Haroratni o'lchash uchun kondansatkichlardan foydalaning: 9 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:27

Bu loyiha, asosan, X7R (sifatli) kondansatkichli kondansatkichlar to'plamini sotib olganim tufayli yuzaga keldi, lekin ba'zi yuqori qiymatlar 100nF va undan yuqori, harorat va ish kuchlanishining keskin o'zgarishini ko'rsatadigan, arzonroq va kamroq barqaror Y5V dielektrik edi. Men odatda Y5V -ni o'zim ishlab chiqargan mahsulotda ishlatmas edim, shuning uchun men ularni tokchada abadiy o'tirishga ruxsat bermasdan, muqobil foydalanish usullarini topishga harakat qildim.

Men harorat o'zgarishi yordamida sensorni foydali va juda arzon narxda yasash mumkinmi yoki yo'qligini bilmoqchi edim va keyingi sahifalarda ko'rib turganingizdek, bu juda oddiy, faqat bitta komponent zarur.

1 -qadam: nazariya

Birinchidan, kondansatkichlar qanday qurilgani va ularning turlari haqida bir oz ma'lumotga ega bo'lishga yordam beradi. Seramika kondansatkichlari bir qator metall plitalardan yoki izolyator bilan ajratilgan "plastinkalardan" iborat bo'lib, ular dielektrik deb nomlanadi. Ushbu materialning xususiyatlari (qalinligi, keramika turi, qatlamlar soni) kondansatkichning ish kuchlanishini, sig'imini, harorat koeffitsientini (sig'imning haroratga qarab o'zgarishi) va ish harorati oralig'ini beradi. Dielektriklar juda ko'p, lekin eng ommaboplari grafikda ko'rsatilgan.

NP0 (C0G deb ham ataladi) - bu eng yaxshisi, harorat deyarli o'zgarmaydi, lekin ular odatda picoFarad va past nanoFarad diapazonidagi past sig'im qiymatlari uchun mavjud.

X7R - bu oqilona, operatsion diapazonda ozgina foiz o'zgarishi bilan.

Y5V - ko'rib turganingizdek, bu grafikdagi eng tik egri chiziq, 10C atrofida. Bu ta'sirning foydaliligini biroz cheklaydi, chunki agar sensorda 10 darajadan pastga tushish imkoniyati bo'lsa, u tepalikning qaysi tomonini aniqlash mumkin bo'lmaydi.

Grafikda ko'rsatilgan boshqa dielektriklar yuqorida tavsiflangan uchta eng mashhur oraliq bosqichlardir.

Xo'sh, buni qanday o'lchashimiz mumkin? Mikrokontroller mantiqiy darajaga ega, uning kirishlari yuqori deb hisoblanadi. Agar biz kondansatkichni rezistor orqali zaryad qilsak (zaryad vaqtini nazorat qilish uchun), yuqori darajaga yetish vaqti sig'im qiymatiga mutanosib bo'ladi.

2 -qadam: Materiallaringizni to'plang

Sizga kerak bo'ladi:

• Y5V kondansatkichlari, men 100nF 0805 o'lchamidan foydalanardim.
• Kondensatorlarni o'rnatish uchun prototip taxtasining kichik bo'laklari.
• Sensorlarni izolyatsiya qilish uchun issiqlik yig'ish. Shu bilan bir qatorda, ularni epoksiyaga botirish yoki izolyatsion lentani ishlatish mumkin.
• 4 ta o'ralgan juftni olish uchun tarmoq kabelini echib olish mumkin. Bükülü juftlarni ishlatish majburiy emas, lekin burilish elektr shovqinini kamaytirishga yordam beradi.
• Mikrokontroller - Men Arduino -dan foydalandim, lekin hamma buni qiladi
• Rezistorlar - men 68k dan foydalanardim, lekin bu kondansatör hajmiga va o'lchov qanchalik aniq bo'lishini xohlashingizga bog'liq.

Asboblar:

• Lehimlash temir.
• Arduino/mikrokontrollerni o'rnatish uchun prototiplar taxtasi.
• Issiqlik uchun issiqlik tabancası. Sigaret chiroqni ham ishlatish mumkin, natijasi biroz yomonroq.
• Sensorlarni sozlash uchun infraqizil termometr yoki termojuft.
• Cımbızlar.

3 -qadam: Kondansatkichlaringizni lehimlang

Bu erda tushuntirishga hojat yo'q - ularni lehim usuli bilan taxtalarga joylashtiring va ikkita simni ulang.

4 -qadam: Sensorlarni izolyatsiya qiling

Sensorlarga mos keladigan o'lchamdagi issiqlik o'lchash naychasini joylashtiring va uni issiq havo yordamida qisib qo'ying.

5 -qadam: Rezistorni joylashtiring va sensorni ulang

Men quyidagi pinni tanladim.

PIN3: Chiqish

PIN2: kirish

6 -qadam: dasturiy ta'minot yozish

Asosiy o'lchash texnikasi yuqorida ko'rsatilgan. Bu qanday ishlashini tushuntirish uchun millis () buyrug'i yordamida Arduino ishga tushirilgandan beri millisekundlar sonini qaytaradi. Agar siz o'lchashning boshida va oxirida o'qiyotgan bo'lsangiz va oxiridan boshlang'ich qiymatini olib tashlasangiz, kondansatör zaryadlanishi uchun millisekundlarda vaqt olasiz.

O'lchovdan so'ng, kondansatörün zaryadsizlanishi uchun chiqish pinini past qilib qo'yish va o'lchovni takrorlashdan oldin, kondansatör to'liq zaryadsizlanishi uchun, kerakli vaqtni kutish juda muhimdir. Mening vaziyatimda bir soniya etarli edi.

Men natijalarni kuzatishim uchun ketma -ket portdan chiqarib yubordim. Dastlab men millisekundlar etarli darajada aniq emasligini aniqladim (faqat bitta raqamli qiymat), shuning uchun natijani mikrosaniyalarda olish uchun micros () buyrug'i yordamida o'zgartirdim, bu siz kutganingizdek oldingi qiymatdan 1000 barobar ko'p edi. Atrof -muhit qiymati 5000 atrofida sezilarli darajada o'zgarib ketdi, shuning uchun o'qishni osonlashtirish uchun 10 ga bo'lindim.

7 -qadam: Kalibrlashni bajaring

Men o'qishni 27,5 ° C da oldim (xona harorati - Buyuk Britaniya uchun issiq!), Keyin sensorlar to'plamini muzlatgichga joylashtirdim va infraqizil termometr bilan tekshirib, ularni taxminan 10 ° C gacha sovitishga ruxsat berdim. Men o'qishning ikkinchi to'plamini oldim, keyin ularni muzdan tushirish rejimida o'choqqa qo'ydim, 50C da yozishga tayyor bo'lguncha termometr bilan doimiy kuzatib turdim.

Yuqoridagi rasmlardan ko'rinib turibdiki, natijalar chiziqli va barcha 4 ta sensorda mos keladi.

8 -qadam: dasturiy ta'minot 2 -bosqich

Men Arduino map funktsiyasidan foydalanib, dasturiy ta'minotni o'zgartirganman, shuning uchun yuqori va quyi o'rtacha ko'rsatkichlarni mos ravishda 10C va 50C darajalariga o'zgartirish.

Hammasi rejalashtirilganidek ishlaydi, men harorat oralig'ida bir nechta tekshiruv o'tkazdim.

9 -qadam: Loyihaning xulosasi - ijobiy va salbiy tomonlari

Demak, komponentlar 0,01 funtdan past bo'lgan harorat sensori.

Xo'sh, nima uchun buni loyihangizda qilishni xohlamaysiz?

• Imkoniyatlar besleme zo'riqishida o'zgarib turadi, shuning uchun tartibga solinadigan manbadan foydalanish kerak (to'g'ridan -to'g'ri batareyadan quvvat olmaydi) va agar siz ta'minotni o'zgartirishga qaror qilsangiz, datchiklarni yana sozlang.
• Imkoniyatlar harorat bilan o'zgarib turadigan yagona narsa emas - sizning mikrokontrolleringizdagi kirish chegarasi haroratga qarab o'zgarishi mumkinligini hisobga oling va u odatda ma'lumotlar jadvalida aniqlik bilan aniqlanmagan.
• Mening 4 ta kondansatkichim bir-biriga juda mos kelsa-da, ular bitta partiyadan va bitta komponentli g'altakdan edi va men partiyalardan partiyalarga qanchalik yomon bo'lishini bilmayman.
• Agar siz faqat past haroratni (10C dan past) yoki yuqori haroratni (10C dan yuqori) o'lchashni xohlasangiz, bu yaxshi, lekin ikkalasini ham o'lchash kerak bo'lsa, nisbatan foydasiz.
• O'lchov sekin! Qayta o'lchashdan oldin siz kondansatkichni to'liq zaryadsizlantirishingiz kerak.

Umid qilamanki, bu loyiha sizga ba'zi g'oyalarni berdi va, ehtimol, sizni boshqa komponentalarni maqsadidan boshqa maqsadlarda ishlatishga undaydi.