Якщо пофантазувати, то з точки зору розробника електронної апаратури ідеальним варіантом для системи збору даних було б застосування одного, але універсального цифрового датчика. Подав на нього команду – і отримав у відповідь значення освітленості, температури, напруги, струму, потужності і т.д.

На практиці більшість сучасних датчиків однофункціональні. Вони сумлінно виконують тільки одну поставлену перед ними задачу. Якщо потрібно провести комплексне дослідження характеристик об’єкта або компенсувати температурний відхід параметрів, то застосовують кілька різних датчиків (Мал. 3.79, а, б).

 

 

Рис. 3.79. Схеми підключення декількох датчиків до МК:

а) спільне використання газового датчика А1 (фірма Figaro Engineering) і температурного датчика R3, які підключаються до двох різних каналах АЦП. Термістор R3 знаходиться поблизу датчика А1 або безпосередньо кріпиться на його корпусі. Інформація про температуру потрібна для корекції показань газового датчика, щоб підвищити точність. У програмі МК треба враховувати час 20 … 60 с для початкового самопрогрева датчика при протіканні струму через виводи 1, 4, інакше свідчення будуть неправильними. Аналогічна схемотехніка використовується для газових датчиків TGS2611 (метан), TGS2610 (пропан), TGS822 (пари алкоголю);

б) фото і термодатчики RI, R4, а також трехвиводной стабілітрон VD1 включаються в роботу тільки при високому рівні на виході МК (для економії енергії). Харчування обох датчиків здійснюється стабільним напругою +2.49 В, яке регулюється резистором R8 і одночасно служить опорною напругою для АЦП МК.

Добре, якщо в МК є вільні лінії портів і зайві незадейство-ванні канали АЦП. Але якщо ресурси в системі вичерпані, то необхідно знати стандартні прийоми підключення до одного входу МК декількох датчиків одночасно (Мал. 3.80, а … д).

 

 

Рис. 3.80. Схеми підключення декількох датчиків до одного входу МК (початок):

а) комбінований датчик DA1 (фірма Sensirion) одночасно вимірює температуру навколишнього середовища -40 … + 120 ° С (точність 14 біт) і вологість О. .. ЮО% (точність 12 біт). Можливі заміни DAI – SHT15 або SHT11 з іншого цоколевке висновків;

 

 

Рис. 3.80. Схеми підключення декількох датчиків до одного входу МК (закінчення):

б) знімання інформації з датчика температури R1 і з датчика освітленості R2 проводиться стандартним методом через аналоговий компаратор МК (формування «пили» і підрахунок часу до перетину порогу спрацьовування). Реле К1 по сигналу від МК перемикає датчики. Контакти реле До 1.1 слід підключити так, щоб при високому рівні на «верхньому» виході МК активним був той датчик, з якого частіше потрібно знімати показання (економиться струм через реле при закритому транзисторі VT1). Обидва датчика можна відключити НИЗЬКИМ рівнем, що виставляються на «нижньому» виході МК;

в) термодатчик R1 і фотодатчик R2 черзі підключаються до АЦП сигналами ВИСОКОГО рівня з виходів МК. Для усунення взаємовпливу датчиків протилежний вихід синхронно перекладається в режим входу з великим опором (високоімпедансное Z-стан);

г) універсальна схема генератора, що дозволяє змінювати частоту вихідних імпульсів шляхом підстроювання відразу двох елементів: R1 і C1. Частота генератора визначається за наближеною формулою: / ^ [кГц] = 490000 / (/?, [кОм] С, [пФ]), отже, МК може виміряти частоту імпульсів Fv і далі визначити опір резистивного датчика R1 при відомому C1 або визначити ємність датчика C1 при відомому Rl

д) у світлий час доби фотодіод BL1 має низький опір, через що на виведення 1 тригера Шмітта DDI встановлюється НИЗЬКИЙ, а на вході МК – ВИСОКИЙ рівень. У такій ситуації геркон SF1 виявляється як би відключеним від системи. У темний час доби опір фотодіода BL1 стає великим, на виведення 1 мікросхеми DDI з’являється ВИСОКИЙ рівень, після чого МК може приймати сигнали замикання / розмикання від геркона SF1.

 

Джерело:
Рюмік С.М. 1000 і одна мікроконтролерних схема.