Catálogo
Vamos começar a entender!
Introdução aos sensores de pressão diferencial
WF lançou uma nova integração interna de MCU de 16 bits sensor de pressão diferencial WF200DP, sua faixa de ± 5000pa (5000pa pode ser medida abaixo), a precisão de saída típica de ± 0,1% FS, a fábrica fez a compensação de temperatura e calibração de pressão, a faixa de compensação de temperatura de -20 ° C a 85 ° C, suporte para I2C e saída analógica. Tem sido aplicado com sucesso em produtos de ventiladores alemães, principalmente através do sensor de pressão diferencial para realizar a medição do fluxo respiratório.
Muitos engenheiros no uso do WF200DP podem encontrar diferentes problemas técnicos. O seguinte é baseado no processo real de depuração do sensor de pressão WF200DP de um cliente, espero dar referência a outros engenheiros!
Em primeiro lugar, o sensor de pressão diferencial WF200DP pode funcionar em sistema 3V ou 5V, suporte para comunicação I2C padrão, engenheiros podem usar I2C analógico, você também pode usar hardware I2C. muitos engenheiros estão perguntando sobre o endereço I2C do WF200DP, o original de fábrica configurado para 0x30.
Em segundo lugar, a faixa de valores de saída do sensor de pressão diferencial WF200DP I2C de -26214 a +26214, enquanto a saída analógica corresponde à faixa de tensão de 10% * VDD a 90 * VDD, as duas formas correspondem à faixa de -5000pa a 5000pa respectivamente, então através disso você pode calcular a inclinação da linha reta linear.
Três parâmetros de filtragem diferentes para sensor de pressão diferencial externo MCU
Sensor de pressão diferencial WF200DP filtro passa-baixa integrado interno, através do MCU externo pode definir três parâmetros de filtro diferentes:
1. Para frequência de corte fc = 10 Hz, defina os números de peça 11, 12, 13;
2. Quando a frequência de corte fc=20hz, defina os números de peça 21, 22, 23;
3. Quando a frequência de corte fc=50hz, defina os números de peça 51, 52, 53;
Compensação de temperatura do sensor de pressão diferencial
A faixa de compensação de temperatura de fábrica do sensor de pressão diferencial WF200DP é de -20 ℃ a 85 ℃, você pode consultar a imagem abaixo. O produto real requer -40°C a 85°C, a faixa de temperatura média sem compensação precisa ser compensada pelo próprio engenheiro no MCU externo. O método de compensação pode ser baseado em um gradiente de 5 ℃ para temperatura, teste de pressão, leitura dos dados após o ajuste da curva.
Circuito típico do sensor de pressão diferencial
O circuito típico do sensor de pressão diferencial WF200DP é mostrado abaixo, e muitos engenheiros estão perguntando sobre a função do pino 13. Este pino é para depuração de fábrica original da WF, os clientes que usam o sensor de pressão diferencial WF200DP só precisam conectar o pino ao GND.
Endereço de registro do sensor de pressão diferencial
Os resultados da medição do sensor de pressão diferencial WF200DP são armazenados em um registro de resultados de 2 bytes, com o registro de resultados de temperatura no endereço 0x2E, o registro de resultados de pressão no endereço 0x30 e o registro de resultados de status no endereço 0x32. Muitos engenheiros só precisam do valor da pressão, então o MCU só precisa ler o valor do registro 0x30 e então calcular a pressão atual comparando-a com a inclinação de uma linha reta. valor. Nota: O sensor de pressão diferencial WF200DP tem como padrão o byte baixo primeiro e o byte alto depois.
Pcounts=256*byte2+ byte1 Se o engenheiro usar o sensor de pressão diferencial WF200DP para saída analógica, por exemplo, em um sistema de 3V, a tensão de saída de -5000pa é 0,3V, e a tensão de saída de 5000pa é 3,3V, de acordo com a qual a inclinação é calculada, e então o valor da pressão é calculado pela seguinte fórmula, em mbar.
O sensor de pressão diferencial WF ±5000pa WF200DP pode ser utilizado para medição de vazão em ventiladores. Produtos de ventilador, é o uso de um módulo de fluxo para realizar o fluxo de ar através do diafragma do tubo, devido ao diafragma da seção transversal de circulação do que a seção transversal do tubo é pequena, o fluxo de ar para formar uma contração local, será formado antes e depois da diferença de pressão de 2.000pa do diafragma, o WF200DP para detectar a quantidade de mudança na diferença de pressão.
