DIY Temperatura sa Frequency Converter: 4 na Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:10

Ang mga sensor ng temperatura ay isa sa pinakamahalagang uri ng mga pisikal na sensor, dahil maraming iba't ibang mga proseso (sa pang-araw-araw na buhay din) ay kinokontrol ng temperatura. Bukod, pinapayagan ng pagsukat ng temperatura ang di-tuwirang pagpapasiya ng iba pang mga pisikal na parameter, tulad ng rate ng daloy ng bagay, antas ng likido, atbp. Karaniwan, binago ng mga sensor ang sinusukat na pisikal na halaga sa isang analog signal, at ang mga sensor ng temperatura ay walang kataliwasan dito. Para sa pagproseso ng CPU o computer, ang signal ng analog temperatura ay dapat na mai-convert sa isang digital form. Para sa naturang isang conversion mahal na analog-todigital converter (ADC) ay karaniwang ginagamit.

Ang layunin ng Instructable na ito ay upang makabuo at magpakita ng isang pinasimple na pamamaraan para sa direktang pag-convert ng analog signal mula sa isang sensor ng temperatura sa isang digital signal na may proporsyonal na dalas gamit ang GreenPAK ™. Kasunod nito, ang dalas ng isang digital signal na nag-iiba depende sa temperatura ay maaaring mas madaling masukat sa isang medyo mataas na kawastuhan at pagkatapos ay mai-convert sa kinakailangang mga yunit ng pagsukat. Ang nasabing direktang pagbabagong-anyo ay kagiliw-giliw sa unang lugar sa pamamagitan ng ang katunayan na hindi na kailangan para sa paggamit ng mamahaling analog-to-digital converter. Gayundin, ang paghahatid ng digital signal ay mas maaasahan kaysa sa analog.

Sa ibaba inilarawan namin ang mga kinakailangang hakbang na maunawaan kung paano naka-program ang chip ng GreenPAK upang likhain ang temperatura sa converter ng dalas. Gayunpaman, kung nais mo lamang makuha ang resulta ng pag-program, mag-download ng GreenPAK software upang matingnan ang natapos na GreenPAK Design File. I-plug ang GreenPAK Development Kit sa iyong computer at pindutin ang programa upang likhain ang pasadyang IC para sa converter ng temperatura hanggang dalas.

Hakbang 1: Pagsusuri sa Disenyo

Ang iba't ibang mga uri ng mga sensor ng temperatura at kanilang mga circuit ng pagproseso ng signal ay maaaring magamit depende sa mga tiyak na kinakailangan, pangunahin sa saklaw ng temperatura, at kawastuhan. Ang pinakalawak na ginagamit ay mga NTC thermistor, na binabawasan ang halaga ng kanilang resistensya sa kuryente na may pagtaas ng temperatura (tingnan ang Larawan 1). Mayroon silang isang makabuluhang mas mataas na temperatura coefficient ng paglaban kumpara sa mga metal resistive sensor (RTDs) at mas mababa ang gastos. Ang pangunahing kawalan ng mga thermistors ay ang kanilang hindi linya na pagtitiwala sa katangian na "paglaban kumpara sa temperatura". Sa aming kaso, hindi ito gumaganap ng isang makabuluhang papel dahil sa panahon ng pag-convert, mayroong eksaktong pagsulat ng dalas ng paglaban sa thermistor, at samakatuwid, ang temperatura.

Ipinapakita ng Larawan 1 ang grapikong pagpapakandili ng paglaban ng thermistor kumpara sa temperatura (na kinuha mula sa mga datasheet ng tagagawa). Para sa aming disenyo, gumamit kami ng dalawang magkatulad na NTC thermistor na may karaniwang paglaban ng 10 kOhm sa 25 ° C.

Ang pangunahing ideya ng direktang pagbabago ng signal ng temperatura sa output digital signal ng isang proporsyonal na dalas ay ang paggamit ng thermistor R1 kasama ang capacitor C1 sa setting ng dalas na R1C1-circuit ng generator, bilang bahagi ng isang klasikong singsing oscillator na gumagamit ng tatlong mga "NAND" na elemento ng lohika. Ang oras na pare-pareho ng R1C1 ay nakasalalay sa temperatura, dahil kapag nagbago ang temperatura, ang paglaban ng thermistor ay magbabago nang naaayon.

Ang dalas ng output digital signal ay maaaring kalkulahin gamit ang Formula 1.

