Вы здесь:
Главная » Новое на сайте » ЭЛЕКТРОННЫЙ БАРОМЕТР-ИНДИКАТОР

ЭЛЕКТРОННЫЙ БАРОМЕТР-ИНДИКАТОР

Назначение: с помощью светоиндикаторной шкалы отображать изме­нение атмосферного давления в сторону повышения или понижения по отношению к некоторому начальному значению.

Регулировка:

  • чувствительности датчика;
  • установки средней точки отсчета давления.

Особенности: в устройстве применен откалиброванный в заводских условиях термокомпенсированный датчик давления.

Так как система, связанная с функцией плавательного пузыря, очень чувствительна к перепадам давления, то любое изменение оказывает воздействие на поведение рыб и, следовательно, на результаты рыбал­ки. Такие колебания давления (как правило, очень плавные) сложно определить без барометра или индикатора давления. С точки зрения рыболова, медленное повышение температуры и давления являются благоприятными факторами, в то время как быстрое возрастание или стабильно высокое давление, напротив, не предвещает успешной ры­балки. Оптимальным для рыбалки считается среднее давление.

В данном устройстве заимствованы пьезорезистивные свойства ми­ниатюрной кремниевой пластины, работающей по принципу тензомет­ра, способного фиксировать малейшие колебания поверхности. Здесь используется датчик с термокомпенсацией (компании Motorola), от­личающийся высокой точностью и прокалиброванный в заводских условиях. Чувствительность тензодатчика составляет 0,2 мВ/кПа.

Краткая метрологическая справка: несмотря на то что за единицу дав­ления в международной системе СИ принят паскаль (1 Па — 1 Н/м2), довольно часто используют бар, который равен 100 ООО Па. Атмос­ферное давление на шкалах домашних стрелочных барометров чаще всего указывается в миллибарах. Таким образом, нормальное атмос­ферное давление составляет:

100 000 Па = 100 кПа — 1 бар = 1 000 мбар = 1 000 гПа.

При этом давлении напряжение на выходе тензодатчика (МРХ 2200 АР) равно 100 X 0,2 мВ = 20 мВ. На основе этого датчика можно изготовить барометр, если оснастить его, к примеру, точным цифро­вым вольтметром. Однако для нашего случая в этом нет никакой не­обходимости, поскольку нас интересует, как изменяется давление: в сторону повышения или понижения. Индикатор изменения давле­ния можно реализовать на основе шкалы, состоящей из нескольких светодиодов.

Принципиальная схема барометра-индикатора

Принципиальная схема устройства представлена на рис. 3.16.

ЭЛЕКТРОННЫЙ БАРОМЕТР-ИНДИКАТОРНапря­жение питания на датчик давления подается непосредственно от бата­реи 9 В (выводы 1 и 3). В целях продления службы батареи напряжение питания на схему подается только на время считывания с помощью кнопки, включенной в разрыв цепи питания. Сигнал с датчика давле­ния поступает на дифференциальный усилитель, построенный на двух операционных усилителях DA2.1 и DA2.2 в корпусе (LM 324). Он усиливает амплитуду сигнала тензодатчика в 50 раз. С помощью пе­ременного резистора R4, включенного между двумя резисторами с одинаковыми номинальными значениями сопротивления R1 и R2, можно произвести точную регулировку. С учетом коэффициента уси­ления, при атмосферном давлении 1000 Па (100 кПа), получаем на выходе дифференциального усилителя:

0,2 х 100 х 50 = 1000 мВ = 1 В.

Имея в распоряжении точный (например, цифровой) вольтметр с пределом измерения 2 В, можно пересчитывать измеренное напря­жение в абсолютное значение атмосферного давления.

Это напряжение снимается между выводами 7 и 14 дифференци­ального усилителя. Для визуального контроля, как и в описанном выше устройстве, применена интегральная схема дискриминатора LM 3914, содержащая десять компараторов, у каждого из которых один вход подключен к общему выводу (5), а вторые входы — к про­межуточным точкам резистивного делителя. Потенциал на выводе 4 определяет нижний предел измерения давления, а верхний предел уста­навливается путем изменения потенциала на объединенных выводах 6 и 7 с помощью переменного резистора R5. Так, чтобы верхний предел ин­дикации атмосферного давления составлял 1060 мбар, следует задать на движке резистора R5 напряжение около 1,1 В относительно вывода 8.

ЭЛЕКТРОННЫЙ БАРОМЕТР-ИНДИКАТОР

Порядок индикации изменений атмосферного давления следующий: медленно вращая движок переменного резистора R6, установите на входе 5 дискриминатора такой потенциал, при котором включаются средние светодиоды HL5 и HL6. Если через определенное время дав­ление начнет расти, то светодиоды от HL7 до HL10 зажгутся поочеред­но, в зависимости от амплитуды этого изменения. И наоборот, пониже­ние давления — признак приближающегося дождя — сопровождается уменьшением напряжения на выводе 5 микросхемы. В этом случае по­очередно начнут загораться светодиоды с HL4 по HL1. На практике нет необходимости в очень точной калибровке. Достаточно обеспе­чить максимальную чувствительность, чтобы схема могла регистриро­вать малейшие изменения атмосферного давления. А уж в зависимос­ти от этого вы будете решать, есть ли смысл отправляться на рыбалку.

Таблица 3.5. Перечень элементов к схеме на рис.3.16.

Наименование

Обозначение

 Номинал

Примечание

Резисторы

R1.R2

100 кОм

0,25 Вт

R3

91 кОм

R4

4,7 кОм

Переменный

R5

1 кОм

Переменный

R6

100 кОм

Переменный с линейной характеристикой

Конденсаторы

С1

10 мкФ

16 В, электролитический

С2

6,8 нФ

63 В, пленочный

СЗ

470 нФ

63 В, пленочный

Полупроводники

DA1

Датчик атмосферного давления МРХ 2290 АР (Motorola)

DA2

LM324

Счетверенный операционный усилитель

DA3

LM3914

Схема управления светоиндикатором

HL1 — HL10

Светодиоды

Прочее

Монтажная панель с 18 выводами
Монтажная панель с 14 выводами
Разъём с пружинными контактами для батареи типа «Корунд»
Кнопочный выключатель
Ручка потенциометра

Рекомендации по изготовлению

Данное устройство предназначено для того, чтобы пользо­ваться им в домашних условиях. Поэтому для него не требуется спе­циального герметичного корпуса, защищающего элементы схемы от внешних факторов в полевых условиях. Все компоненты барометра-индикатора, включая датчик давления и элементы настройки, собраны на печатной плате (рис. 3.17). Монтаж устройства производится в со­ответствии с монтажной схемой (рис. 3.18).

ЭЛЕКТРОННЫЙ БАРОМЕТР-ИНДИКАТОР

Рекомендуем подобрать индикаторные светодиоды таким образом, чтобы их цвета несли фун­кциональную нагрузку. Так, применив светодиоды HL5 и HL6 красно­го цвета, можно четко обозначить исходную точку. Светодиоды, раз­мещённые с одной стороны от средней точки, могут быть, например, желтыми, а с другой стороны — зелёными.

В данном устройстве микросхема LM 3914 работает в режиме DOT -точка, то есть при отключенном выводе 9, а питание подаётся только на время индикации давления при нажатой кнопке «Измерение».

Источник: Изабель ГИ. Электронные устройства для рыбалки. В помощь радиолюбителю.


Метки: [ ]




ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ:


Популярность: 7 058 просм.
Вы можете следить за комментариями к этой записи через RSS 2.0. Вы можете оставить комментарий:.

Ваш комментарий


Прислать свою поделку!

А ТАКЖЕ ЕЩЁ ИНТЕРЕСНОЕ:



MasterVintik