Ujuzi tano wa usanifu na viashiria vya kiufundi vya kitambuzi

Idadi ya vitambuzi inaongezeka kote duniani na katika Nafasi zinazotuzunguka, na kuipa dunia data. Vitambuzi hivi vya bei nafuu ndio nguvu inayoongoza maendeleo ya Mtandao wa Vitu na mapinduzi ya kidijitali ambayo jamii yetu inakabiliwa nayo, lakini kuunganisha na kupata data kutoka kwa vitambuzi sio rahisi kila wakati. Karatasi hii itaanzisha faharisi ya kiufundi ya vitambuzi, ujuzi 5 wa usanifu na biashara za OEM.

Kwanza kabisa, faharasa ya kiufundi ndiyo msingi wa kubainisha utendaji wa bidhaa. Elewa viashiria vya kiufundi, saidia uteuzi na matumizi sahihi ya bidhaa. Viashiria vya kiufundi vya kitambuzi vimegawanywa katika viashiria tuli na viashiria vinavyobadilika. Viashiria tuli huchunguza utendaji wa kitambuzi chini ya hali ya kutofautiana tuli, ikiwa ni pamoja na azimio, kurudia, unyeti, mstari, hitilafu ya kurudi, kizingiti, mteremko, utulivu na kadhalika. Faharasa inayobadilika huchunguza utendaji wa kitambuzi chini ya hali ya mabadiliko ya haraka, ikiwa ni pamoja na mwitikio wa masafa na mwitikio wa hatua.

Kutokana na viashiria vingi vya kiufundi vya kitambuzi, data na fasihi mbalimbali huelezewa kutoka pembe tofauti, ili watu tofauti wawe na uelewa tofauti, na hata kutoelewana na utata. Kwa lengo hili, viashiria kadhaa vikuu vya kiufundi vya kitambuzi vinatafsiriwa:

1, azimio na azimio:

Ufafanuzi: Azimio linamaanisha mabadiliko madogo zaidi yaliyopimwa ambayo kitambuzi kinaweza kugundua. Azimio linamaanisha uwiano wa Azimio kwa thamani kamili ya kipimo.

Tafsiri ya 1: Ubora ni kiashiria cha msingi zaidi cha kipima sauti. Kinawakilisha uwezo wa kipima sauti kutofautisha vitu vilivyopimwa. Vipimo vingine vya kiufundi vya kipima sauti vinaelezewa kwa upande wa ubora kama kitengo cha chini kabisa.

Kwa vitambuzi na vifaa vyenye onyesho la kidijitali, ubora huamua idadi ya chini kabisa ya tarakimu zinazopaswa kuonyeshwa. Kwa mfano, ubora wa kidhibiti cha kidijitali cha kielektroniki ni 0.01mm, na hitilafu ya kiashiria ni ±0.02mm.

Tafsiri ya 2: Azimio ni nambari kamili yenye vitengo. Kwa mfano, azimio la kitambuzi cha halijoto ni 0.1℃, azimio la kitambuzi cha kuongeza kasi ni 0.1g, nk.

Tafsiri ya 3: Azimio ni dhana inayohusiana na inayofanana sana na azimio, zote zikiwakilisha azimio la kitambuzi kwa kipimo.

Tofauti kuu ni kwamba azimio huonyeshwa kama asilimia ya azimio la kitambuzi. Ni jamaa na haina kipimo. Kwa mfano, azimio la kitambuzi cha halijoto ni 0.1℃, kiwango kamili ni 500℃, azimio ni 0.1/500=0.02%.

2. Kurudiwa:

Ufafanuzi: Kurudiwa kwa kitambuzi hurejelea kiwango cha tofauti kati ya matokeo ya kipimo wakati kipimo kinarudiwa mara kadhaa katika mwelekeo mmoja chini ya hali hiyo hiyo. Pia huitwa kosa la kurudia, kosa la uzazi, n.k.

