延續上一篇的【DFROBOT SKU:SEN0165 ORP氧化還原度感測器之訊號處理電路設計分析】文章,這邊主要來延續介紹這款感測器套件之官方sample code重點部分分析記錄,某些較容易看出的部分就先暫時省略過。
註解: 這裡是隨意拿紙來寫的簡單計算過程,下標符號大小寫並不嚴謹,請見諒~
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上篇文章主要介紹 的簡易電路分析計算過程 (使用克希荷夫電流定律) |
註解: ORP是Oxidation-Reduction Potential的縮寫,表示溶液的氧化還原電位
該感測器套件的MCU端的軟韌體sample code於該DFROBOT SKU:SEN0165 ORP氧化還原度感測器感測器套件之官方說明網頁
(...省略部份)
#define VOLTAGE 5.00 //system voltage
(...省略部份)
orpValue = ((30*(double)VOLTAGE*1000)-(75*avergearray(orpArray, ArrayLenth)*VOLTAGE*1000/1024))/75-OFFSET;
//convert the analog value to orp according the circuit
注意上面的code的VOLTAGE我故意用兩個不同的顏色標記(紅色、藍色)是有原因的,看完下面內容就會知道。
其實可由下圖推導整理看出,上述code的orpValue就是如同其變數名稱,就是要還原出sensor端子輸出電壓訊號 (未經訊號處理電路模組處理的原始感測器輸出電壓訊號值) 的值,並且透過UART印出該值的字串形式以便觀看。
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眼尖的看倌一定會發現其實主要是這款感測器套件的官方sample code寫得太長,其實不需要寫這麼長 |
sample code之中的1000就是K (1K);
sample code之中VOLTAGE/1024的部分,基本上就是ADC step voltage,而avergearray(orpArray, ArrayLenth)就是經過一些平均處理後的Vout
那為何上面的code的VOLTAGE故意用兩個不同的顏色標記?
要注意這個sample code可能比較是針對是Atmage328p(或其它ADC的類比輸入範圍電壓Vref預設為5V的) MCU based 的Arduino,所以sample code是把 提供給感測器輸出訊號處理電路模組的電壓 以及 你使用的ADC step voltage的Vref看成是一樣的。但實際上這兩者在實際應用上可能不同,例如你的嵌入式處理器晶片如果是用吃3.3V的,而卻又供5V給感測器輸出訊號處理電路模組,那麼情況就與sample code去define同一個VOLTAGE的狀況不同了。
舉例來說,從電路分析式子可以看出,假設你所使用的MCU/SoC內的ADC(或者外接的獨立的ADC IC)的Vref是3.3V,而若提供給感測器輸出訊號處理模組的電源則是5V的話,其實上面兩個VOLTAGE可能必須是不同的值,
第一個(30*(double)VOLTAGE*1000)的VOLTAGE是你提供給感測器訊號模組的電源電壓;
而後面的(75*avergearray(orpArray,ArrayLenth)*VOLTAGE*1000/1024)裡面的VOLTAGE/1024這個部分就是就是你所使用的MCU/SoC內的ADC(或者外接的獨立的ADC IC)的step voltage,所以其實這個(第二個)VOLTAGE就是ADC的類比輸入範圍電壓(Vref)。而1024就是精度10 bits的ADC的狀況 (如果你用的ADC的精度不同就要改)。
但如果 你所使用的MCU/SoC內的ADC(或者外接獨立的ADC IC)的類比輸入範圍電壓Vref就 等同提供給感測器輸出訊號處理模組的電源的話 (就如同sample code預設的情況),那就如同sample code一樣去定義VOLTAGE是同一個值即可。
如果這兩篇文章你有看懂,就會發現,說穿了,上述sample code中的((30*(double)VOLTAGE*1000)-(75*avergearray(orpArray, ArrayLenth)*VOLTAGE*1000/1024))/75-OFFSET; 如果理解電路以及sample code的目的、原理和計算,其實sample code的這行code是可以簡化成另一種寫法,不一定要寫成這麼長,看倌們看懂了嗎?
(hint: 重點在上一篇文章的計算結果和這篇文章的計算結果,根本就是一樣的嘛,根本沒必要把這行code寫得如此落落長)。
此外,補充一下,這感測器套件的感測器輸出訊號處理電路模組中的LM2662M是一顆Switched Capacitor Voltage Converter IC(可參見TI的官方Datasheet ,部分如下圖)
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