Ակտիվ ցածր փոխանցման զտիչ RC- ն կիրառվում է Arduino- ի հետ նախագծերում. 4 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:46

Tinkercad նախագծեր »

Ածր փոխանցման զտիչը հիանալի էլեկտրոնային սխեմաներ է `ձեր նախագծերից մակաբուծական ազդանշանները զտելու համար: Arduino- ի և էլեկտրական հոսանքի սխեմաների մոտ աշխատող սենսորների համակարգերում ընդհանուր խնդիրը «պարազիտային» ազդանշանների առկայությունն է:

Դրանք կարող են առաջանալ թրթռման կամ մագնիսական դաշտերի պատճառով ՝ սենսորի հետ նույն տարածքում:

Այս ազդանշանները, որոնք հիմնականում բարձր հաճախականությամբ են, ընթերցման պահին խանգարում են առաջացնում, և, հետևաբար, սխալ ընթերցումներ են տեղի ունենում ավտոմատացման համակարգում: Սովորական օրինակ է այն մեքենայի գործարկումը, որը պահանջում է բարձր սկզբնական հոսանք:

Սա կհանգեցնի բարձր հաճախականության աղմուկի առաջացմանը մի քանի տարրերում, որոնք միացված են էլեկտրական ցանցին, ներառյալ ՝ սենսորները:

Որպեսզի այս աղմուկները չազդեն համակարգի վրա, ֆիլտրեր են օգտագործվում սենսորային տարրի և այն կարդացող համակարգի միջև:

Ի՞նչ են պասիվ և ակտիվ զտիչները:

Պարագաներ

• 2 դիմադրիչներ;
• 2 կերամիկական կոնդենսատոր
• 2 Էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորներ;
• Գործառնական ուժեղացուցիչ LM358
• Էլեկտրաէներգիայի տերմինալներ կամ 9 Վ մարտկոց;

Քայլ 1: Ի՞նչ են պասիվ և ակտիվ զտիչները:

Fտիչները սխեմաներ են, որոնք կարող են «մաքրել» ազդանշանը, առանձնացնել անցանկալի ազդանշանները ՝ իրականությանը չհամապատասխանող արժեքներ կարդալուց խուսափելու համար:

Տիչները կարող են լինել երկու տեսակի ՝ պասիվ և ակտիվ:

Պասիվ զտիչներ Ֆիլտրերը կարող են լինել պասիվ, որոնք ամենապարզն են, քանի որ դրանք բաղկացած են միայն ռեզիստորներից և կոնդենսատորներից:

Ակտիվ զտիչներ

Ակտիվ զտիչները, բացի դիմադրիչներից և կոնդենսատորներից, օգտագործում են amp-ops- ը `ֆիլտրացումը բարելավելու համար, և թվային զտիչներ, որոնք օգտագործվում են պրոցեսորներում և միկրոկոնտրոլերներում:

Հետևաբար, այս հոդվածում դուք կսովորեք.

Հասկացեք, թե ինչպես է աշխատում ցածր փոխանցման ֆիլտրը;

Կարգավորեք ցածր անցման ֆիլտրի ապարատավարությունը 100 Հց անջատիչ հաճախականությամբ ՝ օգտագործելով գործառնական ուժեղացուցիչ LM358;

Հաշվիր շրջանի պասիվ բաղադրիչների արժեքները.

Հավաքեք ցածր անցման զտիչ NextPCB:

Ստորև ներկայացնում ենք Arduino- ի միջոցով մեր սխեմաների ակտիվ ցածր անցման ֆիլտրի մշակման գործընթացը:

Քայլ 2. Ակտիվ ցածր փոխանցման ֆիլտր RC սխեմայի մշակում

Այս նախագծում NEXTPCB - Printed Circuit Board- ի միջոցով կմշակվի ակտիվ ցածրորակ զտիչ, այսինքն ՝ այն թույլ է տալիս մեզ անցնել ցածր հաճախականություններ: Հաճախականությունների տիրույթը, որը պետք է ընտրվի, կախված է շղթայի աշխատանքից:

Այս հոդվածի համար մենք կօգտագործենք ցածր ցածր փոխանցման ակտիվ զտիչ, քանի որ դրանք օգտագործվում են 1 ՄՀց -ից ցածր հաճախականությունների համար, և, ի լրումն, ազդանշանի ուժեղացում կարող է կատարվել, քանի որ այս սխեմայում գործարկվելու է գործառնական ուժեղացուցիչ:

Հետևաբար, այս նախագծի հիման վրա կենտրոնական շեշտը դրվելու է ցածր ցածր անցման ակտիվ ֆիլտրի և դրա սիմետրիկ մատակարարման սխեմայի զարգացման վրա: Նկար 1 -ը ցույց է տալիս այս սխեմայի սարքավորումները:

TinkerCAD- ում կառուցված ցածր անցման ֆիլտրի RC միացում կարելի է մուտք գործել հետևյալ հղումով ՝

Ինչպես նշվեց, մենք այս նախագծում օգտագործեցինք Arduino- ն ՝ սենսորից ազդանշան ստանալու համար: Այսպիսով, ցածր անցման զտիչ RC միացում վերը նկարում մենք ունենք 3 կարևոր մաս.

• Ազդանշանի գեներատոր,
• Ակտիվ զտիչ և;
• Arduino սենսորային տվյալների հավաքման համար:

Ազդանշանի գեներատորը պատասխանատու է սենսորի աշխատանքի մոդելավորման և ազդանշանը Arduino- ին փոխանցելու համար: Այս ազդանշանը այնուհետև զտվում է ցածր փոխանցման զտիչ RC- ի միջոցով, և, հետագայում, ֆիլտրացված ազդանշանը կարդացվում և մշակվում է Arduino- ի կողմից:

Այսպիսով, ցածր անցման զտիչ RC- ի հավաքումը կատարելու համար մեզ անհրաժեշտ կլինեն հետևյալ էլեկտրոնային բաղադրիչները.

• 2 դիմադրիչներ;
• 2 կերամիկական կոնդենսատոր
• 2 Էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորներ;
• Օպերացիոն ուժեղացուցիչ LM358
• Էլեկտրաէներգիայի տերմինալներ կամ 9 Վ մարտկոց

Հաջորդը, մենք ներկայացնում ենք սխեմայի դիմադրիչների և կոնդենսատորների արժեքների հաշվարկը: Այս բաղադրիչների հաշվարկը հիմնված է ակտիվ զտիչի ցածր անցման զտիչի հաճախականության վրա:

Դիմադրության և կոնդենսատորի հաշվարկներ

Առաջարկվող սխեմայի համար մենք կօգտագործենք ցածր հաճախականությամբ ֆիլտրի անջատման հաճախականությունը `100 Հց: Այս կերպ, միացումը թույլ կտա հաճախականություններին անցնել 100 Հց -ից ցածր և 100 Հց -ից ցածր, ազդանշանը կկրճատվի երկրաչափականորեն:

Հետևաբար, կոնդենսատորների հաշվարկման համար մենք ունենք. Սկզբնական շրջանում բավական է սահմանել C1 արժեքը, որի դեպքում կարող է սահմանվել 1 -ից 100nF առևտրային արժեքը:

Հաջորդը, մենք կատարեցինք C2 կոնդենսատորի հաշվարկը `ստորև բերված հավասարման համաձայն:

Այնուհետեւ օգտագործեք ստորեւ բերված բանաձեւը R1- ի եւ R2- ի արժեքը հաշվարկելու համար: Բանաձեւը կարող է օգտագործվել երկու դիմադրիչների արժեքը նախագծելու համար: Հաջորդը, տես կատարված հաշվարկը:

Որտեղ f*C- ը ցածր անցման ֆիլտրի անջատման հաճախականությունն է, այսինքն `այդ հաճախականությունից բարձր, այս ազդանշանի շահույթը կնվազի: Այս համակարգի համար f*C արժեքը կլինի 100 Հց:

Հետեւաբար, մենք ունենք հետեւյալ դիմադրության արժեքը R1- ի եւ R2- ի համար:

Theրագրի ռեզիստորների և կոնդենսատորի համար ստացված արժեքներից մենք այնուհետև պետք է մշակենք էներգիայի մատակարարման միացում ակտիվ ֆիլտրի համար: Այս տեսակի զտիչների համար մենք պետք է օգտագործենք ասիմետրիկ սնուցման աղբյուր, իսկ հաջորդը `մենք կներկայացնենք մատակարարման սխեման:

Քայլ 3: Էներգամատակարարում

Այս սխեմայի պահանջվող հզորությունը սիմետրիկ սնուցման աղբյուր է: Եթե դուք չունեք սիմետրիկ սնուցման աղբյուր, հավաքեք միացում ՝ օգտագործելով էներգիայի պարզ աղբյուրից սնվող կոնդենսատորներ:

Այնուամենայնիվ, էլեկտրամատակարարման լարման արժեքը պետք է լինի ավելի մեծ, քան 10 Վ, քանի որ սիմետրիկ աղբյուրի արժեքը կբաժանվի 2 -ի:

Վերևում նկարը ցույց է տալիս էլեկտրամատակարարման սխեման:

Այս սխեման արդեն գտնվում է Նկար 1-ի էլեկտրոնային դիագրամում, քանի որ օգտագործվում է սովորական ոչ համաչափ աղբյուր:

Ակտիվ ֆիլտրի սխեմայի և դրա մատակարարման սխեմայի նախագծումից հետո մենք մշակեցինք էլեկտրոնային զտիչ մոդուլ, որը կօգտագործվի Arduino- ի ձեր նախագծերում կամ այլ նախագծերում, որոնց համար անհրաժեշտ է զտիչ:

Հաջորդը, մենք կներկայացնենք էլեկտրոնային սխեմայի կառուցվածքը և մշակված էլեկտրոնային տախտակի ձևավորումը:

Active Low Pass Filter RC- ի տպագիր տպատախտակները

Քայլ 4. Active Low Pass Filter RC- ի Տպագիր տպատախտակները

Էլեկտրոնային տպագիր տպատախտակները պատրաստելու համար `NEXTPCB, մշակվել է սխեմայի էլեկտրոնային սխեման: Active Low Pass Filter RC- ի էլեկտրոնային սխեման ներկայացված է Նկար 3 -ում:

Այնուհետև սխեման արտահանվեց Altium ծրագրաշարի PCB Design և նախագծվեց հետևյալ տախտակը, ինչպես ցույց է տրված Նկար 4 -ում:

Շղթայի և մուտքային ազդանշանը մատակարարելու համար օգտագործվել է երեք կապում, իսկ ելքում `երկու կապում: Երկու կապում օգտագործվում են ֆիլտրացված ազդանշանի և սխեմայի GND- ի ելքի համար:

PCB- ի դասավորությունը նախագծելուց հետո տպագիր տպատախտակի 3D ձևավորումը ստեղծվեց և ներկայացվեց Նկար 5 -ում:

PCB նախագծից դուք կարող եք օգտագործել այս մոդուլը և այն կիրառել ձեր նախագծի վրա Arduino- ով: Այսպիսով, որոշ մակաբուծային ազդանշաններ կչեղարկվեն, և ձեր նախագիծը կաշխատի առանց ազդանշանի ընթերցման սխալների վտանգի:

Եզրակացություն

Activeածր անցումային այս ակտիվ շրջանի RC- ն կարող է լայնորեն օգտագործվել Arduino- ի հզորությունը զտելու, սերիական հաղորդակցության ազդանշանները զտելու համար, ինչպես ռադիոհաճախականությունում, որը սովորաբար ունի բազմաթիվ ազդակներ, որոնք սովորաբար միջամտություն են առաջացնում սերիական հաղորդակցության մեջ, պայմանով, որ արժեքը անջատման հաճախականությունը փոխվում է:

Այս սխեմայի հավաքումից հետո խորհուրդ է տրվում կապն ավելի մոտեցնել Arduino- ին, քանի որ միջամտության լավ մասը գտնվում է սենսորի և միկրոկոնտրոլերի միջև հեռավորության վրա, և շատ դեպքերում միկրոկոնտրոլերը չի կարող շատ մոտ լինել, քանի որ սենսորը կարող է վնասակար լինել Arduino- ի համար:

Բացի այդ, ավելի շարունակական ազդանշան ունենալու համար պարզապես փոխեք ցածր անցման ֆիլտրի անջատման հաճախականությունը ավելի ցածր հաճախականության, դա կփոխի ռեզիստորների և կոնդենսատորների արժեքները: Այն ունի նաև իր առավելությունները ՝ ազդանշանում շահույթ ստեղծելու դեպքում, եթե ազդանշանը ցածր է:

Կարեւոր տեղեկություններ

Բոլոր ֆայլերը հասանելի են հետևյալ հղումով ՝ Տպագիր տպատախտակի ֆայլեր

Դուք կարող եք ձեռք բերել ձեր սեփական 10 հատ PCB- ն և վճարել միայն բեռը NextPCB- ի առաջին գնման դեպքում: Վայելեք և օգտագործեք այս նախագիծը ձեր Arduino նախագծերի և տվիչների հետ: