Օգտագործեք կոնդենսատորներ `ջերմաստիճանը չափելու համար` 9 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:50

Այս նախագիծը ծագեց այն պատճառով, որ ես գնել եմ կոնդենսատորի հավաքածու `հիմնականում X7R (լավ որակի) կոնդենսատորներով, բայց 100nF և ավելի բարձր արժեքներից մի քանիսը եղել են ավելի էժան և ավելի քիչ կայուն Y5V դիէլեկտրիկը, որը ջերմաստիճանի և աշխատանքային լարման զանգվածային փոփոխություն է ցուցաբերում: Ես սովորաբար չէի օգտագործի Y5V- ն իմ նախագծած արտադրանքի մեջ, ուստի ես փորձեցի այլընտրանքային օգտագործումներ գտնել դրանց համար, այլ ոչ թե թույլ տա, որ նրանք ընդմիշտ նստեն դարակում:

Ես ուզում էի տեսնել, թե արդյոք ջերմաստիճանի փոփոխությունը կարող է շահագործվել օգտակար և շատ ցածր գնով սենսոր ստեղծելու համար, և ինչպես կտեսնեք հաջորդ մի քանի էջերում դա բավականին պարզ էր, և պահանջվում էր միայն մեկ այլ բաղադրիչ:

Քայլ 1: Տեսություն

Նախ օգնում է մի փոքր իմանալ կոնդենսատորների կառուցման և մատչելի տեսակների մասին: Կերամիկական կոնդենսատորները բաղկացած են մի շարք մետաղական թերթերից կամ «ափսեներից», որոնք առանձնացված են մեկուսիչով, որը հայտնի է որպես դիէլեկտրիկ: Այս նյութի բնութագրերը (հաստությունը, կերամիկայի տեսակը, շերտերի քանակը) տալիս են կոնդենսատորի այն հատկությունները, ինչպիսիք են աշխատանքային լարումը, հզորությունը, ջերմաստիճանի գործակիցը (հզորության փոփոխությունը ջերմաստիճանի հետ) և գործառնական ջերմաստիճանի տիրույթը: Կան բավականին շատ դիէլեկտրիկներ, բայց ամենահայտնին ցուցադրվում են գրաֆիկի վրա:

NP0 (նաև կոչվում է C0G) - դրանք ամենալավն են ՝ ջերմաստիճանի գործնականում ոչ մի փոփոխությամբ, սակայն դրանք հակված են հասանելի լինել միայն picoFarad և ցածր nanoFarad տիրույթների ցածր հզորությունների արժեքների համար:

X7R - դրանք ողջամիտ են ՝ գործառնական տիրույթի ընդամենը փոքր տոկոսային փոփոխությամբ:

Y5V - ինչպես տեսնում եք, դրանք գրաֆիկի ամենաթեժ կորն են `10C- ի սահմաններում: Սա որոշ չափով սահմանափակում է էֆեկտի օգտակարությունը, քանի որ եթե սենսորը երբևէ կարող է իջնել 10 աստիճանից ցածր, անհնար կլինի որոշել գագաթի որ կողմն է այն:

Գրաֆիկի վրա ցուցադրված մյուս դիէլեկտրիկները միջանկյալ քայլեր են վերը նկարագրված երեք ամենահայտնիների միջև:

Այսպիսով, ինչպես կարող ենք դա չափել: Միկրոկոնտրոլերն ունի տրամաբանական մակարդակ, որի դեպքում նրա մուտքերը համարվում են բարձր: Եթե կոնդենսատորը լիցքավորենք ռեզիստորի միջոցով (լիցքավորման ժամանակը վերահսկելու համար), բարձր մակարդակի հասնելու ժամանակը համաչափ կլինի հզորության արժեքին:

Քայլ 2: Հավաքեք ձեր նյութերը

Ձեզ հարկավոր կլինի.

• Y5V կոնդենսատորներ, ես օգտագործել եմ 100nF 0805 չափսը:
• Կոնդենսատորները տեղադրելու համար նախատիպային տախտակի փոքր կտորներ:
• Atերմաստիճանի նվազեցում `սենսորները մեկուսացնելու համար: Այլապես կարող եք դրանք թաթախել էպոքսիդով կամ օգտագործել մեկուսիչ ժապավեն:
• Networkանցային մալուխ, որը կարելի է քանդել և տալ 4 ոլորված զույգ: Պարտադիր չէ ոլորված զույգերի օգտագործումը, բայց ոլորումը օգնում է նվազեցնել էլեկտրական աղմուկը:
• Միկրոկոնտրոլեր - Ես օգտագործել եմ Arduino- ն, բայց ցանկացածը կանի
• Ռեզիստորներ - Ես օգտագործել եմ 68k, բայց դա կախված է ձեր կոնդենսատորի չափից և որքանով եք ցանկանում չափումը ճշգրիտ լինել:

Գործիքներ:

• Sոդման երկաթ:
• Նախատիպերի տախտակ `միկրոկառավարիչը/Arduino- ն տեղադրելու համար:
• Gunերմային ատրճանակ `ջերմության նվազեցման համար: Cigaretխախոտի կրակայրիչը կարող է օգտագործվել նաև մի փոքր ավելի վատ արդյունքներով:
• Ինֆրակարմիր ջերմաչափ կամ ջերմազույգ ՝ սենսորները չափաբերելու համար:
• Պինցետ:

Քայլ 3: oldոդեք ձեր կոնդենսատորները

Այստեղ բացատրության կարիք չկա. Պարզապես դրանք տեղադրեք ձեր տախտակներին `օգտագործելով ձեր նախընտրած եռակցման մեթոդը և ամրացրեք երկու լարերը:

