المبدل التشابهي الرقمي

[alelectron]

السلام عليكم و رحمة الله و بركاته

دعني في البداية أطلعك على هذه المعلومات عن الحساس LM35 فهي قد تكون تذكرة تنفع المؤمنين أو معلومات جديدة تحمل لك أفكار جديدة..

:: هو عبارة عن دارة متكاملة IC بكل ما تعنيه الكلمة تعطينا تغير في الجهد متناسب مع التغير في درجة الحرارة .. تعطينا 10mv لكل درجة مئوية.. يمكنك التأكد من ذلك بتوصيل الـ pin1 إلى الجهد 5v و الـ pin3 إلى الأرضي أو السالب أما الـ pin2 و هي في المنتصف تمثل الخرج (طبق جهد خرج الحساس على مقاومة حمل 10k و قس جهد الخرج بين طرفيه) ضع عليها مجس الأفومتر الموجب و ثبت المجس السالب على الأرضي فإذا كانت الحرارة عندك كما هي عندي الآن في الغرفة 35C درجة مئوية و أنت تسبح بعرقك ستقرأ على الأفومتر 350mv طبعاً بنسبة خطأ مقبولة... أما إذا كانت الغرفة عندك يا عزيزي مكيفة و الحرارة بحدود الـ 20C درجة مئوية ستقرأ على الأفومتر 200mv و هكذا...

:: دقة هذا الحساس 0.5C و هي جيدة بالنسبة لمعظم تطبيقاتنا .

:: جهد تغذيته يتراوح من 4v إلى 30v.

:: درجات الحرارة التي يتعامل معها تتراوح من 55 تحت الصفر إلى 150 درجة مئوية فوق الصفر .

:: و أعيد التذكير بأن العلاقة خطية تماماً بين درجة الحرارة و خرج الحساس 10mv لكل 1C درجة مئوية.

لقياس درجة الحرارة يمكننا استخدام المقاومات الحرارية PTC, NTC التي تتغير مقاومتها سلباً أو إيجاباً مع تغير الحرارة.. كما يمكن استخدام المزدوجة الحرارية.. و لكننا علينا باختيار الحساس LM35 فهو ذو دقة أكبر و من السهل جداً التعامل معه لدرجة بأنني اعتبره ميزان حرارة مستقل بحد ذاته يعطينا درجة الحرارة على شاشة الأفومتر بكل بساطة... ثم أن الخطية أمر هام في العنصر الذي نستخدمه لقياس درجة الحرارة أو أي شيء آخر كشدة الإضاءة مثلاً..
و هذا ما لا تجده في المقاومات الحرارية التي نضطر إلى توصيله بتشكيلة خاصة لنحصل على خطية بين درجة الحرارة و قيمة مقاومتها و في مجال حراري من 0 إلى 100 درجة مئوية بأفضل الحالات... إلا أنها رخيصة الثمن.

للحصول على قيمة رقمية يمكن للحاسوب قراءتها استخدمنا المبدل التشابهي الرقمي ACD0804 يمكنك الاطلاع على الداتا شيت الخاص به من الموقع www.datasheet4u.com و لكن لا بد لنا من الحديث عنه قليلاً بالعربي.

:: هذا المبدل 8bit أي يمثل درجة الحرارة على هيئة 8 بتات يمكنك القول بايت واحد.. و هي الأقطاب التي تحمل المسميات DB0,DB1,DB2,DB3,DB4,DB5,DB6,DB7 يمكنك ملاحظتها في مخطط الدارة و ستلاحظ بأن القطب DB0 الـ pin18 يمثل الخانة الأقل أهمية في نظام العد الثنائي أي تمثل 2^0 و قد كتب إلى جانبها LSB أي البت الأقل أهمية، في حين أن القطب DB7 الـ pin11 يمثل الخانة الأكثر أهمية في نظام العد الثنائي أي تمثل 2^7 و قد كتب إلى جانبها MSB أي البت الأكثر أهمية.
كما عدد المخارج الرقمية ذو صلة وثيقة بدقة المبدل التشابهي الرقمي فكلما زاد عدد المخارج كلما مكننا ذلك من تحسس مطال إشارة أصغر في دخله، و لحساب أصغر مطال يمكن تحسسه نستخدم العلاقة التالية:
Res = Vref / ((2^n) – 1)
حيث n هي عدد بتات الخرج (المخارج الرقمية).
و Vref يمثل الجهد المرجعي للمبدل يطبق على مدخل الجهد المرجعي في المبدل، و في مبدلنا المستخدم يطبق هذا الجهد على الـ pin9 و كما نلاحظ من الشكل يسمى Vref/2 أي يجب تطبيق نصف الجهد المرجعي فقط على المبدل.
إن لم تتضح فكرة الجهد المرجعي يمكننا التبسيط أكثر و القول: عندما تكون جميع مخارج المبدل الثمانية بالحالة 1 منطقي سيكون مطال إشارة الدخل مساوياً للجهد المرجعي.
و لنفرض بأنك تستخدم المبدل المستخدم في دارتنا في تطبيق ما و اخترت جهداً مرجعياً 1v عندها سيكون أصغر مطال يمكن تحسسه من قبل المبدل سيكون:
Res = 1/255 = 3.92mv
و لمعرفة قيمة الجهد على مدخل المبدل بعد معرفة الرقم الثنائي على الخرج نستخدم العلاقة التالية:
Vin = Dout * Res
حيث Dout قيمة الخرج الرقمي ( بعد التحويل من ثنائي إلى عشري)
و Res دقة التمييز أو أقل مطال للإشارة يمكن تحسسه.

