DIY temperaturu tezlik çeviricisinə: 4 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:43

Temperatur sensorlar ən vacib fiziki növlərdən biridir, çünki bir çox fərqli proses (gündəlik həyatda da) temperaturla tənzimlənir. Bundan əlavə, temperaturun ölçülməsi maddə axınının sürəti, mayenin səviyyəsi və s. Kimi digər fiziki parametrlərin dolayı yolla təyin olunmasına imkan verir. Tipik olaraq, sensorlar ölçülmüş fiziki dəyəri analoq siqnala çevirir və temperatur sensorlar burada istisna deyil. CPU və ya kompüter tərəfindən işlənmək üçün analog temperatur siqnalı rəqəmsal formaya çevrilməlidir. Belə bir dönüşüm üçün bahalı analoq-rəqəmsal çeviricilər (ADC) istifadə olunur.

Bu Təlimatın məqsədi, analoq siqnalın temperatur sensöründən GreenPAK ™ istifadə edərək mütənasib tezlikli rəqəmsal bir siqnala birbaşa çevrilməsi üçün sadələşdirilmiş bir texnika hazırlamaq və təqdim etməkdir. Sonradan, temperaturdan asılı olaraq dəyişən bir rəqəmsal siqnalın tezliyi kifayət qədər yüksək dəqiqliklə daha asan ölçülə bilər və sonra tələb olunan ölçü vahidlərinə çevrilə bilər. Belə birbaşa çevrilmə ilk növbədə bahalı analoqdan rəqəmsal çeviricilərin istifadəsinə ehtiyac olmaması ilə maraqlanır. Həmçinin rəqəmsal siqnal ötürülməsi analoqdan daha etibarlıdır.

Aşağıda, temperaturu tezliyə çevirmək üçün GreenPAK çipinin necə proqramlaşdırıldığını anlamaq üçün lazım olan addımları təsvir etdik. Ancaq proqramlaşdırmanın nəticəsini əldə etmək istəyirsinizsə, artıq tamamlanmış GreenPAK Dizayn Faylına baxmaq üçün GreenPAK proqramını yükləyin. GreenPAK İnkişaf Kitini kompüterinizə qoşun və temperaturu tezliyə çevirən xüsusi IC yaratmaq üçün proqramı vurun.

Addım 1: Dizayn təhlili

Xüsusi tələblərdən asılı olaraq müxtəlif temperatur sensörləri və onların siqnal işləmə sxemləri, ilk növbədə temperatur aralığında və dəqiqliyində istifadə edilə bilər. Ən çox istifadə olunan temperatur artdıqca elektrik müqavimətinin dəyərini azaldan NTC termistorlarıdır (bax Şəkil 1). Metal müqavimətli sensorlar (RTD) ilə müqayisədə əhəmiyyətli dərəcədə yüksək müqavimət əmsalına malikdirlər və daha ucuz başa gəlir. Termistorların əsas çatışmazlığı onların "müqavimət və temperatura" xas olan xüsusiyyətlərinin qeyri -xətti asılılığıdır. Bizim vəziyyətimizdə, bu əhəmiyyətli bir rol oynamır, çünki çevrilmə zamanı tezliyin termistor müqavimətinə və buna görə də temperatura tam uyğunluğu var.

Şəkil 1, termistor müqavimətinin temperaturdan qrafik asılılığını göstərir (istehsalçıların məlumat cədvəllərindən götürülmüşdür). Dizaynımız üçün tipik müqaviməti 25 ° C olan iki oxşar NTC termistorundan istifadə etdik.

İstilik siqnalının mütənasib bir tezliyin çıxış rəqəmsal siqnalına birbaşa çevrilməsinin əsas fikri, R1C1 kondansatörünün kondansatörü ilə birlikdə generatorun R1C1 dövrəsinin klassik halqasının bir hissəsi olaraq istifadə edilməsidir. üç "NAND" məntiq elementindən istifadə edən osilator. R1C1 -in zaman sabitliyi temperaturdan asılıdır, çünki temperatur dəyişəndə termistorun müqaviməti də buna uyğun olaraq dəyişəcək.

Çıxış rəqəmsal siqnalının tezliyi Formula 1 istifadə edərək hesablana bilər.

Addım 2: SLG46108V -ə əsaslanan temperaturdan tezliyə çeviricilər

Bu tip osilator tipik olaraq giriş diodları vasitəsilə cərəyanı məhdudlaşdırmaq və dövrənin giriş elementlərindəki yükü azaltmaq üçün R2 rezistoru əlavə edir. R2 müqavimət dəyəri R1 müqavimətindən çox kiçikdirsə, əslində nəsil tezliyinə təsir etmir.

Nəticədə, GreenPAK SLG46108V -ə əsaslanaraq, temperaturun tezliyə çevrilməsinin iki variantı quruldu (bax Şəkil 5). Bu sensorların tətbiq dövrəsi Şəkil 3 -də verilmişdir.

Dizayn, dediyimiz kimi, olduqca sadədir, bir rəqəmsal giriş (PIN#3) və iki rəqəmsal çıxış (PIN #6 və PIN#8) xarici dövrə qoşulmaq üçün.

Şəkil 5 -dəki fotoşəkil yerləri aktiv temperatur sensörlərini göstərir (bir qəpik pul miqyaslıdır).

Addım 3: Ölçmələr

Bu aktiv temperatur sensörlerinin düzgün fəaliyyətini qiymətləndirmək üçün ölçmələr aparılmışdır. İstilik sensörümüz, içərisindəki temperaturu 0,5 ° C dəqiqliklə dəyişdirilə bilən idarə olunan bir kameraya yerləşdirildi. Çıxış rəqəmsal siqnalının tezliyi qeydə alındı və nəticələr Şəkil 6 -da təqdim edildi.

Göstərilən süjetdən də göründüyü kimi, tezlik ölçmələri (yaşıl və mavi üçbucaqlar) demək olar ki, yuxarıda verilən Formula 1 -ə görə nəzəri dəyərlərlə (qara və qırmızı xətlər) üst -üstə düşür. Nəticədə, temperaturu tezliyə çevirmək üsulu düzgün işləyir.

Addım 4: SLG46620V əsasında Üçüncü Aktiv Temperatur Sensoru

Həmçinin, görünən temperatur göstəricisi ilə sadə işləmə ehtimalını nümayiş etdirmək üçün üçüncü aktiv temperatur sensoru quruldu (bax Şəkil 7). 10 gecikmə elementi olan GreenPAK SLG46620V -dən istifadə edərək, hər biri müəyyən bir tezlik siqnalını aşkar etmək üçün konfiqurasiya edilmiş on tezlik detektoru qurduq (bax Şəkil 9). Bu şəkildə, on özelleştirilebilir göstərici nöqtəsi olan sadə bir termometr qurduq.

Şəkil 8, on temperatur nöqtəsi üçün ekran göstəriciləri olan aktiv sensorun yuxarı səviyyəli sxemini göstərir. Bu əlavə funksiya əlverişlidir, çünki yaradılan rəqəmsal siqnalı ayrıca təhlil etmədən temperaturun dəyərini vizual olaraq qiymətləndirmək mümkündür.

Nəticələr

Bu Təlimat kitabında, Dialogdan GreenPAK məhsullarından istifadə edərək bir temperatur sensoru analoq siqnalını tezlik modulyasiya edilmiş rəqəmsal siqnala çevirmək üçün bir üsul təklif etdik. GreenPAK ilə birlikdə termistorların istifadəsi bahalı analoqdan rəqəmsal çeviricilərdən istifadə etmədən və analoq siqnalları ölçmək tələbindən yayınmadan proqnozlaşdırıla bilən ölçülərə imkan verir. GreenPAK, qurulan və sınaqdan keçirilmiş prototip nümunələrində göstərildiyi kimi, bu tip özelleştirilebilir bir sensorun inkişafı üçün ideal bir həlldir. GreenPAK, müxtəlif dövrə həllərinin həyata keçirilməsi üçün lazım olan çox sayda funksional element və dövrə blokunu ehtiva edir və bu, son tətbiq dövrəsinin xarici komponentlərinin sayını xeyli azaldır. Aşağı enerji istehlakı, kiçik çip ölçüsü və aşağı qiymət, bir çox sxem dizaynı üçün GreenPAK -ı əsas nəzarətçi olaraq seçmək üçün əlavə bir bonusdur.