Пірометри можуть забезпечити 
достатньо точні вимірювання при оптимальній відстані, що важливо для контролю 
процесів приготування їжі, коли температура має вирішальне значення. 
Безпека: Завдяки безконтактності пірометрів, зменшується ризик опіків або 
інших травм під час роботи з гарячими поверхнями та рідинами. 
Недоліки пірометрів у кухонних приладах: 
Залежність від поверхні: Точність пірометрів може варіювати в залежності 
від матеріалу та кольору поверхні. Вони можуть давати менш точні результати на 
поверхнях з низькою емісивністю, таких як поліровані металеві поверхні. 
Відстань вимірювання: Для точних результатів пірометр повинен 
знаходитися на певній відстані від об'єкта. Вимірювання на занадто великій 
відстані може призвести до неточностей. 
Неможливість вимірювати внутрішню температуру: Пірометри вимірюють 
лише поверхневу температуру, тому вони не можуть надати інформацію про 
внутрішню температуру продуктів, що важливо для деяких видів приготування 
(наприклад, випікання м'яса). 
Вплив зовнішніх факторів: На точність вимірювань можуть впливати пил, 
пар або інші перешкоди, що можуть бути присутніми у кухонному середовищі. 
Таким чином, пірометри є корисним інструментом для контролю 
температури в багатьох кухонних процесах, однак їх застосування вимагає 
врахування певних обмежень та умов для забезпечення точності. 
  
 
74 
 
2.7 Аналіз переваг і недоліків температурних датчиків для використання 
в кухонних приладах 
Для виявлення оптимального типу датчиків в таблицю зведено узагальнені 
дані про вартість та основні експлуатаційні характеристики типів датчиків 
температури 
 
Таблиця 2.3  
Узагальнені дані про основні характеристики типів датчиків температури 
Тип датчика Вартість  Експлуатаційні характеристики 
Механічна Точність  Швидкість Стійкість до Можливість 
міцність вимірюваня забруднень автоматизації 
Термопари низька висока середня середня висока висока 
RTD середня низька висока середня середня висока 
Термометри низька низька висока низька висока низька 
рідинні 
Біметалічні низька висока середня середня висока низька 
термометри 
Пірометри висока низька висока висока низька висока 
 
Аналіз таблиці показав, що датчики на основі термопар є оптимальним 
вибором при використанні в кухоних приладах, оскільки мають високі і середні 
експлуатаційні характеристики за низької вартості. 
Датчик температури DS18B20 в захисному водонепроникному корпусі з 
пиловологозахистом IP67 має діапазон температур, вимірюваних датчиком, що 
знаходиться в межах -55С ... + 125С, і відповідає необхідним і достатнім вимогам 
щодо датчиків для запропонваної гейзерної кавоварки. 
  
 
75 
 
3 ДОСЛІДЖЕННЯ ДАТЧИКІВ РІВНЯ РІДИНИ 
3.1 Загальна характеристика датчиків рівня рідини 
Вимірювання рівня рідини має ключове значення в автоматизації 
технологічних процесів у різних промислових галузях. Особливо актуальним це є 
в умовах, де підтримання встановленого рівня рідин необхідне для безпечної 
експлуатації обладнання. Сьогодні існує безліч методів для визначення рівня рідин 
та сипучих матеріалів, які можуть застосовуватись як у відкритих резервуарах, так 
і в ємностях під тиском. 
Класифікація рівнемірів 
Для вимірювання рівня рідини застосовують : 
• поплавкові; 
• буйкові; 
• гідростатичні; 
• ультразвукові; 
• радарні безконтактні; 
• радарні контактні; 
• ємнісні; 
• акустичні прилади. 
 