أما في تطبيقنا هذا فإننا سنضبط الجهد المرجعي على القيمة 1.28mv أي عملياً سنطبق على القطب Vref/2 فقط 0.64mv لماذا؟
لأن:
Res = 1.64/255 = 0.00501v = 5.01mv
و أصغر مطال يمكن للمبدل تحسسه و هو يساوي دقة الحساس LM35 حيث كما أسلفنا بأن الحساس يعطينا 10mv لكل درجة مئوية و سيعطينا 5mv لنصف الدرجة و هذا أمر جميل للباحث عن الدقة.
و لتقريب الفكرة أكثر للأذهان لنفرض بأن درجة الحرارة 1 عندها سيكون وضع مخارج المبدل الثمانية:
01000000 على فرض بأن الخانة الأقل أهمية هي في أقصى اليسار.
هذا الرقم الثنائي إذا حولته إلى عدد عشري سيساوي 2 قسمه على 2 لتحصل على درجة الحرارة.

و لتقريب الفكرة أكثر فأكثر للأذهان لنفرض بأن درجة الحرارة 0.5 عندها سيكون وضع مخارج المبدل الثمانية:
10000000 على فرض بأن الخانة الأقل أهمية هي في أقصى اليسار.
هذا الرقم الثنائي إذا حولته إلى عدد عشري سيساوي 1 قسمه على 2 لتحصل على درجة الحرارة.

(من الضروري أن تتضح عندك هذه الفكرة جيداً)

:: سرعة تبديل Time Conversion هذا المبدل 100 ميكرو ثانية و هو الزمن الذي تستغرقه عملية التبديل.. أي سنحصل على النتيجة على مخارج المبدل على الأقطاب DB0 to DB7 بعد 100 ميكرو ثانية من إعطاء أمر التبديل.

:: أقصى تردد أخذ عينات هو 9KH .

:: هذا المبدل مزود بذاكرة latch في الخرج لحفظ نتيجة التبديل فيها.

:: تتبع ذاكرة الـ latch بدارة عزل للموافقة مع المعالجات.
من مخطط الدارة ستلاحظ استخدامنا لمكبر العملية LM358 كدارة عازل ذات ممانعة دخل مرتفعة جداً و ممانعة خرج منخفضة و ذلك بهدف الربط و من أجل حفظ قيمة الجهد التي تم ضبط المقاومة المتغيرة RV1 عليها، فهذه القيمة الهامة قد تتعرض لخلل بسبب تغير التيار المستجر من قبل مدخل الجهد المرجعي Vref/2

و لنتحدث قليلاً عن وظائف الأقطاب:
:RD يوجد فوقه خط كما نلاحظ من مخطط الدارة الذي يعني بأن هذا القطب سيؤدي وظيفته عندما نطبق عليه 0 منطقي، و هذه الوظيفة هي قراءة مخارج المبدل، أي في كل مرة سيقرأ بها برنامجك درجة الحرارة عليه أن يرسل نبضة سالبة أو صفر منطقي على هذا القطب، أو وصل هذا القطب إلى أرضي الدارة كما هو موضح في المخطط.

WR: يوجد فوقه خط أيضاً، و هو لإعطاء أمر التبديل.

Vref/2: مدخل الجهد المرجعي... نطبق فقط نصف الجهد المرجعي المطلوب عليه.

CLKR: توصل إلى هذا القطب مقاومة تحديد سرعة عملية التبديل بالاشتراك مع المكثف الذي يوصل إلى القطب CLKIN... كما هو موضح في مخطط الدارة.

CLKIN: يوصل إلى هذا القطب مكثف تحديد سرعة عملية التبديل بالاشتراك مع المقاومة التي توصل إلى القطبCLKR... كما هو موضح في مخطط الدارة.

INTR: يوجد فوقه خط و هو مخرج يدل على لحظة انتهاء التبديل فعندما نعطي الأمر بالتبديل من خلال القطب WRيأخذ القيمة 0 منطقي و عند الانتهاء من عملية التبديل يعود إلى 1 منطقي ... إلا أننا لن نحتاجه هنا.

Analog Gnd: أرضي الدارة التمثيلية في حال وجودها.
Digital Gnd: هو أرضي الدارة الرقمية، كما تلاحظ من مخطط الدارة بأننا قصرنا الخطين إلى الأرضي.

و لتحصل على درجة الحرارة من هذه الدارة عن طريق منفذ LPT و لغة البرمجة المفضل لديك ،عليك أن تكتب برنامجك محققاً التسلسل التالي:
1 – أعطي أمر التبديل للمبدل و ذلك بإرسال نبضة إلى القطب WR الذي ربطناه مع C0 من خطوط التحكم في منفذ الـ LPT كما تلاحظ في مخطط الدارة.

ارسل 255 إلى خطوط التحكم أي : out &H37A,255
ولد تأخير زمني بسيط ثم..
ارسل 0 إلى خطوط التحكم أي : out &H37A,0

طبعاً هذا ما ستفعله إذا كنت من عشاق VB6 و هذا ما أفعله أنا.

2- انتظر زمن مقداره 100 ميكرو ثانية و هو زمن التبديل.

3- اقرأ خطوط البيانات الثمانية لمنفذ الطابعة LPT و خزنها في متحول ثم اعرضها في تكست بوكس أو على لافتة .

لقراءة خطوط البيانات : x = inp (&H379)

قسم المتحول x على 2 لتحصل على درجة الحرارة ثم اعرضها في تكست بوكس أو لافتة.

على فرض أنك على علم مسبق بكيفية التعامل مع منفذ الطابعة LPT.

في النهاية أرجو أن أكون قد وفقت في الشرح.. و في الأيام القادمة سنتحدث عن استثمار المبدل التشابهي الرقمي في متحكمات عائلة AVR و استثمار المبدل TC7107 ذو الاستخدمات المتعددة و المتمتع بإمكانية ربطه المباشر إلى شاشات الإظهار ذات السبع قطع.. و الله و لي التوفيق.

أخوكم ياسر فاعور من سوريا...

http://www.upp6.com/view.php?file=28565ba1f4

[5282]

شكرا على تلك المعلومات القيمة وارجو ارفاق الصور لأن ذلك يسهل كثيرااا ويجعل الامور واضحة اكثر واكثر

[osama matar]

بسم الله
موضوعك جميل ولكن صعب الفهم
يا ريت تعيد الشرح مع الصور
أنا فاهم لحد هون وبس

[alelectron]

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة 5282

وارجو ارفاق الصور لأن ذلك يسهل كثيرااا ويجعل الامور واضحة اكثر واكثر

مشكور أخي الحبيب على مرورك بالموضوع و هذا الرابط ستجد فيه الصور
http://www.upp6.com/view.php?file=28565ba1f4

[alelectron]

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة osama matar

يا ريت تعيد الشرح مع الصور
أنا فاهم لحد هون وبس

مشكور أخي الحبيب على مرورك بالموضوع و هذا الرابط ستجد فيه الصور
http://www.upp6.com/view.php?file=28565ba1f4
و لعلك تحدد لي الجزء الذي لم يتضح لك.
و هذا المبدل lm3914 ليس عندي المعلومات الوافية عنه و إنما استخدمت المبدل ACD0804 ، و إذا قصدت استخدام مبدل يمكن ربطه مباشرة مع شاشات الإظهار ذات السبع قطع فانصحك باستخدام TC7107 .
أخوك ياسر فاعور من سوريا...

[osama matar]

بسم الله
مشكور أخي الكريم alelectron على سرعة الرد وعلى الرسم ويالفعل أصبح الموضوع أقرب للذهن
أما الرسمة التي أدرجتها أنا سابقاً فهي من الداتا شيت للمجس الحراري LM35 وال LM3914
محول أنلوج للدجيتال فكلما غير المجس جهد خرجه حسب الحرارة تغير الليد المضيء
ولكنها تبدو بدائية بالنسبة لACD0804 فعمل رائع وبارك الله فيك

[alelectron]

و بك أخي الحبيب أسامة

[الكترونيات عصري]

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة alelectron

السلام عليكم و رحمة الله و بركاته



أخوكم ياسر فاعور من سوريا...

http://www.upp6.com/view.php?file=28565ba1f4

المخطط غير موجود؟؟