|
|
|
|
Vybíjení kondenzátoru
Registrační avomet lze použít k záznamu intervalem 0,1 sekundy. Táto vlastnost SD modulu byla již použita při ověřování senzoru CO, viz grafy koncentrací CO v kapitole "Analyzátor CO". Nejkratší ověřený interval záznamu na SD kartu (po odstranění "delay" na posledním řádku skeče "SD_avomet.ino") činil 23,1 milisekundy. Tento čas reprezentoval čas běhu smyčky obsahující záznam na SD kartu (SD karta třídy V10 - 10MB/s). Rychlost zápisu SD karty popisuje článek zde. Pro následující měření byl použit interval záznamu 0,1 sekundy. S intervalem záznamu 0,1s bylo ověřeno vybíjení kondenzátoru 100 µF na odporu 220 k.
Kondenzátor byl nabit na 1,1 V . Po rozpojení vypínače P byl kondenzátor vybíjen přes připojený odpor. "Vybíjení kondenzátoru" bylo napojeno na sběrnicí registračního avometu (vstup označen 1,1 V, viz. schéma kapitoly "Registrační avomet" - indikoval 20 V podle nastavení sběrnice/displej), tj. na vstup A0 procesoru ATmega328P s nastaveným vnitřním referenční napětím 1,1 V. Tímto byla přemostěna kapacita vstupů rozsahu 20 V. Bylo zjištěno, že procesor zahájil zápis na SD kartu cca po 1 sekundě od odpojení kontaktu RES od GND (červený kolébkový přepínač na registračním avometu).
Teorie vybíjení kondenzátoru Čas vybíjení kondenzátoru nezávisí na velikosti náboje či napětí na kondenzátoru. Je závislý na kapacitě kondenzátoru a zatěžovacím odporu. Předmětná teorie respektuje časový součinitel "tau" τ: τ = C . R , (s ; F, Ω )
V čase τ se kondenzátor vybije přibližně na 1/3 původního napětí. Pro praxi byl přijat zjednodušený vztah pro "plné" vybití kondenzátoru "t = 5.C.R". Vybíjení probíhá po exponenciále, např. vybití původního napětí na 1% lze přesněji vyjádřit vztahem:
/ t / = C . R . ln(0,01) , (s ; F, Ω )
Vypočtený (absolutní) čas vybíjení na 1% U pro použité součástky (měřené hodnoty: C = 101,8 µF; R = 219,2 kΩ) činil 1minutu a 42 sekund. Čas vybití na 0,1% U (ln 0,001) činil 2 minuty a 34 sekund. Byl pořízen záznam 3 minuty. Pro účely pořízení předmětného záznamu bylo nutné upravit kód "SD_avomet.ino" uvedený v kapitole "Registrační avomet". Měřící rozsah pro záznam byl upraven na 1,1 V, tj. skript "X=((H*20)/1023)" byl přepsán na "X=((H*1.1)/1023)". Teoreticky bylo možné předpokládat záznam nejmenšího napětí na úrovni 1 mV (1,1/1023=0,001), byla proto upravena konstanta 100 na 1000, tj. "Z=X*100" bylo přepsáno na "Z=X*1000" (později bylo "vyděleno" v EXCELU: x0,001) a v záhlaví programu byl zvolen interval záznamu 0,1 sekundy, tj. "int T = 81" (čas do 100 činí zpoždění smyčky). Upravený skeč je uveden zde: "SD avomet C.ino". Skeč byl nahrán do registračního avometu převodníkem CP2102.
Zaznamenaná data byla uložena do souboru "Data.csv" a následně vyhodnocena v Excelu, viz zdrojový souboru "Vybijeni C.xls". Proces vybíjení (vypnutím vypínače P) byl zahájen na 6tém řádku tabulky "xls". Záznam byl ukončen manuálně podle stopek po třech minutách, tj. na řádku 1810 (čas jednoho řádku tabulky = 0,1 sekundy). Podle výše uvedené teorie by mělo napětí v čase τ činit 0,4169 V (τ=0,0001018x219200=22,31sekund, tj. na řádku 223+6=229). Na řádku č. 229 nacházíme napětí 0,403 V (-3%). Vybití kondenzátoru na 1% (0,011 V) by mělo teoreticky nastat po čase /t/=0,0001018x219200xln(0,01)= 102,79 sekund, tj. řádek 1028+6=1034. Na řádku č. 1034 nacházíme napětí 0,011 V (náhoda, "okolní" řádky č. 1020-1102 vykazují rozkmit v jednotkách mV okolo hodnoty 0,011 V, vliv šumu). Jak bylo uvedeno výše, napětí 1,1 mV by mělo být procesorem zaznamenáno po čase 2 minut a 34 sekund, tj. řádek č. 1540. Zde nacházíme napětí v intervalu 2-5 mV (šum).
* * * * * * Přesnost uvedeného měření ovlivňovaly faktory: - přesnost měření použitých součástek - kapacity (+/- 3% rdg) a odporu (+/-0,5% rdg) - přesnost měření napětí U = 1,1V multimetrem METEX M-3860D na rozsahu 4 V: +/- 0,3% rdg, +1 dgt (rozpětí na 1,1 V => 1,089 - 1,104 V), - vstupní odpor sběrníce registračního avometu 5 MΩ, - samovybíjení elektrolytického kondenzátoru, ověřeno pro napětí 1,1 V (0,0022 V/min), - šum a generované napětí na přívodech, aj.
Únor 2021
Arby
|
