Записи с меткой ‘lm358’

Цифровой многоканальный термометр на ATmega8

Очень часто мы сталкиваемся с необходимостью измерения температуры и у каждого на то свои причины. Один мой хороший знакомый попросил ему в лабораторию сделать 3- канальный измеритель температуры который подключается к ПК и умеет вести лог. событий (проще говоря — журнал изменений температуры). При этом измерение температуры должно быть в диапазоне: 0 — 370 градусов. Так как задача поставлена, переходим к ее осуществлению.

Граница измеряемой температуры может доходить до 400 градусов, использование датчиков ds18b20 и подобных с диапазоном -55 / +125 — невозможно. В связи с этим было принято решение в качестве датчиков температуры использовать — термопару. Термопары — известны возможностью измерять высокие температуры, а также высокой линейностью и стабильностью показаний. Есть много разновидностей термопар, в этом проекте применены хромель-алюмелевые термопары (тип К).

Для наглядности сделал график в Excel:

Зависимость_термопара

 

Данный график показывает зависимость возникающей термоэдс от температуры спая, при этом видно что зависимость — линейная. И для получения текущего значения температуры, необходимо значение термоэдс умножить на определенный коэффициент, который нужно подобрать при калибровке устройства. Но этим путем мы не пойдем, постараемся обойтись без программного умножения и деления. К тому же не все так просто, не стоит забывать что получение точных результатов возможно лишь при идеальных условиях. На практике же появляются такие неприятные вещи как наводки, температурный дрейф, что в свою очередь влечет к погрешностям при измерениях.

Для получения данных с датчика его нужно подключить к микроконтроллеру, но и тут возникает проблема. Так как выходное напряжение очень маленькое, порядка нескольких десятков мВ, при прямой оцифровке с помощью АЦП про какой-либо результат можно забыть, так как измеряемое напряжение просто смешается с шумами. Для того чтоб работать с этим сигналом, его необходимо усилить, как это сделать написал в статье про операционный усилитель.

Теперь собственно немного слов о самом устройстве:

Характеристики:

Подключение к ПК: COM-порт / USB
К-во подключаемых термопар: 3 шт.
Диапазон измерянмых температур: 0 — 400 градусов
Диапазон питающих напряжений: 7 — 20 Вольт (5 Вольт)
Ток потребления: 15 — 50 мА
Габариты платы: 65*65 мм

untitled-7

В устройстве есть возможность корректировки и калибровки температуры, это осуществляется переменными резисторами, после чего их следует залить термоклеем (чтобы не сбивались показания). Также присутствует индикация наличия питания. На плате есть кнопка для быстрого сброса микроконтроллера. Благодаря плотности монтажа,габариты платы получились небольшие. Это позволило поместить все в небольшой пластиковый корпус.

Схема устройства:

термопара_3канала_мега8

Читать далее »

Операционный усилитель

Работа с различными датчиками подразумевает под собой получение выходного сигнала, его дальнейшую обработку, оцифровку, вывод на LCD или ПК в зависимости от поставленной задачи. Не всегда есть возможность получение данных по готовому интерфейсу/протоколу приема/передачи данных ( SPI, I2C,USART ). В придачу к этому выходной сигнал может быть слабым (порядка десятка мВ). Так как напряжение довольно маленькое его нужно как-то усилить и потом его уже можно использовать для оцифровки с помощью АЦП. В качестве усилителя сигнала можно применить операционный усилитель.

Операционный усилитель — это усилитель постоянного тока с дифференциальным входом и большим коэффициентом усиления сигнала. Как правило имеет только один выход и два входа, один из них прямой, а другой инверсный. Входы ОУ высокоомные в идеале входное сопротивление равно бесконечности, на самом деле оно равно порядка сотен мОм. В следствии чего можно сказать что влияние ОУ на входное напряжение минимально.

Схема операционного усилителя:

sheme_lm358

В настоящее время ОУ получил широкое применение, так как является практически универсальным блоком с характеристиками, близкими к идеальным. На базе ОУ можно построить множество различных электронных узлов, таких как: компаратор, триггер, усилитель, повторитель. Если необходимо работать со слабыми сигналами, на ОУ можно сделать усилитель.

Схема неинвертирующего включения операционного усилителя:

sheme_lm358_amp

Здесь нет ничего нового — это классика. Но несмотря на это, дает нам возможность работать с малыми сигналами, при этом мы еще можем самостоятельно задавать необходимый коэффициент усиления. Подбирая значения резисторов обратной связи R2 и R3 устанавливаем необходимый коэффициент усиления. Отношение входного и выходного напряжений описывает формула: Vout/Vin = 1 + (R2/R1). Переменный резистор R4 служит для точной подстройки необходимого коэффициента усиления. При соблюдении номиналов на данной схеме, коэффициент усиления равен 50.

Читать далее »

Цифровая паяльная станция своими руками

Необходимость паяльного инструмента в работе с электроникой даже не обсуждается, без него никуда. Но в связи с космическим ростом цен, позволить себе купить за такие деньги, может не каждый. Конечно в сети можно найти подобные проекты, но столкнувшись с этим лично получилось что не так все просто. Чтение здоровенных веток форумов, где порой такое советуют, что за голову берешься не есть хорошо, особенно если начинающий. Ну и конечно желательно наличие обратной связи для согласования возникающих вопросов и тд.

Функционал паяльной станции

Для настройки параметров станции у нас в распоряжении есть 5 кнопок. Две верхние боковые кнопки служат для установки необходимой температуры паяльника с шагом в 10 ºС. Остальные три — это кнопки памяти установленной температуры. При первом включении в памяти забиты следующие температуры: 250 ºС, 300 ºС, 350 ºС. Большим преимуществом перед аналогичными станциями есть защита от забывания выключить. По истечении 1 часа использования станции, она переходит в спящий режим. В итоге забыв выключить станцию уходя с работы переживать не стоит. Также при превышении температуры паяльника 400 ºС, через 10 минут станция уйдет в режим сна. Переход в спящий режим, включение, выбор параметров сопровождаются звуком бипера, очень удобно если станция не в поле видимости.

Схема паяльной станции

digital_station_shm

Номиналы элементов:

R1 — 1 кОм
R2 — 82 кОм
R3 — 1 мОм
 R4 — 100 Ом
R5 — 10 кОм
R6 — 10 кОм
R7 — 47 кОм
R8 — 10 кОм
R9 — 10 кОм
R10-R14 — 220 Ом
С1 — 0,33 мкф
С2,3,5 — 0,1 мкф
С4 — 680 мкф/35В
Q1 — IRFZ44
U1,2 — LM358

Диодный мост нужно брать с запасом (25-30%). Это из расчета что питание будет 24 В, а ток 2 А. Паяльная станция выполнена на микроконтроллере ATmega8 фирмы Atmel. Так как частота внутреннего кварцевого резонатора 8 MHz, можно использовать МК с пониженным энергопотреблением.

Операционный усилитель LM358

Simple Preamp Mic using IC LM358 2

В схеме стоит двухканальный операционный усилитель LM358. Выполнен в 8 — выводном DIP/SOIC корпусе. Используется только один канал, остальные выводы не задействованы. В качестве замены можно использовать: LM2904, LM258 и тд. Не путайте расположение выводов ОУ, прежде чем паять — внимательно посмотрите !

Передняя панель и полная сборка:

f5742a

Читать далее »