2016年12月21日水曜日

感雨センサーをつくってみる。

今回はオペアンプとADCを組み合わせて、感雨センサーを作ってみました。
今回のは今までの記事を総合していけば難しい話ではない。

感雨センサーは割とお安く売っているのだけれど、
MEMS、つまりは専用ICになっているというわけじゃ無くて
むき出しの配線に水滴が当たると抵抗値が下がると言う仕組み。
ひずみゲージとかと同じで、
どう考えてもアナログフロントエンドが必要な類のセンサーです。

さて、分圧回路をするか差動増幅みたいな感じなるのかなと考えてチョロット
実験をしてみました。結果から言うと分圧してあげる方がよさそうという事がわかりました。しかし、感雨センサーに水滴を付けたりさせても200KΩ~1MΩぐらいの変化なので分圧回路に使う抵抗は変に小さくすると反応が出ないので「どうしたもんかね?」と言うのが出る訳ですな。

通常のMCUだと「どうしたもんかね…」でおしまいになるのですが、
PSoCなら分圧回路から出力される電圧値をオペアンプで増幅してあげれば
ADCにつなげた時にADCの分解能を最大限使える様になるはずです。
これは今回構成したPSoCの中身です。



分圧回路→オペアンプで1.5倍に増幅→ADCでデジタルに変換
デジタル値はI2CのLCDへ表示する。と言う感じ。
ただし、デジタル値は乾いているとき(抵抗値が大きいとき)は
電圧が大きくなる。なのでそこは気を付けないといけない。



MCUで同じことをするにはオペアンプを買ってきて、
電流制限を付けた電源を作ったりして流れる電流量を調整したり
(しないと配線むき出しのセンサーが熱を持つ可能性がある)
と非常に面倒臭い…。
ま、PSoCだとセンサーの性質を調べる方に時間がかかったけど
割と簡単にできちゃいます。

温度や湿度、気圧などは専用のICとして売られているけれど
今回みたいに物理的な現象を電圧値に変えてセンサーとして使う場合は
アナログフロントエンドを避けて通る事は中々難しい。
また、王道のアナログ回路をするのは部品や機材も多く必要になる。
けどPSoCであれば、途中から部品を買い足す事も少なくなるので
お財布にも優しく、多種多様構成が出来るのでうまく使って
高速に作りたいシステムや作品を作りましょう!!

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