3.2 Поплавкові рівнеміри 
 
 
Рис. 3.1 – Поплавковий рівнемір 
 
76 
 
Поплавковий сигналізатор рівня 
Поплавкові рівнеміри є простими та надійними пристроями, які широко 
використовуються для контролю рівня рідин. Однак їх застосування обмежене у 
середовищах з високим тиском. Ці рівнеміри можуть контролювати рідини у 
діапазоні висоти від 50 до 2000 мм. До основних типів поплавкових приладів для 
контролю рівня належать реле рівня сильфонне (РРС), сигналізатор рівня (СУ), та 
дистанційне реле рівня (ДРР). 
На рисунку 3.1 зображено типовий поплавковий рівнемір, де поплавець 
(порожниста куля) з'єднаний зі штоком і мікровимикачем. Коли рідина досягає 
граничного рівня, підйомна сила на кулю активує мікровимикач, що сигналізує про 
досягнення аварійного рівня. Індикація здійснюється через механізм, що з'єднує 
поплавець із вимірювальним пристроєм тросом або важелями.  
Поплавкові рівнеміри можуть використовуватися для відкритих резервуарів, 
однак основні проблеми включають втрату герметичності поплавця і корозію 
контактів перемикача. Для відновлення герметичності пошкоджені місця кулі 
ремонтують припоєм, а мікровимикач, за потреби, ремонтують або замінюють на 
новий.  
Важливою перевагою поплавкових рівнемірів є висока точність — роздільна 
здатність до 0,1 мм і точність вимірювань 1 мм. Однак, їх застосування обмежене в 
середовищах, де можливе налипання або утворення осаду на поплавці. 
Поплавкові рівнеміри мають як переваги, так і недоліки, що визначають їх 
придатність для використання в кухонних приладах. 
Переваги 
1. Простота конструкції та надійність: Поплавкові рівнеміри є механічними 
пристроями з простим дизайном, що забезпечує їх надійність і довговічність. Вони 
стійкі до зносу та не потребують складного обслуговування. 
2. Енергоефективність: Завдяки відсутності потреби в електроживленні 
поплавкові рівнеміри споживають мінімум енергії, що важливо для зменшення 
енергоспоживання приладів. 
 
77 
 
3. Висока точність у спокійних середовищах: Поплавкові рівнеміри 
забезпечують точне вимірювання рівня рідини за умов стабільного середовища, що 
підходить для кухонних приладів, де рівень рідини не зазнає значних коливань. 
4. Мінімальна вартість: Поплавкові рівнеміри є відносно дешевими у 
виробництві, що робить їх доступним варіантом для кухонних пристроїв. 
Недоліки 
1. Чутливість до турбулентності: У разі коливань рідини, поплавковий 
рівнемір може давати неточні показники. Це може стати проблемою для приладів, 
де можливі рухи або вібрації, наприклад, у блендерах чи міксерах. 
2. Обмежений діапазон вимірювань: Поплавкові рівнеміри підходять для 
невеликих резервуарів, але їх використання може бути обмеженим у великих 
ємностях, що може обмежити їх застосування в більш об'ємних кухонних приладах. 
3. Механічне зношування: Поплавкові рівнеміри мають рухомі частини, які 
можуть зношуватися з часом, особливо при регулярному використанні в гарячих 
середовищах, що скорочує термін їхньої служби. 
4. Складність встановлення в складних конфігураціях: Якщо прилад має 
нетипову форму резервуара, поплавковий рівнемір може бути складно інтегрувати, 
оскільки він потребує певного простору для роботи. 
Отже, поплавкові рівнеміри можуть бути ефективними в певних кухонних 
приладах, але мають обмеження, які важливо враховувати при виборі. 
 
  
 
78 
 
3.3 Буйкові рівнеміри 
 
 
Рис. 3.2 – Буйковий рівнемір УБ-П 
 
У буйкових рівнемірах використовується занурений у рідину статичний буй, 
на який діє виштовхуюча сила F, що відповідає закону Архімеда. Ця сила прямо 
пропорційна масі рідини, витісненої буйком, яка змінюється з глибиною його 
занурення, тобто з рівнем рідини H. Таким чином, у буйкових рівнемірах рівень 
рідини, що вимірюється, перетворюється на пропорційну йому виштовхуючу силу, 
забезпечуючи лінійну залежність між рівнем і силою. 
Буйковий рівнемір передає це зусилля через важіль до проміжного 
перетворювача, який генерує уніфікований сигнал. Вихідний сигнал може бути 
пневматичним або електричним (з постійним струмом), що дає змогу застосовувати 
такі рівнеміри для дистанційного контролю.  
Перевагою буйкових рівнемірів є можливість адаптації діапазону 
вимірювань, що досягається заміною буя або регулюванням підйомного механізму. 
Ці рівнеміри можуть фіксувати рівень у межах від 0–40 мм до 0–16 м, а також 
вимірювати рівень на межі двох рідин. Однак їх точність залежить від густини та 
температури середовища, і вони мають обмеження для великих висот (понад 16 м). 
Також використання в агресивних середовищах або в рідинах з осадом ускладнене. 
Буйкові рівнеміри, що використовуються в кухонних приладах для контролю 
рівня рідини, мають як переваги, так і певні недоліки, які впливають на їх 
ефективність та доцільність у побутових пристроях. 
 
