Mjerenje osnovnih parametara vazduha

 

Nastavnik: Samet Murić

Redni br.časa: 156

Nastavna jedinica:   Mjerenje osnovnih parametara vazduha

Tip časa: Obrada

Oblik rada: Frontalni

Temperatura kao fizička veličina koja pokazuje stepen zagrejanosti je jedna od osnovnih pozatelja atmosferskih uslova. Vlažnost vazduha se prikazuje na nekoliko načina, najčešće kao relativna vlažnost. Relativna vlaga vazduha je broj koji pokazuje količinu vodene pare (u procentima, %) u nekom trenutku u odnosu na maksimalnu količinu pare koju bi taj vazduh mogao primiti da bi bio zasićen. Atmosferski pritisak je pritisak vazduha na bilo kojem dijelu Zemljine atmosphere.

U ovom radu opisan je rad sa senzorima SHT71[1] i MPX4115AP[2]. SHT71 je digitalni senzor temperature i vlažnosti vazduha, dok je MPX4115AP analogni senzo vazdušnog pritiska.

  1. SENOR TEMEPRATURE I RELATIVNE VLAŽNOSTI VAZDUHA

Za mjerenje temperature i relativne vlažnosti vazduha korišćen je digitalni senzor SHT71.

Kao što znamo integrisani merni elementi (senzor za temperaturu i senzor zarelativnu vlažnost vazduha), kola za prilagođenje i procesiranje signala (pojačavač, AD konvertor), memorija u kojoj su smešteni koeficijenti za kalibraciju i kolo za ostvarivanje interfejsa prema mikrokontroleru. Za mjerenje relativne vlažnosti vazduha koristi se kapacitivni senzor, dok se za mjerenje temperature koristi tzv. band-gap senzor. Rezultati mjerenja sa oba senzora vode se na pojačavač, a zatim na 14-bitni AD konvertor. Za internu kalibraciju dobijenih rezultata mjerenja koriste se koeficijenti za kalibraciju koji su smešteni u memoriju čipa. Kao rezultat svega, čipa daje kalibrisan digitalni izlaz neosetljiv na spoljne poremećaje. Ovaj šablon se koristi za formatiranje rada i oblikovanje teksta u okviru rada. Sve margine, širine kolona, razmak između redova i veličina fontova su unaprijed definisani; molimo vas da ih ne mijenjate.

Karakteristike senzora:

1) Mjerenje temperature:

  1. a) Opseg mjerenja: Od -40 ºC do 123.8 ºC.
  2. b) Rezolucija mjerenja: Rezultat mjerenja temperature može biti podatak dužine 12 bita ili 14 bita, i pri tome je rezolucija 0.04 ºC, odnosno 0.01 ºC, respektivno.
  3. c) Tačnost merenja: Tipično + 0.4 ºC. Tačnost merenja zavisi od mernog opsega.

2) Mjerenje relativne vlaznosti

  1. a) Opseg mjerenja: Od 0 %RH do 100 %RH.
  2. b) Rezolucija mjerenja: Rezultat mjerenja relativne vlažnosti vazduha može biti podatak dužine 8 bita ili 12 bita, i pri tome je rezolucija 0.4 %RH, odnosno 0.05 %RH, respektivno.
  3. c) Tačnost mjerenja: Tipično + 3 %RH. Tačnost mjerenja zavisi od mjernog opsega.

Za mjerenje temperature korišćena je rezolucija od 12 bita, a za mjerenje relativne vlažnosti rezolucija od 14 bita. Napon napajanja je 5.00 V Način povezivanja SHT71 senzora i mikrokontrolera prikazan je na slici 2. Između VDD i GND pina, na  – 55 – zadnjem delu kućišta senzora, integrisan je kondenzator kapacitivnosti 100 nF. Između DATA i VDD pina potrebno je postaviti pull-up otpornik Rp otpornosti 10 kΩ. Serial clock input (SCK) se koristi za sinhronizaciju između mikrokontrolera i senzora. Minimalna frekvencija ovog signala nije definisana, a maksimalna frekvencija je 5 MHz.