Розробка електричної принципової схеми мікропроцесорної метеостанції

3.7 Розробка електричної принципової схеми мікропроцесорної метеостанції

Поєднавши перераховані вище компоненти схеми, розроблена електрична функціональна схема приладу, представлена в додатку А. Працює вона таким чином.

Три датчики, які показані на схемі трьома розйомами XS1, XS2, XS3. Проводять вимірювання трьох фізичних величин таких як відносна вологість, атмосферний тиск і температура. Вихідний сигнал цих датчиків аналогова величина, яка поступає через аналоговий мультиплексор на 12 розрядний АЦП АD1674, який перетворює аналогову величину в цифровий код . Після цього цей цифровий код поступає на мікроконтролер AT90S8515. Після цього на порти персонального комп’ютера, які показані на схемі розйомами XS4. Сигнал між мікроконтролером AT90S8515 і персонального комп’ютером передається через інтерфейс RS-232. Який складається з гальванічної розв’язки і перетворювача рівнів MAX232. Гальванічна розв’язка побудована на основі двох оптронів 4N35 і мікросхеми МС7805.

4. Електричні розрахунки найголовніших вузлів електричної принципової схеми

Здійснимо електричний розрахунок елементів принципової схеми мікропроцесорної метеостанції

 Розрахуємо значення резисторів  за формулою:

, (4.1)

де  - мінімальне значення напруги для рівня логічної одиниці. - спад напруги на світлодіоді. - струм на світлодіоді.

Підставивши значення, отримаємо:

 (kОм)

Розрахуємо значення резисторів  за формулою:

. (4.2)

З документації на оптрон 4N32 визначаємо струм , . Отже I_C= I_E=100, U_E=0.5B.

Підставивши значення, отримаємо:

 (Ом)

Розрахуємо значення резисторів  за формулою:

, (4.3)

де - вихідна напруга мікросхеми MC7805

Підставивши значення, отримаємо:

 (Ом)

Оберемо значення резисторів  кОм.

З документації на мікросхему AD780 визначаємо номінали конденсаторів С₂, С₁ . Отже, обираємо конденсатори С₂ =С₁= 100 .

До портів мікроконтролера ХТAL1 та ХТAL2 під’єднано конденсатори  та , між якими розташований кварцовий резонатор ZQ, призначений для того, щоб задавати такт роботи мікроконтролера. Його частота f=1 МГц. Візьмемо  пФ.

З документації на мікросхему MAX232 визначаємо номінали конденсаторів С₉, С₁₀, С₁₁, С₁₂ . Отже, обираємо конденсатори С₉= С₁₀= С₁₁= С₁₂ =1 .

З документації на мікросхему MC7805 визначаємо номінали конденсаторів С₅, С₆, С₇, С₈. Отже, обираємо конденсатори С₅= С₆=С₇=С₈= 220

Обираємо діоди VD1,VD2. VD1,VD2 - діоди напівпровідникові імпульсні 1N4148 Мають такі характеристики, які наведені в таблиці 2, 3 [9]

Таблиця 2. Максимальні параметри експлуатації 1N4148

Таблиця 3,. Електричні параметри 1N4148