Электронный модуль "Термистор"
1. Назначение устройства
Электронный модуль «Термистор» ПЭМ10.114 (Рис. 1.1) является элементом системы управляющей электроники «Эвольвектор ВЕРТОР» (далее ВЕРТОР) и относится к классу аналоговых датчиков. Он предназначен для измерения температуры окружающей среды и передачи этой информацию в виде аналогового сигнала контроллеру. Может применяться в учебных моделях роботов и электронных системах управления, в алгоритмах работы которых предусматривается получение информации о температуре окружающей среды.
Модуль не является автономным устройством и рассчитан на применение совместно с программируемыми контроллерами и шилдами, входящими в систему ВЕРТОР (подробная информация о системе представлена на сайте https://academy.evolvector.ru).
Рис. 1.1
2. Конструкция модуля и назначение выводов (контактов)
Устройство выполнено в форме печатной платы, на которой смонтированы разъем для подключения модуля к контроллеру и чувствительный к температуре окружающего воздуха элемент в виде терморезистора (Рис. 2.1).
Рис. 2.1
Плата имеет типоразмер U1 (1 unit) и четыре крепежных отверстия под винты М3. Межосевое расстояние крепежных отверстий и физические размеры модуля представлены на рисунке 2.2. По расстоянию между крепежными отверстиями (кратно 16 мм) модуль совместим с конструкторами Эвольвектор, LEGO, MakeBlock, и может крепиться к их деталям с помощью стоек.
Рис. 2.2
Подключение модуля осуществляется с помощью разъема XH-2.54-4P, выводы которого имеют следующее назначение:
VCC - к «+» источника питания контроллера;
DО - линия не задействована в работе данного модуля (NC);
AО - к аналоговому входу контроллера (с данной линии непосредственно считывается информация о состоянии датчика);
GND - земля (общий провод).
Для указанных контактов на печатной плате модуля нанесена соответствующая маркировка белого цвета.
3. Принцип работы
Принцип действия датчика температуры основан на свойстве терморезистора менять свое сопротивление в зависимости от температуры среды, в которую он помещен. Исходя из этого схемотехника модуля построена таким образом, что определенному уровню температуры соответствует уровень напряжения на выходном контакте АО датчика. Достигается это путем включения терморезистора в одно из плечей делителя напряжения между питанием и «землей». Его принципиальная электрическая схема показана на рисунке 3.1.
Рис 3.1
Здесь R1 – фиксированное сопротивление 4,7 кОм, являющееся первым плечом делителя, а Rt — сопротивление на терморезисторе, которое является вторым плечом делителя и меняется в зависимости от температуры. Соотношение этих сопротивлений определяет соотношение напряжений UR1 и URt (показано на рис. 3.1). Так как UR1 = VCC-URt = UA0, то получается, что уровень сигнала на выходе А0 будет повышаться или понижаться, в зависимости от величины сопротивления Rt.
Ток, протекающий в цепи с сопротивлениями R1 и Rt:
Величина напряжения, подаваемого на выход А0, равна величине падения напряжения на резисторе R1:
Таким образом из приведенной формулы следует, что напряжение на выходе модуля АО зависит от текущего сопротивления терморезистора. При этом характер зависимости сопротивления терморезистора от температуры окружающей среды, в которую он помещен, имеет вид, показанный на рисунке 3.2.
Рис. 3.2
Как можно видеть из графика, с ростом температуры сопротивление терморезистора уменьшается. Про терморезисторы с такой зависимостью сопротивления от температуры говорят, что они обладают отрицательным коэффициентом сопротивления (NTC) .Если взять ряд значений сопротивления Rt с графика рис. 3.2 и подставить в формулу определения UA0, то получится, что при изменении температуры от -50ºС до 100º это напряжение будет изменяться приблизительно в диапазоне от 0 до 4,7 В. По получившимся значениям можно построить график изменения напряжения UА0 от температуры (рис. 3.3).
Рис. 3.3
Для того, чтобы сигнал с модуля можно было использовать в скетчах, предназначенных для управления моделями роботов или для реализации алгоритмов работы иных систем управления, требуется преобразование напряжения в числовые значения. Выполняется это с помощью встроенного в контроллер АЦП (аналого-цифровой преобразователь). В контроллерах ВЕРТОР Стандарт и ВЕРТОР Мега АЦП преобразует напряжение диапазона 0...5 В в числовые значения диапазона 0...1023. Соответственно график, показанный на рисунке 3.3, в числовых значениях после преобразования АЦП примет вид, изображенный на рисунке 3.4.
Рис. 3.4
4. Технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Типоразмер | 1U, 22x29 мм |
| Тип разъема | XH-2.54-4P |
| Номинальное напряжение питания, В | 5 |
| Диапазон измеряемых температур, ºС | -55...125 |
| Диапазон изменения напряжения Uao на выходе модуля, В | 0...4,7 |
| Наличие цифрового интерфейса | нет |
| Наличие аналового интерфейса | да |
5. Условия гарантии
ООО «Эвольвектор» гарантирует работоспособность электронного модуля на протяжении всего гарантийного срока эксплуатации, который составляет 12 месяцев с момента приобретения устройства. Также гарантируется совместимость модуля с другими устройствами системы управляющей электроники ВЕРТОР.
Гарантийные обязательства производителя распространяются только на ту продукцию, которая не имеет повреждений и не выведена из строя в результате неверных действий пользователя.
По вопросам гарантийного обслуживания, а также по всем техническим и информационным вопросам можно обращаться на электронную почту:
info@evolvector.ru
help@evolvector.ru
а также по телефону +7 (499) 391-01-05
Адрес для корреспонденции: 143300, Московская область, г. Наро-Фоминск, ул. Московская, д.15.
Написать отзыв
Ваше Имя:Ваш отзыв: Внимание: HTML не поддерживается! Используйте обычный текст.
Оценка: Плохо Хорошо
Введите код, указанный на картинке: