Болл С.Р. Аналоговые интерфейсы микроконтроллеров (2007) (1264220), страница 36
Текст из файла (страница 36)
Если использовать охладитель вблизи границы измеряемого диапазона, то может понадобиться второй терморезистор в системе для гарантии того, что все работает нормально. В некоторых случаях следует использовать РГС-терморезистор — позистор, обладающий положительной зависимостью сопротивления от температуры. 6.3.2. Вентиляторы Вентиляторы охлаждения выглядят довольно обыденно. Они всего лишь включаются и выключаются при включении и выключении питания, не так ли? Иногда может потребоваться управлять или отслеживать действия вентилятора. Например, если надо отрегулировать скорость вращения вентилятора, когда он чрезмерно шумит.
Если ваша система содержит большой набор вентиляторов, то может понадобиться отключать некоторые из них при снижении окружающей температуры, и включать дополнительные при повышении температуры. Для управления вентиляторами постоянного тока применяются МОП-транзисторы. Некоторыми вентиляторами можно управлять, используя ШИМ. Иногда применяются контроллеры с системой управления, отличной от ШИМ. Так, зачем же еще управлять работой вентилятора? Иногда есть такая необходимость, когда остановка вентилятора чревата перегревом дорогостоящей электроники. 192 ° Глава 6. Соленоиды, реле и другие исполнительные усгнройства Существует несколько путей управления работой вентилятора.
Один из них — просто установить полупроводниковый датчик температуры в обдуваемое электронное устройство и следить за возможным перегревом. Второй путь — установить вблизи вентилятора датчик потока воздуха. Некоторые вентиляторы снабжены встроенными датчиками — тахомеглралги, формирующими импульсы при вращении вентилятора (по крайней мере, один импульс за оборот).
На Рис. 6.8 показана типичная схема включения вентилятора с датчиком. Выход оптического датчика (или магнитного датчика Холла) присоединен через нагрузочный резистор к шине питания. Выходное напряжение ограничивается стабнлитроном на уровне 4.7 В.
Такой выход может быть присоединен к счетному входу микропроцессора так, чтобы измерить скорость вращения. Другой путь контроля сигнала вентилятора — подключить его к входу установки Б ВБ-триггера, а другой вход сброса К ВБ-триггера подключить к биту порта микропроцессора, чтобы МП мог его сбросить. При этом выход триггера О соединяется с входом МП.
+ч Выход НВ-триггер Сигнал тахометРа В О к микропроцессору Импульссброса В от микропроцессора Сигнал тахометра вентилятора Импульс сброса от микропроцессоРа Выход яз-трил ера Рес. б.е. Контроль исправности вентилятора б.4. Светодиоды ° 193 При работе микропроцессор периодически проверяет вход, и сбрасывает выход в нуль. Если вентилятор исправен, каждые несколько миллисекунд триггер будет вновь устанавливаться в единицу. Такой схемой нельзя измерить скорость вентилятора, но можно контролировать его исправность. Одна из проблем, связанная с встроенными тахометрами, заключается в том, что напряжение на них совпадает с напряжением питания вентилятора (+Ч на Рис.
6.8). Выходной сигнал ограничивается по уровню стабилитроном. Но что случится, если вентилятор подключается к разъему с поданным питанием, и +Ч оказывается подключенным раньше, чем земля (Рис. 6.9)? Так, можно подать напряжение питания вентилятора (обычно +24 В) прямо на цифровой вход микропроцессора. Это выведет из строя микропроцессорную систему, не предназначенную для работы с таким напряжением питания, я наблюдал это на практике. При использовании вентилятора с таким тахометром, для предотвращения неисправности полезно установить ограничительный стабилитрон напряжением +4.7 В на плате с электроникой.
Дополнительный стабилитрон будет включен параллельно встроенному, поэтому не повлияет на нормальную работу, но ограничит риск выхода из строя электроники при подключениях вентилятора. Если зти 2 контакта замкнутся первыми, то напряжение литвина попадет на вход измерительной цепи Добавление стабилитрона на входизмерительной цепи позволяет справиться с данной проблемой Разьем Рис. 6.9. Зашита от перенапряжений, создаваемых при включении вентиапора с встроенным тахометром 6.4. Светодиоды Светодиод подключается просто.
Достаточно соединить последовательно со светодиодом ограничивающий ток светодиода резистор и подключить цепь между плюсом питания и землей. Во многих случаях этого 194 ° Глава 6. Соленоиды, реле и другие исполнительные устройства достаточно. Однако в некоторых случаях такое включение может привести к определенным проблемам. На Рис. 6.10 показан подобный случай. Здесь светодиод подключен к нестабилизированному источнику питания. Можно собрать такую схему для индикации напряжения питания прибора при подключении к выпрямителю переменного тока, так, чтобы аккумулятор не разряжался, когда сеть отключена.
В данном примере постоянное напряжение питания содержит значительные пульсации. Ток светодиода будет повторять эти пульсации, которые отразятся на напряжении фото- транзистора и далее на результате АЦП. ь99 ьз В Пт разистср кдцп микрспрацасспра пр о1 Саатсдиод Пульсации напряжанил +9 В Рис. б.10. Пульсации тока светодиода из-за слабой фильтрации напряжения питания Один из путей предотвращения такой ситуации — питать светодиод постоянным током.
На Рис.6.11 показана простая цепь, позволяющая обеспечить протекание через светодиод постоянного тока. Операционный усилитель удерживает напряжение на измерительном резисторе, равном входному. Ток через светодиод Гьар можно описать выражением: Входное нап лжение Сопротивление резистора Так, если входное напряжение составляет 2.5 В, а сопротивление резистора 250 Ом, ток через светодиод будет равным 10 мА. Точность установления этого тока зависит от усиления транзистора, разброса входного напряжения и сопротивления резистора. В данной цепи требуется, чтобы ОУ работал или от двуполярного питания, или от однополярного, но при этом мог создавать на выходе напряжение менее 0.6 В относительно земли.
Входное напряжение для установки тока светодиода может быть задано от источника опорного напряжения (ИОН), например опорного стабилитрона 1з2. На Рис. 6.12 показан пример включения и выключения светодиода с помощью микропроцессора. При включении светодиод работает на постоянном токе, определяемом напряжением диода. Ток на выходе порта микропроцессора должен быть достаточно большим для диода, формиру- б.4. Светодиоды ° 195 +9 В яБВ пт Резистор ккцп мицнтпроцессоре тор Входное напряжение цтз и-р-и-трензистор Яе Измеритепмтмй резистор Рис. б.11. Питание светодиода постоянным током +9 В +Ба ВЗ Резистор кдцп михропроцессоре истор Бит порте михропроцессоре утт и-р-и-трензистор Ве Измеритепьнмй резистор Рис. б.
13. Питание светодиода постоянным током с управлением от микропроцессора б.4.1. Оптроны с закрытыми оптическими каналами Олтроны с закрытыми оптическими каналами (орГо(ао)агог) были рассмотрены в главе 3. Они используются лля гальванической развязки входных и выходных цепей, подключаемых к МП. Также их можно использовать и для изоляции от внешних выходных цепей. Светодиод оптрона под- юшего опорное напряжение. Напряжение ИОН (стабилитрона) должно быть меньше напряжения порта микропроцессора в состоянии высокого уровня. 196 ° Глава б. Соленоиды, реле и другие испалнательные устройства 6.4.2.
Одновременное включение нескольких светодиодов Иногда бывает необходимо включать большое количество светодиодов одним сигналом. в! Например, вам понадобилось подключить неаезастаа сколько оптронов одновременно. На Рис. 6.13 показан иногда применяющийся способ— оа о! включение светодиодов параллельно с одним светодиод светодиод нагрузочным резистором Такая схема работает не совсем надежно. Светодиоды характеризуются прямым падением напряжения на уровне 1-2 В. Величина этого напряжения зависит от температуры и характеристик светодиодов. Так, большая часть тока может пойти через один светодиод, если его внутреннее сопротивление будет меньше, чем у другого, и, как следствие, может произойти выгорание светодиода.
Схема на Рис. 6.14а с резистором в цепи каждого светодиода более надежна. Также на Рис. 6.146 показан источник постоянного тока для последовательно включенных светодиодов. Напряжение питания должно быть больше, чем сумма всех прямых падений напряжения цепочки светодиодов плюс напряжение на измерительном резисторе. Естественно, в таком включении, если один из светодиодов выйдет из строя, все остальные тоже не будут работать, т. к.
разомкнет- Рис. б. 13. Несколько светодиодов соединены параллельно ключается на основе тех же принципов, что и любой другой светодиод. Необходимо удостовериться в том, что ток, протекающий через светодиод, достаточен для включения фототранзистора. Выходной ток определяется умножением тока, протекающего через светодиод, на коэффициент передачи по току (КПТ) оптрона.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
