Từ những kết quả trên ta nhận thấy sai số lớn nhất là 8 (mbar) và sa
1.4 Khối phát và thu dữ liệu
Điểm đo cảm nhận môi trường thường cơ động linh hoạt và gọn gàng vì vậy phương pháp thu nhận dữ liệu không dây là rất thích hợp. Do đó khối thu phát dữ liệu đưa vào điểm đo cảm nhận môi trường là cần thiết. Trong sơ đồ hình 1 khối phát và thu dữ liệu có nhiệm vụ liên kết điểm đo với nơi thu nhận kết quả đo, khối này nhận dữ liệu từ khối xử lý rồi truyền không dây đến nơi thu. Tùy từng mục đích khác nhau của điểm đo cảm nhận môi trường như: khoảng cách, tốc độ truyền nhận dữ liệu, khối thu phát số có thể được tích hợp với một bộ vi điều khiển hay bộ vi xử lý. Thông qua vi xử lý để điều khiển việc thu phát dữ liệu thí dụ như bộ vi điều khiển CC1010. Việc thu phát
vô tuyến ngày nay rất phổ biến bởi nó đem lại thuận tiện cho người sử dụng. Trong luận văn này chúng tôi sử dụng cặp thu phát số : TX2-433-160-5V và RX2-433-160-5V Của công ty
Radiometrix hình dáng bên ngoài của các vi mạch này thể hiện ở hình 4. TX2 và RX2 là một cặp thu phát trong dải UHF. TX2 và RX2 đã được kiểm tra là làm theo chuẩn
truyền thông. TX2 và RX2 có kích thước nhỏ, nguồn cung cấp thấp phù hợp cho các ứng dụng di động nói chung. TX2 và RX2 sử dụng nguồn ngắt mở để tiết kiệm năng lượng và đặc biệt hơn là tính modul. Đặc tính này rất thuận lợi cho việc giao tiếp sử dụng [6]. Tất nhiên ở khối thu dữ liệu ngoài modul RX2 còn sử dụng một IC giao diện MAX232 để truyền thông tới cổng COM của máy vi tính[3].
Luận văn thạc sĩ 10 Phùng Công Phi Khanh
Chương 2: CHỨC NĂNG VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC MODUL
2.1 Modul MS5535
♦ Khái quát về MS5535
MS5535 là một thiết bị dạng MEMS, tích hợp một sensor áp suất và một sensor nhiệt độ kết hợp với IC giao diện và ADC. Cung cấp một từ 16 bít dữ liệu mang thông tin áp suất và 16 bít dữ liệu mang thông tin nhiệt độ. Vì các sensor áp suất thường nhạy cảm với nhiệt độ môi trường làm thông tin áp suất không chính xác. Mặt khác để tương ứng với mỗi giá trị ADC đưa ra phải là một thông tin nhiệt độ hay áp suất đúng như mong muốn của nhà sản xuất. Thực hiện điều này tại nơi sản xuất MS5535 đã chuẩn hoá giá trị áp suất và nhiệt độ ở một số điều kiện biết trước và đưa ra công thức tính toán thông tin áp suất và thông tin nhiệt độ với các hệ số bù tương ứng với từng modul. Nhờ ưu điểm này mà MS5535 không phụ thuộc vào thành phần (hay thiết bị chuẩn) bên ngoài. Khi sử dụng MS5535 không cần có một thiết bị để chuẩn hoá và nếu cần chỉ kiểm tra lại độ chính xác của sensor [5].
Modul sensor MS5535 với các đặc điểm cơ bản: - Là sensor nhiệt độ và áp suất được tích hợp cùng nhau. - Dải nhiệt độ làm việc từ - 400C đến + 600C.
- Dải áp suất có thể đo từ 0 đến 14 bar (200PSI). - Độ phân giải 15 bít ADC.
- 6 hệ số on-chip sử dụng cho phần mềm bù giá trị áp suất và nhiệt độ. - Giao diện nối tiếp 3 dây.