Hakbang 2: Temperatura sa Mga Converter ng Frequency Batay sa SLG46108V

Ang ganitong uri ng oscillator ay karaniwang nagdaragdag ng isang risistor R2 upang limitahan ang kasalukuyang sa pamamagitan ng mga input diode at bawasan ang pagkarga sa mga elemento ng pag-input ng circuit. Kung ang halaga ng paglaban ng R2 ay mas maliit kaysa sa paglaban ng R1, kung gayon hindi ito aktwal na nakakaapekto sa dalas ng henerasyon.

Dahil dito, batay sa GreenPAK SLG46108V, dalawang pagkakaiba-iba ng temperatura sa converter ng dalas ang itinayo (tingnan ang Larawan 5). Ang application circuit ng mga sensor na ito ay ipinakita sa Larawan 3.

Ang disenyo, tulad ng nasabi na natin, ay simple, ito ay isang kadena ng tatlong mga elemento ng NAND na bumubuo ng isang ring oscillator (tingnan ang Larawan 4 at Larawan 2) na may isang digital input (PIN # 3), at dalawang mga digital output (PIN # 6 at PIN # 8) para sa koneksyon sa panlabas na circuitry.

Ipinapakita ng mga lugar ng larawan sa Larawan 5 ang mga aktibong sensor ng temperatura (isang sentimo barya ay para sa sukatan).

Hakbang 3: Mga Sukat

Ang mga pagsukat ay ginawa upang suriin ang wastong pag-andar ng mga aktibong sensor ng temperatura na ito. Ang aming sensor ng temperatura ay inilagay sa isang kinokontrol na silid, ang temperatura sa loob nito ay maaaring mabago sa isang kawastuhan na 0.5 ° C. Ang dalas ng output digital signal ay naitala at ang mga resulta ay ipinakita sa Larawan 6.

Tulad ng makikita mula sa ipinakitang balangkas, ang mga sukat ng dalas (berde at asul na mga tatsulok) na halos ganap na tumutugma sa mga halagang panteorya (itim at pula na linya) ayon sa ibinigay na Formula 1 sa itaas. Dahil dito, gumagana nang tama ang pamamaraang ito ng pag-convert ng temperatura sa dalas.

Hakbang 4: Pangatlong Aktibong Sensor ng Temperatura ng Batay Batay sa SLG46620V

Gayundin, isang pangatlong aktibong sensor ng temperatura ang itinayo (tingnan ang Larawan 7) upang maipakita ang posibilidad ng simpleng pagproseso na may nakikitang indikasyon ng temperatura. Gamit ang GreenPAK SLG46620V, na naglalaman ng 10 mga elemento ng pagkaantala, nagtayo kami ng sampung mga detector ng dalas (tingnan ang Larawan 9), bawat isa ay na-configure upang makita ang isang senyas ng isang partikular na dalas. Sa ganitong paraan, gumawa kami ng isang simpleng thermometer na may sampung napapasadyang mga punto ng indikasyon.

Ipinapakita ng Larawan 8 ang pinakamataas na antas ng iskema ng aktibong sensor na may mga tagapagpahiwatig ng pagpapakita para sa sampung mga puntos ng temperatura. Ang karagdagang pagpapaandar na ito ay maginhawa sapagkat posible na biswal na tantyahin ang halaga ng temperatura nang hindi hiwalay na pinag-aaralan ang nabuong digital signal.

Konklusyon

Sa Instructable na ito, iminungkahi namin ang isang pamamaraan para sa pag-convert ng isang signal sensor analog signal sa isang dalas ng modulated na digital signal gamit ang mga produktong GreenPAK mula sa Dialog. Ang paggamit ng mga thermistor kasabay ng GreenPAK ay nagbibigay-daan sa mga mahuhulaan na pagsukat nang hindi gumagamit ng mga mamahaling analog-to-digital na mga converter, at pag-iwas sa kinakailangang sukatin ang mga analog signal. Ang GreenPAK ay ang perpektong solusyon para sa pagpapaunlad ng ganitong uri ng napapasadyang sensor, tulad ng ipinakita sa mga halimbawa ng prototype na itinayo at nasubok. Naglalaman ang GreenPAK ng isang malaking bilang ng mga elemento ng pag-andar at mga bloke ng circuit na kinakailangan para sa pagpapatupad ng iba't ibang mga solusyon sa circuit, at lubos na binabawasan ang bilang ng mga panlabas na bahagi ng huling circuit ng application. Ang mababang paggamit ng kuryente, maliit na laki ng maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na tubig.