79 
 
Переваги буйкових рівнемірів: 
1. Простота конструкції: Буйкові рівнеміри мають відносно просту 
конструкцію, що знижує ризик поломок і сприяє їх тривалій роботі навіть у 
побутових умовах. 
2. Низька вартість: За рахунок простоти виготовлення та відсутності дорогих 
матеріалів, такі датчики є економічно вигідними, що робить їх доступним 
варіантом для широкого застосування. 
3. Відсутність потреби в електроживленні: Багато моделей працюють 
механічно, що знижує споживання енергії приладом та дозволяє використовувати 
їх у пристроях, де важливий мінімальний витік енергії. 
4. Простота встановлення і обслуговування: Завдяки відсутності складної 
електроніки, буйкові рівнеміри легко встановлюються та потребують мінімального 
обслуговування. 
Недоліки буйкових рівнемірів: 
1. Чутливість до забруднень: Плаваючий елемент (буйок) може бути 
чутливим до осадів і залишків їжі чи жиру, що з часом накопичуються на його 
поверхні, ускладнюючи точне вимірювання рівня рідини. 
2. Обмеження за температурою: Деякі матеріали, з яких виготовляються 
буйки, можуть бути нестійкими до високих температур, що обмежує їх 
застосування в приладах, де підігрів рідини є необхідним. 
3. Механічний знос: Механічні частини піддаються зносу, що може 
призвести до втрати точності вимірювань з часом. 
4. Відносно низька точність: На відміну від електронних сенсорів, буйкові 
рівнеміри не завжди забезпечують високу точність вимірювань, особливо в умовах 
зміни температури чи при вібрації приладу. 
Вибір буйкового рівнеміра для кухонного приладу може бути виправданий в 
економічних моделях, проте для високоточних вимірювань краще використовувати 
електронні сенсори. 
 
 
80 
 
3.4 Гідростатичні рівнеміри 
 
               
а                                      б 
Рис. 3.3 - Гідростатичний рівнемір 
а) Схема рівнеміра у відкритій ємності 
б) Схема рівнеміра у закритій ємності 
 
Гідростатичний метод вимірювання рівня рідини ґрунтується на тому, що 
тиск у рідині пропорційний глибині (відстані від поверхні до точки вимірювання). 
Тому для вимірювання рівня за допомогою цього методу застосовують прилади для 
визначення тиску або різниці тисків, найчастіше — диференціальні манометри. 
Коли дифманометр 1 підключають до системи, перепад тиску на ньому 
відповідає гідростатичному тиску рідини, який прямо пропорційний вимірюваній 
глибині H.  
Якщо в ємності рідина перебуває під додатковим тиском, дифманометр 
підключають так, щоб його плюсову камеру з’єднати із зоною над рідиною через 
спеціальну порівняльну посудину 2, наповнену рідиною. Рідина у цій посудині 
створює стабільний гідростатичний тиск у плюсовій камері приладу. 
Оскільки дифманометр фіксує перепад тисків, що дорівнює різниці між 
гідростатичними тисками в камерах, то вимірюваний рівень пропорційний різниці 
між максимальним рівнем у порівняльній судині Hmax і фактичним рівнем H. 
Перевагами цього методу є простота конструкції та доступна вартість 
приладів. Недоліками є відносно низька точність порівняно з іншими методами та 
обмеженість застосування, оскільки установка приладу на дні резервуара вимагає 
стабільної густини рідини для коректних показників. 
 
