منابع پایان نامه ارشد درباره پايه، ﻣﯽباشد.، AD620

دانلود پایان نامه ارشد

است، راه دیگر استفاده از پتاسیومترها و تنظیم خروجی آنها روی ولتاژ مورد نظر است. و راه حل سوم استفاده از مرجع ولتاژ است و ما برای دقت کار حالت سوم را انتخاب کرده ایم. سوالاتی که مطرح ﻣﯽشود: 1.این آﻯسی ها چه تفاوت کاربردی با رگولاتور های ولتاژ دارند و آیا به جای همدیگر ﻣﯽتوان آنها را استفاده کرد؟ 2.آیا در طراحی های خوب مدار از ولتاژ های مرجع استفاده ﻣﯽشود یا از رگولاتور؟
خروجی رگولاتورها با یه مقدار تلرانس تثبیت شده است که معمولاً در دمای 25 اتاق فرض ﻣﯽشود و همچنین خروجی تثبیت شده رگولاتورها به تغییرات دما حساس هستند. مرجع ولتاژ یا استاندارد ولتاژ40 یک قطعه ی الکترونیکی است که ولتاژی ثابت و مستقل از تغییرات دما، گذر زمان، بار خارجی روی دستگاه و تغییرات ولتاژ ورودی دستگاه تولید ﻣﯽکند. مرجع ولتاژ در تنظیم کننده های ولتاژ منابع تغذیه، مبدل های دیجیتال به آنالوگ، مبدل های آنالوگ به دیجیتال و در دستگاه های اندازﻩگیری و کنترل استفاده ﻣﯽشود. رفرنسﻫﺎ دقیق هستند و توانی در حد 300 میلی وات دارند ولی رگلاتورها دقیق نیستند مثلاً رگلاتورهای 7805 معمولاً 4.98V را فراهم ﻣﯽکند و توانی در حد 15 وات دارند. در طراحی سنسور از 2 عدد مرجع ولتاژ REF30xx استفاده شد. اولین مرجع ولتاژ با خروجی 3.3V و با شماره REF3033 بر روی پین A3 میکروکنترلر بسته شد و دومی با شماره REF3012 با خروجی 1.25V بر روی پایه رفرنس ADC0804 قرار داده شد چرا که حداکثر ولتاژ خروجی مربوط به سنسور GSR در حدود 2.5V است، و همانطور که در قبلاً اشاره شد برای نشان دادن حد بالا در این IC پایه رفرنس آن به نصف ولتاژ مربوط شد. نحوه تولید مرجع ولتاژ با این IC، در پایه خروجی، به سادگی با افزودن تنها یک خازن با ظرفیت 0.47µF به همراه ولتاژ ورودی به پایه یک، و اتصال پایه 3 آن به زمین میسر ﻣﯽشود [91]. در شکل 4-9 ﻣﯽتوان شماتیک مدار آن را مشاهده کرد.

شکل 4-9: مرجع ولتاژ REF30xx
4-2-9 تقويت کننده ابزار دقيق AD620
تقویت‎کننده ابزار دقیق41 نوعی تقویت‎کننده تفاضلی است که به سبب امپدانس ورودی بسیار بالا در تجهیزات اندازه‎گیری و ابزار دقیق پر کاربرد است. همچنین آفست کم، رانش ناچیز، بهره تفاضلی بالا و قبل تنظیم به علاوه نویزپذیری کم و مشخصه‎های مناسب دیگر سبب شده است این تقویت‎کننده‎ها کارآیی بالایی داشته باشند. از جمله تراشه‎های معروف تقویت‎کننده ابزار دقیق می‎توان از AD620، AD624، LH0036، 1NA102 و 1NA110 نام برد.
تقويت کننده AD620 يک قطعه نسبتاً ازران قيمت با دقت بالاست که داراي بهره قابل تنظيم و بالايي ﻣﯽباشد. داراي ۸ پايه و توان مصرفي آن بسيار پايين است، لذا استفاده از باتري براي تغذيه آن IC مي باشد. با اتصال يک مقاومت خارجي بين پايه 1 و 8، ﻣﯽتوان بهره (ضریب تقویت) آن را بین 1 تا 1000 برابر نمود. این تقويتﻛﻨﻨﺪﻩ دارای تغذیه مثبت و منفی در پایه های 7 و 4 هست و این ولتاژ ﻣﯽتواند بین 2.3V تا 18V باشد. تقويت كننده مذكور اختلاف ولتاژ بين پايه هاي ورودي ۲ و ۳ را با توجه به بهره تعيين شده تقويت نموده و روي پايه ۶ به عنوان ولتاژ خروجي خواهد داد. پايه ۵ مشخص كننده ولتاژ مرجع است. اين پايه ولتاژ خروجي صفر را تعيين مي کند.

شکل 4-10: تقويت کننده ابزار دقيق AD620

با کمک جدول 4-2 و با توجه به مقاومت هايي که بین پایه 1 تا 8 قرار ﻣﯽگیرد، مي توان بهره هاي مختلفي را ايجاد نمود.
جدول 4-2: میزان بهره در AD620 با توجه به اندازه مقاومت
Calculated Gain
Value of RG (Ω)
Calculated Gain
Value of RG (Ω)
2.002
49.3 K
1.990
49.9 K
9.998
5.49 K
4.984
12.4 K
19.93
2.61 K
50.40
1.00 K
199.4
249
100.0
499
495.0
100
501.0
98.8
1003.0
49.3
991.0
49.9

معادله زير، رابطه بين مقاومتي که بين پايه هاي ۱ و ۸ قرار مي گيرد و بهره ي تقويتﻛﻨﻨﺪﻩ كننده را بيان ﻣﯽکند. با قرار دادن يك پتانسيومتر، مي توان بهره تقويتﻛﻨﻨﺪﻩ را به صورت پيوسته تغيير داد. فرمول زیر نحوه محاسبه دقیق RG را نشان می دهد [92].
R_G= (49.4 KΩ)/(G-1)
مدار شکل 4-11 مربوط به یک تست از این تقويتﻛﻨﻨﺪﻩ به ازای RG = 100Ω ﻣﯽباشد.

شکل 4-11: مدار تست AD620

4-2-10 توليد ولتاژ متقارن با TC7660
در بیشتر مدارات آنالوگ نیاز به یک ولتاژ منفی برای کار با OpAmp ها نیز هست که به روشﻫﺎی مختلف ﻣﯽتوان آنرا ایجاد کرد. یکی از راحت ترین و ارزانترین روشﻫﺎ استفاده از آﻯسی TC7660 است که فقط با ۲ خازن ﻣﯽتوان یک ولتاژ متقارن ایجاد کرد. این IC با ولتاژ 1.5V تا 10V تغذیه ﻣﯽشود و در ولتاژ 5V، در حدود 80µA جریان مصرف ﻣﯽکند.

شکل 4-12: توليد کننده ولتاژ متقارن TC7660

همانطور که در شکل 4-13 مشاهده می کنید با استفاده از ۲ خازن ﻣﯽتوان این مدار را راهﺍندازی کرد.ابتدا ولتاژ اصلی به ورودی وصل شده و سپس به صورت معکوس به خروجی متصل خواهد شد [93]. در این روش ولتاژ خروجی تقریباً برابر ولتاژ ورودی و به صورت معکوس خواهد بود. از این خرجی منفی برای تغذیه منفی ابزار دقیق AD620 که در بخش قبل معرفی شد استفاده ﻣﯽشود.

