14 - বিট 4 - 20 এমএ লুপ - চালিত থার্মোকৌপল তাপমাত্রা পরিমাপ সিস্টেম সার্কিট - প্রদর্শনী - শেংজু বেনো বৈদ্যুতিক সরঞ্জাম কোং, লিমিটেড

14 - বিট 4 - 20 এমএ লুপ - চালিত থার্মোকল তাপমাত্রা পরিমাপ সিস্টেম সার্কিট

সার্কিট ফাংশন এবং সুবিধা

চিত্র 1-এ প্রদর্শিত সার্কিটটি একটি সম্পূর্ণ লুপ-চালিত তাপবিদ্যুৎ তাপমাত্রা পরিমাপ সিস্টেম যা 4 এমএ থেকে 20 এমএ আউটপুট বর্তমানকে নিয়ন্ত্রণ করতে যথার্থ এনালগ মাইক্রোকন্ট্রোলার পিডব্লুএম ফাংশন ব্যবহার করে।

চিত্র 1. এডিউসিএম 360 4 এমএ থেকে 20 এমএ লুপ-ভিত্তিক তাপমাত্রা পর্যবেক্ষণের সার্কিটকে নিয়ন্ত্রণ করে (স্কিম্যাটিক ডায়াগ্রাম: সমস্ত সংযোগ এবং ডিকোপলিং দেখানো হয়নি)

এই সার্কিটটি ADUCM360 স্পষ্টতা এনালগ মাইক্রোকন্ট্রোলারের বেশিরভাগ সার্কিট ফাংশনকে একীভূত করে, ডুয়াল 24-বিট Σ-Δ এডিসি, একটি এআরএম কর্টেক্স M -M3 প্রসেসরের কোর এবং 28-এমএ পর্যন্ত 4-চ্যানেল ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ লুপ সহ 20 এমএ লুপ পিডাব্লুএম / ড্যাক বৈশিষ্ট্যগুলি, একটি কম খরচে তাপমাত্রা পর্যবেক্ষণ সমাধান সরবরাহ করে।

ADuCM360 টি-টাইপ থার্মোকল এবং একটি 100 Ω প্ল্যাটিনাম প্রতিরোধের তাপমাত্রা সনাক্তকারী (আরটিডি) এর সাথে সংযুক্ত। আরটিডি ঠান্ডা জংশনের ক্ষতিপূরণের জন্য ব্যবহৃত হয়। লো-পাওয়ার কর্টেক্স-এম 3 কোর এডিসি রিডিংগুলিকে তাপমাত্রার মানগুলিতে রূপান্তর করে। সমর্থিত টি-টাইপ থার্মোকল তাপমাত্রার পরিসীমা -200 ° C থেকে + 350 ° C, এবং এই তাপমাত্রার পরিসীমা 4mA থেকে 20mA এর আউটপুট বর্তমান পরিসরের সাথে মিলে যায়।

এই সার্কিটটি সার্কিট নোট সিএন -0300 বর্ণিত সার্কিটের অনুরূপ, তবে এই সার্কিটটি উচ্চতর রেজোলিউশন পিডাব্লুএম সহ 4 এমএ থেকে 20 এমএ লুপ ড্রাইভ করার সুবিধা রয়েছে। PWM- ভিত্তিক আউটপুট 14-বিট রেজোলিউশন সরবরাহ করে। আরটিডি পরিমাপের জন্য তাপমাত্রা সংবেদক-থেকে-এডিসি ইন্টারফেস এবং লিনিয়ারাইজেশন কৌশলগুলি সম্পর্কে আরও তথ্যের জন্য, সার্কিট নোট সিএন -0300 এবং অ্যাপ্লিকেশন নোট এএন -0970 দেখুন।

সার্কিটের বর্ণনা

সার্কিটটি একটি লিনিয়ার নিয়ামক, ADP1720 দ্বারা চালিত হয়, যা ADuCM360, op amp OP193, এবং alচ্ছিক রেফারেন্স ADR3412 সরবরাহ করতে 3.3 ভি থেকে লুপ সরবরাহ নিয়ন্ত্রণ করে।

তাপমাত্রা মনিটর

সার্কিটের এই অংশটি AD -CM360 এর নিম্নলিখিত বৈশিষ্ট্যগুলি ব্যবহার করে সিএন -0300 বর্ণিত তাপমাত্রা মনিটর সার্কিটের সমান:

24-বিট সিগমা-ডেল্টা এডিসির একটি বিল্ট-ইন পিজিএ রয়েছে যা সফ্টওয়্যারটিতে থার্মোকল এবং আরটিডি-র জন্য 32 এর লাভ নির্ধারণ করে। ADC1 অবিচ্ছিন্নভাবে থার্মোকল এবং আরটিডি ভোল্টেজ নমুনার মধ্যে পরিবর্তন করে।

প্রোগ্রামেবল উদ্দীপনা বর্তমান উত্স আরটিডি মাধ্যমে একটি নিয়ন্ত্রিত বর্তমান প্রবাহিত করে। ডুয়াল-চ্যানেল বর্তমান উত্স 0μA থেকে 2mA এ ধাপে কনফিগার করা যেতে পারে। এই উদাহরণটি আরটিডি স্ব-উত্তাপের প্রভাবের কারণে সৃষ্ট ত্রুটিগুলি হ্রাস করতে 200μA সেটিং ব্যবহার করে।

ADuCM360 এডিসিগুলির একটি বিল্ট-ইন 1.2 ভি রেফারেন্স রয়েছে। অভ্যন্তরীণ ভোল্টেজের রেফারেন্সটির উচ্চ নির্ভুলতা রয়েছে এবং এটি থার্মোকল ভোল্টেজগুলি পরিমাপের জন্য উপযুক্ত।

ADuCM360 এডিসির জন্য একটি বাহ্যিক রেফারেন্স। আরটিডি প্রতিরোধকগুলি পরিমাপ করার সময়, আমরা একটি বাহ্যিক রেফারেন্স প্রতিরোধক (আরআরইএফ) বাহ্যিক ভিআরএফ + এবং ভিআরইএফ-পিনের সাথে সংযোগ করতে একটি রেটিওমেট্রিক সেটিং ব্যবহার করি। যেহেতু এই সার্কিটের রেফারেন্স ভোল্টেজ উত্সটি উচ্চ প্রতিবন্ধক, তাই অন-চিপ রেফারেন্স ভোল্টেজ ইনপুট বাফার সক্ষম করা প্রয়োজন। একটি অন-চিপ রেফারেন্স বাফার মানে ইনপুট ফাঁস প্রভাবগুলি হ্রাস করতে কোনও বাহ্যিক বাফার প্রয়োজন হয় না।

বায়াস ভোল্টেজ জেনারেটর (ভিবিআইএএস)। ভিবিআইএএস ফাংশনটি থার্মোকল সাধারণ-মোড ভোল্টেজকে AVDD_REG / 2 (900 এমভি) এ সেট করতে ব্যবহৃত হয়। তেমনি, এটি থার্মোকল সাধারণ-মোড ভোল্টেজ সেট করার জন্য বাহ্যিক প্রতিরোধকের প্রয়োজনকে দূর করে।

এআরএম কর্টেক্স-এম 3 কোর। শক্তিশালী 32-বিট এআরএম কোর 126 কেবি ফ্ল্যাশ মেমরি এবং এসআরএএম মেমরির 8 কেবি সংযুক্ত করে ব্যবহারকারীর কোড চালনা করতে, এডিসি কনফিগার এবং নিয়ন্ত্রণ করতে এবং থার্মোকলল এবং আরটিডি ইনপুটগুলিকে চূড়ান্ত তাপমাত্রার মান হিসাবে রূপান্তর করতে ADC ব্যবহার করে। এটি 4 এমএ থেকে 20 এমএ লুপ ড্রাইভ করতে PWM আউটপুট নিয়ন্ত্রণ করে controls এটি অতিরিক্ত ডিবাগিংয়ের জন্য ইউআরটি / ইউএসবি ইন্টারফেসে যোগাযোগও নিয়ন্ত্রণ করতে পারে।

যোগাযোগ

16 বিট পিডব্লিউএম আউটপুটটি বাহ্যিকভাবে ওপ 193 ব্যবহার করে বাফার করা হয় এবং বহিরাগত এনপিএন ট্রানজিস্টর বিসি 548 নিয়ন্ত্রিত হয়। এই ট্রানজিস্টরের VBE ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ করে, 47.5Ω লোড রোধকের মাধ্যমে বর্তমানটি পছন্দসই মানটিতে সেট করা যেতে পারে। এটি 4 এমএ থেকে 20 এমএ আউটপুট (-200 ° সি থেকে + 350 ° সি, রেফারেন্স পরীক্ষার ফলাফল) এর জন্য ± 0.5 ° C নির্ভুলতার চেয়ে ভাল সরবরাহ করে।

অভ্যন্তরীণ ডিএসি OP193 এর জন্য একটি 1.2 ভি রেফারেন্স সরবরাহ করে। বিকল্পভাবে, একটি 1.2 ভি নির্ভুলতা রেফারেন্স ADR3412 তাপমাত্রার ব্যাপ্তির উপর নির্ভর করে উচ্চতর নির্ভুলতা অর্জন করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। বাহ্যিক রেফারেন্সটি অভ্যন্তরীণ ডিএসি (~ 50 μA) এর মতো প্রায় বিদ্যুৎ খরচ আঁকে। জিজি কোট দেখুন; পাওয়ার পরিমাপ পরীক্ষা জিজি কোট; অধ্যায়.

অন-চিপ 16-বিট পিডাব্লুএমএম (নাড়ি-প্রস্থের মড্যুলেশন) ADUCM360 এর মাধ্যমে 4 এমএ থেকে 20 এমএ লুপ নিয়ন্ত্রণ করে। পিডাব্লুএম ডিউটি চক্র 47.5 Ω আরলুপ প্রতিরোধকের ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ করতে এবং লুপের বর্তমান সেট করতে সফ্টওয়্যার দ্বারা কনফিগার করা যায়। নোট করুন যে আরলুপের শীর্ষটি ADUCM360 গ্রাউন্ডের সাথে সংযুক্ত। আরলুপের নীচের অংশটি লুপের স্থলটিকে সংযুক্ত করে। এই কারণে, ADUCM360, ADP1720, ADR3412, এবং OP193 এর আউটপুট স্রোতগুলি প্লাস ফিল্টার করা পিডব্লিউএম আউটপুট দ্বারা বর্তমান সেটটি আরএলপিওপি দিয়ে প্রবাহিত হয়।

আর 1 এবং আর 2 এর জংশন ভোল্টেজ হিসাবে প্রকাশ করা যেতে পারে:

ভিআর 12 = (ভিআরএলওপিপি {1}} ভিআরইএফ) এক্স আর 2 / (আর 1 + আর 2) - ভিআরএলআওপি

লুপটি প্রতিষ্ঠিত হওয়ার পরে:

ভিআইএন=ভিআর 12

আর 1=আর 2 থেকে:

ভিন=(ভিআরএলআউপি {} 0}} ভিআরইএফ) / 2 - ভিআরএলওপি=ভিআরইএফ / 2 - ভিআরএলওপি / 2

VRLOOP=VREF - 2VIN

যখন VIN=0 যখন পূর্ণ-স্কেল বর্তমান প্রবাহিত হয়, এবার VRLOOP=VREF। অতএব, পূর্ণ-স্কেল বর্তমান হ'ল ভিআরইএফ / আরলুপ, বা ≈ 24 এমএ। যখন ভিআইএন=ভিআরইএফ / 2, কোনও বর্তমান প্রবাহিত হয় না।

ভিআইএন-এ OP193 পরিবর্ধক প্রতিবন্ধকতা খুব বেশি এবং PWM ফিল্টার আউটপুট লোড করে না। এম্প্লিফায়ারের আউটপুট কেবল সামান্য পরিবর্তিত হয়, প্রায় 0.7 ভি।

সীমানায় পারফরম্যান্স (0 এমএ থেকে 4 এমএ এবং 20 এমএ থেকে 24 এমএ) গুরুত্বহীন, তাই সরবরাহ রেলটিতে অপারেশনাল পরিবর্ধক কার্য সম্পাদন গুরুতর নয়।

আর 1 এবং আর 2 এর পরম মানগুলি গুরুত্বহীন। তবে আর 1 এবং আর 2 এর মিলটি গুরুত্বপূর্ণ।

এডিসি 1 তাপমাত্রা পরিমাপের জন্য ব্যবহৃত হয়, সুতরাং এই সার্কিট নোটটি কেবলমাত্র একটি এডিসি দিয়ে সরাসরি ADuCM361 এ প্রযোজ্য। EVAL-CN0319-EB1Z মূল্যায়ন বোর্ডের ADUCM360 এ ADC0 ইনপুট চ্যানেলটি ব্যবহার করে ভিআর 12 লেবেলযুক্ত একটি ভোল্টেজ পরিমাপ বিকল্প অন্তর্ভুক্ত। এডিসি পরিমাপটি পিডাব্লুএম নিয়ন্ত্রণ সফ্টওয়্যার প্রতিক্রিয়ার জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে, 4 এমএ থেকে 20 এমএ বর্তমানের সেটিংটি সামঞ্জস্য করে।

প্রোগ্রামিং, ডিবাগিং এবং পরীক্ষা

ইউআরটি হোস্ট পিসির সাথে যোগাযোগ ইন্টারফেস হিসাবে ব্যবহৃত হয়। এটি অন-চিপ ফ্ল্যাশ মেমরির প্রোগ্রাম করতে ব্যবহৃত হয়। এটি ফিল্টার করা পিডব্লিউএম আউটপুটগুলি ক্যালিব্রেট করার জন্য একটি ডিবাগ পোর্ট হিসাবেও কাজ করে।

ডিভাইসটিকে ফ্ল্যাশ বুট মোডে বাধ্য করতে দুটি বাহ্যিক সুইচ ব্যবহার করা হয়। এসডি কম থাকায় এবং রিসেট বোতামটি টগলড থাকা অবস্থায় ADUCM360 সাধারণ ব্যবহারকারী মোডের পরিবর্তে বুট মোডে প্রবেশ করে। বুট মোডে, অভ্যন্তরীণ ফ্ল্যাশ মেমরিটি ইউআরটি ইন্টারফেসের মাধ্যমে পুনরায় প্রোগ্রাম করা যেতে পারে।

কোড বর্ণনা

এই সার্কিটটি পরীক্ষার জন্য উত্স কোডটি ADuCM360 এবং ADuCM361 পণ্য পৃষ্ঠা (জিপ সংরক্ষণাগার) থেকে ডাউনলোড করা যায়। উত্স কোড নমুনা কোড সহ সরবরাহ করা লাইব্রেরি ব্যবহার করে।

চিত্র 2 -তে কেইল μভিশন 4 সরঞ্জামটি দেখলে প্রকল্পে ব্যবহৃত উত্স ফাইলগুলির তালিকা প্রদর্শন করা হয়।

তাপমাত্রা মনিটর

এডিসি 1 থার্মোকলস এবং আরটিডিগুলিতে তাপমাত্রা পরিমাপের জন্য ব্যবহৃত হয়। কোডের এই বিভাগটি সার্কিট নোট সিএন -0300 থেকে অনুলিপি করা হয়েছে। বিশদ জন্য সার্কিট নোট দেখুন।

যোগাযোগের অংশ

সর্বনিম্ন 4mA আউটপুট এবং 20mA আউটপুট সর্বোচ্চ তাপমাত্রা নিশ্চিত করতে PWM ফিল্টার আউটপুট সামঞ্জস্য করুন। একটি ক্রমাঙ্কন রুটিন সরবরাহ করে যা # ডিফাইন ক্যালিব্রেট পি ডাব্লুএমএম প্যারামিটার ব্যবহার করে সহজেই অন্তর্ভুক্ত বা মুছে ফেলা যায়।

পিডব্লিউএম ক্যালিব্রেট করতে, ইন্টারফেস বোর্ড (ইউএসবি-এসডাব্লুডি / ইউআরটি) অবশ্যই পিসির জে 1 এবং ইউএসবি পোর্টের সাথে সংযুক্ত থাকতে হবে। আপনি ক্যালিব্রেশন মেনুটি দেখতে এবং ক্যালিব্রেশন প্রক্রিয়াটি ধাপে ধাপে সম্পাদন করতে হাইপারটার্মিনালের মতো সিওএম পোর্ট ভিউ প্রোগ্রামটি ব্যবহার করতে পারেন।

পিডব্লিউএম ক্যালিব্রেট করার সময়, ভিওলুপ + এবং ভিএলওপি-আউটপুটগুলিকে একটি সঠিক অ্যামিটারের সাথে সংযুক্ত করুন। পিডাব্লুএম ক্যালিব্রেশন পদ্ধতির প্রথম অংশটি ড্যাককে 20 এমএ আউটপুট সেট করতে সামঞ্জস্য করে, দ্বিতীয় অংশটি পিডব্লিউএমকে 20 এমএ আউটপুট সেট করতে সামঞ্জস্য করে। 4 এমএ এবং 20 এমএ আউটপুট সেট করতে ব্যবহৃত পিডাব্লুএম কোডগুলি ফ্ল্যাশ মেমোরিতে সংরক্ষণ করা হয়।

বাড রেটের জন্য ইউআরটি কনফিগারেশন 19200,8 ডেটা বিট, কোনও মেরুকণি নেই, কোনও প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ নেই। যদি এই সার্কিটটি সরাসরি পিসির সাথে সংযুক্ত থাকে তবে আপনি হাইপারটার্মিনাল বা কুলটার্ম এবং অন্যান্য যোগাযোগ পোর্ট ভিউ প্রোগ্রামটি ইউআআরটিতে প্রেরিত প্রোগ্রামের ফলাফলগুলি দেখতে চিত্র 3 তে বর্ণিত হিসাবে ব্যবহার করতে পারেন।

ক্রমাঙ্কন পদ্ধতির জন্য প্রয়োজনীয় অক্ষরগুলি প্রবেশ করতে, দেখার টার্মিনালে পছন্দসই অক্ষরটি টাইপ করুন এবং ADuCM360UART পোর্টটি অক্ষরটি গ্রহণ করবে।

চিত্র 3. জিজি কোট; হাইপার টার্মিনাল জিজি কোট; পিডব্লিউএম ক্যালিব্রেট করার সময় আউটপুট

ক্রমাঙ্কণের পরে, প্রদর্শনের কোডটি ইউআআরটি ঘড়িটি বন্ধ করে দেয়, আরও সাশ্রয় শক্তি।

ক্যালিগ্রেশন ফ্যাক্টরটি ফ্ল্যাশ মেমরিতে সঞ্চিত থাকে, সুতরাং প্রতিটি সময় বোর্ড চালিত হওয়ার পরে ক্যালিব্রেশন রুটিন চালানোর প্রয়োজন হয় না, যদি না ভিএলওপি স্তর পরিবর্তন না করা হয়।

কোড ফ্লো চার্ট চিত্র 4 এ দেখানো হয়েছে।