81 
 
Переваги гідростатичних рівнемірів в кухонних приладах: 
1. Точність вимірювань: Гідростатичні рівнеміри дозволяють точно 
вимірювати рівень рідини завдяки здатності визначати тиск, створений стовпом 
рідини. Це особливо важливо для кухонних приладів, де необхідно дотримуватися 
чітких об’ємів для приготування певних страв або напоїв. 
2. Простота використання: Гідростатичні датчики зазвичай є простими у 
використанні та потребують мінімального обслуговування, що знижує вартість 
експлуатації. Це підходить для кухонних приладів, яким важлива надійність без 
частих налаштувань. 
3. Стійкість до умов експлуатації: Датчики є досить стійкими до забруднення 
та впливу високих температур, що часто бувають на кухні. Вони добре працюють 
навіть за змінного тиску та температури, що забезпечує стабільність вимірювань. 
Недоліки гідростатичних рівнемірів в кухонних приладах: 
1. Залежність від щільності рідини: Точність гідростатичних рівнемірів може 
змінюватися залежно від густини рідини, яка використовується. У кухонних 
приладах, де можуть використовуватися рідини з різною щільністю (наприклад, 
вода, молоко, олія), це може призвести до похибок. 
2. Чутливість до зовнішніх факторів: Зовнішні фактори, такі як вібрації або 
коливання тиску, можуть впливати на точність гідростатичних вимірювань, що 
ускладнює їх використання у приладах із сильними механічними діями. 
3. Вартість і складність установки: Деякі моделі гідростатичних рівнемірів є 
дорогими та потребують специфічного монтажу, що підвищує вартість 
виробництва кухонних приладів. 
 
  
 
82 
 
3.5 Ультразвукові та акустичні рівнеміри 
 
 
Рис. 3.4 - Схема ультразвукового і акустичного рівнеміра 
 
Принцип роботи рівнемірів цього типу полягає у вимірюванні часу 
проходження ультразвукового імпульсу від передавача до поверхні рідини та назад. 
Після випромінення імпульсу передавач переходить у режим приймача. Якщо він 
розташований над поверхнею рідини, пристрій називається акустичним 
рівнеміром; якщо ж передавач знаходиться в рідині, пристрій називають 
ультразвуковим. У першому випадку час проходження сигналу збільшується з 
пониженням рівня рідини H, у другому – зменшується. 
Електронний блок виконує генерацію ультразвукових імпульсів, підсилює 
відбиті сигнали, визначає час їх проходження в середовищі (повітря чи рідина) і 
перетворює цей час у стандартний електричний сигнал. Наприклад, акустичний 
рівнемір «ЕХО-1» застосовується для вимірювання рівня неоднорідних рідин, які 
мають змінну щільність за висотою, схильні до кристалізації та осадження, і 
забезпечує вихідний сигнал у вигляді постійного струму для резервуарів до 3 м. 
Серед переваг таких пристроїв – безконтактне вимірювання, можливість 
роботи в забруднених середовищах і рідинах різного типу, незалежність від 
щільності рідини, а також низькі вимоги до міцності. Серед недоліків – широкий 
кут випромінення, ризик виникнення помилок від відбиття сигналів від 
нестабільних перешкод, таких як мішалки, та обмеження застосування в 
резервуарах із нормальним атмосферним тиском. 
Переваги ультразвукових рівнемірів 
 
83 
 
1. Безконтактність: Ультразвукові датчики вимірюють рівень рідини без 
фізичного контакту, що підвищує гігієнічність і дозволяє уникнути забруднення 
їжі. 
2. Точність і стабільність: Забезпечують високоточне вимірювання рівня, 
навіть у невеликих об'ємах рідини, що важливо для кухонних приладів. 
3. Можливість використання в складних умовах: Ультразвукові датчики 
можуть працювати за різних температур і не чутливі до кольору чи прозорості 
рідини. 
Недоліки ультразвукових рівнемірів 
1. Чутливість до піни та бульбашок: Наявність піни на поверхні рідини або 
бульбашок може впливати на точність вимірювання. 
2. Висока вартість: Ультразвукові датчики зазвичай дорожчі, що може 
підвищити собівартість приладу. 
3. Проблеми в обмеженому просторі: Для коректного функціонування 
ультразвуковим датчикам потрібен певний простір, що обмежує їхнє застосування 
в компактних приладах. 
Переваги акустичних рівнемірів 
1. Стійкість до сторонніх речовин: Менш чутливі до піни та бульбашок, ніж 
ультразвукові датчики, що дає стабільні результати. 
2. Широкий діапазон матеріалів: Можуть вимірювати не лише рідкі, але й 
сипучі матеріали, що додає універсальності в кухонних приладах. 
3. Енергоефективність: Споживають менше енергії порівняно з 
ультразвуковими аналогами. 
Недоліки акустичних рівнемірів 
1. Низька точність у малих об'ємах: Вимірювання рівня в невеликих ємностях 
може бути менш точним. 
2. Чутливість до зовнішнього шуму: Зовнішній шум може викликати 
перешкоди, що позначається на точності. 
 
