Obsah:
- Krok 1: Teorie
- Krok 2: Shromážděte své materiály
- Krok 3: Pájejte kondenzátory
- Krok 4: Izolujte senzory
- Krok 5: Namontujte odpor a připojte snímač
- Krok 6: Napište software
- Krok 7: Proveďte kalibraci
- Krok 8: 2. kolo softwaru
- Krok 9: Shrnutí projektu - klady a zápory
![K měření teploty použijte kondenzátory: 9 kroků K měření teploty použijte kondenzátory: 9 kroků](https://i.howwhatproduce.com/images/003/image-6394-48-j.webp)
Video: K měření teploty použijte kondenzátory: 9 kroků
![Video: K měření teploty použijte kondenzátory: 9 kroků Video: K měření teploty použijte kondenzátory: 9 kroků](https://i.ytimg.com/vi/Z_scI7t8r_Q/hqdefault.jpg)
2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:23
![K měření teploty použijte kondenzátory K měření teploty použijte kondenzátory](https://i.howwhatproduce.com/images/003/image-6394-49-j.webp)
Tento projekt vznikl, protože jsem si koupil kondenzátorovou soupravu převážně s kondenzátory X7R (dobré kvality), ale některé z vyšších hodnot 100nF a výše byly levnější a méně stabilní dielektrikum Y5V, které vykazují masivní změnu teploty a provozního napětí. Normálně bych Y5V nepoužíval v produktu, který navrhuji, a tak jsem se pokusil najít pro ně alternativní využití, než abych je nechal sedět navždy na poličce.
Chtěl jsem zjistit, zda lze změnu teploty využít k vytvoření užitečného a velmi levného senzoru, a jak uvidíte na následujících několika stránkách, bylo to docela jednoduché, vyžadovala se pouze jedna další součást.
Krok 1: Teorie
![Teorie Teorie](https://i.howwhatproduce.com/images/003/image-6394-50-j.webp)
![Teorie Teorie](https://i.howwhatproduce.com/images/003/image-6394-51-j.webp)
![Teorie Teorie](https://i.howwhatproduce.com/images/003/image-6394-52-j.webp)
Nejprve pomůže vědět trochu o tom, jak jsou konstruovány kondenzátory, a o dostupných typech. Keramické kondenzátory se skládají z několika plechů nebo „desek“oddělených izolátorem, známým jako dielektrikum. Charakteristiky tohoto materiálu (tloušťka, typ keramiky, počet vrstev) udávají kondenzátoru jeho vlastnosti, jako je provozní napětí, kapacita, teplotní koeficient (změna kapacity s teplotou) a rozsah provozních teplot. K dispozici je poměrně málo dielektrik, ale nejoblíbenější jsou uvedeny v grafu.
NP0 (také nazývaný C0G) - jsou nejlepší, prakticky bez změny teploty, ale obvykle jsou k dispozici pouze pro hodnoty nízké kapacity v rozsahu picoFarad a low nanoFarad.
X7R - jsou rozumné, s pouze malou procentuální změnou v provozním rozsahu.
Y5V - jak vidíte, toto jsou nejstrmější křivky na grafu s vrcholem kolem 10 ° C. To poněkud omezuje užitečnost efektu, protože pokud má senzor možnost někdy klesnout pod 10 stupňů, nebude možné určit, o kterou stranu vrcholu jde.
Ostatní dielektrika uvedená v grafu jsou mezikroky mezi třemi nejpopulárnějšími popsanými výše.
Jak to tedy můžeme změřit? Mikrokontrolér má logickou úroveň, na které jsou jeho vstupy považovány za vysoké. Nabijeme -li kondenzátor přes odpor (pro řízení doby nabíjení), bude doba dosažení vysoké úrovně úměrná hodnotě kapacity.
Krok 2: Shromážděte své materiály
![Shromážděte své materiály Shromážděte své materiály](https://i.howwhatproduce.com/images/003/image-6394-53-j.webp)
![Shromážděte své materiály Shromážděte své materiály](https://i.howwhatproduce.com/images/003/image-6394-54-j.webp)
Budete potřebovat:
- Kondenzátory Y5V, použil jsem velikost 100nF 0805.
- Malé kousky prototypové desky pro montáž kondenzátorů.
- Heatshrink k izolaci senzorů. Alternativně je můžete ponořit do epoxidu nebo použít izolační pásku.
- Síťový kabel, který lze odizolovat, aby poskytl 4 kroucené páry. Není nutné používat kroucené páry, ale zkroucení pomáhá snížit elektrický šum.
