Když zlobí teploměry
Oct 11, 2010 Komponenty balónu, Testování
Při testech kompletního zapojení se ihned projevila zákeřná chyba. Celý systém se po několika vteřinách zdánlivě vypnul, procesor přestal komunikovat atd.
Odpojováním jednotlivých části jsem přišel na to, že chybu způsobují teploměry a bez nich systém běží standardně. Jak jsem psal v článku o teploměrech DS18B20, teploměr může být napájen parazitně nebo aktivně.
Pro finální zapojení jsem teploměry zapojil v režimu aktivního napájení, přesně podle datasheetu, pro ilustraci jsem nalezl obrázek:
DS18B20 - aktivní napájení
Z neznámého důvodu toto zapojení (které jsem 5x pečlivě zkontroloval) nefunguje tak, jak má. Prostě způsobí pád systému.
Několik hodin jsem nad tím koumal, vyměnil čidlo i odpor, různá napětí a různé vstupy, nic.
Problém jsem nevyřešil a tak jsem se vrátil k parazitnímu napájení, které jsem použil jako první po zakoupení čidla.
DS18B20 - parazitní napájení
Měření teploty senzorem DS18B20
Apr 17, 2010 Komponenty balónu, Testování
Jakmile jsem vybral vhodné teplotní čidla, vrhnul jsem se na jejich praktické zapojení a otestování.
Ze zásob jsem vyhrabal i starý LCD displej 16×2, který několik let zobrazoval informace v mé počítačové skříni a napadlo mě změřenou teplotu ihned zobrazovat.
Teplotní čidlo Dallas DS18B20 umožňuje měření teploty za pomoci sběrnice 1-wire. Dokonce napájení čidla může zajišťovat přímo datový vodič. Při minimálním zapojení jsou tedy potřeba pouze 2 dráty – tomuto zapojení se říká parazitní napájení.
Zapojení a další důležité informace lze nalézt v datasheetu součástky. Napájení je v rozsahu 3 – 5.5V, takže není třeba zvláštní napájecí úroveň.
Moje zapojení včetně displeje vypadalo následovně:
Teplotní čidla
Mar 10, 2010 Komponenty balónu
Naše sonda bude měřit minimálně 2 parametry okolí – teplotu vnější a teplotu vnitřní (tedy v boxu).
Pro měření teploty musím vybrat vhodná čidla. Začal jsem hledat dostupná čidla, která by zvládala extrémní teplotu, která může dosahovat -60 až -70°C.
Nejprve mohu doporučit velice pěkný článek Teplota a její měření.
Nejrozšířenější běžná čidla, která jsem v GM Electronics nalezl, mají dolní limit kolem -50°C. Je to dáno touto měřící technologií.
Pro nižší teploty už je nutné použít pokročilejší technologie – termočlánek, například nějaké chromel-konstantan čidlo, tabulku s rozsahem naleznete zde. Takové čidlo je ale spíše průmyslové a cenově nedostupné.
Nakonec jsem se rozhodl pro klasické digitální sezory teploty firmy Dallas.
Čidlo DS18B20 má rozsah měření -55..+125°C v kompaktním pouzdře To92. Rozlišení 9-12bit, což je v důsledku 0,5; 0,25; 0,125; 0,0625°C.
Číslicový teploměr Dallas DS18B20
Při ceně 50Kč za kus je to v poměru cena/výkon skvělá komponenta.
Zima, opravdu velká zima
Feb 5, 2010 Principy a limity
Když jsem se minule zmínil o tom, že je potřeba sledovat rozsah pracovních teplot komponent, nerozváděl jsem to dále, protože si tato problematika zaslouží samostatný článek.
Ve 30km nad Zemí je totiž už opravdu velká zima, konkrétně kolem -65°C.
Atmosféra Země je složitá struktura. Teplotní křivka s rostoucí výškou je znázorněna na tomto grafu (zdroj vortex.plymouth.edu) :
Teplota v závislosti na výšce od Země
Jak je vidět, po překročení určité výšky (10-11km) začne teplota stagnovat a od přibližně 20km se teplota začne paradoxně opět zvyšovat! Tomu jevu se říká stratopauza.
V horních vrstvách stratosféry (kolem 50km) se tak teplota dostane opět nad nulu. Tato vrstva obsahuje velké množství ozonu, které pohlcuje záření Slunce a způsobuje tak ohřívání.
Připomínám, že udávaná výška, kterou má dosahnout náš balón je 33 kilometrů a tak se stále budeme potýkat s teplotou pod -50°C.
Tags: atmosfera, mraz, ozon, strafosfera, stratopauza, teplota
