Мікропроцесорна метеостанція

В наведеній в додатку А електричної принципової схеми мікропроцесорної метеостанції живлення мікросхеми MAX232 перетворювача рівнів та відповідна частина оптронів живиться

Мікропроцесорна метеостанція

Дипломная работа

Компьютеры, программирование

Другие дипломы по предмету

Компьютеры, программирование

Сдать работу со 100% гаранией
ане 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:

  1. теплиці;
  2. холодильники;
  3. сушарки;
  4. метеорологія;

Основні властивості:

  1. похибка ± 2% RH;
  2. діапазон виміру 0-100 % RH;
  3. лінійність ± 0.5% RH;
  4. гістерезис ± 1.2% RH;
  5. відтворюваність + 0.5% RH;
  6. постійна часу 15 сек. ;
  7. стабільність ± 1 % RH за 5 років;
  8. температурний діапазон -40

    to 85 .

  9. 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 :

  1. метеорологія ;
  2. барокамери ;
  3. теплиці ;

Основні властивості :

  1. похибка ±1.5% ;
  2. діапазон виміру 15-115 кПа ;
  3. часу встановлення 0,02 сек. ;
  4. 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 :

  1. Атмосферний тиск400 кПа ;
  2. Температура збереження+5...+40 °С ;
  3. Напруга живлення+22 В ;
  4. Відносна вологість, не більш... 100% ;
  5. 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:

  1. Робота при напрузі живлення 1,5 В ;
  2. Двотактний вихід з навантажувальною здатністю 50 мкА (LM9402) ;
  3. Чотири обираємих користувачем коефіцієнти передачі ;
  4. Висока точність контролю в широкому температурному діапазоні 50

    ……+150 ;

  5. Малий споживаний струм ;
  6. Захист виходу від короткого замикання ;
  7. мініатюрний корпус SC70 ;
  8. Сумісність посадкового місця зі стандартним датчиком температури LM20 ;
  9. Основні характеристики:

  10. Напруга живлення 1,5-5.5 В ;
  11. Споживаний струм 9 мкА (типове значення) ;
  12. Навантажувальна здатність ±50 мкА ;
  13. Точність контролю температури:

±1,5(20- 40) ;

±1,8 (-50...70) ;

±2,1 (-50- 90) ;

±2,7 (-50- 150) ;

  1. Робітник температурний діапазон: -50

    -150 ;

  2. Області застосування:

  3. телефони ;
  4. Радіочастотні передавачі ;
  5. Керування батарейним джерелом ;
  6. Автомобільна електроніка ;
  7. Драйвери дисків ;
  8. Ігрові пристрої ;
  9. 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 компютера, які показані на схемі розйомами XS4. Сигнал між мікроконтролером AT90S8515 і персонального компютером передається через інтерфейс RS-232. Який складається з гальванічної розвязки і перетворювача рівнів MAX232. Гальванічна розвязка побудована на основі двох оптронів 4N35 і мікросхеми МС7805.

 

4. Електричні розрахунки найголовніших вузлів електричної принципової схеми

 

Здійснимо електричний розрахунок елементів принципової схеми мікропроцесорної метеостанції

Розрахуємо значення резисторів за формулою:

 

, (4.1)

 

де - мінімальне значення напруги для рівня логічної одиниці. - спад напруги на світлодіоді. - струм на світлодіоді.

Підставивши значення, отримаємо:

 

(kОм)

 

Розрахуємо значення резисторів за формулою:

 

. (4.2)

 

З документації на оптрон 4N32 визначаємо струм , . Отже IC= IE=100, UE=0.5B.

Підставивши значення, отримаємо:

 

(Ом)

 

Розрахуємо значення резисторів за формулою:

, (4.3)

 

де - вихідна напруга мікросхеми MC7805

Підставивши значення, отримаємо:

 

(Ом)

 

Оберемо значення резисторів кОм.

З документації на мікросхему AD780 визначаємо номінали конденсаторів С2, С1 . Отже, обираємо конденсатори С2 =С1= 100 .

До портів мікроконтролера ХТAL1 та ХТAL2 підєднано конденсатори та , між якими розташований кварцовий резонатор ZQ, призначений для тог

Похожие работы

<< < 1 2 3 4 >