شکل 4-13: نحوه بستن مدار برای توليد ولتاژ متقارن با TC7660
4-3 پياده سازی سختﺍفزاری سنسور
در این بخش چگونگی تامین ولتاژ مناسب مدار و نحوه اتصالات سختﺍفزاری بین IC های مختلف با میکروکنترلر و یا با همدیگر به طور کامل بیان ﻣﯽشود.
4-3-1 تامين ولتاژ مدار
برای تامین برق مورد نیاز برای برد معمولاً ولتاژ +5V مورد نیاز است. برای همین منظور ﻣﯽتوان از یک باطری با ولتاژ +9V تا +12Vاستفاده نمد. اما برای رسیدن به +5Vﻣﯽتوان یک رگولاتور 7505 در ابتدای ورود ولتاژ به مدار قرار داد،که علاوه بر رسیدن به +5V، به یک ولتاژ صاف و بدون نوسان هم دست خواهیم یافت. این ولتاژ مورد نیاز برای میکروکنترلر، LCD و دیگر قطعات خواهد بود، اما بعضی از ماژول ها مانند شتاﺏسنج و بلوتوث به ولتاژی در حدود +3.3V نیاز دارند. برای این منظور بعد از رسیدن به ولتاژ +5V باید یک رگولاتور LF33CV در ورودی برق مدار مربوط به شتاﺏسنج یا بلوتوث قرار دهیم.
4-3-2 نحوه اتصال پايه های ميکروکنترلر
برای هر سنسور ما نیاز به یک بخش سختﺍفزاری و نرﻡﺍفزاری مرجع داریم که کنترل و مدیریت سایر بخشﻫﺎ را بر عهده بگیرد. در مدل طراحی ما این ماژول ﻣﻰتواند یک میکروکنترلر از نوع PIC باشد. انتخاب ما میکروکنترلر PIC16F877A است. همانطور که در قسمت های قبلی اشاره کردیم این میکرو دارای 40 پایه ﻣﯽباشد. در اینجا مختصری از پایه های مورد استفاده در طراحی را بیشتر تشریح ﻣﯽکنیم.
پایه شماره 1: پایه MCLR ﻣﯽباشدکه معمولاً با یک مقاومت چند 10 کیلو به ولتاژ مثبت مدار وصل ﻣﯽشود. این پایه برای Clear و یا Rest کردن میکروکنترلر استفاده ﻣﯽشود.
پورت A: این پورت از پایه شماره 2 تا 10 ﻣﯽباشد. از این پورت به منظور دریافت داده به صورت آنالوگ از سنسور استفاده ﻣﯽشود. به طور مثال خروجی سنسور شتاﺏسنج در سه بعد به صورت آنالوگ ﻣﯽباشند و باید 3 خروجی آن به 3 عدد از پایه های این پورت (به صورت انتخابی) وصل شوند. نکته مهم در این پورت، وجود دو پایه A2 و A3 ﻣﯽباشد. از این دو پایه ﻣﯽتوان برای تغییر ولتاژ رفرنس میکروکنترلر بهره برد. بدین صورت که ﻣﯽتوان هر یک از این دو پایه را به صورت مجزا به یک مقاومت متغیر(مانند پتاسیومتر) وصل نموده و در صورت نیاز A2 را به عنوان VREF- و A3 را به عنوان VREF+ در نظر گرفت. این کار به منظور تغییر محدوده ولتاژ به نمایش در آمده توسط خروجی سنسورهایی است که به باقی پایه های پورت A متصل شدﻩاند.
پایه 11 و 12: از این دو پایه برای تامین ولتاژ مورد نیاز میکروکنترلر استفاده ﻣﯽشود. این پایه ها به ترتیب به ولتاژ +5V و ولتاژ صفر متصل ﻣﯽشوند.
پایه 31 و 32: این پایه ها هم مانند دو پایه 11 و 12 برای تامین ولتاژ میکروکنترلر ﻣﯽباشند(به ترتیب زمین و +5V).
پایه 13 و 14: این دو پایه برای اتصال یک کریستال و یا نوسان ساز خارجی مورد استفاده قرار ﻣﯽگیرند. در این نوع میکروکنترلر معمولاً از کریستال 4MHz یا 8MHz استفاده ﻣﯽشود. نحوه اتصال اینها بدین ترتیب است که پایه های کریستال را به صورت مستقیم به این پایه ها وصل ﻣﯽکنیم، و از طرف دیگر هر یک از پایه های کریستال را با خازن هایی در حدود 20 تا 30 پیکوفاراد به زمین متصل ﻣﯽنماییم.
پورت C: پایه های این پورت شامل پایه های 15، 16، 17، 18، 23، 24، 25 و 26 ﻣﯽباشند. این پورت مانند سایر پورت های دریافت داده، ﻣﻰتواند دادﻩها را به صورت دیجیتال از سنسور دریافت نمایید. نکته قابل توجه در مورد این پورت وجود پایه های شماره 25 و 26 ﻣﯽباشد، که به ترتیب پایه های TX و RX معروف ﻣﯽباشند. از این دو پایه برای ارسال و دریافت به صورت سریال استفاده ﻣﯽشود. معروف ترین پروتکل هایی که با این دو پایه در ارتباط هستند پروتکل RS232 و Bluetooth ﻣﯽباشند، که هر دو از نوع سریالی هستند. دو پایه مهم دیگر در این پورت، پایه های 18 و 23 هستند که برای پروتکل I2C قرار داده شدﻩاند که در این طراحی به آﻥها نیازی نخواهد بود.
پورت D: این پورت نیز مانند پورت C دارای 8 پایه ﻣﯽباشد و برای دریافت دادﻩهای دیجیتال از آن استفاده ﻣﯽشود و شامل پایه های 19، 20، 21، 22، 27، 28، 29 و 30 است.
پورت B: این مجموعه معمولاً برای اتصال LCD به میکروکنترلر استفاده ﻣﯽشود. برای این نوع طراحی از کتابخانه Flex_LCD420 استفاده شده است، پایه B0 میکروکنترلر به پایه RS ال سی دی، B1 میکروکنترلر به RW ال سی دی، B2 میکروکنترلر به Enable ال سی دی و B4 تا B7 میکروکنترلر به B4 تا B7 ال سی دی، متصل ﻣﯽشود.
4-3-3 نحوه اتصال پايه های ماژول RS232
این ماژول برای ارتباط سریال میکروکنترلر با یک سیستمی که دارای پردازشگر قوی تر است، مانند PC و یا لپ تاپ، استفاده ﻣﯽشود، که برای برقراری این ارتباط از یک کابل USB استفاده ﻣﯽکنیم. نحوه اتصال پایه های این ماژول روی برد به صورت زیر است:
پایه 1: GND (وصل شود)
پایه 2: Volt (نیاز به وصل کردن نیست و از سیستم تامین ﻣﯽشود)
پایه 3: RX (به صورت کراس با TX ماژول های دیگر مانند پایه TX ماژول بلوتوث و یا پایه TX میکروکنترلر)
پایه 4: TX (به صورت کراس با RX ماژول های دیگر)
بعد از اتصال پایه های TX و RX این ماژول به پایه های RX و TX میکروکنترلر، به راحتی ﻣﯽتوان با یک برناﻣﻪنویسی ساده دادﻩهایی که میکروکنترلر از انواع سنسورها دریافت ﻣﯽکند، به روی PC و یا لپ تاپ فرستاد.

