Tumia Capacitors Kupima Joto: Hatua 9

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:53

Mradi huu ulitokea kwa sababu nilinunua kitanda cha capacitor na hasa X7R (bora) capacitors, lakini baadhi ya maadili ya juu 100nF na hapo juu yalikuwa dielectri ya bei rahisi na isiyo na utulivu wa Y5V, ambayo inaonyesha mabadiliko makubwa juu ya joto na voltage ya uendeshaji. Kwa kawaida sitatumia Y5V katika bidhaa ninayotengeneza, kwa hivyo nilijaribu kutafuta matumizi mbadala kwao badala ya kuwaacha wakae kwenye rafu milele.

Nilitaka kuona ikiwa mabadiliko ya joto yanaweza kutumiwa kutengeneza sensa yenye gharama na ya chini sana, na kama utakavyoona katika kurasa chache zijazo ilikuwa rahisi sana, na sehemu moja tu inahitajika.

Hatua ya 1: Nadharia

Kwanza inasaidia kujua kidogo juu ya jinsi capacitors hujengwa, na aina zinazopatikana. Vifungo vya kauri vinajumuisha karatasi kadhaa za chuma, au 'sahani' zilizotengwa na kizio, kinachojulikana kama dielectri. Tabia za nyenzo hii (unene, aina ya kauri, idadi ya tabaka) hupa capacitor mali kama vile voltage ya uendeshaji, uwezo, mgawo wa joto (mabadiliko ya uwezo na joto) na anuwai ya joto. Kuna dielectri chache kabisa zinazopatikana, lakini maarufu zaidi zinaonyeshwa kwenye grafu.

NP0 (pia inaitwa C0G) - hizi ni bora zaidi, bila mabadiliko yoyote juu ya joto hata hivyo huwa zinapatikana tu kwa viwango vya chini vya uwezo katika picoFarad na anuwai ya chini ya nanoFarad.

X7R - hizi ni za busara, na mabadiliko ya asilimia ndogo tu juu ya anuwai ya uendeshaji.

Y5V - kama unavyoona hizi ni safu ya mwinuko kwenye grafu, na kilele karibu na 10C. Hii inazuia umuhimu wa athari kwa kiasi fulani, kwa sababu ikiwa sensor ina uwezekano wa kwenda chini ya digrii 10 haitawezekana kuamua ni upande gani wa kilele.

Njia zingine za dielectri zilizoonyeshwa kwenye grafu ni hatua za kati kati ya tatu maarufu zilizoelezwa hapo juu.

Kwa hivyo tunawezaje kupima hii? Mdhibiti mdogo ana kiwango cha mantiki ambacho pembejeo zake zinachukuliwa kuwa za juu. Ikiwa tunachaji capacitor kupitia kontena (kudhibiti wakati wa malipo), wakati wa kufikia kiwango cha juu utakuwa sawa na thamani ya uwezo.

Hatua ya 2: Kusanya vifaa vyako

Utahitaji:

• Capacitors Y5V, nilitumia saizi 100nF 0805.
• Vipande vidogo vya bodi ya prototyping kuweka capacitors.
• Kunywa pombe ili kuingiza sensorer. Vinginevyo unaweza kuzitia kwenye epoxy, au kutumia mkanda wa kuhami.
• Cable ya mtandao ambayo inaweza kuvuliwa chini ili kutoa jozi 4 zilizopotoka. Sio lazima kutumia jozi zilizopotoka, lakini kupotosha husaidia kupunguza kelele za umeme.
• Mdhibiti mdogo - Nilitumia Arduino lakini yoyote atafanya
• Resistors - Nilitumia 68k lakini hii inategemea saizi ya capacitor yako na jinsi sahihi unataka kipimo kiwe.

Zana:

• Chuma cha kulehemu.
• Bodi ya prototyping kuweka microcontroller / Arduino.
• Bunduki ya joto kwa kinywaji cha joto. Nyepesi ya sigara inaweza kutumika pia na matokeo duni zaidi.
• Thermometer ya infrared au thermocouple, kusawazisha sensorer.
• Kibano.

Hatua ya 3: Solder Capacitors yako

Hakuna ufafanuzi unaohitajika hapa - ziweke tu kwenye bodi zako ukitumia njia unayopendelea ya kutengeneza, na ambatisha waya hizo mbili.

