وحدة استشعار درجة الحرارة LM75

شرح وحدة استشعار درجة الحرارة LM75

يطلق على وحدة استشعار درجة الحرارة LM75 الاسم أو الوصف LM75 Temperature Sensor Module. تم تصميم وحدة استشعار درجة الحرارة LM75 خصيصاً لبوردة البانانا باي أي (Banana Pi)، ولكن يمكن استخدامها أيضاً مع بوردة الـ Arduino وحتى الرزبري باي Raspberry Pi. تستخدم هذه الوحدة الدارة المتكاملة NXP LM75 ، إذ أن هذا الأيسي هو المسؤول الأول والأخير عن التحكم في دقة استشعار درجات الحرارة وتفسيرها. تتضمن وحدة مستشعر درجة الحرارة LM75 محول يعمل على تقنية تحويل الموجات التناظرية دلتا أو سيجما الى موجات رقمية، وكاشف رقمي لدرجة الحرارة الزائدة.

المكونات والتركيب الداخلي لوحدة استشعار درجة الحرارة LM75

تتكون وحدة استشعار درجة الحرارة LM75 من الدارة المتكاملة LM75 IC، مقاومات كهربائية، مكثف كهربائي، مؤشر ليد ضوئي للطاقة الكهربائية، وجميعها تتكامل في الأداء والوظيفة لاستشعار درجات الحرارة المختلفة من حولها. علماً أن نطاق الاستشعار الحراري لهذه الوحدة كما أشرنا سابقاً هي من − 25 درجة مئوية إلى + 125 درجة مئوية.

أطراف التوصيل الخاصة بوحدة استشعار درجة الحرارة LM75

سنتطرق الآن الى شرح طريقة توصيل وحدة LM75 بالدارة الكهربائية، وذلك عن طريق توضيح الهدف الرئيسي من وجود كل طرف توصيل عليها كما في الجدول التالي:

اسم الطرف	الوصف أو وظيفته على البوردة
VCC	وهو الطرف الموجب الذي سيتم تزويده بمصدر الطاقة الكهربائية. وغالباً ما يكون +5 فولت
GND	وهو الطرف السالب أي الأرضي.
OS	وهو يرمز للاختصار Over-Temperature Shutdown. وهو يعمل بوضعيتين؛ إما مقارن Comparator أو قطع Interrupt معتمداً على درجة الحرارة المستشعرة فيما إذ كانت ضمن الحد المطلوب أم زائدة.
SCL	وهو يرمز للاختصار Serial Clock Input. وهي العداد الداخلي الذي يقوم بإجراء تحديث على عمليات استشعار الحرارة في كل فترة من الزمن. ويتم ربط هذا الطرف مع طرف الـ SDA بمقاومة قيمتها 4.7 كيلو أوم. (أنظر المخطط في الأسفل)
SDA	وهو يرمز للاختصار Serial-Data Input/output Line. ويقوم بتبادل البيانات المرسلة والمستقبلة بشكل متتالي أي متعاقب.

والشكل التالي يوضح أطراف التوصيل للوحدة النمطية LM75

مواصفات وخصائص وحدة استشعار درجة الحرارة LM75

1- جهد التشغيل: من 3.3 الى 5 فولت DC.

2- نطاق استشعار درجة الحرارة: من -25 الى 125 درجة مئوية.

3- التصميم قائم على وجود أي سي LM75 كدارة متكاملة أساسية.

4- تيار التشغيل الأدنى: 250 ميكرو أمبير أي 250µA.

5- تشمل واجهة ناقل I²C أي (Inter-integrated Circuit)

6- سهل الاستخدام مع وحدات التحكم الدقيقة أو حتى مع وحدات الأي سي التناظرية Analog أو الرقمية Digital.

7- صغيرة ورخيصة ومتاحة الشراء بسهولة.

كيفية استخدام وتوصيل وحدة استشعار درجة الحرارة LM75 مع الأردوينو Arduino

تتكون وحدة استشعار درجة الحرارة LM75 من خمسة أطراف توصيل، وهي VCC و GND و OS و SCL و SDA. أطراف هذه الوحدة متوافقة مع لوحة البانانا باي Banana Pi، أي أنه يمكنك تركيبها مباشرة على Banana Pi.

يتم ربط الطرف VCC مع القطب الموجب للأردوينو +5 فولت أو 3.3 فولت. يتم ربط الطرف GND مع الطرف السالب للأردوينو GND. نقوم الآن بربط وتوصيل الطرف SDA و SCL مع الدبابيس التماثلية Analog Pins التي على بوردة الأردوينو A4 و A5 على التتالي. ثم من المكتبة https://github.com/jlz3008/lm75 نستطيع تشغيل برنامج الأردوينو بكفاءة كما في الكود التالي:

#define VERSION "1.1"

#include <inttypes.h>

#include <Wire.h>

#include <lm75.h>

TempI2C_LM75 termo = TempI2C_LM75(0x48,TempI2C_LM75::nine_bits);

void setup(){

Serial.begin(9600);

Serial.println("Start");

Serial.print("Actual temp ");

Serial.print(termo.getTemp());

Serial.println(" oC");

delay(2000); }

void loop() {

Serial.print(termo.getTemp());

Serial.println(" oC");

delay(5000); }

ما دور الدارة المتكاملة أو الحساس المستشعر للحرارة LM75x

LM75 عبارة عن مستشعر درجة حرارة رقمي، ومتوافق مع معايير الصناعة الرقمية والتي تشمل على دارة محول سيجما دلتا التناظري إلى الرقمي Sigma-Delta analog-to-digital converter وخاصية واجهة I2C التي تقوم على مبدأ Master1, Master2, Slave1, Slave2. يوفر LM75 قراءات درجة الحرارة الرقمية بـ 9 بت بدقة ± 2 درجة مئوية مبتدأً من -25 درجة مئوية إلى 100 درجة مئوية. مع نسبة خطأ بمقدار ± 3 درجة مئوية خارج الفترة من -55 درجة مئوية إلى 125 درجة مئوية. مخطط توصيل الدائرة الداخلية لوحدة استشعار درجة الحرارة LM75 مبين في الأسفل. لاحظ أنه يتم توصيل كل من طرف SCL وطرف SDA من خلال مقاومات السحب Pull-up Resistors والتي هي بقيمة 4.7 كيلو أوم.

تطبيقات وحدة استشعار درجة الحرارة النمطية LM75

1- وحدات التحكم الصناعية.

2- المراقبة البيئية المحيطة.

3- المنزل الذكي أو في تصميم البيوت الذكية.

4- الأجهزة التفاعلية والذكية والتي تتخذ القرار.

وحدات الاستشعار أخرى سهلة الاستخدام

وحدة استشعار الأشعة تحت الحمراء، وحدة استشعار LDR، وحدة TP4056A، وحدة DS3231 RTC، وحدة TMC2209 سائق السائر، DRV8825 وحدة محرك المحرك الخطوي، وحدة سائق المحرك السائر (الخطوي) A4988، وحدة GPS NEO-6MV2، وحدة عصا التحكم Joystick Module، EM18 - قارئ RFID الوحدة، وحدة قياس التسارع ADXL335، وحدة قياس المغنطيسية HMC5883L، وحدة مستشعر رطوبة التربة.

الكترونيات للجميع