- Hệ thống xung đồng hồ (32,768KHz). - Điện áp thấp từ 2,2v đến 3,6v.
- Kích thước nhỏ (9x9x5,5mm3).
- Không phụ thuộc thành phần bên ngoài.
♦ Cấu tạo bên trong của MS5535.
Sơ đồ khối cấu tạo của MS5535 được thể hiện trên hình 5.
Từ sơ đồ khối ta có thể thấy modul MS5535 phần cảm nhận là sensor áp suất và sensor nhiệt độ. Ở đây modul có chức năng đo áp suất, có thể không dùng giá trị nhiệt độ nhưng vẫn phải đo nhiệt độ, vì giá trị áp suất phụ thuộc vào nhiệt độ nên cần đo nhiệt độ để tính toán hệ số bù cho giá trị áp suất. Một bộ chọn kênh được dùng để lựa chọn giá trị đưa vào ADC là áp suất hay nhiệt độ. Một bộ chuyển đổi dữ liệu từ tương tự thành số (bộ ADC). Một IC giao diện và một bộ nhớ 64 bít dùng để lưu các hệ số bù tính toán cho nhiệt độ và áp suất của modul. Các giá trị bù này được chuẩn hoá từ nhà máy dưới dạng 6 hệ số chia ra làm bốn từ lưu trong bộ nhớ PROM 64 bít. Mỗi MS5535 sẽ có các hệ số bù cho nó để sau khi tính toán kết quả ra là giá trị áp suất và giá trị nhiệt độ đúng mà không cần phải so sánh lại với một thiết bị chuẩn nào. Sự chính xác về nhiệt độ và áp suất có được là từ nhà máy [5].
♦ Sơ đồ chân của MS5535
Sơ đồ bố trí chân của MS5535 được thể hiện trong hình 6
Luận văn thạc sĩ 12 Phùng Công Phi Khanh
Ý nghĩa các chân cho bởi bảng 1.
Tên chân Chân số kiểu chân Chức năng
GND 1 G Nối đất
SCLK 2 I Xung dữ liệu nối tiếp
DOUT 3 O Dữ liệu ra
DIN 4 I Dữ liệu vào
MCLK 5 I Xung đồng hồ chính
VDD 6 P Nguồn cung cấp
PEN 7 I Cho phép chương trình
PV 8 N Điện áp âm khi ghi chương trình
Bảng 1: Diễn tả các chân của MS5535.
Chú thích : - G kiểu nối mát (đất). - I Kiểu dữ liệu vào.. - O Kiểu dữ liệu ra. - P Nguồn cung cấp.
Ở đây chân 7 (PEN) và chân 8 (PV) không dùng với người sử dụng, chỉ sử dụng ở nơi sản suất với mục đích lưu các hệ số bù nhiệt độ và áp suất.
♦ Giới hạn cho phép các thông số của MS5535 được cho bởi bảng 2 Chỉ số Kí hiệu Cực tiểu Cực đại Đơn vị
Nguồn cung cấp VDD -0,3 4 V
Áp suất P 30 bar
Nhiệt độ bảo quản TStg -45 +70 0C
Bảng 2: Dải giá trị cực đại các thông số của MS5535.
♦ Các thông số khuyến nghị vận hành cho bởi bảng 3. Chỉ số Kí hiệu Điều kiện Cực tiểu Trung bình Cực đại Đơn vị Nguồn cung cấp VDD 2,2 3,0 3,6 V Dòng TB Khi Chuyển đổi Khi chờ Iavg Isc Iss VDD = 3,0V 5,0 1,0 0,5 µA mA µA Dòng tiêu thụ của MCLK MCLK=32768hHz 0,5 µA
Dải áp suất 0 14 bar
Dải nhiệt độ -40 +60 0C Thời gian chuyển đổi MCLK=32768Hz 35 ms Xung dao động MCLK 30000 32768 35000 Hz Tỉ lệ xung MCLK 40/60 50/50 60/50 %
Xung nối tiếp SCLK 500 kHz