تحقیق رایگان سنسور جریان

سنسور جریان
پایه های ۱،۲ و ۳،۴ یا ورودی جریان:
همانطور که در شکل زیر مشاهده می کنید برای اندازه گیری جریان عبوری از یک
بار با نام laod باید آن را به صورت سری با پایه های ۱،۲ و ۳،۴ قرار دهیم
جریان از پایه IP+ وارد و از پایه IP- خارج می شود در صورتی که این دو
پایه را برعکس ببندیم جریان خوانده شده منفی خواهد بود.
پایه های IP+ و IP- به صورت داخلی (FUSED INTERNALLY) محافظت شده هستند
استفاده از فلز مس بدون ناخالصی و ضخیم در مسیر ترمینال های ورودی امکان
عبور جریان تا پنج برابر حالت مجاز را به ما می دهد البته مس هدایت خوبی
نسبت به دیگر فلزات دارد و اختلاف پتانسیل کمتری را در مسیر خود ایجاد می
کند.
یکی از مزایای ACS712 این است که ترمینال های ورودی دارای مسیری ایزوله
شده هستند که باعث مجزا شدن پایه های ۱ تا ۴ با پایه های ۵ تا ۸ شده و
موجب می شود تا در مداراتی که سنسور جریان نیاز به جریان و ولتاژ ایزوله
شده دارد ملزم به استفاده از اپتوایزولاتورها یا دیگر ایزولاتورها نباشیم.
نکته مهم این که جریان نباید از جریان نامی ای سی بیشتر باشد که در این پروژه از سنسور ۲۰A استفاده شده است.
پایه ۵:
این پایه زمین تغذیه سنسور جریان ای سی است که به زمین مدار وصل شده و
کاملا از ورودی جریانی که قرار است اندازه گیری شود جداست و ایزوله شده می
باشد.
پایه ۶:
پایه شماره ۶ برای تایین پهنای باند و تثبیت فرکانس کاری ای سی مورد استفاده قرار می گیرد که توسط یک خازن (Cf) به زمین وصل می شود.
خازن (Cf)برای کاهش یا حذف نویزهای احتمالی و همچنین نویزهای خط تغذیه و
محیطی مورد استفاده قرار می گیرد.ظرفیت این خازن بسته به کاربرد و شرایط
محیطی و یا مدار طراحی شده متغیر است.
بطور معمول ظرفیت خازن (Cf)را ۱nf در نظر می گیرند البته این مقدار از طرف
کارخانه سازنده توصیه شده که در کاتالوگ ACS712 اطلاعات بیشتر قرار داده
شده است.
پایه ۷:
پایه شماره ۷ خروجی سنسور می باشد.خروجی ACS712 به صورت انالوگ و خطی بوده
که به نسبت جریان عبوری از پایه های IP+ و IP- ولتاژ متغیری را در خروجی
ظاهر می کند که حداکثر ۸V می باشد.در حالت عادی خروجی سنسور توسط کارخانه
سازنده کالیبره شده است اما زمانی که جریان صفر باشد ولتاژ پایه ۷ برابر
است با: ۱/۲VCC
بنابراین زمانی که از ولتاژ ۵V استفاده کنیم ولتاژ جریان صفر ۲٫۵V خواهد بود.
پایه ۸:
این پایه تغذیه مثبت(VCC) سنسور جریان ACS712 است.تغذیه مثبت باید بین
۴٫۵V تا ۵٫۵V باشد البته این ای سی می تواند تا ۸V تغذیه شود ولی این
مقدار توصیه نمی شود و اگر از ۸V بیشتر شود موجب سوختن آن می شود.
در این پروژه مقدار VCC برابر ۵V می باشد لذا ولتاژ خروجی نیز به این مقدار نزدیکتر است.
وظیفه خازن C1:
ظرفیت خازن C1 بسته به بار خروجی متفاوت است و وجود آن باعث حذف ولتاژ
ریپل خروجی می شود.وظیفه اصلی خازن C1 را می توان به عنوان خازن صافی بیان
نمود.
وظیفه R1:
برای افرایش مقاومت خروجی از این مقاومت(R1) استفاده می کنند در صورتی که تمام ولتاژ در خروجی ظاهر شود می توان آن را حذف نمود.
وظیفه دیود ۱N4448:
این دیود از نوع سیلیسیوم و سرعت بالا بوده و در فرکانس های بالا مورد
استفاده قرار می گیرد و چون فرکانس ریپل خروجی زیاد است از ۱N4448 استفاده
می شود.حداکثر ولتاژ تحمل این دیود ۷۵V و ولتاژ لحظه ای آن ۱۰۰V است و
جریان ماکزیمم ۴۵۰mA می باشد.
وظیفه خازن های C2,C10,C11:
خازن های C2,C10,C11 خازن های بای پاس هستند که جهت کاهش نویز تغذیه
استفاده می شوند.وجود خازن های بای پاس در ثبات کار ای سی ها و دیگر المان
ها تاثیر زیادی دارد حتی نبود آنها موجب به نوسان افتادن بعضی از نقاط
مدار می شود.مقادیر این خازن ها با توجه به VCC برای خازن عدسی ۱۰۰nF و
پلاریته ای ۱۰۰uF در نظر گرفته شده است.
مبدل انالوگ به دیجیتال توسط ADC0804
جهان اطراف ما آنالوگ است اما پردازش توسط ماشین بر روی داده های دیجیتال
صورت می گیرد .درصورتی که بخواهیم یکی از متغیر های محیط را به عنوان
ورودی به یک سیستم پردازشی مانند میکروکنترلر یا میکروپروسسور بدهیم باید
متغیر آنالوگ را به دیجیتال تبدیل کنیم.
آی سی هایی وجود دارند که با نام مبدل آنالوگ به دیجیتال(Analog to
Digital Converter) عمل می کنند که خانواده ADC080X از مشهورترین آنها
هستند .
آی¬سی های ADC0801-ADC0804 مبدل آنالوگ به دیجیتال یک کاناله هستند و
ADC0808 یک مبدل ۸ کاناله است به این معنی که می تواند ۸ ورودی را با
استفاده از ۳ پایه سلکتور به دیجیتال تبدیل کند.با استفاده از پایه های
سلکتور طراح تعیین می کند که در هر زمان کدام ورودی به دیجیتال تبدیل شود.
برای کار با IC ADC0804 ابتدا باید کمیتی را که می خواهید به دیجیتال
تبدیل کنید را به وسیله سنسور جریان دریافت کرده و به ولتاژ تبدیل
کنید.سپس این ولتاژرا در پایه های ورودی IC به بازه ۰-۵ ولت انتقال
دهید.IC متغیر مورد نظر را پس از تبدیل کردن به دیجیتال به بازه ۰-۲۵۵
خواهد برد با استفاده از یک تناسب ساده از روی عدد تبدیل شده خواهید فهمید
که مقدار واقعی عدد چقدر بوده است.
در ذیل به تشریح پایه ها و بعضی از قسمت های مدار انالوگ به دیجیتال می پردازیم:
پایه CS(پایه شماره ۱):
برای استفاده از IC پایه ی CS با نام Chip select باید به زمین مدار یا
ولتاژ low متصل باشد تا آی سی فعال باشد در بیشتر کاربرد ها پایه Cs را به
زمین متصل می کنند.
در زمانی که آی سی فعال است در صورتی که پایه ی WR با نام Write را صفر
کنیم این پایه با لبه منفی یعنی لبه ای که در آن ولتاژ مثبت به منفی می
رود عمل می کند.
پایه RD(پایه شماره ۲):
پایه RD به عنوان پایه ای است که اطلاعات را از پایه های DB0-DB7 می
خواند.این پایه با سطح منفی فعال می شود.RD و CS هردو به زمین مدار وصل می
شوند.
پایه WR(پایه شماره ۳):
در صورتی که پایه ی WR با نام Write را صفر کنیم این پایه با لبه منفی
یعنی لبه ای که در آن ولتاژ مثبت به منفی می رود عمل می کند.این پایه به
پایه INTR متصل شده تا بوسیله مداری که لبه پایین رونده تولید می کند
کنترل شود. هر زمان که بخواهند داده موجود بر رودی را به دیجیتال تبدیل
کنند پایه ی WR را ابتدا set و سپسCLR می کنند تا لبه منفی ایجاد شود.
پایه CLK IN و CLK R(پایه شماره ۴ و ۱۹):
آی سی دارای یک تایمر داخلی است که پالس های تولیدی توسط این تایمر را می
توان با استفاده از CLKIN و CLKR کنترل کرد . خازن C4 و مقاومت R5 که به
این دو پایه متصل میشوند مسیر دشارژ را تعیین می کنند و درنتیجه پهنای
پالس کنترل می شود.
پایه INTR(پایه شماره ۵):
پس از کامل شدن عملیات آی سی پایه INTR را صفر می کند مقدار این پایه در
صورتی که صفر باشد یعنی مقدار موجود بر روی پایه های داده مقدار معتبری
است از این پایه برای اتصال به میکرو پروسسور یا میکروکنترلر به عنوان
ورودی وقفه می توان استفاده کرد که با صفر شدن، برنامه داده را بخواند .به
یاد داشته باشید که پایه های Wr,CS ,INTR همگی فعال صفر هستند.
پایه های AGND وDGND(پایه شماره ۸ و ۱۰):
دو پایه با نامهای AGND وDGND در شکل مشخص هستند این دو پایه زمین آنالوگ
و دیجیتال مدار هستند در اکثر موارد هر دو را به تنها زمین مدار متصل می
کنند.
پایه ی Vref/2(پایه شماره ۹):
پایه دیگر این آی سی پایه ی Vref/2 است با این پایه تعیین می کنید که رنج
ورودی آی سی در چه گستره ای است این پایه به Vmax/2 ورودی متصل خواهد شد
برای مثال در صورتی که آی سی قرار است ورودی ۰-۵ ولت داشته باشد این پایه
باید به ولتاژ ۲٫۵ ولت متصل شود .در تعیین سطح ولتاژ ورودی در قسمت طراحی،
محدوده مجاز برای این آی¬سی را در نظر داشته باشید.
Vref/2=(Vmax-Vmin)/2;
پایه های Vin(+) و Vin(-)(پایه شماره ۶ و ۷):
اختلاف ولتاژی که به عنوان ورودی باید به IC داده شود توسط پایه های
Vin(+) و Vin(-) دریافت خواهد شد.آی سی اختلاف ولتاژ این دو پایه را
اندازه خواهد گرفت و به دیجیتال تبدیل خواهد کرد عموما اختلاف نسبت به
زمین سنجیده می شود در این حالت پایه ی Vin(-) را به زمین مدار متصل می
کنند و Vin(+) مقدار ولتاژ کمیت مورد نظر را در ورودی دارد.
اگر احتمال دهیم که پایه ی ورودی آنالوگ در معرض ولتاژ بیش از ۵ ولت است
با استفاده از یک دیود زنر پایه ی ورودی آنالوگ را محافظت کنید . در صورتی
که ولتاژ ورودی از ولتاژ شکست دیود زنر کمتر باشد این دیود قطع بوده و
تاثیری در مدار ندارد اما به محض اینکه ولتاژ ورودی از ولتاژ شکست دیود
زنر بیشتر شود این دیود وارد ناحیه شکست شده و به عنوان یک منبع ولتاژ با
ولتاژ Vz عمل خواهد کردو ولتاژ پایه ورودی از Vz بیشتر نخواهد شد.
پایه VCC (پایه شماره ۲۰):
پایه VCC تغذیه ای سی مبدل انالوگ به دیجیتال است که مقدار آن ۵V و حداکثر
۶٫۵V می باشد. بسته به کاربرد های مختلف نویز ورودی با توجه به مدار مورد
استفاده متغیر است بهتر است همیشه از خازن هایی به عنوان نویز گیر استفاده
کنید .همیشه به پایه VCC یک خازن الکترولیتی ۱۰۰ میکرو فاراد را زمین می
کنند که توسط خازن C5 این کار انجام شده است.
پایه های DB0-DB7(پایه شماره ۱۱ تا ۱۸):
آی سی اندازه اختلاف ولتاژ دو سر Vin(-)و Vin(+) رابه دیجیتال تبدیل می
کند و بر روی پایه های DB0-DB7 قرار خواهد داد عمل تبدیل چیزی حدود ۱۰۰
میکرو ثانیه به طول خواهد انجامید پس از کامل شدن عملیات آی سی پایه INTR
را صفر می کند مقدار این پایه در صورتی که صفر باشد یعنی مقدار موجود بر
روی پایه های داده مقدار معتبری است از این پایه برای اتصال به میکرو
پروسسور یا میکروکنترلر به عنوان ورودی وقفه می توان استفاده کرد که با
صفر شدن، برنامه داده را بخواند .به یاد داشته باشید که پایه های Wr,CS
,INTR همگی فعال صفر هستند.
وظایف R5 و C4:
خازن C4 و مقاومت R5 که به دو پایه CLK IN و CLK R متصل میشوند مسیر دشارژ را تعیین می کنند و درنتیجه پهنای پالس کنترل می شود.
مقدار فرکانس کلاک از رابطه روبرو محاسبه می شود:Fclk=1.1 RC
وظایف R6 و R7 و RV2:
R6 و R7 تقسیم ولتاژ را برای تهیه ولتاژ VCC/2=2.5V انجام می دهند و VR2 برای تنطیم دقیق ۲٫۵V مورد استفاده قرار گرفته است.
مدار وقفه یا تولید پالس با لبه پایین رونده:
۸۰۵۱:
LCD:
یکی از پر کاربرد ترین وسایل الکترونیکی که امروزه در سیستم های
الکترونیکی به کار برده می شود صفحه نمایش کریستال مایع است . هنگام
استفاده از دستگاه خود پرداز ،در هنگام رزرو غذا با استفاده از سیستم
اتوماسیون تغذیه دانشگاه ، نمایشگر وضعیت خودرو ها در سیستم های جدید و
سیستم حضور و غیاب الکترونیکی و… چند مثال ساده از استفاده از lcd در
اتوماسیون است که روزانه بارها با آنها بر خورد داریم.
Lcd برای اطلاع دادن به کاربر سیستم و یا نمایش داده های پردازش شده و
اخطار و… کاربرد دارد. سیستم ATM یا خود پرداز بانک را در نظر بگیرید پس
از قرار دادن کارت در دستگاه سیستم از شما خواهد خواست تا زبان مورد نظر
را وارد کنید و سپس کلمه رمز را از شما خواهد پرسید . در صورتی که کلمه
رمز را اشتباه وارد کنید به شما اطلاع داده می شود و … در اینجا LCD دقیقا
به جای زبان دستگاه عمل می کند.
یکی از مشخصه های LCD ها تعداد سطر و ستون است، lCDها در انواع مختلف در
بازار موجودند از منظر این تقسیم بندی ،LCD های ۴*۱۶, ۴*۲۰ و هر یک ازاین
LCD ها می توانند دارای ۱۴ یا ۱۶ پایه می باشند شکل یک LCD را درشکل زیر
می بینید.
LCD به طور استاندارد دارای ۱۴ پایه است این ۱۴ پایه برای کار کردن با LCD ضروری است در جدول زیر مشخصات پایه های LCD آمده است :
پایه شماره ۱ و ۲:
پایه شماره یک به زمین مدار متصل می شود. پایه شماره دو ولتاژ تغذیه LCD است که به ولتاژ ۵ ولت متصل مشود.
پایه VEE:
VEE ولتاژ تنظیم کنتراست متن نمایشی را تنظیم می کند . این پایه هم می
تواند به زمین متصل شود و هم می تواند به یک پتانسیو متر به صورت زیر متصل
گردد.
RS : این پایه تعیین می کند که اطلاعاتی که به LCD فرستاده می شود
دستور است یا داده . در صورتی که مقدار این پایه را HIGH قرار دهیم یعنی
اطلاعات ارسالی داده است و در صورتی که این پایه صفر باشد یعنی اطلاعات
ارسالی یک دستور است.
R/W :
این پایه LCD را در مد خواندن یا نوشتن قرار می دهد . هنگامی که می خواهیم
اطلاعات LCD را بخوانیم آن را در مد Read قرار می دهیم این کار با استفاده
از HIGH کردن این پایه انجام می شود .مد Write با استفاده از قرار دادن
این پایه در حالتLOW ولتاژ صورت می گیرد.
E :
این پایه فعال ساز lcd است .(Enable)
DB0..DB8:
8 بیت اطلاعات ارسالی و دریافتی LCD با استفاده از این ۸ پایه صورت می گیرد .این ۸ پایه باس داده برای LCD هستند.
بعضی LCD هادارای ۱۶ پایه می باشند که علاوه بر ۱۴ پایه تشریح شده در
بالا دارای دو پایه برای نور زمینه LCD هستند پایه شماره ۱۵ برای آند و
پایه ۱۶ برای کاتد LCD می باشد.
دستورات مربوط به LCD :
هنگام استفاده از میکرو یا کامپیوتر برای استفاده از LCD ،سه پایه از LCD
دارای اتصالات ثابتی هستند . پایه شماره یک به زمین مدار پایه شماره دو به
VCC و پایه شماره سه هم می تواند به یک پتانسیو متر یا به زمین مدار وصل
شود .بقیه پایه ها که شامل ۸ پین داده و ۳ پین کنترلی است می تواند به
میکروکنترلر یا به کامپیوتر متصل شود.دستورات LCD بااستفاده از این پایه
ها به LCD فرستاده می شوند.
کاراکتر ها در LCD:
LCD ها می توانند ۲۰*۴ و یا ۱۶*۴ و… باشند LCD 20*4 یعنی اینکه تعداد سطر
های LCD 4 و تعداد ستونهای آن ۲۰ می باشد.که این LCD جمعا ۸۰ کاراکتر را
می تواند نمایش دهد (در هر صفحه بدون شیفت)
هر کاراکتر به وسیله روشن و خاموش کردن سلول های یک ماتریس ۱۰*۵یا ۸*۵ به
نمایش در می آید . LCD می تواند با دو اندازه فونت کاراکتر ها را نمایش
دهد در اندازه فونت کوچک از ماتریس ۸*۵ و در اندازه فونت بزرگ از ماتریس
۱۰*۵ استفاده می کند.اندازه فونت استفاده شده توسط بیتF دستور Function
Set از مجموعه دستورات LCD تنظیم می شود (جدول دستورات و راهنمای آن را
ببینید!)
مکان هر کاراکتر در LCD دارای آدرس منحصر به فردی است که هنگامی که
بخواهیم کاراکتری را در آن مکان بنویسیم قبلا آدرس را باید ذکر کنیم.شکل
زیر این مطلب را نشان می دهد.
مدار تغذیه:
http://www.irantarjomeh.com/t_electronic-15.html
http://silikon.pib.ir/30295/
http://yazdkit.com/dac-186.html/
http://biggest.blogfa.com/post-27.aspx
PROGRAM
;=====================**********************======================
LCD_E EQU P2.0
LCD_RS EQU P2.1
;=====================**********************======================
LCD EQU P1
BUS EQU P3
;=====================**********************======================
LCDBYTE EQU 30H
LCDBYTE1 EQU 31H
LCDBYTE2 EQU 32H
;=====================**********************======================
ORG 0000H
LJMP MAIN
;=====================**********************======================
ORG 0003H
LJMP EXT0_ISR
;=====================**********************======================
MAIN:
MOV LCDBYTE,#38H
LCALL LCD_COMW
MOV LCDBYTE,#38H
LCALL LCD_COMW
LCALL LCD_CLEAR
MOV LCDBYTE,#0CH
LCALL LCD_COMW
LCALL DELAY_500MS
LCALL LCD_CLEAR
LCALL LCD_LINE1
MOV DPTR,#DATA1
LCALL LCD_DISPLAY
LCALL LCD_LINE2
MOV DPTR,#DATA2
LCALL LCD_DISPLAY
LCALL DELAY_2S
;=====================**********************======================
LOOP: LCALL LCD_LINE1
MOV DPTR,#DATA4
LCALL LCD_DISPLAY
LCALL LCD_LINE2
MOV DPTR,#DATA5
LCALL LCD_DISPLAY
;
MOV A,BUS
MOV B,#12
DIV AB
LCALL CONV_BCD
MOV LCD_BYTE,#0C9H
LCALL LCD_COMW
LCALL BCD_DISPLAY
LCALL DELAY_250MS
SJMP LOOP
;=====================**********************======================
CONV_BCD: MOV B,#10
DIV AB
PUSH ACC
MOV A,B
ANL A,#0FH
MOV B,A
POP ACC
ANL A,#0FH
SWAP A
ORL A,B
RET
;=====================**********************======================
BCD_DISPLAY: PUSH ACC
SWAP A
ANL A,#0FH
ORL A,#30H
MOV LCDBYTE,A
LCALL LCD_DATW
POP ACC
ANL A,#0FH
ORL A,#30H
MOV LCDBYTE,A
LCALL LCD_DATW
RET
;=====================**********************======================
LCD_COMW: LCALL LCD_DELAY
MOV LCD,LCDBYTE
CLR LCD_RS
NOP
NOP
SETB LCD_E
NOP
CLR LCD_E
RET
;=====================**********************======================
LCD_DATW: LCALL LCD_DELAY
MOV LCD,LCDBYTE
SETB LCD_RS
NOP
NOP
SETB LCD_E
NOP
CLR LCD_E
RET
;=====================**********************======================
LCD_DELAY: MOV LCDBYTE2,#5
LCD_DELAY1: MOV LCDBYTE1,#250
LCD_DELAY2: DJNZ LCDBYTE1,LCD_DELAY2
DJNZ LCDBYTE2,LCD_DELAY1
RET
;=====================**********************======================
LCD_CLEAR: MOV LCDBYTE,#01H
LCALL LCD_COMW
MOV LCDBYTE2,#10
LCALL LCD_DELAY1
RET
;=====================**********************======================
LCD_LINE1: MOV LCDBYTE,#80H
LCALL LCD_COMW
RET
;=====================**********************======================
LCD_LINE2: MOV LCDBYTE,#0C0H
LCALL LCD_COMW
RET
;=====================**********************======================
LCD_DISPLAY: CLR A
MOVC A,@A+DPTR
JZ LCD_DISPLAYOUT
MOV LCDBYTE,A
LCALL LCD_DATW
INC DPTR
SJMP LCD_DISPLAY
LCD_DISPLAYOUT:RET
;=====================**********************======================
;=====================**********************======================
;—————————————————————–
;=====================**********************======================
DELAY_5US: NOP
NOP
RET
;=====================**********************======================
DELAY: MOV R6,#30
MOV R7,#1
SJMP DEL2
;=====================**********************======================
DELAY_125MS: MOV R7,#1
SJMP DEL1
;=====================**********************======================
DELAY_250MS: MOV R7,#2
SJMP DEL1
;=====================**********************======================
DELAY_500MS: MOV R7,#4
SJMP DEL1
;=====================**********************======================
DELAY_1S: MOV R7,#8
SJMP DEL1
;=====================**********************======================
DELAY_2S: MOV R7,#16
DEL1: MOV R6,#250
DEL2: MOV R5,#250
DEL3: DJNZ R5,DEL3
DJNZ R6,DEL2
DJNZ R7,DEL1
RET
;=====================**********************======================
DATA1: DB ” Program Ammeter”,0
DATA2: DB ” With Acs712 “,0
DATA3: DB ” “,0
DATA4: DB ” Acs 712 “,0
DATA5: DB “Current: A “,0
;=====================**********************======================
END
برچسب ها:سنسور جریان عملكرد سنسور جريان مدار سنسور جريان وظایف R5 و C4 وظیفه خازن وظیفه دیود
نوشته : M.A
تاریخ: پنجشنبه 19 آبان1390