Κάντε κλίκ εδώ, γιά να πάτε στην αρχική σελίδα Http://www.serasidis.gr  Click here, to view this page in English.                                       This page is in Greek language

 

 

 

 

Εισαγωγή

 

Το κύκλωμα είναι σχεδιασμένο για μέτρηση επιτάχυνσης από –1000 mg έως +1000 mg. Μπορεί να τοποθετηθεί στο καντράν του αυτοκινήτου και να τροφοδοτείται από τη θήκη του ηλεκτρικού αναπτήρα. Το κύκλωμα περιλαμβάνει ένα ενδεικτικό LED και μια οθόνη LCD.

Κάντε κλίκ γιά μεγέθυνση

 

Το σχηματικό διάγραμμα της κατασκευής.

 

Η συνδεσμολογία του αισθητηρίου ADXL202.

Περιγραφή

Η μέτρηση της επιτάχυνσης γίνεται με τη χρήση ενός ολοκληρωμένου της Analog Devices, το ADXL202. Το συγκεκριμένο εξάρτημα περιέχει 2 αυτόνομους κάθετους μεταξύ τους sensors, για τη μέτρηση σε δύο άξονες. Για τη συγκεκριμένη εφαρμογή γίνεται χρήση μόνο του ενός. Το επιταχυνσιόμετρο μετρά είτε δυναμική είτε στατική επιτάχυνση από –2g έως 2g (όπου g είναι η επιτάχυνση της βαρύτητας) και όταν αυτή είναι ίση με το μηδέν, η έξοδός του είναι ένα σήμα PWM, με Duty Cycle 50%. Όσο η επιτάχυνση αυξάνει, αυξάνει και το Duty Cycle, με μέγιστη απόκριση τα 75% (στα 2g), ενώ για επιτάχυνση –2g, το Duty Cycle θα είναι 25%. Σαν συμπέρασμα από τα παραπάνω, έχουμε ότι για μεταβολή 1g, μεταβάλλεται και το Duty Cycle της εξόδου κατά 12,5%.

 Η μέτρηση του Duty Cycle της απόκρισης του επιταχυνσιομέτρου γίνεται με τη βοήθεια του χρονιστή Timer1 (16 bit). Η περίοδος του σήματος εξόδου, έχει οριστεί στα 1,12 msec. Η συχνότητα ταλάντωσης του μικροελεγκτή είναι στα 3,6864 MHz και αυτό σημαίνει ότι ο κάθε κύκλος προσπέλασής του διαρκεί 0,27 * 10-6 sec. Χρησιμοποιώντας τον χρονιστή 16 bit, σε συχνότητα μέτρησης ck/1, ο μέγιστος εφικτός μετρούμενος χρόνος είναι 65536 * 0.27 * 10-3 msec = 17.778 msec, ο οποίος ειναι μεγαλύτερος από την περίοδο (1,12 msec). Άρα οποιαδήποτε τιμή Duty Cycle είναι δυνατόν να μετρηθεί.

 Πριν την εκίνηση των μετρήσεων, προηγείται μια διαδικασία αρχηκοποίησης του επιταχυνσιομέτρου. Κατά αυτή τη διαδικασία γίνοναι 16 απανωτές μετρήσεις, και έπειτα βρίσκεται ο μέσος όρος τους. Μέσα σ’ αυτό το σύντομο χρονικό διάστημα, θεωρείται ότι η επιτάχυνση δε μεταβλήθηκε και έτσι το αποτέλεσμα, μας δίνει το σημείο μηδενικής επιτάχυνσης. Με άλλα λόγια κατά τη διαδικασία αυτή γίνεται προσέγγιση της τιμής Duty Cycle, που αντιστοιχεί σε μηδενική επιτάχυνση. Στο εξής, μετά από κάθε μέτρηση, θα αφαιρείται από αυτήν η μηδενική επιτάχυνση.

 Κατά την τοποθέτηση της συσκευής, το ολοκληρωμένο ADXL202 πρέπει να είναι πάντοτε παράλληλο με την επιφάνεια της γης και τα pins 1 και 14 να βλέπουν το εμπρός μέρος του αυτοκινήτου.  Η οθόνη LCD συνδέεται στον κονέκτορα Κ2, ενώ το αισθητήριο ADXL202 συνδέεται στον κονέκτορα Κ1 (ο Κ3 συνδέεται με τον Κ1).

Λειτουργία

 Με το γύρισμα του διακόπτη της μίζας, το κύκλωμα τροφοδοτείται. Στην αρχή, και όσο το LED είναι σβηστο, γίνεται αρχικοποίηση του μετρητή. Το επιταχυνσιόμετρο θα είναι πάντα τοποθετημένο έτσι ώστε να μετρά την επιτάχυνση κατά τη διεύθυνση της κίνησης του οχήματος. Όσο όμως καλά και να τοποθετηθεί αυτό, θα υπάρχει πάντοτε μια συνιστώσα κάθετη στην κίνηση και με φορά προς το κέντρο της γης. Αυτή η συνιστώσα είναι η επιτάχυνση της βαρύτητας και η οποία αφαιρείται πάντοτε από κάθε μέτρηση. Μόλις το LED ανάψει (μέσα σε ελάχιστο χρόνο), τότε η αρχικοποίηση έχει γίνει. Στο εξής ο μετρητής μετρά την επιτάχυνση και την εμφανίζει στην οθόνη. Όταν εμφανίζεται το σύμβολο «-», σημαίνει ότι πρόκειται για επιβράδυνση.

 Στο επάνω τμήμα της οθόνης εμφανίζεται η ένδειξη του συνολικού χρονικού διαστήματος, που το αυτοκίνητό σας είναι σε λειτουργία. Η λειτουργία του ρολογιού αυτού βασίζεται σε παλμούς που έρχονται στο pin External Interrupt 0, από εξωτερικό κύκλωμα βασιζόμενο στο χρονιστή LM555.

Στο μέλλον πρόκειται να εκδοθεί νέο κύκλωμα, με τα ίδια χαρακτηριστικά, που θα χρησιμοποιεί τη δεύτερη έξοδο του επιταχυνσιομέτρου, για τη μέτρηση της κεντρομόλου επιτάχυνσης, κατά την κίνηση του αυτοκινήτου.

 

 

 

Κατασκευή, παρουσίαση: Μιχάλης Καραογλανίδης

 

 Published at 06.10.2004 by Serasidis Vasilis Http://www.serasidis.gr