Мікропроцесорна метеостанція (стр. 3 из 5)
- Комерційні, індустріальні і військовий температурні діапазони ;
- MІ-STD-883 і SMD корпусні виконання ;
AD 1674 - багатоцільовий 12 бітний аналого-цифровий перетворювач, що містить Вбудовані пристрій вибіраки-зберігання (ПВЗ), 10 В джерело опорної напруги (ДНО), буфер тактових імпульсів і вихідний буфер із трьома станами для зв'язку з мікроконтролером. AD1674 сполучимо по висновках зі стандартними промисловими приладами AD574A і AD674A, але містить Вбудоване ПВЗ і має велику швидкість перетворення. Вбудоване ПВЗ має широку смугу пропущення, що забезпечує 12 бітне перетворення у всій смузі Найквиста.
Для AD1674 цілком визначені динамічні характеристики (відношення сигнал/ шум - S / (N+D) , THD, і ІMD) і статичні характеристики (зсув, абсолютна помилка і т.д.). Ці статичні і динамічні характеристики AD1674 роблять його ідеальним для використання в пристроях обробки сигналів і виміру постійного струму.
AD1674 виготовлений за унікальною технологією BіMOS ІІ компанії Analog Devіces, що дозволяє сполучити висока якість і швидкодія біполярної технології з малим споживанням КМОП технології.
Прилад випускається в п'ятьох різних температурних виконаннях. AD1674J і До виконання призначені для роботи в температурному діапазоні від 0°С до +70°С; А и В виконання призначені для роботи в індустріальному температурному діапазоні від - 40 °С до +85°С; AD1674T виконання призначене для роботи в розширеному температурному діапазоні від -55°С до +125°С. J і До виконання виробляються в 28 вивідних пластикових корпусах DІ і SOІ. А й У виконання випускаються в 28 вивідних герметичних керамічних корпусах DІ і 28 вивідних корпусах SOІ. T виконання випускається в 28 вивідному герметичному корпусі DІ.[6]
3.4 Датчик відносної вологості Модель RL-1HS100
Датчик відносної вологості RL-1HS100 побудований на основі сенсорного елемента HІН-3610-002 фірми Honeywell, виготовленою у виді інтегральної схеми. Сенсор використовує планерний ємнісний полімерний елемент, чуттєвий до вологості повітря. Другий шар полімеру захищає сенсор від бруду, пилу, жиру й інших шкідливих факторів навколишнього середовища. Датчик має калібрований лінеаризований вихід.
Область застосування:
- теплиці;
- холодильники;
- сушарки;
- метеорологія;
Основні властивості:
- похибка ± 2% RH;
- діапазон виміру 0-100 % RH;
- лінійність ± 0.5% RH;
- гістерезис ± 1.2% RH;
- відтворюваність + 0.5% RH;
- постійна часу 15 сек. ;
- стабільність ± 1 % RH за 5 років;
- температурний діапазон -40
to 85 .Датчик вологості складається з інтегрального чуттєвого елемента (сенсора), що живиться від вбудованого стабілізатора напруги, і повторювача напруги який необхідний для ослаблення електромагнітних перешкод, виключення впливу опору навантаження і сполучної лінії на результати вимірів.
Датчики вологості калібрують виготовлювачем, у зв'язку з чим кожен датчик вологості має індивідуальні калібровані коефіцієнти. Ці коефіцієнти заносяться в калібрований файл пристрою введення інформації типу RL . При цьому відносна вологість визначається по формулі :
RH=(a1 +a2*Vout)*100%, (3.1)
де: RH - відносна вологість повітря в %; а1 і а2 - калібровані коефіцієнти; Vout - вихідна напруга датчика.[7]
3.5 Датчик атмосферного тиску. Модель RL-1APS115
Датчик атмосферного тиску RL-1APS115 побудований на основі сенсорного елемента МРХА4115A6LJ фірми Motorola, виконаного у виді інтегральної схеми. Датчик має калібрований лінеаризованный вихід.
Область застосування :
- метеорологія ;
- барокамери ;
- теплиці ;
Основні властивості :
- похибка ±1.5% ;
- діапазон виміру 15-115 кПа ;
- часу встановлення 0,02 сек. ;
- температурний діапазон -40 °С to 85 °С.
Датчик атмосферного тиску складається з інтегрального чуттєвого елемента (сенсора), що живиться від вбудованого стабілізатора напруги, і повторювача напруги який необхідний для ослаблення електромагнітних перешкод, виключення впливу опору навантаження і сполучної лінії на результати вимірів. Датчики атмосферного тиску калібрують виготовлювачем, при цьому атмосферний тиск визначається по формулі
Р=а1 + a2*Vout, (3.2)
де: Р - атмосферний тиск у кПа. а1 і а2 - калібровані коефіцієнти.
а1=10,6, а2=21,8 . Vout - вихідна напруга датчика.
Калібровані коефіцієнти вказуються для кожного датчика на зворотній стороні його корпуса. Датчик тиску підключають до одному з пристроїв введення аналогових сигналів RL-8AІ, RL-88АС, RL-40AІ або RL-32RTD. Після підключення датчика й експорту каліброваного файлу. У програму відображення даних RLDataVіew на екрані монітора комп'ютера будується графік залежності тиску від часу, що обновляється в міру надходження даних. Дані можуть бути збережені у файлі, роздруковані або експортовані в іншу програму, як, наприклад, MS Excel.
Граничні режими :
- Атмосферний тиск400 кПа ;
- Температура збереження+5...+40 °С ;
- Напруга живлення+22 В ;
- Відносна вологість, не більш... 100% ;
- Тік навантаження5 мА. [7]
3.6 Датчик температури. Модель LM94022
Компанія Natіonal Semі-conductor представила перші аналогові датчики температури, що здатні працювати при напругі живлення 1,5 В и характеризуються можливістю вибору коефіцієнта передачі. Дані особливості дозволяють поліпшити експлуатаційні характеристики пристроїв температурного контролю і керування з низьковольтним живленям. LM94021 і LM94022 підтримують чотири обираних користувачі коефіцієнта передачі і контролюють температуру в діапазоні -50°С...+ 150°С. Широкий діапазон контрольованих температур, гнучкість і економічність роблять дані датчики чудовим вибором для низьковольтних систем з батарейним живленям, таких, як стільникові телефони, персональні цифрові пристрої, Мрз-плееры і цифрові камери.
LM94021 і LM94022 - прецизійні аналогові датчики температури, виконані за технологією КМОП і здатні працювати від джерела харчування напругою 1,5...5,5 В. Вихідна напруга цих датчиків назад пропорційно обмірюваній температурі для досягнення більш високої чутливості при підвищених температурах.
Користувачам пропонується вибрати один з чотирьох коефіцієнтів передачі:
-5,5 мВ/
, -8,2 мВ/ , -10,9 мВ/ , -13,6 мВ/ .LM94021 і LM94022 характеризуються малим споживаним струмом: 9 мкА і 5,4 мкА, відповідно. Дані датчики випускаються у мініатюрному корпусі SC70, а посадкове місце сумісне зі стандартним датчиком температури LM20.
Відмінні риси:
- Робота при напрузі живлення 1,5 В ;
- Двотактний вихід з навантажувальною здатністю 50 мкА (LM9402) ;
- Чотири обираємих користувачем коефіцієнти передачі ;
- Висока точність контролю в широкому температурному діапазоні 50
……+150 ;- Малий споживаний струм ;
- Захист виходу від короткого замикання ;
- мініатюрний корпус SC70 ;
- Сумісність посадкового місця зі стандартним датчиком температури LM20 ;
Основні характеристики:
- Напруга живлення 1,5-5.5 В ;
- Споживаний струм 9 мкА (типове значення) ;
- Навантажувальна здатність ±50 мкА ;
- Точність контролю температури:
±1,5
(20 - 40 ) ;±1,8
(-50 ...70 ) ;±2,1
(-50 - 90 ) ;±2,7
(-50 - 150 ) ;- Робітник температурний діапазон: -50
-150 ;Області застосування:
- телефони ;
- Радіочастотні передавачі ;
- Керування батарейним джерелом ;
- Автомобільна електроніка ;
- Драйвери дисків ;
- Ігрові пристрої ;
- Побутові прилади. [7]
3.7 Розробка електричної принципової схеми мікропроцесорної метеостанції
Поєднавши перераховані вище компоненти схеми, розроблена електрична функціональна схема приладу, представлена в додатку А. Працює вона таким чином.
Три датчики, які показані на схемі трьома розйомами XS1, XS2, XS3. Проводять вимірювання трьох фізичних величин таких як відносна вологість, атмосферний тиск і температура. Вихідний сигнал цих датчиків аналогова величина, яка поступає через аналоговий мультиплексор на 12 розрядний АЦП АD1674, який перетворює аналогову величину в цифровий код . Після цього цей цифровий код поступає на мікроконтролер AT90S8515. Після цього на порти персонального комп’ютера, які показані на схемі розйомами XS4. Сигнал між мікроконтролером AT90S8515 і персонального комп’ютером передається через інтерфейс RS-232. Який складається з гальванічної розв’язки і перетворювача рівнів MAX232. Гальванічна розв’язка побудована на основі двох оптронів 4N35 і мікросхеми МС7805.