Температураны өлчөө үчүн конденсаторлорду колдонуңуз: 9 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:41

Бул проект мен негизинен X7R (жакшы сапаттагы) конденсаторлору бар конденсаторлорду сатып алгандыгымдан улам пайда болду, бирок 100nF жана андан жогору болгон кээ бир маанилер Y5V диэлектрикинин арзан жана анча туруктуу эмес, температуранын жана иштөө чыңалуусунун массалык өзгөрүүсүн көрсөтөт. Мен көбүнчө Y5Vди мен иштеп жаткан продукцияда колдонмок эмесмин, ошондуктан мен аларды текчеге түбөлүккө отургузуп койбостон, алар үчүн башка жолдорду табууга аракет кылдым.

Мен температуранын өзгөрүшүн пайдалуу жана өтө арзан баада сенсор кылуу үчүн колдонсо болорун көргүм келди, жана кийинки бир нече беттерде көрүп тургандай, бул абдан жөнөкөй, башка бир компонент талап кылынат.

1 -кадам: Теория

Биринчиден, конденсаторлордун кантип курулганын жана жеткиликтүү түрлөрү жөнүндө бир аз билүүгө жардам берет. Керамикалык конденсаторлор диэлектрик деп аталган изолятор менен бөлүнгөн бир катар металл баракчалардан же "плиталардан" турат. Бул материалдын мүнөздөмөлөрү (калыңдыгы, керамиканын түрү, катмарлардын саны) конденсаторго анын иштөө чыңалуусу, сыйымдуулугу, температуранын коэффициенти (сыйымдуулуктун температурага жараша өзгөрүшү) жана иштөө температурасынын диапазону кирет. Диэлектриктер бар, бирок эң популярдуусу графикте көрсөтүлгөн.

NP0 (ошондой эле C0G деп аталат) - бул эң жакшы температура боюнча дээрлик эч кандай өзгөрүү жок, бирок алар picoFarad жана nanoFarad диапазонунун сыйымдуулугу төмөн болгондо гана жеткиликтүү болот.

X7R - бул акылга сыярлык, иштөө диапазонунда бир аз гана пайыздык өзгөрүү.

Y5V - сиз көрүп тургандай, бул графиктин эң тик ийри сызыгы, 10C тегерегинде. Бул эффектин пайдалуулугун бир аз чектейт, анткени эгерде сенсор 10 градустан төмөн түшүп кетүү мүмкүнчүлүгүнө ээ болсо, ал чокунун кайсы тарабын аныктоо мүмкүн эмес.

Графикте көрсөтүлгөн башка диэлектриктер жогоруда сүрөттөлгөн эң популярдуу үч нерсенин ортосундагы аралык кадамдар.

Ошентип, биз муну кантип өлчөй алабыз? Микроконтроллердин логикалык деңгээли бар, анын кириши жогору деп эсептелет. Эгерде биз конденсаторду резистор аркылуу кубаттасак (заряддын убактысын көзөмөлдөө үчүн), жогорку деңгээлге жетүү убактысы сыйымдуулуктун маанисине пропорционалдуу болот.

2 -кадам: Материалдарыңызды чогултуп алыңыз

Сага керек болот:

• Y5V Capacitors, мен 100nF 0805 өлчөмүн колдондум.
• Конденсаторлорду орнотуу үчүн прототиптелген тактанын кичинекей бөлүктөрү.
• Сенсорлорду жылуулоо үчүн жылуулукту кыскартуу. Же болбосо, аларды эпоксиден малып же изоляция лентасын колдонсоңуз болот.
• Тармактык кабель, 4 жуп жуп алуу үчүн сыйрылып алынышы мүмкүн. Бурмаланган жуптарды колдонуу милдеттүү эмес, бирок бурулуш электрдик ызы -чууну азайтууга жардам берет.
• Микроконтроллер - Мен Arduino колдондум, бирок баары аткарат
• Резисторлор - Мен 68к колдондум, бирок бул сиздин конденсатордун өлчөмүнө жана өлчөөнүн канчалык так болушуна көз каранды.

Куралдар:

• Кандооч.
• Микроконтроллерди орнотуу үчүн прототиптөөчү такта/Arduino.
• Жылуулук үчүн муздаткыч. Тамеки күйгүзгүчтү дагы бир аз начарыраак натыйжалар менен колдонсо болот.
• Сенсорлорду калибрлөө үчүн инфракызыл термометр же термопар.
• Пинцет.

3 -кадам: Конденсаторлоруңузду ширетүү

Бул жерде эч кандай түшүндүрмөнүн кереги жок - жөн гана аларды өзүңүздүн каалооңуздагы ширетүү ыкмасын колдонуп, тактаңызга тууралап, эки зымды тиркеп коюңуз.

4 -кадам: сенсорлорду жылуулоо

Тиешелүү өлчөмдөгү жылуулукту кысуучу түтүктү сенсорлорго орнотуп, учтары ачык болбогондой кылып, ысык аба аркылуу кыскарткыла.

5 -кадам: Резисторуңузду орнотуп, сенсорду туташтырыңыз

Мен төмөнкү пинту тандадым.

PIN3: Чыгуу

PIN2: киргизүү

6 -кадам: Программаны жазыңыз

Негизги өлчөө техникасы жогоруда көрсөтүлгөн. Бул кантип иштээрин түшүндүрүү үчүн millis () командасын колдонуу Arduino иштетилгенден бери миллисекундтардын санын кайтарат. Эгерде сиз өлчөөнүн башталышында жана аягында окууну алып, аягынан баштапкы маанини алып салсаңыз, конденсатордун заряддалышы үчүн миллисекунд менен убакыт аласыз.

Өлчөөдөн кийин, конденсаторду чыгаруу үчүн чыгуучу пинди төмөн коюңуз жана конденсатор толугу менен бошоп кетиши үчүн өлчөөнү кайталоодон мурун тиешелүү убакытты күтүңүз. Менин учурда экинчи жетиштүү болду.

Андан кийин мен аларды байкоо үчүн сериялык порттон жыйынтыктарды чыгардым. Башында мен миллисекунддар жетишерлик так эмес экенин көрдүм (бир гана фигуранын маанисин берүүчү), ошондуктан мен микросекунддардагы натыйжаны алуу үчүн micros () буйругун колдонуу үчүн өзгөрттүм. Айлана -чөйрөнүн баасы болжол менен 5000ге чейин өзгөрдү, ошондуктан окууну жеңилдетүү үчүн мен 10го бөлдүм.

7 -кадам: Калибрлөө

Мен 27.5Сте окудум (бөлмө температурасы - Улуу Британия үчүн бул жерде ысык!), Андан кийин сенсордук таңгакты муздаткычка салып, инфракызыл термометр менен текшерип, болжол менен 10Ске чейин муздатууга уруксат бердим. Экинчи көрсөткүчтү алдым, анан аларды муздатуу режимине коюп, 50Сте жазууга даяр болгонго чейин термометр менен тынымсыз көзөмөлдөп турдум.

Жогорудагы сюжеттерден көрүнүп тургандай, жыйынтыктар 4 сызгычта абдан сызыктуу жана ырааттуу болгон.

8 -кадам: Программалык камсыздоо 2 -тур

Мен азыр Arduino карта функциясын колдонуп, программалык камсыздоону сюжеттерден орточо жогорку жана төмөнкү көрсөткүчтөрдү 10С жана 50Ске чейин кайра өзгөртүү үчүн өзгөрттүм.

Баары пландаштырылгандай иштеп жатат, мен температура диапазону боюнча бир нече текшерүүлөрдү жасадым.

9 -кадам: Долбоордун корутундусу - Оң жана терс жактары

Демек, сизде компоненттери 0,01 фунтка жетпеген температура сенсору бар.

Демек, эмне үчүн муну долбооруңузда кылгыңыз келбейт?

• Сыйымдуулугу камсыздоо чыңалуусуна жараша өзгөрүп турат, андыктан жөнгө салынган жабдууну колдонуу керек (батареядан түздөн -түз кубат ала албайт) жана эгер сиз жабдууну алмаштырууну чечсеңиз, анда сенсорлорду кайра калибрлешиңиз керек.
• Сыйымдуулук температура менен эле өзгөрбөйт - сиздин микроконтроллердеги жогорку кирүү босогосуңуз температурага жараша өзгөрүшү мүмкүн экенин эске алыңыз жана ал маалымат баракчасында адатта тактык менен аныкталган эмес.
• Менин 4 конденсаторум бири-бирине абдан шайкеш келгенине карабай, алар бир партиядан жана бир эле компоненттен болчу, мен партиядан партияга чейин өзгөрүү канчалык жаман болорун билбейм.
• Эгерде сиз төмөн температураны (10Стен төмөн) же жогорку температураны (10Стен жогору) гана өлчөгүңүз келсе, анда бул жакшы, бирок экөөнү тең өлчөө керек болсо, салыштырмалуу пайдасыз.
• Өлчөө жай! Кайра өлчөө үчүн конденсаторду толугу менен бошотушуңуз керек.

Бул долбоор сизге кээ бир идеяларды берди деп үмүттөнөм жана балким башка компоненттерди алар ойлогондон башка максаттарда колдонууга шыктандырат.