Tafsiri ya 1: Urudiaji wa kitambuzi lazima uwe kiwango cha tofauti kati ya vipimo vingi vilivyopatikana chini ya hali sawa. Ikiwa hali ya kipimo itabadilika, ulinganifu kati ya matokeo ya kipimo utatoweka, ambao hauwezi kutumika kama msingi wa kutathmini urudiaji.

Tafsiri ya 2: Urudiaji wa kitambuzi unawakilisha mtawanyiko na nasibu wa matokeo ya kipimo cha kitambuzi. Sababu ya mtawanyiko na nasibu kama huo ni kwamba usumbufu mbalimbali wa nasibu huwepo ndani na nje ya kitambuzi, na kusababisha matokeo ya mwisho ya kipimo cha kitambuzi kuonyesha sifa za vigeu vya nasibu.

Tafsiri ya 3: Mkengeuko sanifu wa kigezo nasibu unaweza kutumika kama usemi wa kiasi unaoweza kurudiwa.

Tafsiri ya 4: Kwa vipimo vingi vinavyorudiwa, usahihi wa juu wa kipimo unaweza kupatikana ikiwa wastani wa vipimo vyote utachukuliwa kama matokeo ya mwisho ya kipimo. Kwa sababu kupotoka kwa wastani ni kidogo sana kuliko kupotoka kwa kawaida kwa kila kipimo.

3. Mstari:

Ufafanuzi: Mstari (Mstari) hurejelea kupotoka kwa mkunjo wa ingizo na matokeo ya kitambuzi kutoka kwa mstari ulionyooka unaofaa.

Tafsiri ya 1: Uhusiano bora wa ingizo/matokeo ya kitambuzi unapaswa kuwa wa mstari, na mkunjo wake wa ingizo/matokeo unapaswa kuwa mstari ulionyooka (mstari mwekundu kwenye mchoro ulio hapa chini).

Hata hivyo, kihisi halisi kwa kiasi fulani kina makosa mbalimbali, na kusababisha mkunjo halisi wa ingizo na matokeo si mstari ulionyooka unaofaa, bali mkunjo (mkunjo wa kijani kwenye mchoro ulio hapa chini).

Linearity ni kiwango cha tofauti kati ya mkunjo halisi wa kitambuzi na mstari wa nje ya mtandao, unaojulikana pia kama kosa lisilo la mstari au lisilo la mstari.

Tafsiri ya 2: Kwa sababu tofauti kati ya mkunjo halisi wa kitambuzi na mstari bora ni tofauti katika ukubwa tofauti wa kipimo, uwiano wa thamani ya juu zaidi ya tofauti hadi thamani kamili ya masafa mara nyingi hutumika katika masafa kamili. Ni wazi kwamba, mstari pia ni kiasi kinacholingana.

Tafsiri ya 3: Kwa sababu mstari bora wa kitambuzi haujulikani kwa hali ya jumla ya kipimo, hauwezi kupatikana. Kwa sababu hii, mbinu ya maelewano mara nyingi hutumika, yaani, kwa kutumia moja kwa moja matokeo ya kipimo cha kitambuzi ili kuhesabu mstari unaolingana ambao uko karibu na mstari bora. Mbinu maalum za hesabu ni pamoja na njia ya mstari wa ncha ya mwisho, njia bora ya mstari, njia ya mraba mdogo na kadhalika.

4. Utulivu:

Ufafanuzi: Uthabiti ni uwezo wa kitambuzi kudumisha utendaji wake kwa muda fulani.

Tafsiri ya 1: Uthabiti ndio kiashiria kikuu cha kuchunguza kama kitambuzi hufanya kazi kwa utulivu katika kipindi fulani cha muda. Mambo yanayosababisha uthabiti wa kitambuzi ni pamoja na kushuka kwa joto na kutolewa kwa msongo wa ndani. Kwa hivyo, ni muhimu kuongeza fidia ya joto na matibabu ya kuzeeka ili kuboresha uthabiti.