84 
 
3. Менший температурний діапазон: Працюють гірше за високих температур, 
що може обмежити їхнє використання у деяких приладах.  
Таким чином, вибір між ультразвуковими та акустичними рівнемірами 
залежить від специфічних вимог до приладу, середовища та бюджету. 
 
3.6 Радарні рівнеміри 
Радарні рівнеміри функціонують на принципі випромінювання 
електромагнітних хвиль — імпульсних або з частотною модуляцією. Генератор 
випускає імпульсні сигнали або модульовані хвилі, які проходять через повітря чи 
інше середовище. У вакуумі хвилі рухаються зі швидкістю світла, а в інших 
середовищах їхня швидкість залежить від діелектричних властивостей матеріалу. 
Безконтактні радарні рівнеміри використовують два основні методи 
радіовипромінювання: частотно-модульований і імпульсний. У першому випадку 
радіохвилі випромінюються на поверхню рідини, постійно змінюючи свою 
частоту, і після відбиття повертаються до рівнеміра. Відстань до поверхні 
визначається за різницею частот випромінюваного та прийнятого сигналу. 
Перевагою безконтактних рівнемірів є можливість вимірювання у в’язких 
середовищах без корозії приладу. Однак їх точність може знижуватися через 
елементи конструкції резервуару. 
Імпульсні рівнеміри визначають відстань на основі часового інтервалу між 
випроміненим та прийнятим сигналом, що також дозволяє точно вимірювати 
рівень. Однак рівнеміри з частотною модуляцією мають більшу популярність через 
кращу стійкість до змін умов. 
Контактні радарні рівнеміри (GWR, TDR) використовують хвильовід, що 
контактує з рідиною, для покращення передачі енергії. Це забезпечує стабільність 
у вимірюванні рівнів слабовідбиваючих рідин, мінімізує вплив коливань і дозволяє 
контролювати кілька рівнів одночасно. Недолік у тому, що в'язкі рідини можуть 
накопичуватись на хвильоводі, що потребує додаткового обслуговування. 
 
85 
 
Радарні рівнеміри в кухонних приладах мають свої переваги та недоліки, які 
важливо враховувати при їх виборі. 
Переваги: 
1. Безконтактний вимір: Радарні рівнеміри здійснюють вимірювання без 
контакту з рідиною, що зменшує ризик забруднення та корозії, а також дозволяє 
уникнути проблем з обслуговуванням і чищенням. 
2. Точність і стабільність: Вони забезпечують високу точність вимірювань, 
незалежно від властивостей рідини (в'язкості, температури тощо), що робить їх 
надійними для різноманітних застосувань у кухні. 
3. Широкий діапазон вимірювань: Радарні датчики можуть вимірювати 
рівень рідини в широкому діапазоні, що робить їх універсальними для 
використання в різних приладах. 
4. Стійкість до умов навколишнього середовища: Вони не чутливі до змін 
температури або тиску, що робить їх ідеальними для використання в складних 
умовах, які можуть виникати під час приготування їжі. 
Недоліки: 
1. Вартість: Радарні рівнеміри зазвичай дорожчі в порівнянні з традиційними 
технологіями, такими як ультразвукові або механічні датчики, що може бути 
суттєвим фактором для виробників. 
2. Складність встановлення: Вони можуть вимагати спеціалізованих знань 
для установки та налаштування, що може ускладнити їх інтеграцію в уже існуючі 
кухонні прилади. 
3. Чутливість до електромагнітних перешкод: У деяких випадках радарні 
датчики можуть бути чутливими до електромагнітних завад, що може впливати на 
точність вимірювання. 
4. Не підходять для всіх видів рідин: Хоча вони універсальні, певні 
специфічні рідини, які можуть мати надто низький або надто високий рівень 
поглинання радіохвиль, можуть створювати проблеми для точності вимірювань. 
 
86 
 
Загалом, радарні рівнеміри можуть стати відмінним вибором для кухонних 
приладів, але їх використання варто ретельно обдумати, зважаючи на вартість та 
специфічні умови експлуатації. 
 
3.7 Ємнісні рівнеміри 
 
 
Рис. 3.5 - Схема ємнісного рівнеміра 
 
Ємнісні рівнеміри працюють, фіксуючи зміну ємності датчика, що 
відбувається зі зміною рівня рідини. Такі рівнеміри здатні вимірювати рівень як 
електропровідних, так і непровідних рідин та підходять для використання в умовах 
різних тисків і температур, а також агресивних та нейтральних середовищ. Проте 
їхні показання залежать від діелектричної проникності рідини, яка змінюється з 
температурою. Встановлення компенсаційних ємностей допомагає знизити цей 
вплив, хоча повністю виключити його неможливо. Електронні схеми ємнісних 
рівнемірів досить складні, що може обмежувати їхнє поширення. 
Простий датчик ємнісного рівнеміра — це електрод (зазвичай металевий 
стрижень або провід), розташований у вертикальній металевій трубці, який разом 
із трубкою формує конденсатор. Ємність такого конденсатора змінюється 
відповідно до рівня рідини, оскільки при цьому змінюється діелектрична 
проникність від повітря до рідини. 
Перевагами ємнісних рівнемірів є простота, легкість встановлення та 
обслуговування, висока надійність і потенційно висока точність (похибка може 
складати всього 0,1-0,2%). Через це вони широко застосовуються в промисловості. 
 
87 
 
Основні недоліки включають високу чутливість до змін електричних 
характеристик рідини (через зміну складу або температури), можливість утворення 
електропровідної плівки на датчику через хімічну активність рідини, конденсацію 
парів та налипання рідини на контактні елементи. 
Ємнісні рівнеміри використовуються в кухонних приладах для контролю 
рівня рідини завдяки їхньому принципу роботи, що ґрунтується на вимірюванні 
зміни ємності внаслідок зміни рівня рідини. Ось переваги та недоліки їх 
використання: 
Переваги: 
1. Висока точність: Ємнісні рівнеміри забезпечують точні вимірювання 
навіть при незначних змінах рівня рідини, що є важливим для забезпечення 
правильного приготування їжі. 
2. Широкий діапазон вимірювань: Вони можуть використовуватися для 
різних видів рідин, включаючи масла, води та інші кулінарні рідини. 
3. Відсутність рухомих частин: Це знижує ризик механічних пошкоджень і 
зменшує необхідність в обслуговуванні. 
4. Швидка реакція: Ємнісні датчики реагують на зміни рівня рідини 
практично миттєво, що забезпечує високий рівень автоматизації в кухонних 
приладах. 
Недоліки: 
1. Чутливість до забруднень: Наявність залишків на датчику може вплинути 
на точність вимірювань. 
2. Вартість: Ємнісні рівнеміри можуть бути дорожчими в порівнянні з 
іншими типами рівнемірів, такими як механічні або ультразвукові. 
3. Потреба в калібруванні: Для досягнення максимальної точності можуть 
знадобитися регулярні калібрування, що ускладнює експлуатацію. 
4. Обмеження при використанні з певними рідинами: Наприклад, їх 
ефективність може знижуватися при вимірюванні в'язких або сильно 
електропровідних рідин. 
 
88 
 
Таким чином, ємнісні рівнеміри в кухонних приладах мають свої переваги та 
недоліки, що потребує уважного підбору типу датчика в залежності від конкретних 
умов експлуатації. 
 
3.8 Аналіз переваг і недоліків датчиків рівня для використання в 
кухонних приладах 
Для виявлення оптимального типу датчиків в таблицю зведено узагальнені 
дані про вартість та основні експлуатаційні характеристики типів датчиків рівня. 
 
Таблиця 3.1  
Узагальнені дані про основні характеристики типів датчиків рівня 
Тип датчика Вартість  Експлуатаційні характеристики 
Механічна Точність  Швидкість Стійкість до Можливість 
міцність вимірюваня забруднень автоматизації 
Поплавковий низька висока середня висока висока середня 
Буйковий низька середня середня висока середня висока 
Гідростатичний середня середня середня середня висока низька 
Ультразвуковий висока середня висока висока висока висока 
Акустичний середня середня середня висока висока висока 
Радарний висока середня середня висока висока висока 
Ємнісний висока середня висока висока середня висока 
 
Аналіз таблиці і експлуатаційних особливостей запропонованого приладу 
показав, що поплавкові і радарні датчики є оптимальним вибором при використанні 
в запропонованій гейзерній кавоварці, оскільки мають високі і середні 
експлуатаційні характеристики.  
Безконтактний цифровий датчик рівня води та рідини (рис. 1.22) для 
використання спільно з контролерами на зразок Arduino. Він використовує 
передові технології обробки сигналів, застосовуючи потужний чіп (XKC-Y25-
T12V) з високошвидкісним робочим потенціалом для досягнення безконтактного 
виявлення рівня рідини. Відсутність контакту з рідиною робить модуль придатним 
 
