DIY harorati - chastota konvertori: 4 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:23

Harorat sensori - bu jismoniy sensorlarning eng muhim turlaridan biri, chunki har xil jarayonlar (kundalik hayotda ham) harorat bilan tartibga solinadi. Bundan tashqari, haroratni o'lchash boshqa fizik parametrlarni, masalan, moddaning oqim tezligi, suyuqlik darajasi va hokazolarni bilvosita aniqlash imkonini beradi. Odatda sensorlar o'lchangan jismoniy qiymatni analog signalga aylantiradi va bu erda harorat sensori bundan mustasno emas. CPU yoki kompyuter tomonidan ishlov berish uchun analog harorat signalini raqamli shaklga o'tkazish kerak. Bunday konvertatsiya qilish uchun odatda qimmat analog-todigital konvertorlar ishlatiladi.

Ushbu yo'riqnomaning maqsadi - analog signalni harorat sensori yordamida proportsional chastotali GreenPAK ™ yordamida raqamli signalga to'g'ridan -to'g'ri aylantirishning soddalashtirilgan texnikasini ishlab chiqish va taqdim etish. Keyinchalik, haroratga qarab o'zgarib turadigan raqamli signalning chastotasini ancha yuqori aniqlik bilan osonroq o'lchab, so'ngra kerakli o'lchov birliklariga o'tkazish mumkin. Bunday to'g'ridan-to'g'ri o'zgartirish, birinchi navbatda, qimmat analog-raqamli konvertorlardan foydalanishga hojat yo'qligi bilan qiziq. Bundan tashqari, raqamli signal uzatish analogdan ko'ra ishonchli.

Quyida GreenPAK chipining haroratni chastotaga aylantirish uchun qanday dasturlashtirilganligini tushunish uchun zarur bo'lgan qadamlarni tasvirlab berdik. Ammo, agar siz dasturlash natijasini olishni xohlasangiz, GreenPAK dasturini yuklab oling va tugallangan GreenPAK dizayn faylini ko'ring. GreenPAK Development Kit -ni kompyuteringizga ulang va haroratni chastota konvertori uchun maxsus IC yaratish uchun dasturni bosing.

1 -qadam: Dizayn tahlili

Har xil turdagi harorat sensori va ularning signallarini qayta ishlash sxemalari aniq talablarga, birinchi navbatda harorat oralig'iga va aniqligiga qarab ishlatilishi mumkin. Eng ko'p ishlatiladigan NTC termistorlari bo'lib, ular harorat oshishi bilan elektr qarshilik qiymatini kamaytiradi (1 -rasmga qarang). Ular metall rezistorli sensorlar (RTD) bilan solishtirganda ancha yuqori qarshilik koeffitsientiga ega va ular ancha arzon. Termistorlarning asosiy kamchiligi ularning "qarshilik va harorat" xarakteristikasining chiziqli bo'lmagan bog'liqligidir. Bizning holatimizda, bu muhim rol o'ynamaydi, chunki konvertatsiya paytida chastotaning termistor qarshiligiga va shuning uchun haroratga to'liq mos kelishi kuzatiladi.

1 -rasmda termistor qarshiligining haroratga grafik bog'liqligi ko'rsatilgan (ular ishlab chiqaruvchilarning ma'lumotlar varaqlaridan olingan). Dizaynimiz uchun biz 25 ° C haroratda odatda 10 kOm qarshilikka ega bo'lgan ikkita o'xshash NTC termistoridan foydalanganmiz.

Harorat signalini mutanosib chastotali chiqish raqamli signaliga to'g'ridan-to'g'ri aylantirishning asosiy g'oyasi-R1 termistorini C1 kondansatkichi bilan birgalikda generatorning R1C1 chastotasini sozlashda klassik halqaning bir qismi sifatida ishlatish. uchta "NAND" mantiqiy elementidan foydalangan holda osilator. R1C1 vaqt konstantasi haroratga bog'liq, chunki harorat o'zgarganda termistor qarshiligi ham shunga mos ravishda o'zgaradi.

Chiqish raqamli signalining chastotasini Formula 1 yordamida hisoblash mumkin.

2 -qadam: SLG46108V ga asoslangan haroratni chastota konvertorlari

Ushbu turdagi osilator odatda kirish diodlari orqali tokni cheklash va kontaktlarning kirish elementlariga yukni kamaytirish uchun R2 rezistorini qo'shadi. Agar R2 ning qarshilik qiymati R1 qarshiligidan ancha kichik bo'lsa, u aslida ishlab chiqarish chastotasiga ta'sir qilmaydi.

Shunday qilib, GreenPAK SLG46108V ga asoslanib, haroratning chastota konvertorining ikkita varianti qurilgan (5 -rasmga qarang). Ushbu sensorlarning qo'llanilish sxemasi 3 -rasmda keltirilgan.

Dizayn, biz aytganimizdek, juda oddiy, bu bitta raqamli kirish (PIN#3) va ikkita raqamli chiqish (PIN) bilan halqali osilatorni (4 -rasm va 2 -rasmga qarang) tashkil etuvchi uchta NAND elementlari zanjiri. #6 va PIN#8) tashqi sxemaga ulanish uchun.

5 -rasmdagi fotosurat joylarida faol harorat sensori ko'rsatilgan (bir sent tanga shkalada).

3 -qadam: o'lchovlar

Bu faol harorat sensorlar to'g'ri ishlashini baholash uchun o'lchovlar qilingan. Bizning harorat sensori boshqariladigan kameraga joylashtirildi, uning ichidagi haroratni 0,5 ° S aniqlik bilan o'zgartirish mumkin edi. Chiqish raqamli signalining chastotasi qayd etildi va natijalar 6 -rasmda keltirilgan.

Ko'rsatilgan syujetdan ko'rinib turibdiki, chastota o'lchovlari (yashil va ko'k uchburchaklar) yuqorida keltirilgan Formula 1 bo'yicha nazariy qiymatlarga (qora va qizil chiziqlar) deyarli to'liq mos keladi. Shunday qilib, haroratni chastotaga aylantirishning bu usuli to'g'ri ishlamoqda.

4 -qadam: SLG46620V ga asoslangan uchinchi faol harorat sensori

Shuningdek, ko'rinadigan harorat ko'rsatkichi bilan oddiy ishlov berish imkoniyatini ko'rsatish uchun uchinchi faol harorat sensori qurilgan (7 -rasmga qarang). 10 ta kechiktiruvchi elementni o'z ichiga olgan GreenPAK SLG46620V yordamida biz o'nta chastota detektorini qurdik (9 -rasmga qarang), ularning har biri ma'lum bir chastotali signalni aniqlash uchun tuzilgan. Shunday qilib, biz o'nta sozlash nuqtasi bo'lgan oddiy termometrni qurdik.

8 -rasmda o'nta harorat nuqtasi uchun ko'rsatkich ko'rsatkichlari bo'lgan faol sensorning yuqori darajali sxemasi ko'rsatilgan. Bu qo'shimcha funktsiya qulay, chunki hosil bo'lgan raqamli signalni alohida tahlil qilmasdan, harorat qiymatini vizual tarzda baholash mumkin.

Xulosa

Bu yo'riqnomada biz Dialogdan GreenPAK mahsulotlari yordamida harorat sensori analog signalini chastotali modulyatsiyalangan raqamli signalga aylantirish usulini taklif qildik. GreenPAK bilan birgalikda termistorlardan foydalanish analog-raqamli qimmat konvertorlardan foydalanmasdan va analog signallarni o'lchash talabidan qochib, oldindan taxmin qilinadigan o'lchovlarni amalga oshirish imkonini beradi. GreenPAK bu turdagi sozlanadigan sensorlarni ishlab chiqish uchun ideal echimdir. GreenPAK turli xil elektron echimlarni amalga oshirish uchun zarur bo'lgan ko'p sonli funktsional elementlar va elektron bloklarni o'z ichiga oladi va bu yakuniy dastur sxemasining tashqi komponentlari sonini sezilarli darajada kamaytiradi. Kam quvvat sarfi, chipning kichik o'lchamlari va arzonligi GreenPAK -ni ko'plab sxemalar uchun asosiy nazoratchi sifatida tanlash uchun qo'shimcha bonusdir.