Քայլ 4: Մեկուսացրեք սենսորները

Fitերմաչափերի համապատասխան չափի խողովակը տեղադրեք տվիչների վրա `ապահովելով, որ ծայրերը չեն երևում, և փոքրացրեք այն տաք օդի միջոցով:

Քայլ 5: Տեղադրեք ձեր դիմադրիչը և միացրեք սենսորը

Ես ընտրեցի հետևյալ pinout- ը:

PIN3: Ելք

PIN2: Մուտք

Քայլ 6: Գրեք ծրագրակազմ

Չափման հիմնական տեխնիկան ներկայացված է վերևում: Millis () հրամանի միջոցով բացատրելու համար, թե ինչպես է այն աշխատում, վերադարձնում է միլիվայրկյանների թիվը Arduino- ի միացումից ի վեր: Եթե չափում եք չափման սկզբում և վերջում և սկզբից հանում սկզբնական արժեքը, ապա կոնդենսատորի լիցքավորման ժամանակը ստանում եք միլիվայրկյաններով:

Չափումից հետո շատ կարևոր է, որ ելքային քորոցը ցածր դնեք կոնդենսատորը լիցքաթափելու համար և սպասեք համապատասխան ժամանակ մինչև չափումը կրկնելը, որպեսզի կոնդենսատորն ամբողջությամբ լիցքաթափվի: Իմ դեպքում երկրորդը բավական էր:

Հետո արդյունքները դուրս հանեցի սերիական նավահանգստից, որպեսզի կարողանամ դիտել դրանք: Սկզբում ես պարզեցի, որ միլիվայրկյանները բավականաչափ ճշգրիտ չէին (տալով միայն մեկ գործչի արժեք), ուստի այն փոխեցի ՝ օգտագործելով micros () հրամանը, որպեսզի արդյունքը ստանամ միկրովայրկյաններում, ինչը, ինչպես և կսպասեիք, մոտ 1000 անգամ նախորդ արժեքից էր: Մոտ 5000 արժեքի շրջակա միջավայրի արժեքը զգալիորեն տատանվել է, ուստի կարդալը հեշտացնելու համար ես բաժանեցի 10 -ի:

Քայլ 7: Կատարեք ստուգաչափում

Ես կարդացի 27.5C ջերմաստիճան (սենյակային ջերմաստիճան - այստեղ տաք է Մեծ Բրիտանիայում), այնուհետև տվիչների փաթեթը դրեցի սառնարանում և թույլ տվեցի, որ դրանք սառչեն մինչև մոտ 10C, ստուգելով ինֆրակարմիր ջերմաչափով: Ես վերցրեցի ընթերցումների երկրորդ փաթեթը, այնուհետև դրանք դրեցի ջեռոցում `հալման ջերմաստիճանում, շարունակաբար վերահսկելով ջերմաչափը, մինչև պատրաստ լինեին 50C ջերմաստիճանում գրանցելուն:

Ինչպես տեսնում եք վերևի գծապատկերներից, արդյունքները բավականին գծային էին և հետևողական բոլոր 4 սենսորների վրա:

Քայլ 8: Softwareրագրային ապահովման փուլ 2

Այժմ ես փոխեցի իմ ծրագրակազմը ՝ օգտագործելով Arduino քարտեզի գործառույթը, վերափոխելու համար վերին և ստորին միջին ընթերցումները գծապատկերներից համապատասխանաբար մինչև 10C և 50C:

Ամեն ինչ աշխատում է ըստ նախատեսվածի, ես մի քանի ստուգում կատարեցի ջերմաստիճանի միջակայքում:

Քայլ 9. Նախագծի ամփոփում. Կողմ և դեմ

Այսպիսով, դուք ունեք այն, ջերմաստիճանի տվիչ բաղադրիչներում £ 0.01 -ից պակաս:

Այսպիսով, ինչու՞ չէիք ցանկանա դա անել ձեր նախագծում:

• Հզորությունը տատանվում է մատակարարման լարման հետ, ուստի պետք է օգտագործել կարգավորվող սնուցում (չի կարող մարտկոցից ուղղակի սնվել), և եթե որոշեք փոխել մատակարարումը, ապա նորից պետք է չափեք սենսորները:
• Capacերմաստիճանի հետ փոխվում է ոչ միայն հզորությունը. Հաշվի առեք, որ ձեր միկրոկոնտրոլերի վրա ձեր մուտքի բարձր շեմը կարող է փոխվել ջերմաստիճանի հետ, և դա սովորաբար չի ճշգրտվում տվյալների թերթիկում:
• Թեև իմ 4 կոնդենսատորները բոլորը բավականին հետևողական էին, բայց դրանք նույն խմբաքանակից և նույն բաղադրիչից էին, և ես անկեղծորեն պատկերացում չունեմ, թե որքան վատ կլիներ խմբաքանակից խմբաքանակի տատանումը:
• Եթե ցանկանում եք չափել միայն ցածր ջերմաստիճանը (10C- ից ցածր) կամ բարձր ջերմաստիճանը (10C- ից բարձր), ապա դա լավ է, բայց համեմատաբար անօգուտ, եթե անհրաժեշտ է երկուսն էլ չափել:
• Չափումը դանդաղ է: Նախքան նորից չափելը, դուք պետք է լիովին լիցքաթափեք կոնդենսատորը:

Հուսով եմ, որ այս նախագիծը ձեզ տվել է որոշ գաղափարներ, և գուցե ոգեշնչի ձեզ օգտագործել այլ բաղադրիչներ այլ նպատակների համար, քան նրանք նախատեսված էին: