Sensory i ich interfejsy

Prezentacja na temat: "Sensory i ich interfejsy"— Zapis prezentacji:

1 Sensory i ich interfejsy
Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

2 Sensory i ich interfejsy
2-przewodowy interfejs analogowy mA (pętla prądowa) Zygmunt Kubiak

3 Sensory i ich interfejsy 2-przewodowy interfejs analogowy 4-20 mA (pętla prądowa)
Uproszczony schemat pętli prądowej 4-20 mA Odczyt pomiarów jest realizowany na rezystorze obciążenia RLOAD Zygmunt Kubiak

4 Sensory i ich interfejsy 2-przewodowy interfejs analogowy 4-20 mA (pętla prądowa)
Interfejs 4-20 mA realizowany układem XTR116 (Burr-Brown / TI) XTR116 – napięcie zasilania 7,5V – 36V, źródło odniesienia VREF = 4,096V, zasilacz stabilizowany VREG = +5V INA – wzmacniacz pomiarowy Zygmunt Kubiak

5 Sensory i ich interfejsy 2-przewodowy interfejs analogowy 4-20 mA (pętla prądowa)
Zygmunt Kubiak

6 Sensory i ich interfejsy 2-przewodowy interfejs analogowy 4-20 mA (pętla prądowa)
Nieprawidłowo połączenie - zwarcie IRET do VLOP GND, uniemożliwia pracę źródła prądowego Zygmunt Kubiak

7 Sensory i ich interfejsy 2-przewodowy interfejs analogowy 4-20 mA (pętla prądowa)
Prąd IRET nie może przekroczyć wartości 4 mA, w tym prąd mostka IBRIDGE nie powinien przekraczać 1 mA Gdy rezystancja mostka sensora jest zbyt niska należy dodać rezystory RBIAS, jak na rysunku Zygmunt Kubiak

8 Sensory i ich interfejsy 2-przewodowy interfejs analogowy 4-20 mA (pętla prądowa)
Przykład błędu wynikającego z przekroczenia prądu IRET, IRET > 4 mA Zygmunt Kubiak

9 Sensory i ich interfejsy 2-przewodowy interfejs analogowy 4-20 mA (pętla prądowa)
Przykład – pomiar poziomu cieczy z układem XTR101 oraz czujnikiem ciśnienia różnicowego SSX15G (0-15 psi, ,36 Pa, 0-1,0207 atm, ,3 mmH2O) Zygmunt Kubiak

10 Sensory i ich interfejsy
DHT11/22 Zygmunt Kubiak

11 Sensory i ich interfejsy Czujnik wilgotności i temperatury DHT11
Schemat aplikacyjny Napięcie zasilania: 3 – 5,5V Zakres pomiarowy: 20 – 90% RH, °C Dokładność: ±5% RH, ±2°C Rozdzielczość: 1%RH, 1°C Interfejs: 1 wire (warstwa fiz.)(40-bitów, transmisja od bitu najstarszego) Format: 8-bitów (część całkowita) - dane RH, 8-bitów (część dziesiętna) – dane RH, 8-bitów (część całkowita) - dane T, 8-bitów (część dziesiętna) – dane T, 8-bitów sumy kontrolnej (obejmuje 36-bitów danych) Zygmunt Kubiak

12 Sensory i ich interfejsy Czujnik wilgotności i temperatury DHT11
Zasady transmisji Mikrokontroler wysyła sygnał startowy („0” –sygnał dominujący) DHT po wykryciu startu wychodzi ze stanu uśpienia i czeka na zakończenie sygnału startu DHT potwierdza swoją obecność sygnałem dominującym DHT wysyła 40-bitowy pakiet z danymi pomiarowymi DHT kończy wysyłanie pakietu krótkim sygnałem dominującym (50μs) DHT przechodzi do stanu uśpienia Zygmunt Kubiak

13 Sensory i ich interfejsy Czujnik wilgotności i temperatury DHT11
Start i potwierdzenie Definicje sygnałów Sygnał „0” Sygnał „1” Zygmunt Kubiak

14 Sensory i ich interfejsy Czujnik wilgotności i temperatury DHT22 (AM2302)
Schemat aplikacyjny Napięcie zasilania: 3,3 – 6V Zakres pomiarowy: 0 – 100% RH, °C Dokładność: ±2% RH (max ±5% RH), <±0,2°C Rozdzielczość: 0,1%RH, 0,1°C Interfejs: 1 wire (warstwa fiz.)(40-bitów, transmisja od bitu najstarszego) Format: 8-bitów (część całkowita) - dane RH, 8-bitów (część dziesiętna) – dane RH, 8-bitów (część całkowita) - dane T, 8-bitów (część dziesiętna) – dane T, 8-bitów sumy kontrolnej (obejmuje 36-bitów danych) Zygmunt Kubiak

15 Sensory i ich interfejsy Czujnik wilgotności i temperatury DHT22 (AM2302)
Przykład pakietu danych RH=652/10=65,2%RH T=351/10=35,1°C Przy temperaturze najstarszy bit oznacza wartość ujemną Np oznacza -10,1°C Suma kontrolna: = Zygmunt Kubiak

16 Sensory i ich interfejsy
1-Wire Zygmunt Kubiak

17 Sensory i ich interfejsy Sensor 1-Wire
Zygmunt Kubiak

18 Sensory i ich interfejsy 1-Wire
Inicjalizacja transmisji Master wysyła sygnał RESET („0” min. 480μs) Wszystkie dołączone do magistrali układy Slave potwierdzają swoją obecność – czynią to z opóźnieniem μ s, generując „0” przez czas μs Zygmunt Kubiak

19 Sensory i ich interfejsy 1-Wire
Sygnały logiczne i obszary testowania linii Zygmunt Kubiak

20 Sensory i ich interfejsy Czujnik temperatury DS18B20
Interfejs: 1-Wire Zakres: -55°C do +100°C Dokładność: ±0,5°C w zakresie -10°C do +85°C Rozdzielczość: 9-bitów do 12-bitów Zygmunt Kubiak

21 Sensory i ich interfejsy Czujnik temperatury DS18B20
Zygmunt Kubiak

22 Sensory i ich interfejsy Czujnik temperatury DS18B20
Rozdzielczość 9, 10, 11, 12 bitów odpowiada odpowiednio kwantom 0,5°C, 0,25°C, 0,125°C oraz 0,0625°C Wartości temperatury zapisane są w pamięci jako 16-bitowe liczby przedstawione w uzupełnieniu do dwóch W tablicy przedstawiono zapis wartości temperatury w rozdzielczości 12-bitowej Zygmunt Kubiak

23 Sensory i ich interfejsy Czujnik temperatury DS18B20
Mapa pamięci CRC Zygmunt Kubiak

24 Sensory i ich interfejsy Czujnik temperatury DS18B20
Formaty danych Komendy ROM SEARCH ROM READ ROM MATCH ROM SKIP ROM ALARM SEARCH Zygmunt Kubiak

25 Sensory i ich interfejsy Czujnik temperatury DS18B20
Funkcje czujnika Zygmunt Kubiak

26 Dziękuję Zygmunt Kubiak