Hatua ya 4: Insulate Sensorer

Fanya bomba la kunywa juu ya sensorer yenye ukubwa unaofaa kuhakikisha kuwa hakuna ncha zilizo wazi, na uipunguze kwa kutumia hewa moto.

Hatua ya 5: Fanya Mpingaji wako na Unganisha Sensor

Nilichagua pinout ifuatayo.

PIN3: Pato

PIN2: Ingizo

Hatua ya 6: Andika Programu

Mbinu ya kipimo cha msingi imeonyeshwa hapo juu. Kuelezea jinsi inavyofanya kazi, kutumia amri ya millis () inarudisha idadi ya millisecond tangu Arduino ilipowezeshwa. Ikiwa unachukua usomaji mwanzoni na mwisho wa kipimo, na uondoe thamani ya kuanzia mwisho unapata wakati katika milliseconds kwa capacitor malipo.

Baada ya kipimo, ni muhimu sana uweke pini ya pato chini ili kutekeleza capacitor, na subiri muda unaofaa kabla ya kurudia kipimo ili capacitor itolewe kabisa. Kwa upande wangu sekunde ilitosha.

Kisha nikatapika matokeo nje ya bandari ya serial ili niweze kuyatazama. Hapo awali niligundua kuwa milliseconds hazikuwa sahihi vya kutosha (kutoa tu idadi moja ya takwimu), kwa hivyo niliibadilisha kutumia amri ya micros () kupata matokeo ya microseconds, ambayo ungetarajia ilikuwa karibu 1000x thamani ya hapo awali. Thamani ya mazingira karibu 5000 ilibadilika sana, kwa hivyo ili iwe rahisi kusoma niligawanya na 10.

Hatua ya 7: Fanya Usawazishaji

Nilichukua usomaji saa 27.5C (joto la chumba - moto hapa Uingereza!), Kisha nikaweka kifungu cha sensorer kwenye friji na kuziruhusu kupoa hadi takriban 10C, nikichunguza na kipima joto cha infrared. Nilichukua seti ya pili ya usomaji, kisha nikaiweka kwenye oveni kwenye mpangilio wa defrost, nikifuatilia kila wakati na kipima joto hadi walipokuwa tayari kurekodi saa 50C.

Kama unavyoona kutoka kwa viwanja hapo juu, matokeo yalikuwa sawa, na sawa kwa sensorer zote nne.

Hatua ya 8: Programu Raundi ya 2

Sasa nilibadilisha programu yangu kwa kutumia kazi ya ramani ya Arduino, ili kurudisha usomaji wa juu na wa chini kutoka viwanja hadi 10C na 50C mtawaliwa.

Yote inafanya kazi kama ilivyopangwa, nilifanya hundi chache katika anuwai ya joto.

Hatua ya 9: Muhtasari wa Mradi - Faida na hasara

Kwa hivyo hapo unayo, sensor ya joto chini ya £ 0.01 katika vifaa.

Kwa hivyo, kwa nini hutaki kufanya hivyo katika mradi wako?

• Uwezo hubadilika na voltage ya usambazaji, kwa hivyo lazima utumie usambazaji uliodhibitiwa (hauwezi nguvu moja kwa moja kutoka kwa betri) na ikiwa ukiamua kubadilisha ugavi basi lazima usawazishe sensorer tena.
• Uwezo sio kitu pekee ambacho hubadilika na hali ya joto - fikiria kuwa kizingiti chako cha juu kwenye microcontroller yako inaweza kubadilika na joto, na kawaida haifafanuliwa kwenye hati ya data kwa usahihi wowote.
• Wakati capacitors zangu 4 zote zilikuwa sawa, zilikuwa kutoka kwa kundi moja na sehemu moja ya sehemu na kwa kweli sijui jinsi ubaya wa batch-to-batch ungekuwa mbaya.
• Ikiwa unataka tu kupima joto la chini (chini ya 10C) au joto la juu (juu ya 10C) hii tu ni sawa, lakini haina maana ikiwa unahitaji kupima zote mbili.
• Upimaji ni polepole! Lazima utoe kikamilifu capacitor kabla ya kupima tena.

Natumai mradi huu umekupa maoni, na labda inakuhimiza utumie vifaa vingine kwa madhumuni tofauti na ilivyokusudiwa.