УДК 631.38

Разработка принципиальной электрической схемы устройства для получения цифрового сигнала с аналогового датчика влажности

Лыков Олег Владимирович – магистрант Северо-Кавказского горно-металлургического института (государственного технологического университета).

Маслаков Максим Петрович – кандидат технических наук, доцент Северо-Кавказского горно-металлургического института (государственного технологического университета).

Аннотация: Работа посвящена разработке устройства, предназначенного для получения цифрового сигнала с аналогового датчика влажности, актуальность заключается в том, что в настоящее время широкое распространение получили микроконтроллеры, которые обрабатывают цифровой сигнал. В работе приводится описание разработанной принципиальной электрической схемы устройства.

Ключевые слова: микроконтроллер, аналоговый сигнал, датчик влажности, конденсатор, резистор.

Разработанное устройство собрано на основе микросхемы аналого-цифрового преобразователя DD1 ADC0804. К микросхеме подключается аналоговый датчик [1, с. 152]. Микросхема имеет:

  • вход аналогового сигнала +IN;
  • цифровой 8-разрядный выход эквивалентного бинарного кода DB0-DB7;
  • вход для подачи опорного напряжения VREF/2, опорное напряжение выставляется равным 2,5В [2, с. 156].

Структурная электрическая схема разработанного устройства показана на рисунке 1

1

Рисунок 1. Структурная электрическая схема разработанного устройства для получения цифрового сигнала с аналогового датчика влажности.

Принцип работы разработанного устройства следующий. Аналоговое напряжение с выхода датчика влажности подается на вход микросхемы аналого-цифрового преобразователя, на выходе которого получается 8 битный цифровой код, который подается на вход микроконтроллера [3, с. 153].

Принципиальная электрическая схема разработанного устройства для получения цифрового сигнала с аналогового датчика влажности показана на рисунке 2.

2

Рисунок 2. Принципиальная электрическая схема разработанного устройства для получения цифрового сигнала с аналогового датчика влажности.

В соответствии с технической документацией на микроконтроллер PIC16F877, максимальный втекающий ток порта RB составляет 25 мА, поэтому выберем меньшее, но достаточное его значение равное 5 мА, после чего произведем расчет подтягивающих резисторов R2 – R9, по формуле [5, 6].

R2 = R3 = R4 = R5 = R6 = R7 = R8 = R9 = Uпит/ Imax = 5 / 5 · 10-3 = 1 · 103 = 1 кОм (1)

Произведем расчет мощности рассеивания на резисторах R2 – R9 по формуле (2) [7, 8].

PR2 = PR3 = PR4 = PR5 = PR6 = PR7 = PR8 = PR9 = I2 · R = (5 · 10-3)2 · 1 · 103 = 25 · 10-6 · 1 · 103 = 0,025 Вт (2)

В качестве резисторов R2 – R9 выбраны резисторы, которые имеют номинальную мощность рассеивания 0,125 Вт [9, 10].

Разработанное устройство может заменить дорогие цифровые датчики влажности, например, для использования в промышленных помещениях [4, с. 126]. Устройство позволяет получать точные значения влажности воздуха в промышленном помещении, позволяет получать цифровой сигнал с аналогового датчика влажности [11, 12].

Разработанное устройство может заменить дорогие цифровые датчики влажности, например, для использования в промышленных помещениях [4, с. 126]. Устройство позволяет получать точные значения влажности воздуха в промышленном помещении, позволяет получать цифровой сигнал с аналогового датчика влажности.

Список литературы

  1. Виглеб Г. Датчики: Издательство: Мир, 1989. – С. 196.
  2. Кашкаров А.П. Датчики в электронных схемах. От простого к сложному: Издательство: ДМК-Пресс, 2013 г.
  3. Шарапов В.М. Полищук Е.С. Кошевой Н.Д. Ишанин Г.Г. Минаев И.Г. Совлуков А.С. Датчики: Издательство Техносфера. – 2012.
  4. Родионов Ю.А. Микроэлектронные датчики и сенсорные устройства: Издательство ДМК Пресс. – 2019. – С. 542.
  5. Мелешин В., Овчинников Д. Применение микропроцессоров в системах управления транзисторных выпрямителей // Силовая электроника. 2005. №4. С. 50-53.
  6. Удовиченко А.В., Сидоров А.В., Бештинов А.О. Регулятор переменного напряжения с пофазными коммутаторами и цифровой системой управления // Доклады АН ВШ РФ. Технические науки. 2018. №2(39). С. 93-105.
  7. Жежеленко И. В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятий. М.: Энергоатомиздат, 2010. 375 с.
  8. Греков Э.Л., Филимонов С.И. Влияние фильтрокомпенсирующего устройства на аварийные режимы работы тиристорного преобразователя в карьерных электрических экскаваторах // Электротехнические системы и комплексы. 2014. №2 (23). С. 28-32.
  9. Иванова Н.А., Прохоренко Е.В., Черепанский В.Н. Создание и исследование имитационной модели динамического компенсатора искажения напряжения // Инженерный вестник Дона, 2017, №4. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2017/4569/.
  10. Брылина О.Г. Многозонный интегрирующий регулятор переменного напряжения, работающий при перегрузках по току // Электротехнические системы и комплексы. 2014. №2 (23). С. 19-20.
  11. Катыс Г.П., Гулевич А.И., Киреев А.П.Оптические датчики температуры: Издательские решения. – 2010. – С. 324.
  12. Шорников Е.А. Электронные приборы для контроля и автоматического регулирования температуры: Издательство Энергия. – 2005. – С. 345.

Интересная статья? Поделись ей с другими: