PIC16F84電子遊戯(12)
最終更新日:2001年2月9日
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湿度計を作ろう
今回から湿度計を作りましょう。前回の温度計と合わせて大変重宝するものになります。
まずは回路図を見て下さい。
(湿度計回路図)
まずは回路のポイントを説明します。
数字を表示する7セグメントLEDは前回と同様にデコーダ・ドライバIC(74HC4511)で駆動します。少ないポートで簡単に制御出来るので大変便利です。
今回は湿度を計測します。温度計の時と同じく、PICとA/Dコンバーターを組み合わせて使用します。A/Dコンバーターには今回も手持ちのAD7820を使いました。
湿度センサーにはTDK製のものを使用します。湿度に比例した電圧が出力されるので大変便利です。前回同様出力電圧はA/D入力には少し低いので、オペアンプで増幅します。
オペアンプには単電源のuPC358を使います。
A/Dコンバータの基準電圧と湿度センサーの電源には5VレギュレータのS81350AGを使いました。
では順次詳細に説明しましょう。
湿度計の湿度センサー
湿度センサーにはTDK製のCHS-MSSを使用します。
(CHS-MSS)
このセンサーは電圧を与えると湿度に比例した電圧が出力されます。
実用測定範囲は20%から85%のものです。通常の湿度を測るのには充分です。
1%につき10mVの電圧が出力されます。湿度が40%のときには出力電圧は0.4Vとなります。湿度を測るとすると出力電圧が低すぎますので、この出力を増幅しましょう。
湿度計の湿度センサー出力電圧の増幅
通常の測定される湿度の上限が85%程度とすると、センサーの出力電圧の上限は0.85V程度です。これを基準5VのA/Dコンバーターで変換するには電圧が低すぎます。
今回はセンサーの出力電圧を約4倍にします。そうすると40%のとき1.6Vとなりますから気分的にも丁度良い電圧になります。
NEC製のオペアンプuPC358Cを使って電圧を増幅しましょう。
(uPC358C)
前回同様にオペアンプの基本的な増幅回路について説明します。
(非反転増幅回路)
上図が非反転増幅回路の基本系です。
R1とR2で電圧増幅度を決定します。今回は4倍に増幅します。
R2を100kにするとR1は約33kになります。最終的にはA/D変換の関係も含めて調整しますので27kの固定抵抗と10kの可変抵抗で構成しましょう。
湿度計のA/D変換
前回同様、A/D変換にはアナログデバイス社製のAD7820を使用しました。
5Vの単一電源で動作可能な8bitA/Dコンバータです。A/D変換の結果は8bitパラレルで出力されます。
(AD7820)
湿度計のA/D変換の基準電圧
A/D変換の基準電圧にはSII製の5VレギュレータS-81350AGを使用しました。
品番にはこだわりません、基準電圧用なので、電流はほとんど流れませんから、電位差の出来るだけ少ないタイプを使用して下さい。
今回は湿度センサーもこの5Vのレギュレータで駆動します。
(S-81350AG)
レギュレータの出力には必ず電解コンデンサーを付けて平滑しておきましょう。
湿度計の基本仕様
ハードが準備出来たので、この製作の基本仕様を考えましょう。
1)湿度は2桁「**」で表示する。表示精度は1%とする。(計測精度ではないです。)
2)表示の更新は0.5秒ごとに行う。
3)実用範囲の上限は85%程度とする。(下限は20%程度です。)
以上が基本仕様です。ソフト作成途中で問題があれば随時仕様修正することにします。
ということで、今回はここまでとしましょう。
次回はいよいよソフト作成に取り掛かりましょう。といっても温度計とほとんど同じです。
これからもどんどん楽しくなる「PIC16F84電子遊戯」をよろしくです。
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