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选用NE555定时器环境湿度测试仪体系电路设计

随着科技的发展,社会需要能够自动控制的监测设备,环境湿度测试仪就是一种用于环境湿度自动监测控制的设备。本文介绍基于计数器CC4060等构成的环境湿度测试仪,电路简单,调试方便,监测准确,精度高。湿度监

  跟着科技的开展,社会需求能够主动操控的监测设备,环境湿度测试仪便是一种用于环境湿度主动监测操控的设备。本文介绍依据计数器CC4060等构成的环境湿度测试仪,电路简略,调试便利,监测精确,精度高。湿度监测部分选用高分子薄膜式湿敏电容HS1100,具有不需校准的彻底互换性,能瞬时退饱满。相对湿度在0%~100%RH规模内,电容量由162pF变到200pF,其差错不大于±2%RH,呼应时刻小于5 s,在55%RH、25℃、10 kHz条件下,其典型标称电容为180pF,供电电压一般选5 V,作业温度-40℃~100℃。HS1101用做湿度传感器时,丈量电路有两种规划方案,一种是线性电压输出式,份额系数为正值;另一种是线性频率输出式,份额系数为负值。本规划选用的是频率输出式。

  湿度频率转化电路选用NE555守时器,成本低,功用牢靠,只需求外接几个电阻、电容,就能够完成多谐振动器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲发生与改换电路。本电路其与湿敏电容HS1100和电阻等构成多谐振动器,经过恰当设置电路中的电阻值,输出方波,完成湿度监丈量向频率信号的转化,经过频率信号的凹凸咱们就能够得知环境湿度是否正常。基准频率振动器和频率电压转化器都选用十四位串行计数器CC4060,它选用CNOS制造工艺、规范DIP-8封装的14位二进制串行计数/分频器集成电路,振动器的结构可所以RC或晶振电路。CC4060复位端为高电平时,计数器清零且振动器运用无效;复位端为低电平时,由外接的振动守时元件操控发生必定频率的信号,并能够输出4分频到10分频,12分频到14分频的脉冲信号。本电路的基准频率振动器由CC4060及其守时元件组成,发生的频率信号经 12分频后送至D触发器,为D触发器供给时钟脉冲。频率电压转化器则使用的是CC4060的分频功用,将NE555守时器输出的频率信号送至 CC4060,经12分频后输出至D触发器输入端,依据环境是否湿润发生相应的电平,驱动D触发器作业输出操控电平。输出操控电路能够依据实际需求采纳相应的电路,本电路的输出操控部分由三极管操控继电器完成,D触发器输出的高电平,使三极管导通驱动继电器动作,发生报警信号或驱动枯燥电路作业,使环境湿度康复到正常值规模。

  湿度监测及湿度频率转化电路

  

  C是湿敏电容HS1100,容量会跟着环境湿度的改动而改动,使②脚和⑥脚的充放电时刻常数发生改动,改动③脚的输出信号的频率,完成环境湿度的改动转化为频率的改动,由非电量转变为电量。⑤脚外接电阻R3的阻值为910 kΩ,与%&&&&&%内接的电阻5 kΩ相差很大,所以一般基准电压就能够认为是电源电压VCC,R1的阻值50 kΩ,湿敏电容常态下为180pF,R2的阻值一般为576 kΩ左右,可依据调试的需求串联电位器,完成最佳的操控精度。由以上数值可算出③脚常态下输出的脉冲周期T=(R1+2R2)Cln2,为0.15ms左右,则频率在6 667 Hz左右,当环境湿度增大为90%RH时,频率会削减到6 186 Hz左右,引起后续电路动作,完成增干和报警。

  基准频率振动器

  

  基准频率发生电路首要由十四位串行计数器CC4060完成,CC4060⑨⑩脚外接基准频率守时元件,发生信号由脚送入CC4060,本电路C1为0.01ΩF,R4为2.7 kΩ,RP1为4.7 kΩ电位器,经过调理电位器,能够发生周期为0.059 4 ms~0.162 8ms,频率为16.8 kHz~6 kHz信号(f=1/2.2(RP1+R4)C1),此信号经12分频后能够得到4 Hz~1.5 Hz的频率,由①脚输出,进入D触发器CD4013③脚,为频率电平转化供给时钟脉冲。Q1、Q2两个三极管构成线与电路,正常作业时Q1或Q2有一个导通,则复位端脚为低电平,计数器正常作业,当⑦脚4分频输出和①脚12分频输出一起为高电平时,Q1和Q2一起输出高电平,计数器清零,重新开始计数,这个电路首要确保监测电路作业一段时刻(0.33ms~1 ms)主动清零一次,避免长时刻呈现数据过错影响电路正常作业。R5、R6一般都为10 kΩ,R7为47 kΩ,D1为1N4148,Q1、Q2为1015。

  频率电压转化电路

  

  频率电压转化电路首要由十四位串行计数器CC4060和四D触发器CD4013组成,由NE555③脚送来的频率信号,由CC4060 U2的脚送入计数器,经十二分频后由①脚输出,常态频率为1.6 Hz,湿度增大到90%RH时,频率降为1.5 Hz,送至D触发器CD4013⑤脚,一起输出高电平使Q3导通,锁存进入的信号电平,阻挠后边的脉冲信号再次进入CC4060 U2,避免呈现搅扰,D触发器在CC4060 U1的时钟脉冲(频率为4 Hz~1.5 Hz)操控下,在CD4013①脚输出高电平,操控继电器作业,带动报警或增干电路作业。D触发器作业与否明显取决于CC4060 U1送入的时钟脉冲,U1和U2输出的脉冲下限频率是相同的,这明显无法操控D触发器正常作业,这就需求咱们在调试的过程中,细微调理RP1,使 CC4060 U1输出的时钟频率稍高于1.5 Hz,但低于1.6 Hz(对着湿敏电容吹气增回湿度的办法调试),就能确保电路在常态时D触发器不作业,当湿度超越90%RH时,D触发器输出高电平,驱动后边电路作业。R9为2.2 kΩ,R10为10 kΩ,R11能够和R7合为一个电阻,Q3为1815。

  输出操控电路

  

  输出操控电路选用三极管驱动继电器完成,将CD4013①脚输出的电平信号送至NPN型三极管1815的基极。常态时,CD4013①输出低电平,三极管截止,继电器开释;当湿度超越规定量时,CD4013输出高电平,三极管导通,继电器吸合,报警和增干电路作业。用湿敏%&&&&&%HS1100、十四位串行计数器CC4060、D触发器CD4013等组成的环境湿度测试仪,具有操作简略,调试便利,体积小,精度高级长处,关于一般的电子爱好者都能够轻松调试成功。

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