- Mikrokontrolér - použil jsem Arduino, ale bude to stačit
- Rezistory - použil jsem 68k, ale to závisí na velikosti vašeho kondenzátoru a na přesnosti měření.
Nástroje:
- Páječka.
- Prototypovací deska pro montáž mikrokontroléru/Arduina.
- Tepelná pistole pro chladič. Zapalovač cigaret lze použít i s mírně horšími výsledky.
- Infračervený teploměr nebo termočlánek pro kalibraci senzorů.
- Pinzeta.
Krok 3: Pájejte kondenzátory
![Pájejte kondenzátory Pájejte kondenzátory](https://i.howwhatproduce.com/images/003/image-6394-55-j.webp)
![Pájejte kondenzátory Pájejte kondenzátory](https://i.howwhatproduce.com/images/003/image-6394-56-j.webp)
![Pájejte kondenzátory Pájejte kondenzátory](https://i.howwhatproduce.com/images/003/image-6394-57-j.webp)
Zde není třeba žádné vysvětlení - stačí je namontovat na desky pomocí vámi zvoleného způsobu pájení a připojit dva vodiče.
Krok 4: Izolujte senzory
![Izolujte senzory Izolujte senzory](https://i.howwhatproduce.com/images/003/image-6394-58-j.webp)
![Izolujte senzory Izolujte senzory](https://i.howwhatproduce.com/images/003/image-6394-59-j.webp)
Nasaďte na senzory vhodně dimenzovanou trubku smršťovacího smršťování a zajistěte, aby nebyly odhaleny žádné konce, a zmenšete ji horkým vzduchem.
Krok 5: Namontujte odpor a připojte snímač
![Namontujte odpor a připojte snímač Namontujte odpor a připojte snímač](https://i.howwhatproduce.com/images/003/image-6394-60-j.webp)
![Namontujte odpor a připojte snímač Namontujte odpor a připojte snímač](https://i.howwhatproduce.com/images/003/image-6394-61-j.webp)
![Namontujte odpor a připojte snímač Namontujte odpor a připojte snímač](https://i.howwhatproduce.com/images/003/image-6394-62-j.webp)
Vybral jsem následující pinout.
PIN3: Výstup
PIN2: Vstup
Krok 6: Napište software
![Napište software Napište software](https://i.howwhatproduce.com/images/003/image-6394-63-j.webp)
Základní technika měření je uvedena výše. Abychom vysvětlili, jak to funguje, pomocí příkazu millis () se vrátí počet milisekund od zapnutí Arduina. Pokud odečtete hodnotu na začátku a na konci měření a odečtete počáteční hodnotu od konce, získáte čas v milisekundách, než se kondenzátor nabije.
Po měření je velmi důležité, abyste nastavili výstupní kolík nízko, aby se vybil kondenzátor, a před opakováním měření počkejte přiměřenou dobu, aby se kondenzátor zcela vybil. V mém případě stačila vteřina.
Výsledky jsem pak vychrlil ze sériového portu, abych je mohl pozorovat. Zpočátku jsem zjistil, že milisekundy nebyly dostatečně přesné (poskytovaly pouze jednu hodnotu obrázku), a tak jsem to změnil tak, že pomocí příkazu micros () získal výsledek v mikrosekundách, což, jak byste očekávali, bylo přibližně 1000x předchozí hodnota. Okolní hodnota kolem 5 000 výrazně kolísala, takže pro snazší čtení jsem dělil 10.
Krok 7: Proveďte kalibraci
![Proveďte kalibraci Proveďte kalibraci](https://i.howwhatproduce.com/images/003/image-6394-64-j.webp)
![Proveďte kalibraci Proveďte kalibraci](https://i.howwhatproduce.com/images/003/image-6394-65-j.webp)
![Proveďte kalibraci Proveďte kalibraci](https://i.howwhatproduce.com/images/003/image-6394-66-j.webp)
Odebral jsem naměřené hodnoty při 27,5 ° C (pokojová teplota - u Velké Británie horké!), Pak jsem umístil svazek senzorů do lednice a nechal je vychladnout přibližně na 10 ° C a zkontroloval pomocí infračerveného teploměru. Vzal jsem druhou sadu naměřených hodnot, poté je vložil do trouby na nastavení odtávání a průběžně sledoval teploměrem, dokud nebyli připraveni zaznamenávat při 50 ° C.
Jak vidíte z výše uvedených grafů, výsledky byly celkem lineární a konzistentní ve všech 4 senzorech.
Krok 8: 2. kolo softwaru
![Softwarové kolo 2 Softwarové kolo 2](https://i.howwhatproduce.com/images/003/image-6394-67-j.webp)
Nyní jsem upravil svůj software pomocí funkce mapy Arduino, abych přemapoval horní a dolní průměrné hodnoty z grafů na 10 ° C a 50 ° C.
Všechno funguje podle plánu, provedl jsem několik kontrol v celém teplotním rozsahu.
Krok 9: Shrnutí projektu - klady a zápory
Takže tady to máte, teplotní senzor za méně než 0,01 GBP v součástech.
Proč byste to tedy ve svém projektu nechtěli udělat?
- Kapacita kolísá s napájecím napětím, proto musíte použít regulovaný zdroj (nelze napájet přímo z baterie) a pokud se rozhodnete změnit napájení, musíte senzory znovu kalibrovat.
- Kapacitní odpor není jedinou věcí, která se mění s teplotou - vezměte v úvahu, že váš vysoký vstupní práh na vašem mikrokontroléru se může měnit s teplotou a v datovém listu není obvykle definována s žádnou přesností.
- I když moje 4 kondenzátory byly všechny docela konzistentní, byly ze stejné dávky a ze stejného navijáku komponent a já upřímně netuším, jak špatná by byla variabilita dávky na dávku.
- Pokud chcete měřit pouze nízké teploty (pod 10 C) nebo vysoké teploty (nad 10 C), je to v pořádku, ale relativně zbytečné, pokud potřebujete měřit obojí.
- Měření je pomalé! Než budete moci znovu měřit, musíte kondenzátor zcela vybít.
Doufám, že vám tento projekt dal nějaké nápady a možná vás inspiruje k použití jiných komponent pro jiné účely, než pro které byly určeny.
Doporučuje:
Měření času (hodiny na měření pásky): 5 kroků (s obrázky)
![Měření času (hodiny na měření pásky): 5 kroků (s obrázky) Měření času (hodiny na měření pásky): 5 kroků (s obrázky)](https://i.howwhatproduce.com/images/001/image-186-j.webp)
Time Measure (Tape Measure Clock): Pro tento projekt jsme (Alex Fiel & Anna Lynton) vzali každodenní měřicí nástroj a udělali z něj hodiny! Původní plán byl motorizovat stávající svinovací metr. Při tom jsme se rozhodli, že bude snazší vytvořit si vlastní shell, do kterého
Měření teploty: 7 kroků
![Měření teploty: 7 kroků Měření teploty: 7 kroků](https://i.howwhatproduce.com/images/001/image-2130-j.webp)
Měření teploty:
Měření teploty pomocí XinaBoxu a termistoru: 8 kroků
![Měření teploty pomocí XinaBoxu a termistoru: 8 kroků Měření teploty pomocí XinaBoxu a termistoru: 8 kroků](https://i.howwhatproduce.com/images/001/image-756-52-j.webp)
Měření teploty pomocí XinaBoxu a termistoru: Změřte teplotu kapaliny pomocí analogového vstupu xChip od XinaBoxu a sondy termistoru
DIY zábavný logický obvod ovládání zvuku pouze s rezistory kondenzátory Tranzistory: 6 kroků
![DIY zábavný logický obvod ovládání zvuku pouze s rezistory kondenzátory Tranzistory: 6 kroků DIY zábavný logický obvod ovládání zvuku pouze s rezistory kondenzátory Tranzistory: 6 kroků](https://i.howwhatproduce.com/images/003/image-7181-11-j.webp)
DIY zábavný logický obvod ovládání zvuku pouze s rezistory Kondenzátory Tranzistory: V dnešní době existuje vzestupný trend v navrhování obvodů s integrovaným obvodem (IC), mnoho funkcí bylo třeba realizovat analogovými obvody za starých časů, ale nyní je může plnit také IC že je stabilnější, pohodlnější a snadnější
DIY siréna pro nálety s odpory a kondenzátory a tranzistory: 6 kroků (s obrázky)
![DIY siréna pro nálety s odpory a kondenzátory a tranzistory: 6 kroků (s obrázky) DIY siréna pro nálety s odpory a kondenzátory a tranzistory: 6 kroků (s obrázky)](https://i.howwhatproduce.com/images/003/image-7884-j.webp)
DIY a Air Raid Siren s odpory a kondenzátory a tranzistory: Tento cenově dostupný projekt DIY Air Raid Siren je vhodný pro výzkum obvodu vlastní oscilace složeného pouze z odporů a kondenzátorů a tranzistorů, které mohou obohatit vaše znalosti. A je vhodný pro národní obrannou výchovu pro děti, v