使用單個(gè)施密特測(cè)量?jī)蓚€(gè)電阻傳感器或多個(gè)開(kāi)關(guān)

許多從我們周圍世界捕獲信息的傳感器都是電阻式的。一些示例是 NTC、PTC、LDR 和接觸式傳感器。如果我們將傳感器的電阻轉(zhuǎn)換為頻率或脈沖持續(xù)時(shí)間，則大多數(shù) MCU 都可以測(cè)量這些參數(shù)，而無(wú)需 ADC。

圖 1  具有施密特的單個(gè)逆變器為兩個(gè)電阻傳感器提供服務(wù)

圖 1顯示了帶有施密特觸發(fā)器（xxxx14 或 40106）的單個(gè)逆變器如何為兩個(gè)電阻傳感器 Rs1 和 Rs2 提供服務(wù)。其中一個(gè)傳感器控制輸出脈沖的低電平時(shí)間 TL，第二個(gè)傳感器控制高電平時(shí)間 TH。 二極管 D1 和 D2 使高電平和低電平時(shí)間相互獨(dú)立。電阻器 R2 和 R4 不是必須的。如果需要，它們用于抵消傳感器的電阻。

如果我們想要改變傳感器響應(yīng)曲線或提供閾值校準(zhǔn)點(diǎn)，可以使用 R1 和 R3。

電路示例設(shè)置如下，其中 R1 和 R3 用于校準(zhǔn)設(shè)定點(diǎn)：

1/ 如果需要參考電壓Vref 額外的精度，S5 設(shè)置在上面的位置，參考電壓Vref 用微調(diào)電位器P1 設(shè)置到需要的值，例如5.0V，5.5V，4.5V 等。

2/開(kāi)關(guān)S1和S3閉合，開(kāi)關(guān)S2和S4斷開(kāi)?，F(xiàn)在，R1 和 R3 將決定輸出信號(hào)的低電平和高電平時(shí)間。

3/ 低和高時(shí)間被測(cè)量并存儲(chǔ)在 MCU 的內(nèi)存中。

4/ 現(xiàn)在開(kāi)關(guān) S2 和 S4 閉合，開(kāi)關(guān) S1 和 S3 打開(kāi)。在該位置，傳感器 Rs1 和 Rs2 將確定輸出信號(hào)的低電平和高電平時(shí)間。

5/ MCU 測(cè)量低和高時(shí)間并將測(cè)量值與存儲(chǔ)的參考數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。

參考源 IC2 周圍的電阻器 R5、R6 和 P1 取決于特定的實(shí)施方式，并且可以使用 TL431A 或等效 IC 的數(shù)據(jù)表中的公式輕松計(jì)算。

使用單個(gè)逆變器監(jiān)控多個(gè)觸點(diǎn)

單個(gè)逆變器還可以從一個(gè)或多個(gè)接觸式傳感器或開(kāi)關(guān)捕獲信息。圖 2顯示了單個(gè)施密特如何捕獲四個(gè)觸點(diǎn) S1 至 S4 的狀態(tài)。該電路將IC1a反饋中的電阻轉(zhuǎn)換為頻率。也可以如圖 1所示添加二極管以增加觸點(diǎn)數(shù)量。

圖 2  具有施密特的單個(gè)逆變器服務(wù)于許多接觸式傳感器。

打開(kāi)和關(guān)閉開(kāi)關(guān)有 16 種可能的組合。每個(gè)組合都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)具有預(yù)定義頻率的方波。如果需要校準(zhǔn)，可以測(cè)量頻率并將其存儲(chǔ)在嵌入式 MCU 的內(nèi)存中。R5 用于在所有開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)保持振蕩。電阻器R1至R5可以具有任何合適的值。 重要的一點(diǎn)是打開(kāi)和關(guān)閉開(kāi)關(guān)的每種組合都有不同的頻率。

IC1b、R6 和 D1 不是必須的。如果需要，他們可以使一些打開(kāi)和關(guān)閉開(kāi)關(guān)的組合在視覺(jué)上可識(shí)別。

接觸傳感器的數(shù)量?jī)H受分辨率和實(shí)施精度的限制。它們?nèi)Q于 IC、電源的穩(wěn)定性、反饋電阻器的精度以及 MCU 測(cè)量脈沖持續(xù)時(shí)間和頻率的能力。