DIY температурыг давтамж хөрвүүлэгч: 4 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:00

Температур мэдрэгч нь физик мэдрэгчийн хамгийн чухал хэлбэрүүдийн нэг юм, учир нь олон янзын процесс (өдөр тутмын амьдралд) температураар зохицуулагддаг. Үүнээс гадна температурын хэмжилт нь бодисын урсгалын хурд, шингэний түвшин гэх мэт бусад физик параметрүүдийг шууд бусаар тодорхойлох боломжийг олгодог. Мэдрэгч нь хэмжсэн физик утгыг аналог дохио болгон хувиргадаг бөгөөд температур мэдрэгч нь энд үл хамаарах зүйл биш юм. CPU эсвэл компьютерээр боловсруулахын тулд аналог температурын дохиог дижитал хэлбэрт оруулах ёстой. Ийм хөрвүүлэхийн тулд ихэвчлэн үнэтэй аналог-тоон дижитал хөрвүүлэгч (ADCs) ашигладаг.

Энэхүү зааварчилгааны зорилго нь аналог дохиог температур мэдрэгчээс GreenPAK ™ ашиглан пропорциональ давтамжтай тоон дохио руу шууд хөрвүүлэх хялбаршуулсан техникийг боловсруулж танилцуулах явдал юм. Дараа нь температураас хамаарч өөр өөр байдаг дижитал дохионы давтамжийг нэлээд өндөр нарийвчлалтайгаар хэмжиж, дараа нь шаардлагатай хэмжих нэгж болгон хөрвүүлж болно. Ийм шууд хувиргалт нь эхний ээлжинд өндөр үнэтэй аналог-тоон хөрвүүлэгч ашиглах шаардлагагүй болсон нь сонирхолтой юм. Түүнчлэн тоон дохио дамжуулах нь аналогиас илүү найдвартай байдаг.

GreenPAK чипийг температур, давтамж хувиргагчийг бий болгохын тулд хэрхэн програмчлагдсан болохыг ойлгоход шаардлагатай алхамуудыг бид доор тайлбарласан болно. Гэсэн хэдий ч хэрэв та програмчлалын үр дүнг авахыг хүсч байвал GreenPAK програмыг татаж аваад аль хэдийн дууссан GreenPAK дизайны файлыг үзнэ үү. GreenPAK Хөгжүүлэлтийн иж бүрдлийг компьютерт холбоод температурыг давтамж хувиргагч тохируулсан IC үүсгэхийн тулд програмыг дарна уу.

Алхам 1: Дизайн шинжилгээ

Янз бүрийн төрлийн температур мэдрэгч ба тэдгээрийн дохио боловсруулах хэлхээг тодорхой шаардлагуудаас хамааран үндсэндээ температурын хүрээ, нарийвчлалаас хамааран ашиглаж болно. Хамгийн өргөн хэрэглэгддэг нь температурын өсөлтөөр цахилгаан эсэргүүцлийн утгыг бууруулдаг NTC термисторууд юм (Зураг 1 -ийг үзнэ үү). Тэд металл эсэргүүцэх мэдрэгч (RTDs) -ээс хамаагүй өндөр температурын эсэргүүцлийн коэффициенттэй бөгөөд өртөг нь хамаагүй бага байдаг. Термисторын гол сул тал бол "эсэргүүцэл ба температур" шинж чанараас шугаман бус хамааралтай байдаг. Манай тохиолдолд энэ нь чухал үүрэг гүйцэтгэдэггүй, учир нь хөрвүүлэх явцад давтамж нь термисторын эсэргүүцэл, улмаар температуртай яг тохирч байдаг.

1 -р зураг нь термисторын эсэргүүцэл ба температурын график хамаарлыг харуулдаг (үйлдвэрлэгчийн мэдээллийн хүснэгтээс авсан болно). Бидний дизайны хувьд 25 ° C температурт 10 кОм -ийн ердийн эсэргүүцэлтэй ижил төстэй хоёр NTC термисторыг ашигласан.

Температурын дохиог пропорциональ давтамжийн гаралтын дижитал дохио руу шууд шилжүүлэх үндсэн санаа бол генераторын давтамжийг тохируулах R1C1 хэлхээнд термистор R1-ийг C1 конденсаторыг ашиглах явдал юм. гурван "NAND" логик элементийг ашигладаг осциллятор. R1C1 -ийн цаг хугацааны тогтмол нь температураас хамаардаг, учир нь температур өөрчлөгдөхөд термисторын эсэргүүцэл өөрчлөгдөх болно.

Гаралтын дижитал дохионы давтамжийг Формула 1 ашиглан тооцоолж болно.

Алхам 2: SLG46108V дээр суурилсан температур ба давтамж хувиргагч

Энэ төрлийн осциллятор нь ихэвчлэн оролтын диодоор дамжих гүйдлийг хязгаарлах, хэлхээний оролтын элементүүдийн ачааллыг бууруулах зорилгоор R2 резистор нэмдэг. Хэрэв R2 -ийн эсэргүүцлийн утга нь R1 -ийн эсэргүүцлээс хамаагүй бага бол энэ нь үйлдвэрлэлийн давтамжид нөлөөлөхгүй.

Үүний үр дүнд GreenPAK SLG46108V дээр үндэслэн давтамж хувиргагч температурын хоёр хувилбарыг бүтээв (Зураг 5 -ыг үз). Эдгээр мэдрэгчийн хэрэглээний хэлхээг Зураг 3 -т үзүүлэв.

Дизайн нь бидний хэлсэнчлэн маш энгийн бөгөөд энэ нь нэг дижитал оролт (ПИН#3), хоёр дижитал гаралт (ПИН код) бүхий цагираг осциллятор (Зураг 4 ба Зураг 2 -ыг үзнэ үү) үүсгэдэг гурван NAND элементийн хэлхээ юм. #6 ба ПИН#8) гадаад хэлхээнд холбогдох.

5 -р зураг дээрх гэрэл зургийн газрууд нь идэвхтэй температур мэдрэгчийг харуулдаг (нэг центийн зоос нь масштабтай).

Алхам 3: Хэмжилт

Эдгээр идэвхтэй температур мэдрэгчийн зөв үйл ажиллагааг үнэлэхийн тулд хэмжилт хийсэн. Манай температур мэдрэгчийг хяналттай камерт байрлуулсан бөгөөд доторх температурыг 0.5 ° С нарийвчлалтайгаар өөрчлөх боломжтой байв. Гаралтын дижитал дохионы давтамжийг бүртгэж, үр дүнг Зураг 6 -д үзүүлэв.

Үзүүлсэн схемээс харахад давтамжийн хэмжилт (ногоон, цэнхэр гурвалжин) нь дээр өгөгдсөн Формула 1 -ийн дагуу онолын утгуудтай (хар ба улаан шугам) бараг л давхцаж байна. Тиймээс температурыг давтамж руу хөрвүүлэх энэ арга зөв ажиллаж байна.

Алхам 4: SLG46620V дээр суурилсан гурав дахь идэвхтэй температур мэдрэгч

Түүнчлэн, харагдахуйц температурын заалттай энгийн боловсруулалт хийх боломжийг харуулахын тулд гурав дахь идэвхтэй температур мэдрэгчийг бүтээжээ (Зураг 7 -г үзнэ үү). Сааруулагч 10 элемент агуулсан GreenPAK SLG46620V -ийг ашиглан бид арван давтамж мэдрэгч бүтээсэн (Зураг 9 -ийг үзнэ үү), тус бүр нь нэг давтамжийн дохиог илрүүлэхээр тохируулагдсан болно. Ийм байдлаар бид тохируулах боломжтой арван заалттай энгийн термометрийг бүтээв.

Зураг 8 -д температурын арван цэгийг харуулах үзүүлэлт бүхий идэвхтэй мэдрэгчийн дээд түвшний схемийг харуулав. Энэхүү нэмэлт функц нь үүсгэсэн тоон дохиог тусад нь шинжлэхгүйгээр температурын утгыг нүдээр тооцоолох боломжтой байдаг.

Дүгнэлт

Энэхүү зааварчилгаанд бид Dialog -ийн GreenPAK бүтээгдэхүүнийг ашиглан температур мэдрэгчийн аналог дохиог давтамжийн модуляцлагдсан дижитал дохио болгон хувиргах аргыг санал болгов. Термисторыг GreenPAK-тэй хамт ашиглах нь үнэтэй аналоги-тоон хөрвүүлэгч ашиглахгүйгээр урьдчилан хэмжих боломжийг олгодог бөгөөд аналог дохиог хэмжих шаардлагаас зайлсхийдэг. GreenPAK бол бүтээгдсэн, туршсан прототипийн жишээн дээр харуулсан шиг ийм төрлийн тохируулагддаг мэдрэгчийг хөгжүүлэх хамгийн тохиромжтой шийдэл юм. GreenPAK нь янз бүрийн хэлхээний шийдлүүдийг хэрэгжүүлэхэд шаардлагатай олон тооны функциональ элементүүд болон хэлхээний блокуудыг агуулдаг бөгөөд энэ нь эцсийн хэрэглээний хэлхээний гадаад бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн тоог эрс бууруулдаг. Бага эрчим хүчний хэрэглээ, жижиг чипийн хэмжээ, хямд өртөг нь олон хэлхээний дизайны гол хянагч болох GreenPAK -ийг сонгох нэмэлт урамшуулал юм.