Progetto elettronica

Progetto elettronica
Bigi Alessandro, Busi Michele, Davoli Guido, Leone Lorenzo
Si vuole realizzare un sistema che permetta di elaborare 10 canali
informativi contenenti le temperature provenienti da una serie di centrali
di rilevamento meteo
Relazione
Premesse:
1. Per il nostro progetti ipotizziamo che le centrali di rilevamento del meteo siano posizionate
molto vicine, come ad esempio all’interno della stessa stanza, edificio o complesso di
fabbricati. Questo al fine di utilizzare un solo circuito di multiplexaggio dei dati.
2. La funzione del clock è assegnata all’ elaboratore (il software che si occupa della
rielaborazione dei dati ha anche il compito di inviare un segnale al multiplexer che attiva
l’elaborazione dei dati).
3. Il sample hold non viene utilizzato perché il cambiamento della temperatura avviene molto
lentamente rispetto l’elaborazione dei dati.
Diagramma:
Alimentazione 5V
Sensore 1
Sensore 2
Sensore 3
Sensore 4
Sensore 5
Sensore 6
Sensore 7
Sensore 8
Sensore 9
Circuito di condizionamento
0
Circuito di condizionamento
1
Circuito di condizionamento
2
Circuito di condizionamento
3
Circuito di condizionamento
4
Circuito di condizionamento
5
Circuito di condizionamento
6
Circuito di condizionamento
7
Circuito di condizionamento
8
Circuito di condizionamento
9
Elaboratore
Generatore di CLOCK
Multiplexer
Sensore 0
Contatore programmato
Relazione:
Sensore di temperatura: AD590
Questo è un trasduttore, vale a dire un circuito elettronico in grado di trasformare una variazione
di grandezza fisica in una variazione di grandezza elettrica. In questo caso la temperatura assoluta
viene trasformata in una corrente ad essa proporzionale secondo la seguente legge:
Quindi la sensibilità è:
Questo trasduttore è basato su dei semiconduttori e ha un range di utilizzo ridotto: da -55°C a
150°C. Questo range è ampiamente superiore alle richieste del problema iniziale ed è infatti
adatto alle nostre esigenze.
Il sensore AD590 ha tre contatti: il primo, indicato con V+, che è l’alimentazione (4V / 30V) e
anche questo dato è conforme alle esigenze di progettazione. Il secondo, indicato con V- è l’uscita
del segnale in corrente, il terzo va collegato a massa.
Per convertire la corrente in tensione viene inserita nel circuito una resistenza da 10kΩ che, per
ottenere una precisione maggiore e stata sostituita da una resistenza da 8,2kΩ e da un trimmer da
5kΩ.
Con questa resistenza si ottiene una tensione che varia di 10mV/°K.
Amplificatore: THS4521
Multiplexer: CD74HC4067
Tutti i componenti sono stati scelti in modo che nel range di temperatura (-30°, 50° Celsius)
tutto funzioni correttamente, quindi:
ΔT = 50-(-30) = 80
Rf = ΔV0/(ΔT x 10^-6) =
5/(80 x 10^-6) = 62,5 Khom, valore commerciale 62 kohm + 0,5 kohm
R = ΔV1/(Tmin x 10^-6) = 5/(243 x 10^-6) = 20,5 Khom valore commerciale 20,5 kohm
Dimensionamento alimentatore
Il consumo di un singolo AD590 alla temperatura di +25°C e a 5V di alimentazione è 1.5 mWs
1.5 mWs * 10 = 15 mWs = Consumo dei 10 sensori
15 mWs * 3600 = 54000 mWh = 54 Wh
Il consumo di un singolo TS4521 è 1.25 mA * 5V = 6.25 mW
6.25 * 10 = 62.5 mW = 0.0625 = Consumo totale degli amplificatori
Il consumo del multiplexer è 50 mA * 5V = 25 mW = 0.025 W
54+
0.025+
0.0650=
54.09
Aggiungendo a questo consumo l’assorbimento dello stesso alimentatore
Component list
Componente
Prezzo singolo [€]
Quantità
Subtotale [€]
sensore AD590
7,59
10
75,90
amplificatore THS4521
1,47 €
10
14,70
Resistenza (20,5 khom)
0,30 €
10
3,00
Resistenza (62 khom)
0,11 €
10
1,10
Resistenza (0,5 khom)
0,11 €
10
1,10
Multiplexer CD74HC4067
5,2 €
1
5,20
Alimentatore 5v (almeno 60W)
1
materiale di consumo (cavi)
/
Totale (a meno del material di consumo)
Prezzo totale = 87,77 € + eventuali costi di installazione