Comissionamento do Sensor de Pressão Diferencial
No momento do projeto, o coeficiente de amortecimento do módulo de fluxo afetará a precisão do sensor de pressão diferencial, e o WF200DP é baseado no princípio de design de silício do MEMS, enquanto o WF200DP vem com compensação de temperatura de -20 ℃ a 85 ℃, será adaptado à maioria dos módulos de fluxo do mercado. WF200DP é para suportar saída digital I2C, o processo de depuração WF200DP com outras marcas não é universal, a seguinte parte sobre a experiência de depuração WF200DP.
No circuito de hardware, o WF200DP requer que o pino 13 seja conectado ao GND para garantir precisão de desvio de zero grau. O pino SDA do WF200DP é para dados seriais e o pino SDO é para saída I2C.
Diagrama do circuito de hardware do WF200DP
Endereço do sensor I2C
O WF200DP suporta comunicação I2C padrão e o endereço I2C padrão é 0x30. 2 bytes são usados dentro do WF200DP para armazenar os dados de pressão, temperatura e status respectivamente, onde 0x2E armazena o valor da temperatura, 0x30 armazena o valor da pressão e 0x32 armazena o registro de status. É importante observar que 0x32 só pode ser lido depois que 0x30 tiver sido lido primeiro.
Configuração de filtro
O WF200DP suporta três filtros diferentes, quando o filtro está definido para 11, 12, 13, o corte Fc = 10 Hz, quando o filtro está definido para 21, 22, 23, o corte Fc = 20 Hz, e quando o filtro está definido para 51, 52, 53, o corte Fc = 50 Hz, e os valores do filtro dentro do WF200DP são definidos por sua vez para alcançar a frequência correspondente com a adoção da precisão atende plenamente aos requisitos do programa do respirador.
Ler resultados
Ao ler o resultado, o formato de saída do WF200DP é o byte baixo primeiro e o byte alto depois. Após a leitura do resultado, o valor da pressão P=256*byte2+byte1 é calculado no MCU. Da mesma forma, o valor da temperatura também é calculado.
Processo de calibração secundária
Se a precisão da saída I2C não atender aos requisitos dos produtos respiratórios, a saída analógica pode ser usada diretamente e a tensão analógica do WF200DP pode ser calibrada duas vezes por um algoritmo no MCU para melhorar a precisão da medição do SM9391. Se VCC=3V, a faixa de pressão de calibração é de -5mba a 5mbar, correspondente ao WF200DP requer que a amplitude de saída seja de 10%*VCC a 90%*VCC, então o processo de calibração secundária é o seguinte:
É totalmente garantido que o erro de não linearidade após a calibração esteja dentro de 0,1% FS ou até mais.
Espero que a experiência acima possa ajudar todos os engenheiros a acelerar o progresso do projeto do sensor de pressão WF200DP.
Conclusão
Este artigo descreve detalhadamente o processo de aplicação e comissionamento do sensor de pressão diferencial WF200DP em produtos de ventilador. Com uma faixa de ±5000Pa, uma precisão de saída de ±0,1%FS e suporte para I2C e saída digital, o WF200DP foi aplicado com sucesso em produtos de ventiladores alemães e é usado principalmente para realizar a medição precisa do fluxo respiratório. Através de uma análise aprofundada da comunicação I2C, saída digital, configuração do filtro passa-baixa e compensação de temperatura, este artigo ajuda os engenheiros a dominar como melhorar a precisão e o desempenho do WF200DP, otimizando o projeto de hardware e o processo de calibração.
A introdução acima apenas arranha a superfície das aplicações da tecnologia de sensores de pressão. Continuaremos a explorar os diferentes tipos de elementos sensores usados em vários produtos, como funcionam e suas vantagens e desvantagens. Se desejar mais detalhes sobre o que é discutido aqui, você pode verificar o conteúdo relacionado posteriormente neste guia. Se você está sem tempo, também pode clicar aqui para baixar os detalhes deste guia Dados PDF do produto do sensor de pressão de pressão de ar.
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