14 - بٹ 4 - 20 ایم اے لوپ - طاقت والا تھرموکوپل درجہ حرارت کی پیمائش کا نظام سرکٹ

سرکٹ کے افعال اور فوائد

چترا 1 میں دکھایا گیا سرکٹ ایک مکمل لوپ سے چلنے والا تھرموکوپل درجہ حرارت کی پیمائش کا نظام ہے جو 4 ایم اے سے 20 ایم اے پیداوار موجودہ کو کنٹرول کرنے کے لئے صحت سے متعلق اینالاگ مائکروکونٹرولر پی ڈبلیو ایم فنکشن کا استعمال کرتا ہے۔

چترا 1. ADUCM360 ایک 4 ایم اے سے 20 ایم اے لوپ پر مبنی درجہ حرارت کی نگرانی سرکٹ کو کنٹرول کرتا ہے (اسکیمٹک آریگرام: تمام کنکشن اور ڈوپلنگ نہیں دکھائے جاتے ہیں)

یہ سرکٹ ADuCM360 صحت سے متعلق ینالاگ مائکروکونٹرولرز پر زیادہ تر سرکٹ افعال کو مربوط کرتا ہے ، جس میں ڈوئل 24 بٹ Σ-Δ ADC ، ایک آرم آرم کورٹیکس ™ -M3 پروسیسر کور ، اور 28 V ایم اے تک 4 چینل وولٹیج کنٹرول لوپ شامل ہے۔ 20 ایم اے لوپ PWM / DAC خصوصیات ، کم قیمت پر درجہ حرارت کی نگرانی کا حل فراہم کرتے ہیں۔

ADuCM360 ایک ٹی قسم کے تھرموکوپل اور 100 Ω پلاٹینم مزاحمت درجہ حرارت کا پتہ لگانے والے (RTD) سے منسلک ہے۔ آر ٹی ڈی کو کولڈ جنکشن معاوضے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔ کم طاقت والا کارٹیکس-ایم 3 کور اے ڈی سی ریڈنگ کو درجہ حرارت کی اقدار میں بدلتا ہے۔ تائید شدہ ٹی قسم کے تھرموکوپل درجہ حرارت کی حد -200 ° C سے + 350 ° C ہے ، اور درجہ حرارت کی یہ حد 4mA سے 20mA تک موجودہ پیداوار کی حد کے مطابق ہے۔

یہ سرکٹ سرکٹ نوٹ CN-0300 میں بیان کردہ سرکٹ سے ملتا جلتا ہے ، لیکن اس سرکٹ میں ایک اعلی ریزولیوشن PWM کے ساتھ 4mA سے 20mA لوپ چلانے کا فائدہ ہے۔ پی ڈبلیو ایم پر مبنی آؤٹ پٹ 14 بٹ ریزولوشن فراہم کرتی ہے۔ درجہ حرارت سینسر سے ADC انٹرفیس اور RTD پیمائش کے لکیریزیشن کی تکنیک کے بارے میں مزید معلومات کے لئے ، سرکٹ نوٹ CN-0300 اور درخواست نوٹ AN-0970 دیکھیں۔

سرکٹ کی تفصیل

سرکٹ ایک لکیری ریگولیٹر ، ADP1720 کے ذریعہ تقویت یافتہ ہے ، جو ADUCM360 ، اوپیپ OP193 ، اور اختیاری حوالہ ADR3412 کو بجلی کی فراہمی کے لئے 3.3 V پر لوپ سپلائی کو منظم کرتا ہے۔

درجہ حرارت مانیٹر

سرکٹ کا یہ حصہ ADUCM360 کی درج ذیل خصوصیات کا استعمال کرتے ہوئے ، CN-0300 میں بیان کردہ درجہ حرارت مانیٹر سرکٹ سے ملتا جلتا ہے:

24 بٹ سگما ڈیلٹا اے ڈی سی میں ایک بلٹ ان پیجی اے ہے جو سافٹ ویئر میں تھرموکول اور آر ٹی ڈی کے لئے 32 کا فائدہ طے کرتا ہے۔ اے ڈی سی 1 تھرموکوپل اور آر ٹی ڈی وولٹیج نمونوں کے مابین مسلسل سوئچ کرتا ہے۔

پروگرام کے قابل جوش و خروش کا موجودہ ماخذ RTD کے ذریعہ ایک قابو شدہ موجودہ کو چلاتا ہے۔ ڈبل چینل موجودہ ماخذ کو 0μA سے 2mA تک قدم کے ساتھ تشکیل دیا جاسکتا ہے۔ یہ مثال آر ٹی ڈی خود حرارتی اثر سے ہونے والی غلطیوں کو کم کرنے کے لئے 200μA کی ترتیب کا استعمال کرتی ہے۔

ADuCM360 میں شامل ADCs میں 1.2 بلٹ میں ریفرنس موجود ہے۔ اندرونی وولٹیج حوالہ ایک اعلی درستگی رکھتا ہے اور تھرموکوپل وولٹیج کی پیمائش کے لئے موزوں ہے۔

ADuCM360 میں ADC کے لئے بیرونی حوالہ۔ جب RTD ریزسٹرس کی پیمائش کرتے ہیں تو ، ہم ایک بیرونی ریفرنس مزاحم (RREF) کو بیرونی VREF + اور VREF- پنوں سے مربوط کرنے کے لئے ایک تناسب سے متعلق ترتیب کا استعمال کرتے ہیں۔ چونکہ اس سرکٹ میں ریفرنس وولٹیج کا ماخذ ہائی رکاوٹ ہے ، لہذا آن-چپ حوالہ وولٹیج ان پٹ بفر کو اہل بنانا ضروری ہے۔ آن-چپ ریفرنس بفر کا مطلب یہ ہے کہ ان پٹ لیکیج کے اثرات کو کم سے کم کرنے کے لئے کسی بیرونی بفر کی ضرورت نہیں ہے۔

بیس وولٹیج جنریٹر (VBIAS)۔ وی بی آئی اے ایس فنکشن تھرموکوپل عام موڈ وولٹیج کو اے وی ڈی ڈی_REG / 2 (900 ایم وی) پر سیٹ کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔ اسی طرح ، اس سے بیرونی مزاحموں کی ضرورت کو ختم کیا جاتا ہے تاکہ تھرموکوپل کامن-موڈ وولٹیج کو ترتیب دیا جا.۔

بازو پرانتستا- M3 کور طاقتور 32 بٹ اے آر ایم کور صارف کوڈ چلانے ، اے ڈی سی کو تشکیل دینے اور کنٹرول کرنے کے لئے فلیش میموری کی 86 کلو اور ایس آر اے ایم میموری کی 8 کلو میٹر کو مربوط کرتا ہے ، اور تھرموکوپل اور آر ٹی ڈی آدانوں کو حتمی درجہ حرارت کی قیمت میں تبدیل کرنے کے لئے اے ڈی سی کا استعمال کریں۔ یہ 4 ایم اے سے 20 ایم اے لوپ چلانے کے لئے پی ڈبلیو ایم آؤٹ پٹ کو بھی کنٹرول کرتا ہے۔ یہ UBT / USB انٹرفیس پر ڈیبگنگ کے اضافی مقاصد کے لئے بھی مواصلات کو کنٹرول کرسکتا ہے۔

مواصلات

اوپ 193 کا استعمال کرتے ہوئے 16 بٹ پی ڈبلیو ایم آؤٹ پٹ کو بیرونی طور پر بفر کیا جاتا ہے اور بیرونی این پی این ٹرانجسٹر BC548 کو کنٹرول کیا جاتا ہے۔ اس ٹرانجسٹر کے VBE وولٹیج کو کنٹرول کرتے ہوئے ، 47.5Ω بوجھ ریزسٹر کے ذریعہ موجودہ مطلوبہ قیمت پر مقرر کیا جاسکتا ہے۔ یہ 4 ایم اے سے 20 ایم اے آؤٹ پٹ (-200 ° C سے + 350 ° C ، حوالہ ٹیسٹ کے نتائج) کے لئے ± 0.5 ° C کی درستگی سے بہتر فراہم کرتا ہے۔

داخلی ڈی اے سی OP193 کے لئے 1.2 V حوالہ فراہم کرتا ہے۔ متبادل کے طور پر ، درجہ حرارت کی حد سے زیادہ درستگی حاصل کرنے کے لئے 1.2 V پریسجن ریفرنس ADR3412 استعمال کیا جاسکتا ہے۔ بیرونی حوالہ لگ بھگ اسی بجلی کی کھپت کو اندرونی ڈی اے سی (~ 50 μA) کی طرح کھینچتا ہے۔ جی جی اقتباس ملاحظہ کریں Power پاور پیمائش ٹیسٹ جی جی کی قیمت؛ سیکشن

آن چپ 16 بٹ پی ڈبلیو ایم (پلس کی چوڑائی ماڈلن) ADuCM360 کے ذریعے 4 ایم اے سے 20 ایم اے لوپ کو کنٹرول کرتا ہے۔ پی ڈبلیو ایم ڈیوٹی سائیکل کو سافٹ ویئر کے ذریعہ 47.5 LO ریلوپ ریزٹر پر وولٹیج کو کنٹرول کرنے اور لوپ موجودہ کو ترتیب دینے کے ل. ترتیب دیا جاسکتا ہے۔ نوٹ کریں کہ آر ایل او او پی کا سب سے اوپر ADuCM360 گراؤنڈ سے منسلک ہے۔ آرلوپ کا نچلا حصہ لوپ کی زمین کو جوڑتا ہے۔ اس وجہ سے ، ADUCM360 ، ADP1720 ، ADR3412 ، اور OP193 ، اور اس کے علاوہ فلٹر شدہ PWM آؤٹ پٹ کے ذریعہ موجودہ سیٹ آؤٹ پٹ کرینٹس RLOOP کے ذریعے بہتی ہیں۔

R1 اور R2 کے جنکشن وولٹیج کا اظہار اس طرح کیا جاسکتا ہے:

VR12 = (VRLOOP {} 1}} VREF) x R2 / (R1 + R2) - VRLOOP

لوپ قائم ہونے کے بعد:

VIN=VR12

چونکہ R1=R2:

VIN=(VRLOOP {} 0}} VREF) / 2 - VRLOOP=VREF / 2 - VRLOOP / 2

VRLOOP=VREF - 2VIN

جب VIN=0 جب پورے پیمانے پر موجودہ بہاؤ ، اس بار VRLOOP=VREF۔ لہذا ، پورے پیمانے پر موجودہ VREF / RLOOP ، یا m24 ایم اے ہے۔ جب VIN=VREF / 2 ، کوئی موجودہ بہاؤ۔

VIN پر OP193 یمپلیفائر مائبادا بہت زیادہ ہے اور PWM فلٹر آؤٹ پٹ کو لوڈ نہیں کرتا ہے۔ یمپلیفائر کا آؤٹ پٹ صرف 0.7 V میں تھوڑا سا تبدیل ہوتا ہے۔

حد (0 ایم اے سے 4 ایم اے اور 20 ایم اے سے 24 ایم اے) میں کارکردگی غیر اہم ہے ، لہذا سپلائی ریل میں آپریشنل امپلیفائر کارکردگی اہم نہیں ہے۔

R1 اور R2 کی مطلق قدریں غیر اہم ہیں۔ تاہم ، R1 اور R2 کا ملاپ ضروری ہے۔

درجہ حرارت کی پیمائش کے لئے ADC1 استعمال کیا جاتا ہے ، لہذا یہ سرکٹ نوٹ ADUCM361 پر براہ راست صرف ایک ADC کے ساتھ لاگو ہوتا ہے۔ ایول- CN0319-EB1Z تشخیص بورڈ میں ADUCM360 پر ADC0 ان پٹ چینل کا استعمال کرتے ہوئے VR12 کا لیبل لگایا ہوا وولٹیج پیمائش کا آپشن شامل ہے۔ ADC پیمائش PWM کنٹرول سافٹ ویئر کی آراء کے لئے استعمال کی جاسکتی ہے ، 4 ایم اے سے 20 ایم اے موجودہ ترتیب کو ایڈجسٹ کرتی ہے۔

پروگرامنگ ، ڈیبگنگ اور جانچ

UART میزبان پی سی کے ساتھ مواصلات کے انٹرفیس کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔ اس کا استعمال آن چپ فلیش میموری کو پروگرام کرنے کے لئے کیا جاتا ہے۔ یہ فلٹر شدہ پی ڈبلیو ایم آؤٹ پٹس کیلیبریٹنگ کیلئے ڈیبگ پورٹ کا بھی کام کرتا ہے۔

آلہ کو فلیش بوٹ وضع میں مجبور کرنے کے لئے دو بیرونی سوئچ استعمال کیے جاتے ہیں۔ جبکہ SD کم ہے اور RESET بٹن ٹوگل ہے ، ADuCM360 عام صارف وضع کی بجائے بوٹ موڈ میں داخل ہوتا ہے۔ بوٹ موڈ میں ، UART انٹرفیس کے ذریعے اندرونی فلیش میموری کو دوبارہ پروگرام کیا جاسکتا ہے۔

کوڈ کی تفصیل

اس سرکٹ کی جانچ کے لئے سورس کوڈ ADuCM360 اور ADuCM361 پروڈکٹ پیجز (زپ آرکائیو) سے ڈاؤن لوڈ کیا جاسکتا ہے۔ سورس کوڈ نمونہ کوڈ کے ساتھ فراہم کردہ لائبریریوں کا استعمال کرتا ہے۔

شکل 2 میں جب پروجیکٹ میں استعمال کی جانے والی سورس فائلوں کی فہرست دکھائی گئی ہے جب کییل - ویژن 4 ٹول کے ساتھ دیکھا جائے۔

درجہ حرارت مانیٹر

ADC1 ترموکوپلس اور آر ٹی ڈی پر درجہ حرارت کی پیمائش کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔ کوڈ کے اس حصے کو سرکٹ نوٹ CN-0300 سے کاپی کیا گیا ہے۔ تفصیلات کے لئے سرکٹ نوٹ دیکھیں۔

مواصلاتی حصہ

کم سے کم درجہ حرارت 4 ایم اے آؤٹ پٹ اور 20 ایم اے آؤٹ پٹ کے زیادہ سے زیادہ درجہ حرارت کو یقینی بنانے کے لئے پی ڈبلیو ایم فلٹر آؤٹ پٹ کو ایڈجسٹ کریں۔ ایک انشانکن معمول فراہم کرتا ہے جسے # ڈیفائن کیلیبریٹ پی ڈبلیو ایم پیرامیٹر کا استعمال کرکے آسانی سے شامل یا ختم کیا جاسکتا ہے۔

پی ڈبلیو ایم کیلیبریٹ کرنے کے ل، ، انٹرفیس بورڈ (USB-SWD / UART) J1 اور پی سی پر USB پورٹ سے منسلک ہونا ضروری ہے۔ آپ انشانکن مینو کو دیکھنے اور انشانکن عمل کو مرحلہ وار انجام دینے کے لئے COM پورٹ ویو پروگرام جیسے ہائپر ٹرمینل کا استعمال کرسکتے ہیں۔

جب پی ڈبلیو ایم کیلیبریٹنگ کرتے ہو تو ، وی ایل او پی + اور وی ایل او پی آؤٹ پٹس کو ایک درست ایمی میٹر سے مربوط کریں۔ پی ڈبلیو ایم انشانکن طریقہ کار کا پہلا حصہ ڈی اے سی کو 20 ایم اے آؤٹ پٹ مرتب کرنے کے لئے ایڈجسٹ کرتا ہے ، جبکہ دوسرا حصہ پی ڈبلیو ایم کو 20 ایم اے آؤٹ پٹ سیٹ کرنے کے لئے ایڈجسٹ کرتا ہے۔ PWM کوڈز 4mA اور 20mA آؤٹ پٹ سیٹ کرنے کے لئے استعمال ہوتے ہیں فلیش میموری میں محفوظ کیے جاتے ہیں۔

بوڈ کی شرح 19200،8 ڈیٹا بٹس ، قطعیت ، کوئی بہاؤ کنٹرول کے لئے UART ترتیب۔ اگر یہ سرکٹ براہ راست پی سی سے منسلک ہے ، تو آپ ہائپرٹرمینل یا کولٹرم اور دیگر مواصلات پورٹ ویو پروگرام استعمال کرسکتے ہیں تاکہ UART کو بھیجے گئے پروگرام کے نتائج دیکھیں ، جیسا کہ شکل 3 میں دکھایا گیا ہے۔

انشانکن طریقہ کار کے لئے مطلوبہ حرف داخل کرنے کے لئے ، دیکھنے کے ٹرمینل میں مطلوبہ حرف ٹائپ کریں اور ADuCM360UART بندرگاہ حرف وصول کرے گا۔

چترا 3. جی جی کی قیمت Hyp ہائپر ٹرمینل جی جی کی قیمت؛ PWM کیلیبریٹنگ کرتے وقت آؤٹ پٹ

انشانکن کے بعد ، مظاہرے کا کوڈ UART گھڑی کو بند کردیتا ہے ، اور مزید طاقت بچاتا ہے۔

انشانکن عنصر فلیش میموری میں ذخیرہ کیا جاتا ہے ، لہذا جب بھی VLOOP کی سطح کو تبدیل نہیں کیا جاتا ہے اس وقت تک بورڈ کو طاقتور بناتے وقت انشانکن معمولات کو چلانے کی ضرورت نہیں ہوتی ہے۔

کوڈ کے بہاؤ کا چارٹ شکل 4 میں دکھایا گیا ہے۔