Jinsi ya Kutengeneza Kiashiria cha Uzito Mzito: Hatua 6

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:50

Lengo kuu la programu hii ni kupima uzito wa kitu kisha onyesha kwa sauti ya kengele ikiwa unene kupita kiasi. Uingizaji wa mfumo unatoka kwenye seli ya mzigo. Ingizo ni ishara ya analog ambayo imeongezewa na kipaza sauti tofauti. Ishara ya analog hubadilishwa kuwa ishara ya dijiti kwa kutumia ADC. Thamani ya matokeo ya kusoma ya ADC inalinganishwa na thamani fulani ambayo imewekwa ili iwakilishe kikomo cha mzigo unaotaka. Ikiwa uzito kupita kiasi unatokea, basi arifu inawashwa na masafa ya 1 Hz. Katika dokezo hili la programu, tutatumia kipimo cha shida kama sensa ya uzani, SLG88104 kama kipaza sauti cha kutofautisha, na SLG46140V kama ADC na hali ya ishara. Mfumo unaweza kudhibitishwa kwa kutumia mzigo unaozidi kikomo cha mzigo unayotaka (60 Kg). Utendaji wa mfumo ni sahihi ikiwa katika hali hiyo kengele imewashwa na masafa ya 1 Hz. Faida muhimu za kubuni na GreenPAK ™ ni kwamba bidhaa ni ndogo, bei ya chini, rahisi, na ni rahisi kukuza. GreenPAK ina interface rahisi ya GUI katika GreenPAK Designer, inayowaruhusu wahandisi kutekeleza haraka na kwa urahisi miundo mpya na kujibu mabadiliko ya mahitaji ya muundo. Ikiwa tunataka kuiendeleza zaidi, suluhisho hili ni chaguo bora. Kutumia GreenPAK kunafanya muundo huu uwe rahisi sana, uzito mwepesi, na eneo ndogo tu linalochukuliwa kutekeleza kwenye programu nyingi. Kwa sababu ya rasilimali za mzunguko wa ndani zinazopatikana ndani ya GreenPAK, muundo huu unaweza kuboreshwa na huduma zaidi bila ya kuongeza IC nyingi za ziada. Ili kudhibitisha utendaji wa mfumo huu, tunahitaji tu kutekeleza mzunguko ulioundwa na zana ya kuiga ya GreenPAK.

Gundua hatua zote zinazohitajika kuelewa jinsi Chip ya GreenPAK imewekwa kudhibiti Kiashiria cha Uzito wa Uzito. Walakini, ikiwa unataka tu kupata matokeo ya programu, pakua programu ya GreenPAK ili kuona Faili ya Ubunifu wa GreenPAK iliyokamilishwa tayari. Chomeka Kitengo cha Maendeleo cha GreenPAK kwenye kompyuta yako na ugonge programu ili kuunda IC ya kawaida ili kudhibiti Kiashiria chako cha Uzito mzito. Fuata hatua zilizoelezwa hapo chini ikiwa una nia ya kuelewa jinsi mzunguko unafanya kazi.

Hatua ya 1: Njia ya Kubuni

Wazo kuu la muundo huu ni kuwezesha uzani wa uzito kwa kiwango cha dijiti, kama ilivyoonyeshwa kwenye mchoro hapa chini. Tuseme kuna majimbo manne kuelezea jinsi mfumo huu unavyofanya kazi. Mfumo huo una Sehemu ya Sensorer ya Uzito wa kawaida (A), halafu inafanya ubadilishaji wa Analog kuwa data ya Dijiti. Sensorer kawaida hutengeneza viwango vya chini sana vya analog na inaweza kusindika kwa urahisi zaidi baada ya kugeuzwa kuwa ishara za dijiti. Ishara itakayotumiwa itakuwa na data ya dijiti inayosomeka. Takwimu zilizopatikana kwa fomu ya dijiti zinaweza kutekelezwa tena kwa thamani inayotakikana ya dijiti (kwa vitu vizito au vyepesi). Kuonyesha hali ya thamani ya mwisho, tunatumia buzzer, lakini inaweza kubadilishwa kwa urahisi. Kwa kiashiria cha sauti, mtu anaweza kutumia blink inayojulikana (Kuchelewesha Kiashiria cha Sauti (B)). Katika jaribio hili tulitumia kiwango kilichopo kuwa na sensorer nne za seli za mzigo zilizounganishwa kwa kutumia kanuni ya daraja la Wheatstone. Kama LCD tayari kwenye mizani ya dijiti, imesalia tu kwa uthibitishaji wa thamani inayotokana na mizani iliyopo.

Hatua ya 2: Ingizo la Maoni

Maoni ya kuingiza mfumo huu hutoka kwa shinikizo lililopatikana na sensa ili kutoa ishara ya analog kwa njia ya voltage ya chini sana lakini bado inaweza kusindika kuwa data ya mizani ya uzani. Mzunguko rahisi zaidi wa sensorer ya skanning ya dijiti umetengenezwa kutoka kwa kontena rahisi ambayo inaweza kubadilisha thamani ya upinzani kulingana na uzito / shinikizo linalotumika. Mzunguko wa sensa unaweza kuonekana kwenye Mchoro 2.

