Температурыг хэмжихийн тулд конденсатор ашиглана уу: 9 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:04

Энэ төсөл нь би ихэвчлэн X7R (сайн чанарын) конденсатор бүхий конденсаторын иж бүрдэл худалдаж авсантай холбоотой юм. Гэхдээ 100nF ба түүнээс дээш өндөр утгатай зарим нь хямд, тогтвортой бус Y5V диэлектрик байсан бөгөөд энэ нь температур, ажлын хүчдэлд асар их өөрчлөлтийг харуулдаг. Би Y5V -ийг зохион бүтээсэн бүтээгдэхүүндээ ихэвчлэн ашигладаггүй байсан тул тавиур дээр үүрд суухаас илүүтэйгээр өөр хэрэглээг хайж олохыг хичээсэн.

Температурын өөрчлөлтийг ашиглан ашигтай, маш бага өртөгтэй мэдрэгч хийх боломжтой эсэхийг олж мэдэхийг хүссэн юм. Дараагийн хэдэн хуудсуудаас харахад энэ нь маш энгийн бөгөөд өөр нэг бүрэлдэхүүн хэсэг шаардлагатай болно.

Алхам 1: Онол

Нэгдүгээрт, конденсаторыг хэрхэн яаж бүтээх, бэлэн байгаа төрлүүдийн талаар бага зэрэг мэдэхэд тусална. Керамик конденсаторууд нь диэлектрик гэж нэрлэгддэг тусгаарлагчаар тусгаарлагдсан олон тооны металл хуудас эсвэл "хавтан" -аас бүрдэнэ. Энэ материалын шинж чанар (зузаан, керамик төрөл, давхаргын тоо) нь конденсаторыг ажлын хүчдэл, багтаамж, температурын коэффициент (температурын багтаамжийн өөрчлөлт), ажлын температурын хязгаар зэрэг шинж чанарыг өгдөг. Хэд хэдэн диэлектрик байдаг, гэхдээ хамгийн алдартай нь график дээр харагдаж байна.

NP0 (үүнийг C0G гэж нэрлэдэг) - эдгээр нь хамгийн сайн бөгөөд температурын хувьд бараг өөрчлөгддөггүй боловч зөвхөн picoFarad болон бага наноФарад багтаамжийн багтаамжийн хувьд л боломжтой байдаг.

X7R - эдгээр нь боломжийн бөгөөд үйл ажиллагааны хүрээнд багахан хувь л өөрчлөгддөг.

Y5V - Таны харж байгаагаар эдгээр нь график дээрх хамгийн эгц муруй бөгөөд 10С орчим оргил юм. Энэ нь эффектийн ашиг тусыг тодорхой хэмжээгээр хязгаарладаг, учир нь хэрэв мэдрэгч 10 градусаас доош буух боломжтой бол оргилын аль тал болохыг тодорхойлох боломжгүй болно.

График дээр үзүүлсэн бусад диэлектрикүүд нь дээр дурдсан хамгийн алдартай гурван гурвын хоорондох завсрын алхамууд юм.

Тэгэхээр бид үүнийг хэрхэн хэмжих вэ? Микроконтроллер нь оролтыг өндөр гэж үздэг логик түвшинтэй байдаг. Хэрэв бид конденсаторыг резистороор цэнэглэвэл (цэнэглэх хугацааг хянахын тулд) өндөр түвшинд хүрэх хугацаа нь багтаамжийн утгатай пропорциональ байх болно.

Алхам 2: Материалаа цуглуул

Танд хэрэгтэй болно:

• Y5V конденсатор, би 100nF 0805 хэмжээтэй ашигласан.
• Конденсаторыг холбох прототип хийх самбарын жижиг хэсгүүд.
• Мэдрэгчийг тусгаарлахын тулд халаах. Эсвэл та тэдгээрийг эпокси дүрж эсвэл тусгаарлагч соронзон хальс ашиглаж болно.
• Сүлжээний кабелийг буулгаж 4 эрчилсэн хос авах боломжтой. Эрчилсэн хос ашиглах шаардлагагүй, гэхдээ мушгирах нь цахилгаан дуу чимээг бууруулахад тусалдаг.
• Микроконтроллер - Би Arduino ашигладаг байсан ч үүнийг хийх болно
• Резистор - Би 68k ашигласан боловч энэ нь таны конденсаторын хэмжээ, хэмжилтийг хэр нарийвчлалтай хийхийг хүсч байгаагаас хамаарна.

Хэрэгсэл:

• Гагнуурын төмөр.
• Микроконтроллер/Arduino холбох прототип хийх самбар.
• Дулааны бууг халаах буу. Тамхины асаагуурыг арай муу үр дүнтэй ашиглаж болно.
• Мэдрэгчийг тохируулахын тулд хэт улаан туяаны термометр эсвэл термопар.
• Хясаа.

Алхам 3: Конденсатороо гагнах

Энд ямар ч тайлбар шаардлагагүй - гагнуурын аргыг өөрийн самбар дээр байрлуулж, хоёр утсыг холбоно уу.

Алхам 4: Мэдрэгчийг тусгаарлах

Тохиромжтой хэмжээтэй халаах хоолойг мэдрэгч дээр байрлуулж, төгсгөлгүй байх ба халуун агаар ашиглан агшаана.

Алхам 5: Резистороо тохируулж, мэдрэгчийг холбоно уу

Би дараах холболтыг сонгосон.

PIN3: Гаралт

PIN2: оролт

Алхам 6: Програм хангамж бичих

Хэмжлийн үндсэн техникийг дээр харуулав. Энэ нь хэрхэн ажилладаг талаар тайлбарлахын тулд millis () командыг ашигласнаар Arduino -ийг асааснаас хойш миллисекундын тоог буцаана. Хэрэв та хэмжлийн эхэн ба төгсгөлд уншиж, эхнээс нь хасах бол конденсатор цэнэглэх хугацааг миллисекундээр авна.

Хэмжилт хийсний дараа конденсаторыг гадагшлуулахын тулд гаралтын зүүг тохируулах нь маш чухал бөгөөд хэмжилтийг давтахаас өмнө зохих хугацаанд хүлээх хэрэгтэй бөгөөд ингэснээр конденсатор бүрэн цэнэггүй болно. Миний хувьд нэг секунд хангалттай байсан.

Дараа нь би үр дүнг ажиглахын тулд цуваа портоос гаргав. Эхэндээ би миллисекунд нь хангалттай нарийвчлалтай биш (зөвхөн ганц зургийн утгыг өгдөг байсан) гэдгийг олж мэдсэн тул үр дүнг микросекундээр авахын тулд micros () командыг ашигласан бөгөөд энэ нь таны хүлээж байсан шиг өмнөх утгаас 1000 дахин их байсан юм. Орчны утга ойролцоогоор 5000 орчим хэлбэлзэж байсан тул уншихад хялбар болгох үүднээс 10 -д хуваасан.

Алхам 7: Калибровк хийх

Би 27.5С хэмд (өрөөний температур - Их Британид халуун байна!) Хэмжиж, дараа нь мэдрэгчийн багцыг хөргөгчинд хийж, ойролцоогоор 10С хүртэл хөргөнө, хэт улаан туяаны термометрээр шалгана. Би хоёр дахь заалтыг авч, дараа нь гэсгээх горимд зууханд хийж, термометрээр хянаж, 50С -т бичлэг хийх хүртэл бэлэн болгов.

Дээрх зургуудаас харахад үр дүн нь бүх 4 мэдрэгч дээр нэлээд шугаман бөгөөд тууштай байсан.

Алхам 8: Програм хангамжийн 2 -р үе

Би одоо Arduino газрын зургийн функцийг ашиглан програм хангамжаа өөрчилж, дээд ба доод дундаж уншилтуудыг тус бүрээс 10С ба 50С болгон хөрвүүлэв.

Бүх зүйл төлөвлөсний дагуу ажиллаж байна, би температурын хязгаарт хэд хэдэн шалгалт хийсэн.

Алхам 9: Төслийн хураангуй - Давуу болон сул талууд

Эндээс танд 0.01 фунт стерлингээс бага үнэтэй температур мэдрэгч байна.

Тиймээс, та яагаад үүнийг төсөл дээрээ хийхийг хүсэхгүй байна вэ?

• Хүчин чадал нь тэжээлийн хүчдэлээс хамаарч хэлбэлздэг тул зохицуулалттай тэжээлийг ашиглах ёстой (батерейгаас шууд тэжээх боломжгүй), хэрэв та тэжээлээ солихоор шийдсэн бол мэдрэгчийг дахин тохируулах шаардлагатай болно.
• Конденсатор нь зөвхөн температурын хувьд өөрчлөгддөг зүйл биш юм - таны микроконтроллер дээрх оролтын өндөр босго нь температурын хувьд өөрчлөгдөж магадгүй бөгөөд үүнийг өгөгдлийн хүснэгтэд нарийвчлалтайгаар тодорхойлдоггүй.
• Миний 4 конденсатор бүгд хоорондоо нийцтэй байсан ч тэдгээр нь нэг багц, нэг бүрэлдэхүүн хэсгээс бүрдсэн байсан бөгөөд багцаас багцын өөрчлөлт хэр муу болохыг би үнэндээ мэдэхгүй байна.
• Хэрэв та зөвхөн бага температур (10С -аас доош) эсвэл өндөр температур (10С -аас дээш) хэмжихийг хүсч байвал энэ нь зүгээр, гэхдээ хоёуланг нь хэмжих шаардлагатай бол харьцангуй ашиггүй болно.
• Хэмжилт удаан байна! Дахин хэмжихийн өмнө конденсаторыг бүрэн цэнэггүй болгох ёстой.

Энэхүү төсөл нь танд зарим санааг өгч, бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг зориулалтаас нь өөр зорилгоор ашиглахад тань урам зориг өгсөн байх гэж найдаж байна.