اندازه گیری فشار هوا توسط سنسور ST09

سنسور اندازه گیری فشار هوا ST09

در این بخش تیم الکترونیک و برنامه نویسی الکترونیک ۹۸, اقدام به طراحی و انتشار پروژه ای کاربردی و حرفه ای با عنوان, اندازه گیری فشار هوا توسط سنسور ST09, برای شما علاقه مندان به پروژه های میکروکنترلر AVR کرده است. با استفاده از سنسور فشار استفاده شده در این پروژه می توان تا 10 بار را اندازه گیری کرد. مشخصات سنسور فشار ST09 عبارت است از اندازه گیری فشار تا 10 بار، جریان خروجی از 4 میلی آمپر تا 20 میلی آمپر و تغذیه سنسور از 9 ولت تا 30 ولت.

خروجی این سنسور از طریق دو الکترود قابل دسترسی است. خروجی این سنسور در فشار صفر بار، 4 میلی آمپر می باشد. و با افزایش فشار جریان خروجی نیز متناسب با آن تغییر می کند. خروجی این سنسور تحت فشار 10 با 20 میلی آمپر است. به این ترتیب ما می توانیم با اندازه گیری میزان جریان خروجی سنسور توسط میکروکنترلر میزان فشار هوا را تشخیص دهیم.

نقشه شماتیک پروژه اندازه گیری فشار هوا توسط سنسور ST09

برای اندازه گیری میزان جریان خروجی سنسور فشار هوا ST09 نیاز به استفاده از واحد ADC یا همان مبدل آنالوگ به دیجیتال داریم، که این واحد به صورت کامل داخل میکروکنترلرهای AVR تعبیه شده است و تنها کاری که لازم است ما باید برای راه اندازی سنسور فشار هوا ST09 و واحد ADC توسط میکرو AVR انجام دهیم، نوشتن چند خط برنامه برای میکروکنترلر ATmega16 است.

از آنجا که خروجی سنسور هوا ST09 جریان می باشد برای تبدیل آن به ولتاژ از یک مقاومت استفاده می کنیم، که نحوه اتصال آن را به سنسور در نقشه شماتیک پروژه می توانید مشاهده کنید. ولتاژ دو سر این مقاومت متناسب با جریان عبوری تغییر خواهد کرد. پس با اندازه گیری ولتاژ دو سر مقاومت می توان از جریان سنسور مطلع شد و در نتیجه بعد از محاسبه جریان می توان فشار هوا را نیز محاسبه نمود.

شرح عملکرد پروژه

در این پروژه ما AVC میکروکنترلر AVR را به عنوان مرجع ADC پیکربندی می کنیم. ولتاژ این مرجع 5 ولت می باشد و این به این معنا است که بیشترین ولتاژی را که می توان اندازه گرفت 5 ولت است. پس مقدار مقاومت متصل شده به سنسور فشار باید به اندازه ای انتخاب شود که در حالتی که بیشترین جریانی از آن می گذرد ولتاز دو سر آن از 5 ولت بیشتر نشود. مقدار این مقاومت از رابطه زیر بدست می آید:

R = V/I > 5V/0.02A = 250R

1	R = V/I > 5V/0.02A = 250R

ولتاژ دو سر مقاومت 250 اهمی زمانی که جریان 20 میلی آمپر از آن عبور می کند 5 ولت خواهد بود و در حالت بی بار که جریان 4 میلی آمپر از آن عبور می کند ولتاژ 1 ولت می باشد. در صورتی که بخواهید از مرجع داخلی میکروکنترلر که مقدار آن 2.56 ولت می باشد برای مرجع ADC استفاده کنید مقدار این مقاومت باید 128 اهم باشد:

R = 2.65V/0.02A = 128R

1	R = 2.65V/0.02A = 128R

برای نمایش مقدار اندازه گیری از یک LCD کارکتری و همچنین دستور Print استفاده شده است. این دستور از واحد UART میکروکنترلر استفاده می کند و خروجی آن از طریق پاییه TXD میکروکنترلر قابل دسترسی است.

برنامه نوشته شده در نرم افزار BASCOM-AVR به زبان بیسیک BASIC

$regfile = "M16DEF.DAT"
$crystal = 8000000
'-----------------------------------------------------
Config Lcdpin = Pin , Db7 = Porta.0 , Db6 = Porta.1 , Db5 = Porta.2 , Db4 = Porta.3 , E = Porta.4 , Rs = Porta.5
Config Lcd = 16 * 2
Cursor Off : Cls
'-----------------------------------------------------
Config Serialin = Buffered , Size = 20
Config Com1 = Dummy , Synchrone = 0 , Parity = None , Stopbits = 1 , Databits = 8 , Clockpol = 0
$baud = 9600
'-----------------------------------------------------
Config Adc = Single , Prescaler = Auto , Reference = Avcc
'-----------------------------------------------------
Dim C As Long
Dim D As Long
'-----------------------------------------------------
'Pressure * 10 at 100m
Const X = 98
'-----------------------------------------------------
'D =((C*5000000)/256-4000000)/(16*X)
Const Z1 = 5000000 / 256
Const Z2 = 16 * X
'-----------------------------------------------------
Start Adc
Do
   C = Getadc(6)
   D = C * Z1
   D = D - 4000000
   D = D / Z2
   Lcd "Depth:" ; D ; "cm"
   Print "Depth: " ; D ; "cm"
Wait 1
Loop
End

$regfile = "M16DEF.DAT"

$crystal = 8000000

'-----------------------------------------------------

Config Lcdpin = Pin , Db7 = Porta.0 , Db6 = Porta.1 , Db5 = Porta.2 , Db4 = Porta.3 , E = Porta.4 , Rs = Porta.5

Config Lcd = 16 * 2

Cursor Off : Cls

'-----------------------------------------------------

Config Serialin = Buffered , Size = 20

Config Com1 = Dummy , Synchrone = 0 , Parity = None , Stopbits = 1 , Databits = 8 , Clockpol = 0

$baud = 9600

'-----------------------------------------------------

Config Adc = Single , Prescaler = Auto , Reference = Avcc

'-----------------------------------------------------

Dim C As Long

Dim D As Long

'-----------------------------------------------------

'Pressure * 10 at 100m

Const X = 98

'-----------------------------------------------------

'D =((C*5000000)/256-4000000)/(16*X)

Const Z1 = 5000000 / 256

Const Z2 = 16 * X

'-----------------------------------------------------

Start Adc

C = Getadc(6)

D = C * Z1

D = D - 4000000

D = D / Z2

Lcd "Depth:" ; D ; "cm"

Print "Depth: " ; D ; "cm"

Wait 1

Loop

End

همچنین فایل شبیه ساز این پروژه نیز که با نرم افزار Proteus 8 Professional طراحی شده، پیوست فایل پروژه جهت دانلود قرار داده شده است، که می تواند شما را در یادگیری هر چه بهتر مدار و نحوه عملکرد آن یاری نماید.