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Laisser’Commençons à comprendre !
Introduction aux capteurs de pression différentielle
WF a lancé une nouvelle intégration interne de MCU 16 bits Capteur de pression différentielle WF200dp, sa plage de ± 5000pa (5000pa peut être mesuré ci-dessous), la précision de sortie typique de ± 0,1% FS, l'usine a effectué la compensation de température et l'étalonnage de la pression, la plage de compensation de température de -20 °C à 85 °C, prise en charge d'I2C et de sortie analogique. Il a été appliqué avec succès dans les produits de ventilation allemands, principalement via le capteur de pression différentielle pour réaliser la mesure du débit respiratoire.
De nombreux ingénieurs utilisant le WF200DP peuvent rencontrer différents problèmes techniques. Ce qui suit est basé sur un client.’S'agissant du processus de débogage réel du capteur de pression WF200DP, j'espère donner à d'autres ingénieurs une référence !
Tout d'abord, le capteur de pression différentielle WF200DP peut fonctionner dans un système 3 V ou 5 V, prend en charge la communication I2C standard, les ingénieurs peuvent utiliser l'I2C analogique, vous pouvez également utiliser le matériel I2C. de nombreux ingénieurs demandent l'adresse I2C du WF200DP, l'usine d'origine réglée sur 0x30.
Deuxièmement, la plage de valeurs de sortie du capteur de pression différentielle WF200DP I2C est de -26214 à +26214, tandis que la sortie analogique correspond à la plage de tension de 10% * VDD à 90 * VDD, les deux voies correspondent respectivement à la plage de -5000pa à 5000pa, donc grâce à cela, vous pouvez calculer la pente de la ligne droite linéaire.
Trois paramètres de filtrage différents pour le capteur de pression différentielle externe MCU
Capteur de pression différentielle WF200DP filtre passe-bas intégré interne, via le MCU externe peut définir trois paramètres de filtre différents :
1. Pour la fréquence de coupure fc=10 Hz, définissez les numéros de pièce 11, 12, 13 ;
2. Lorsque la fréquence de coupure fc = 20 Hz, définissez les numéros de pièce 21, 22, 23 ;
3. Lorsque la fréquence de coupure fc = 50 Hz, définissez les numéros de pièce 51, 52, 53 ;
Compensation de température du capteur de pression différentielle
La plage de compensation de température d'usine du capteur de pression différentielle WF200DP est de -20 ℃ à 85 ℃, vous pouvez vous référer à l'image ci-dessous. Le produit réel nécessite -40 ℃ à 85 ℃, la plage de température moyenne sans compensation doit être compensée par l'ingénieur lui-même dans le MCU externe. La méthode de compensation peut être basée sur un gradient de 5 ℃ pour la température, le test de pression, lire les données après l'ajustement de la courbe.
Circuit typique de la pression différentielle
Le circuit typique du capteur de pression différentielle WF200DP est illustré ci-dessous, et de nombreux ingénieurs s'interrogent sur le rôle de la broche 13. Cette broche est utilisée pour le débogage d'usine d'origine WF, les clients utilisant le capteur de pression différentielle WF200DP n'ont qu'à connecter la broche à GND.
Adresse du registre des capteurs de pression différentielle
Les résultats de mesure du capteur de pression différentielle WF200DP sont stockés dans un registre de résultats de 2 octets, avec le registre de résultats de température à l'adresse 0x2E, le registre de résultats de pression à l'adresse 0x30 et le registre de résultats d'état à l'adresse 0x32. De nombreux ingénieurs ont juste besoin de la valeur de pression, le MCU doit donc simplement lire la valeur du registre 0x30, puis calculer la pression actuelle en la comparant avec la pente d'une ligne droite. valeur. Remarque : Le capteur de pression différentielle WF200DP utilise par défaut l'octet de poids faible en premier et l'octet de poids fort en second.
Pcounts=256*byte2+ byte1 Si l'ingénieur utilise le capteur de pression différentielle WF200DP pour la sortie analogique, par exemple, dans un système 3V, la tension de sortie -5000pa est de 0,3V et la tension de sortie 5000pa est de 3,3V, selon laquelle la pente est calculée, puis la valeur de pression est calculée par la formule suivante, en mbar.
Le capteur de pression différentielle WF ± 5 000 pa WF200DP peut être utilisé pour la mesure du débit dans les ventilateurs. Les produits de ventilation utilisent un module de débit pour réaliser le flux d'air à travers le diaphragme du tube, en raison du diaphragme de la section transversale de circulation, la section transversale du tuyau est petite, le flux d'air pour former une contraction locale, sera formé avant et après la différence de pression du diaphragme de 2 000 pa, le WF200DP pour détecter la quantité de changement dans la différence de pression.
Commission des capteurs de pression différentielle
Au moment de la conception, le coefficient d'amortissement du module de débit affectera la précision du capteur de pression différentielle, et le WF200DP est basé sur le principe de conception en silicium du MEMS, tandis que le WF200DP est livré avec une compensation de température de -20 ℃ à 85 ℃, il sera adapté à la plupart des modules de débit du marché. WF200DP doit prendre en charge la sortie numérique I2C, le processus de débogage WF200DP avec d'autres marques n'est pas universel, le partage suivant sur l'expérience de débogage WF200DP.
Dans le circuit matériel, le WF200DP nécessite que la broche 13 soit connectée à GND pour garantir une précision de dérive de zéro degré. La broche SDA du WF200DP est destinée aux données série et la broche SDO est destinée à la sortie I2C.
Diagramme de circuit matériel de WF200DP
Adresse du capteur I2C
Le WF200DP prend en charge la communication I2C standard et l'adresse I2C par défaut est 0x30. 2 octets sont utilisés à l'intérieur du WF200DP pour stocker respectivement les données de pression, de température et d'état, où 0x2E stocke la valeur de température, 0x30 stocke la valeur de pression et 0x32 stocke le registre d'état. Il est important de noter que 0x32 ne peut être lu qu’après la première lecture de 0x30.
Configuration du filtre
Le WF200DP prend en charge trois filtres différents, lorsque le filtre est réglé sur 11, 12, 13, la coupure Fc = 10 Hz, lorsque le filtre est réglé sur 21, 22, 23, la coupure Fc = 20 Hz, et lorsque le filtre est réglé sur 51, 52, 53, la coupure Fc = 50 Hz, et les valeurs de filtre à l'intérieur du WF200DP sont réglé à son tour pour atteindre la fréquence correspondante avec l'adoption de la précision répond pleinement aux exigences du programme de respirateur.
Lire les résultats
Lors de la lecture du résultat, le format de sortie du WF200DP est l'octet de poids faible en premier et l'octet de poids fort en second. Après avoir lu le résultat, la valeur de pression P=256*byte2+byte1 est calculée dans le MCU. De la même manière, la valeur de température est également calculée.
Processus d'étalonnage secondaire
Si la précision de la sortie I2C ne peut pas répondre aux exigences des produits respiratoires, la sortie analogique peut être utilisée directement et la tension analogique du WF200DP peut être calibrée deux fois par un algorithme dans le MCU pour améliorer la précision de mesure du SM9391. Si VCC=3 V, la plage de pression d'étalonnage est de -5 mba à 5 mbar, correspondant au WF200DP nécessite que l'amplitude de sortie soit de 10 %*VCC à 90 %*VCC, alors le processus d'étalonnage secondaire est le suivant :
L'erreur de non-linéarité après l'étalonnage est entièrement garantie à moins de 0,1 % FS, voire plus.
J'espère que l'expérience ci-dessus pourra aider chaque ingénieur à accélérer la progression de la conception du capteur de pression WF200DP.
Conclusion
Cet article décrit en détail le processus d'application et de mise en service du capteur de pression différentielle WF200DP dans les produits de ventilation. Avec une plage de ± 5 000 Pa, une précision de sortie de ± 0,1 % FS et la prise en charge d'I2C et de la sortie numérique, le WF200DP a été appliqué avec succès aux produits de ventilation allemands et est principalement utilisé pour réaliser la mesure précise du débit respiratoire. Grâce à une analyse approfondie de la communication I2C, de la sortie numérique, du réglage du filtre passe-bas et de la compensation de température, ce document aide les ingénieurs à maîtriser la manière d'améliorer la précision et les performances du WF200DP en optimisant la conception matérielle et le processus d'étalonnage.
L’introduction ci-dessus ne fait qu’effleurer la surface des applications de la technologie des capteurs de pression. Nous continuerons à explorer les différents types d’éléments capteurs utilisés dans divers produits, leur fonctionnement ainsi que leurs avantages et inconvénients. Si tu’D Like plus de détails sur ce’Comme discuté ici, vous pouvez consulter le contenu associé plus loin dans ce guide. Si vous êtes pressé par le temps, vous pouvez également cliquer ici pour télécharger les détails de ce guide Données PDF du produit du capteur de pression d'air.
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