Sensorer ambazo zimewekwa kwenye kila kona ya kiwango zitatoa maadili sahihi kwa jumla ya pembejeo. Vipengele vikuu vya vipinga vya sensorer vinaweza kukusanywa kwenye madaraja ambayo yanaweza kutumiwa kupima kila sensorer. Mzunguko huu hutumiwa kawaida katika mizunguko ya dijiti ambayo hutumia vyanzo vinne ambavyo vinategemeana. Tunatumia tu sensorer nne zilizopachikwa kwa mizani kwa majaribio yetu, na mifumo iliyowekwa awali kwa kiwango hiki kama LCD na mtawala huhifadhiwa tu kwa kudhibitisha muundo wetu. Mizunguko tuliyoitumia inaweza kuonekana kwenye Kielelezo 3.

Daraja la Ngano hutumiwa kwa vifaa vya kupima viwango. Faida za daraja laWeatstone ni kwamba inaweza kupima viwango vya chini sana katika anuwai ya milli-ohm. Kwa sababu ya hii, mizani ya dijiti iliyo na sensorer za upinzani duni zinaweza kuaminika sana. Tunaweza kuona fomula na mzunguko wa daraja la Wheatstone kwenye Mchoro 4.

Kwa sababu voltage ni ndogo sana tunahitaji kifaa cha kuongeza vifaa ili voltage ikukuzwe kutosha kusomwa na mtawala. Voltage ya maoni iliyopatikana kutoka kwa kipaza sauti cha vifaa vya kuingiza inasindika kuwa voltage ambayo inaweza kusomwa na mdhibiti (volts 0 hadi 5 katika muundo huu). Tunaweza kurekebisha ipasavyo faida kwa kuweka kipingaji cha faida katika mzunguko wa SLG88104. Kielelezo 5 kinaonyesha fomula ya kuamua voltage ya pato la mzunguko wa SLG88104 ambayo ilitumika.

Kutoka kwa fomula hii, uhusiano wa faida umeelezewa. Ikiwa thamani ya kipinga faida imeongezwa, basi faida itakayopatikana itakuwa chini, na kinyume chake ikiwa faida ya kupinga faida imepungua. Majibu ya pato yatasisitizwa kabisa hata ikiwa ongezeko au kupungua kwa thamani ni ndogo. Mizani ya dijiti inaweza kuwa nyeti zaidi kwa pembejeo (na uzito kidogo tu, thamani inabadilika sana), au kinyume chake ikiwa unyeti ulioongezwa unapungua. Hii inaweza kuonekana katika sehemu ya matokeo.

Hatua ya 3: Dhibiti Faida

Huu ni muundo ambao unaweza kudhibiti faida tena baada ya kupitia mchakato wa usanifu wa vifaa (pata upimaji wa upimaji). Kutoka kwa muundo wa sensa ya uzito (A), wakati data iliyopatikana kutoka kwa kipaza sauti, data inaweza kusindika tena ili faida iweze kuwekwa kwa urahisi zaidi. Faida ni kwamba tunaweza kuepukana na mabadiliko ya kupinga kupata vifaa.

Katika Mchoro 5, na moduli ya ADC kuna PGA ambayo inaweza kurekebisha faida kabla ya thamani ya analog kubadilishwa kuwa dijiti. Tunatoa rejeleo la pembejeo kutoka kwa pato la Vout ya mzunguko wa SLG88104. Faida ya PGA itawekwa kwa njia kulingana na vipimo tunavyohitaji. Tunatumia faida ya x0.25 na hali ya ADC moja. Na x0.25 faida sio kubwa sana kwamba pembejeo inayopatikana na kibadilishaji cha ADC inaweza kupima uzito wa kubwa ya kutosha au kwa kiwango cha juu kulingana na kile tumejaribu kutumia Arduino ambayo ni 70 Kg. Baada ya hapo, tunatumia Linganisha data na kaunta ya CNT2 kama kulinganisha ADC, ili tuweze kujua mabadiliko na kiashiria cha sauti. Ujanja ni kulinganisha tunayofanya kupitia mabadiliko ya hesabu ya thamani ya CNT2 ili wakati uzito> kilo 60, basi Pato la DCMP0 ni "1". Kiashiria cha Sauti kitawaka na masafa yaliyopangwa mapema kwa kutumia kiashiria cha kuchelewesha cha kuzuia ili kizuizi kiwe kimantiki "1" wakati saa ni 0.5 s. Ucheleweshaji tunaweza kuweka data ya kaunta ya CNT0 kurekebisha kipindi cha pato la 500 ms.

Hatua ya 4: Kichujio cha Kupita Chini

Ni vyema kuchuja ishara ya pato la amplifier. Inasaidia kukataa kuingiliwa na hupunguza kelele ya upana. Kichujio cha kupitisha cha chini (LPF) kinachotekelezwa hupunguza kelele zisizo za lazima. Mzunguko wa chujio rahisi wa kupita chini una kontena katika safu na mzigo, na capacitor sambamba na mzigo. Majaribio mengine yalionyesha kuwa sehemu ya kelele iligundulika kwenye kichujio cha kupitisha bendi ikiwa na 32.5- 37.5 Hz passband wakati wa uchambuzi wa wigo wa masafa. Mzunguko wa cutoff, fco, wa LPF uliwekwa hadi 20 Hz, kwa kutumia fomula 1.75f ??, = fpeak. Kawaida, capacitors inapaswa kuwa ndogo sana, kwa mfano 100 μF.

f? = 1/2 ???

Imepatikana R = 80 Ω.

Hatua ya 5: Kijenzi cha Ubunifu wa GreenPAK

Tunaweza kuona kutoka Kielelezo 8 GreenPAK ina vifaa tunavyohitaji moduli ya ADC, na Counter kwa wakati wa kusubiri.

Katika sehemu ya Moduli ya ADC, faida ya PGA inaweza kupungua au kuongeza faida kama inahitajika. Faida ya PGA ina kazi sawa na kipinga faida katika mzunguko wa SLG88104.

Takwimu za pato zilizopatikana na ADC, zimepangwa kwa njia hiyo na data ya hesabu ya kukadiri kwa kuongeza au kupunguza dhamana ya data ya kaunta. Tunaweza kuiweka kulingana na vifaa ambavyo tumeunda na uzito unaofaa kuwa pato. Kwa onyesho hili tunapata na kuweka hesabu ya data ya kaunta ya 250 kwa kilo 60.

Kaunta ya wakati wa kusubiri ni CNT0. Takwimu za kukabiliana na CNT0 zitaamua muda gani kiashiria cha sauti kitakuwa. Tunaweza kuweka thamani hii kama tunahitaji. Kwa onyesho hili tunatumia kaunta ya data 3125 kwa 0.5 s.

Tunatumia LUT0 kulinganisha na kiwango na milango ili ikiwa wakati halisi wa 0.5 s na uzani unazidi kilo 60, basi kiashiria cha Sauti kitasikika.

Hatua ya 6: Matokeo

Kwa simulation hii tulifanya vipimo viwili. Kwanza, tunajaribu kujua athari ya Resistor Faida kwa pembejeo iliyopatikana baadaye kusindika na kupata thamani ya upimaji wa kipinga faida ambayo inalingana vizuri na kiwango cha dijiti kilichofanywa. Ya pili ni kutengeneza muundo ukitumia SLG46140 kuweza kukamilisha faida unayotaka kupata. Baada ya jaribio, tulitafuta kiwango cha juu cha thamani ya kupinga kwa mizani ya dijiti ili kuongeza uwezo wa mzunguko wa kipaza sauti ulioundwa na uwezo wa mizani ya dijiti iliyoendelea. Na muundo huu tunapata faida ya juu zaidi ya upingaji wa ± 6.8 Ohm na uzito wa kiwango cha juu ni ± 60 Kg. Ni ngumu sana kurekebisha thamani ya kipinga faida kwa sababu muundo pia unaathiri sana kipinga faida kinachotakiwa. Kwa kiwango cha dijiti kilichotumiwa katika mfano huu, imekuwa ngumu kuzidi 6.8 Ohm katika jaribio la kufikia uzito wa juu.

Kwa kuongezea, kutoka kwa jaribio la pili (kwa kutumia SLG46140 na huduma zake), uzito wa juu unayotaka kupima unaweza kuweka kwa kutumia moduli ya PGA inayoweka faida. Tunajaribu na mpangilio wa faida x 0.25 na kiashiria cha sauti husababishwa na uzani> 60 kg. Kulingana na matokeo hapo juu, kiutendaji, upimaji wa kiwango cha dijiti huenda vizuri. Hii inasaidia sana katika kuweka kipaza sauti ikilinganishwa na mabadiliko ya vifaa vya mwongozo. Sisi pia tunalinganisha ukubwa mzuri dhidi ya mtawala anayeweza kurekebisha upataji wa kipaza sauti na ina huduma ya ADC pia. Faida za muundo zilizowasilishwa hapa ni pamoja na saizi ndogo ya mwili, unyenyekevu, matumizi ya nguvu, bei, na inayoweza kubadilishwa kwa urahisi.

Hitimisho

Kiashiria hiki cha Uzito mzito kutumia SLG46140 ni suluhisho bora kwa kiashiria cha uzani uliowekwa tayari. Ubunifu wa TheDialog Semiconductor GreenPAK hapo juu umekamilika kwa kutumia SLG88104. Gharama ya chini ya kulinganisha, eneo dogo, nguvu ndogo, pamoja na urahisi wa programu GreenPAK hufanya hii ionekane ikilinganishwa na muundo wa microcontroller. Daraja la Wheatstone, amplifier tofauti, na kanuni za faida zinazoweza kubadilishwa zilionyeshwa. Mfano huu wa muundo pia unaweza kupanuliwa kwa matumizi mengine ya daraja la Wheatstone, kwani ni ya kuaminika sana kwenye vifaa vya upinzani vya chini sana.