شکل 4-14: ماژول RS232
4-3-4 نحوه اتصال پايه های ماژول بلوتوث HC05
این ماژول برای اتصال بیسیم سنسور به گوشی یا لپ تاپ ﻣﯽباشد و در ادامه به پایه های موردنیاز برای اتصال اشاره خواهد شد.
پایه 1: TX (به صورت کراس با RX ماژول های دیگر مانند RS232 یا میکروکنترلر)
پایه 2: RX (به صورت کراس با TX ماژول های دیگر)
پایه 11: Reset، اعمال ولتاژ صفر موجب ریست شدن ماژول ﻣﯽشود (این عمل زمانی مورد نیاز است که ماژول دارای نوسان زیادی است).
پایه 12: ولتاژ 3.3V
پایه 13: GND
پایه 31: این پایه یکی از پایه های شاخص ﻣﯽباشد و نحوه چشمک زدن آن بیانگر مدی است که ماژول در آن قرار دارد. برخی از سازنده های این ماژول LED کوچکی روی خود ماژول و در مسیر این پایه تعبیه ﻣﯽکنند. اما در برخی دیگر که این LED وجود ندارد ﻣﯽتوان یک LED روی این پایه قرار داد. به این صورت که به این پایه به صورت مستقیم یک مقاومت 300 تا 400 اهمی قرار داده و در سر دیگر مقاومت پایه مثبت LED نصب ﻣﯽشود و پایه منفی LED به زمین متصل ﻣﯽگردد. در ادامه انواع مدهای کاری اشاره ﻣﯽشود:
مد AT Mode1: 2MHz یا مد تند(2 چشمک در ثانیه)، و دارای Baud Rate = 9600 bps، در این حالت فقط برخی از AT Commands ها قابل استفاده ﻣﯽباشند.
مد AT Mode2: 1MHz یا مد کند(1 چشمک در ثانیه)، و دارای Baud Rate = 38400 bps، در این حالت تمامی AT Commands قابل اجرا ﻣﯽباشد.
مد Paring: به صورت 2 چشمک سریع و پشت سر هم در ثانیه ﻣﯽتوان این وضعیت را تشخیص

پایان نامه
Previous Entries منابع پایان نامه ارشد درباره آﭖامپ، I/O، --- Next Entries منابع پایان نامه ارشد درباره گوشی تلفن همراه، تلفن همراه