89 
 
для небезпечних застосувань, таких як: виявлення токсичних речовин, сильної 
кислоти, сильних лугів і всіх видів рідини в герметичному контейнері під високим 
тиском. Не існує особливих вимог до рідини або контейнера, і цей датчик рідини 
простий у використанні і простий у встановленні. Даний датчик використаний у 
запропонованій гейзерній кавоварці для визначення мінімальної кількості води в 
резервуарі.  
Для визначення кількості заварених чашок пропонується використати 
найпростіший поплавковий датчик з прикріпленим магнітом, для автоматизації на 
основі герконових датчиків. 
  
 
90 
 
ВИСНОВКИ 
В роботі проведено аналіз існуючих типів кавоварок та кавомашин. 
Розглянуті кавоварки крапельного типу, перколятори, кавоварки гейзерного типу, 
еспрессо-кавомашини, капсульні кавоварки, чалдові кавомашини та електричні 
турки. Наведено їх особливості та основні характеристики. Наведено елементну 
базу, яка включає в себе плату Arduino Nano V3.0, модуль з герконовим датчком, 
LCD QC1602A дисплей, безконтактний цифровий датчик рівня води, датчик 
температури DS18B20, 1-канальний модуль реле 5В без оптоізоляції. Наведено 
опис роботи пристрою, що включає в себе структурну схему і принцип роботи 
пристрою, опис програмного збезпечення роботи пристрою. Наведено результати 
емуляції запропонованих рішень, що доводить можливість реалізації гейзерної 
кавоварки з контролем температури і об'єму. 
Для виявлення оптимального типу датчиків температури в проаналізовано 
дані про вартість та основні експлуатаційні характеристики різних типів датчиків 
температури. Аналіз показав, що датчики на основі термопар є оптимальним 
вибором при використанні в кухоних приладах, оскільки мають високі і середні 
експлуатаційні характеристики за низької вартості. Виявлено, що датчик 
температури DS18B20 має оптимальні характеристики для використання в 
запропонованій гейзерній кавоварці. 
Для виявлення оптимального типу датчиків рівня рідини проаналізовано дані 
про вартість та основні експлуатаційні характеристики різних типів датчиків рівня. 
Аналіз експлуатаційних особливостей запропонованої гейзерної кавоварки 
показав, що поплавкові і радарні датчики є оптимальним вибором при використанні 
в запропонованій гейзерній кавоварці, оскільки мають високі і середні 
експлуатаційні характеристики. Обрано безконтактний цифровий датчик рівня 
води та рідини на основі мікросхеми XKC-Y25-T12V для визначення мінімальної 
кількості води в резервуарі. Поплавковий датчик з магнітом пропонується для 
визначення кількості заварених чашок. 
 
91 
 
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 
 
1. Бондаренко В.А. Система дозування корму для акваріума на 
мікроконтролері, кваліфікаційна робота бакалавра, 2019, 60 с. 
2. Барало О.В., Самойленко П.Г., Гранат С.Є., Ковальов В.О. Автоматизація 
технологічних процесів і системи автоматичного керування. Навчальний 
посібник. Київ. «Аграрна освіта». 2010. 557 с. [Електронний ресурс]. – Режим 
доступу: https://www.kyrator.com.ua/index.php 
3. Хоровіц, П.А. Мистецтво схемотехніки-1. К .: Світ, 1999. 
4. Реле модуль подключение к Arduino [Электронный ресурс] // Сообщество 
Zelectro, 2013. – Режим доступу до ресурсу: http://zelectro.cc/relayModule  
5. Arduino и Raspberry PI: заклятые враги или лучшие друзья? [Электронный 
ресурс] // Хабрахабр. – Режим доступу до ресурсу: https:// 
habr.com/company/piter/blog/255701/  
6. Реле модуль подключение к Arduino [Электронный ресурс] // Сообщество 
Zelectro, 2013. – Режим доступу до ресурсу: http://zelectro.cc/relayModule  
7. Arduino и Raspberry PI: заклятые враги или лучшие друзья? [Электронный 
ресурс] // Хабрахабр. – Режим доступу до ресурсу: https:// 
habr.com/company/piter/blog/255701/  
8. Григор'єв А. С. Розробка стенду для дослідження характеристик приводів і 
систем автоматизації і керування. / А. С. Григор'єв, П. С. Мироненко. // 
Ефективність та Автоматизація інженерних рішень. – 2020. – №1. – С. 22–24. 
9. Карнюшин Л. В. Области существования оптимального управления 
электроприводами / Л. В. Карнюшин, В. Д. Пышкало, А. И. Рогачев. – Киев: 
Техника, 1972. – 3-4 с. – (Техника). 
10. Сервоприводы Ардуино SG90, MG995, MG996: схема подключения и 
управление [Електронний ресурс]. – 2019. – Режим доступу до ресурсу: 
https://arduino.ua/motor-dvigatel-privod/se rvoprivody-arduino-sg90-mg995-
shema-podklyuchenie-upravlenie/. 
 
92 
 
11. Сервопривод SG90 2кг. [Електронний ресурс]. Режим доступу: 
https://arduino.ua/prod416-servoprivod-sg90-2kg.  
12. Grover R. Competition-Based Approach for Undergraduate Mechatronics 
Education Using the Arduino Platform / International Conference of Teaching. 
Assessment and Learning. – Bangkok : Chulalongkorn University, 2014. – P. 78–
83. 
13. STM32F407VE [Електронний ресурс]. – 2022. – Режим доступу до ресурсу: 
https://www.st.com/en/microcontrollers-microprocessors/stm32f407ve.html 
14. Datasheet 74HC4067 [Електронний ресурс]. – 2015. – Режим доступу до 
ресурсу: https://www.mini-
tech.com.ua/download/datasheet/chips/74HC_HCT4067.pdf 
15. Datasheet MG996 [Електронний ресурс]. – 2022. – Режим доступу до ресурсу: 
https://arduino.ua/prod272-servoprivod-mg996r-15-kg 
16. Datasheet MG90S [Електронний ресурс]. – 2022. – Режим доступу до ресурсу: 
https://www.electronicoscaldas.com/datasheet/MG90S_Tower-Pro.pdf 
17. Datasheet MPU-6000 and MPU-6050 Product Specification Revision 3.4 
[Електронний ресурс]. – 2013. – Режим доступу до ресурсу: 
https://invensense.tdk.com/wp-content/uploads/2015/02/MPU-6000-
Datasheet1.pdf 
18. Памірський О. Є. Розробка засобів енергоефективного частотного керування 
електроприводом вентилятора. Всеукраїнська науково-практична 
конференція студентів, магістрантів і молодих дослідників з міжнародною 
участю «Молодий науковець ХХІ століття». Кривий Ріг. 2019. С. 357-361. 
19. Глинський Я. М., Анохін В.Є., Ряжська В.А. C++ і C++ Builder: Навчальний 
посібник 5-те вид. – Львів: СПД Глинський, 2011. – 192 с. 
20. DRV8825 модуль контролер крокової двигуна [Електронний ресурс]. – 2022. 
– Режим доступу до ресурсу: https://3v3.com.ua/index.php?productID=7537 
 
93 
 
21. Драйвер шагового двигателя A4988 [Електронний ресурс]. – 2022. – Режим 
доступу до ресурсу: https://www.mini-tech.com.ua/drayver-shagovogo-
dvigatelya-a4988 
22. Довідкова інформація Arduino [Электронный ресурс]. – Режим доступу : 
https://www.arduino.cc 
23. Контролери малоканальні мікропроцесорні Реміконти Р-130. Технічний опис 
ГІДЖ 2.339.000 ТО; Івано-Франківськ, Спеціальне конструкторське бюро 
засобів автоматизації.2000. 
24. Пістун Є.П., Лесовий Л.В. Нормування витратомірів змінного перепаду 
тиску. – Львів: видавництво ЗАТ «Інститут енергоаудиту та обліку 
енергоносіїв», 2006. - 576 с. 
25. Автоматика для запобігання вибухам і пожежам. Під ред.Міщеряков Ю.В – 
Харків: АЦЗУ, 2006. – 279 с. 
26. Dougherty, E.P., Принципи контролю температури для інженерів-технологів, 
Hanser Publishers, 1993 ISBN 0344615980 
27. Ліптак, Б.Г., Довідник приладобудувача, 4-е видання, том 2. Тейлор і 
Френсіс Груп, 2005 ISBN 0849310814 
28. Моффат, Р.Дж., Примітки щодо використання термопар, 1997