Tafsiri ya 2: Uthabiti unaweza kugawanywa katika uthabiti wa muda mfupi na uthabiti wa muda mrefu kulingana na urefu wa kipindi cha muda. Wakati muda wa uchunguzi ni mfupi sana, uthabiti na urudiaji huwa karibu. Kwa hivyo, faharisi ya uthabiti huchunguza hasa uthabiti wa muda mrefu. Urefu maalum wa muda, kulingana na matumizi ya mazingira na mahitaji ya kubaini.

Tafsiri ya 3: Kosa kamili na kosa la jamaa zote zinaweza kutumika kwa usemi wa kiasi wa faharisi ya utulivu. Kwa mfano, kihisi nguvu ya aina ya mkazo kina utulivu wa 0.02%/12h.

5. Masafa ya sampuli:

Ufafanuzi: Kiwango cha Sampuli kinarejelea idadi ya matokeo ya kipimo ambayo yanaweza kupimwa na kitambuzi kwa kila muda wa kitengo.

Tafsiri ya 1: Masafa ya sampuli ni kiashiria muhimu zaidi cha sifa zinazobadilika za kitambuzi, kinachoonyesha uwezo wa mwitikio wa haraka wa kitambuzi. Masafa ya sampuli ni mojawapo ya viashiria vya kiufundi ambavyo lazima vizingatiwe kikamilifu katika kesi ya mabadiliko ya haraka ya kipimo. Kulingana na sheria ya sampuli ya Shannon, masafa ya sampuli ya kitambuzi hayapaswi kuwa chini ya mara 2 ya masafa ya mabadiliko ya kipimo.

Tafsiri ya 2: Kwa matumizi ya masafa tofauti, usahihi wa kitambuzi pia hutofautiana ipasavyo. Kwa ujumla, kadiri masafa ya sampuli yanavyoongezeka, ndivyo usahihi wa kipimo unavyopungua.

Usahihi wa juu zaidi wa kitambuzi mara nyingi hupatikana kwa kasi ya chini kabisa ya sampuli au hata chini ya hali tuli. Kwa hivyo, usahihi na kasi lazima zizingatiwe katika uteuzi wa kitambuzi.

Vidokezo vitano vya muundo wa vitambuzi

1. Anza na kifaa cha basi

Kama hatua ya kwanza, mhandisi anapaswa kuchukua mbinu ya kuunganisha kwanza kitambuzi kupitia kifaa cha basi ili kupunguza kisichojulikana. Chombo cha basi huunganisha kompyuta binafsi (PC) na kisha kwenye I2C, SPI, au itifaki nyingine ya kitambuzi ambayo inaruhusu kitambuzi "kuzungumza". Programu ya PC inayohusishwa na kifaa cha basi kinachotoa chanzo kinachojulikana na kinachofanya kazi cha kutuma na kupokea data ambacho si kiendeshi cha kidhibiti kidogo kilichopachikwa kisichojulikana, kisichothibitishwa (MCU). Katika muktadha wa shirika la Basi, msanidi programu anaweza kutuma na kupokea ujumbe ili kupata uelewa wa jinsi sehemu hiyo inavyofanya kazi kabla ya kujaribu kufanya kazi katika kiwango kilichopachikwa.

2. Andika msimbo wa kiolesura cha upitishaji katika Python

Mara tu msanidi programu amejaribu kutumia vitambuzi vya kifaa cha basi, hatua inayofuata ni kuandika msimbo wa programu kwa vitambuzi.Badala ya kuruka moja kwa moja kwenye msimbo wa kidhibiti kidogo, andika msimbo wa programu katika Python. Huduma nyingi za basi husanidi programu-jalizi na msimbo wa sampuli wakati wa kuandika hati za kuandika, ambazo Python kwa kawaida hufuata.NET moja ya lugha zinazopatikana katika.net. Kuandika programu katika Python ni haraka na rahisi, na hutoa njia ya kujaribu vitambuzi katika programu ambazo si ngumu kama majaribio katika mazingira yaliyopachikwa. Kuwa na msimbo wa kiwango cha juu kutafanya iwe rahisi kwa wahandisi wasiopachikwa kuchimba hati na majaribio ya vitambuzi bila kujali mhandisi wa programu aliyepachikwa.

3. Jaribu kitambuzi kwa kutumia Micro Python

Mojawapo ya faida za kuandika msimbo wa kwanza wa programu katika Python ni kwamba simu za programu kwenye kiolesura cha programu cha Bus-utility (API) zinaweza kubadilishwa kwa urahisi kwa kupiga simu Micro Python. Micro Python huendesha programu iliyopachikwa kwa wakati halisi, ambayo ina vitambuzi vingi kwa wahandisi kuelewa thamani yake. Micro Python huendesha kwenye kichakataji cha Cortex-M4, na ni mazingira mazuri ya kurekebisha msimbo wa programu. Sio tu kwamba ni rahisi, hakuna haja ya kuandika viendeshi vya I2C au SPI hapa, kwani tayari vimefunikwa katika maktaba ya kazi ya Micro Python.

4. Tumia msimbo wa muuzaji wa vitambuzi

Msimbo wowote wa sampuli ambao unaweza "kufutwa" kutoka kwa mtengenezaji wa vitambuzi, wahandisi watalazimika kufanya kazi ndefu kuelewa jinsi kitambuzi kinavyofanya kazi. Kwa bahati mbaya, wachuuzi wengi wa vitambuzi si wataalamu katika usanifu wa programu zilizopachikwa, kwa hivyo usitegemee kupata mfano tayari wa uzalishaji wa usanifu na uzuri mzuri. Tumia tu msimbo wa muuzaji, jifunze jinsi sehemu hii inavyofanya kazi, na kuchanganyikiwa kwa urekebishaji kutatokea hadi iweze kuunganishwa vizuri kwenye programu iliyopachikwa. Inaweza kuanza kama "spaghetti", lakini kutumia uelewa wa wazalishaji kuhusu jinsi vitambuzi vyao vinavyofanya kazi kutasaidia kupunguza wikendi nyingi zilizoharibika kabla ya bidhaa kuzinduliwa.

5. Tumia maktaba ya vitendaji vya muunganiko wa kihisi

Kuna uwezekano mkubwa, kiolesura cha upitishaji cha kihisi si kipya na hakijafanywa hapo awali. Maktaba zinazojulikana za kazi zote, kama vile "Maktaba ya kazi ya Kuunganisha Kihisi" inayotolewa na watengenezaji wengi wa chipu, husaidia watengenezaji kujifunza haraka, au hata bora zaidi, na kuepuka mzunguko wa kuunda upya au kurekebisha kwa kiasi kikubwa usanifu wa bidhaa. Vihisi vingi vinaweza kuunganishwa katika aina au kategoria za jumla, na aina au kategoria hizi zitawezesha maendeleo laini ya viendeshi ambavyo, vikishughulikiwa vizuri, vinaweza kutumika tena kwa urahisi au haviwezi kutumika tena. Pata maktaba hizi za kazi za kuunganisha kihisi na ujifunze nguvu na udhaifu wake.

Wakati vitambuzi vimeunganishwa kwenye mifumo iliyopachikwa, kuna njia nyingi za kusaidia kuboresha muda wa usanifu na urahisi wa matumizi. Wasanidi programu hawawezi kamwe "kukosea" kwa kujifunza jinsi vitambuzi vinavyofanya kazi kutoka kwa kiwango cha juu cha uchukuaji mwanzoni mwa muundo na kabla ya kuviunganisha kwenye mfumo wa kiwango cha chini. Rasilimali nyingi zinazopatikana leo zitawasaidia watengenezaji "kuanza kazi" bila kulazimika kuanza kutoka mwanzo.