DIY ջերմաստիճանի հաճախականության փոխարկիչ ՝ 4 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:45

Peratերմաստիճանի տվիչները ֆիզիկական տվիչների ամենակարևոր տեսակներից են, քանի որ շատ տարբեր գործընթացներ (նաև առօրյա կյանքում) կարգավորվում են ջերմաստիճանի միջոցով: Բացի այդ, ջերմաստիճանի չափումը թույլ է տալիս անուղղակի որոշել այլ ֆիզիկական պարամետրեր, ինչպիսիք են նյութի հոսքի արագությունը, հեղուկի մակարդակը և այլն: Սովորաբար, տվիչները չափված ֆիզիկական արժեքը փոխակերպում են անալոգային ազդանշանի, և այստեղ ջերմաստիճանի տվիչները բացառություն չեն: Պրոցեսորի կամ համակարգչի կողմից մշակման համար ջերմաստիճանի անալոգային ազդանշանը պետք է փոխակերպվի թվային ձևի: Նման փոխակերպման համար սովորաբար օգտագործվում են թանկարժեք անալոգային-թվային կերպափոխիչներ (ADC):

Սույն Հրահանգի նպատակն է մշակել և ներկայացնել պարզեցված տեխնիկա ջերմաստիճանի տվիչից անալոգային ազդանշանը ուղիղ փոխակերպելու համար `թվային ազդանշանի համաչափ հաճախականությամբ` օգտագործելով GreenPAK: Հետագայում, թվային ազդանշանի հաճախականությունը, որը տարբերվում է կախված ջերմաստիճանից, այնուհետև կարող է ավելի հեշտությամբ չափվել բավականին բարձր ճշգրտությամբ և այնուհետև վերածվել չափման պահանջվող միավորների: Նման ուղղակի փոխակերպումն առաջին հերթին հետաքրքիր է նրանով, որ թանկարժեք անալոգային-թվային կերպափոխիչների օգտագործման կարիք չկա: Բացի այդ, թվային ազդանշանի փոխանցումը ավելի հուսալի է, քան անալոգայինը:

Ստորև մենք նկարագրեցինք այն քայլերը, որոնք անհրաժեշտ են հասկանալու համար, թե ինչպես է GreenPAK չիպը ծրագրավորվել `ջերմաստիճան դեպի հաճախություն փոխարկիչ ստեղծելու համար: Այնուամենայնիվ, եթե դուք պարզապես ցանկանում եք ստանալ ծրագրավորման արդյունքը, ներբեռնեք GreenPAK ծրագիրը ՝ արդեն ավարտված GreenPAK դիզայնի ֆայլը դիտելու համար: Միացրեք GreenPAK զարգացման հավաքածուն ձեր համակարգչին և հարվածեք ծրագրին ՝ ջերմաստիճան դեպի հաճախականություն փոխարկիչի համար հատուկ IC ստեղծելու համար:

Քայլ 1: Դիզայնի վերլուծություն

Typesերմաստիճանի տվիչների տարբեր տեսակներ և դրանց ազդանշանների մշակման սխեմաները կարող են օգտագործվել ՝ կախված կոնկրետ պահանջներից ՝ առաջին հերթին ջերմաստիճանի տիրույթում և ճշգրտությունից: Առավել լայնորեն կիրառվում են NTC թերմիստորները, որոնք ջերմաստիճանի բարձրացման հետ մեկտեղ նվազեցնում են դրանց էլեկտրական դիմադրության արժեքը (տես նկար 1): Նրանք ունեն դիմադրության զգալիորեն ավելի բարձր ջերմաստիճանային գործակից `համեմատած մետաղական դիմադրիչ տվիչների (RTDs) հետ և դրանք շատ ավելի էժան են: Թերմիստորների հիմնական թերությունն իրենց ոչ գծային կախվածությունն է «դիմադրություն ընդդեմ ջերմաստիճանի» բնութագրիչից: Մեր դեպքում դա էական դեր չի խաղում, քանի որ փոխակերպման ընթացքում կա հաճախականության ճշգրիտ համապատասխանություն թերմիստորային դիմադրությանը և, հետևաբար, ջերմաստիճանին:

Նկար 1 -ը ցույց է տալիս թերմիստորի դիմադրության և ջերմաստիճանի գրաֆիկական կախվածությունը (որոնք վերցված են արտադրողի տվյալների թերթերից): Մեր դիզայնի համար մենք օգտագործել ենք երկու նմանատիպ NTC ջերմիստորներ, որոնց բնորոշ դիմադրությունը 10 կՕմ է 25 ° C- ում:

Temperatureերմաստիճանի ազդանշանի ուղիղ փոխակերպման համամասնական հաճախականության ելքային թվային ազդանշանի հիմքում ընկած է թերմիստոր R1- ը կոնդենսատորի հետ C1- ի հետ միասին գեներատորի հաճախականությունը կարգավորող R1C1- շղթայում, որպես դասական օղակի մաս: տատանող ՝ օգտագործելով երեք «NAND» տրամաբանական տարրեր: R1C1- ի ժամանակային հաստատունը կախված է ջերմաստիճանից, քանի որ երբ ջերմաստիճանը փոխվում է, թերմիստորի դիմադրությունը համապատասխանաբար կփոխվի:

Ելքային թվային ազդանշանի հաճախականությունը կարելի է հաշվարկել Ֆորմուլա 1 -ի միջոցով:

Քայլ 2. peratերմաստիճանի հաճախականության փոխարկիչներ `հիմնված SLG46108V- ի վրա

Այս տիպի տատանումները, որպես կանոն, ավելացնում են R2 դիմադրություն `մուտքային դիոդների միջոցով հոսանքը սահմանափակելու և շղթայի մուտքային տարրերի բեռը նվազեցնելու համար: Եթե R2- ի դիմադրության արժեքը շատ ավելի փոքր է, քան R1- ը, ապա դա իրականում չի ազդում սերնդի հաճախականության վրա:

Հետևաբար, GreenPAK SLG46108V- ի հիման վրա կառուցվեցին ջերմաստիճանի հաճախականության փոխարկիչի երկու տարբերակ (տես նկար 5): Այս տվիչների կիրառման սխեման ներկայացված է Նկար 3 -ում:

Դիզայնը, ինչպես արդեն ասեցինք, բավականին պարզ է, այն երեք NAND տարրերի շղթա է, որոնք կազմում են օղակաձև տատանում (տե՛ս նկար 4 և նկար 2) մեկ թվային մուտքով (PIN#3) և երկու թվային ելքով (PIN #6 և PIN#8) արտաքին միացումներին միանալու համար:

Նկար 5 -ի լուսանկարների տեղերը ցույց են տալիս ակտիվ ջերմաստիճանի տվիչները (մեկ ցենտանոց մետաղադրամը մասշտաբի համար է):

Քայլ 3: Չափումներ

Չափումներ են կատարվել `գնահատելու այս ակտիվ ջերմաստիճանի տվիչների ճիշտ գործառույթը: Մեր ջերմաստիճանի տվիչը տեղադրված էր վերահսկվող խցիկում, որի ներսում ջերմաստիճանը կարող էր փոխվել 0,5 ° С ճշգրտության: Արձանագրվել է ելքային թվային ազդանշանի հաճախականությունը, և արդյունքները ներկայացված են Նկար 6 -ում:

Ինչպես երևում է ցույց տրված գծապատկերից, հաճախականության չափումները (կանաչ և կապույտ եռանկյուններ) գրեթե ամբողջությամբ համընկնում են տեսական արժեքների հետ (սև և կարմիր գծեր) `համաձայն վերը նշված Ֆորմուլա 1 -ի: Հետևաբար, ջերմաստիճանը հաճախականության փոխակերպելու այս մեթոդը ճիշտ է աշխատում:

Քայլ 4: Երրորդ ակտիվ ջերմաստիճանի տվիչ ՝ հիմնված SLG46620V- ի վրա

Բացի այդ, կառուցվել է ջերմաստիճանի երրորդ ակտիվ սենսորը (տե՛ս նկար 7) ՝ տեսանելի ջերմաստիճանի ցուցումով պարզ մշակման հնարավորությունը ցուցադրելու համար: Օգտագործելով GreenPAK SLG46620V- ը, որը պարունակում է 10 հետաձգման տարրեր, մենք կառուցել ենք տասը հաճախականության դետեկտոր (տե՛ս Նկար 9), որոնցից յուրաքանչյուրը կազմաձևված է մեկ որոշակի հաճախականության ազդանշան հայտնաբերելու համար: Այսպիսով, մենք կառուցեցինք մի պարզ ջերմաչափ ՝ տասը հարմարեցման նշման կետերով:

8 -ը ցույց է տալիս ակտիվ սենսորի վերին մակարդակի սխեման `տասը ջերմաստիճանի կետերի ցուցադրման ցուցիչներով: Այս լրացուցիչ գործառույթը հարմար է, քանի որ հնարավոր է տեսողականորեն գնահատել ջերմաստիճանի արժեքը ՝ առանց գեներացված թվային ազդանշանի առանձին վերլուծության:

Եզրակացություններ

Այս Ուղեցույցում մենք առաջարկեցինք ջերմաստիճանի տվիչի անալոգային ազդանշանը փոխակերպելու մեթոդ `հաճախականության մոդուլացված թվային ազդանշանի միջոցով` օգտագործելով Dialog- ի GreenPAK արտադրանքը: Թերմիստորների օգտագործումը GreenPAK- ի հետ համատեղ թույլ է տալիս կանխատեսելի չափումներ կատարել առանց թանկարժեք անալոգային-թվային կերպափոխիչների օգտագործման և խուսափել անալոգային ազդանշանների չափման պահանջից: GreenPAK- ը իդեալական լուծում է այս տեսակի անհատականացման տվիչների զարգացման համար, ինչպես ցույց է տրված կառուցված և փորձարկված օրինակների նախատիպում: GreenPAK- ը պարունակում է մեծ թվով ֆունկցիոնալ տարրեր և միացման բլոկներ, որոնք անհրաժեշտ են տարբեր սխեմաների լուծումների իրականացման համար, և դա մեծապես նվազեցնում է վերջնական կիրառման սխեմայի արտաքին բաղադրիչների թիվը: Powerածր էներգիայի սպառումը, չիպի փոքր չափը և ցածր արժեքը լրացուցիչ բոնուս են `GreenPAK- ը որպես միացման սխեմաների հիմնական վերահսկիչ ընտրելու համար: