Современная электроника №3/2024

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 44 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 3 / 2024 ются номинальными . Допуски по раз - мерам корпуса ±0,2 мм . В табл . 1 представлены сведения по назначению выводов датчика . Внешние устройства могут взаимо - действовать с датчиками через UART. Устройство напряжением 3,3 В ( цен - тральный процессор ) может быть под - ключено напрямую к выводам после - довательного порта RX и TX. На рис . 4 представлена схема интерфейса , из которой понятен принцип считыва - ния данных о концентрации газа или выполнения функции калибровки . Сочетание технологий Silobad, IoT и других Один из эффективных способов хра - нения сухого зерна широко известен и используется в мире по технологии Silobad – в силосных мешках . Это тех - нология хранения ранних зерновых и кормовых культур ( плющенного зер - на , фуража , жома , семян и т . д .) в гер - метичных полимерных пакетах . Позво - ляет сохранить продукцию в течение длительного времени без потерь каче - ства и питательных свойств . В некото - рых странах за последние 5–6 лет по этой технологии сохранилось от 35 до 40 млн . тонн зерна . Как показала прак - тика , таков условно простой и эко - номичный способ снизить потери и затраты субпродукта . Подробнее о тех - нологии в [2]. В зерновых мешках зер - но хранится в анаэробном состоянии в среде углекислого газа . Датчики кон - тролируют концентрацию газа . Сниже - ние концентрации означает нарушение герметичности условий хранения и начало биологической активности зер - на ( увеличение значения СО 2 в изме - ряемом объёме ), что приводит к порче субпродукта . Поэтому назначение элек - тронных устройств газового контроля СО 2 в зерновых хранилищах длитель - ного сохранения трудно переоценить . Для выполнения этой задачи требуют - ся высокоточные измерения CO 2 , ибо цена ошибки может быть значительна . Мониторинг уровня концентрации CO 2 в силосных мешках считается жизнен - но важным для обеспечения безопасно - сти и качества хранящегося зерна . Поэ - тому с помощью мониторинга уровня концентрации CO 2 в силосном мешке можно эффективно оценить состояние хранения зерна , а электронное устрой - ство - контроллер , к которому подклю - чен датчик , вырабатывает своевре - менное оповещение оператору , чтобы предотвратить порчу и потерю зерна . Кроме того , электронный контрол - лер с технологией IoT, подключён - ный к датчику , позволяет контролиро - вать и провести мониторинг CO 2 через типичный гаджет . Согласно опыту при - менения технологии Silobag, крупные хозяйства АПК в типичных условиях находятся на условно больших рассто - яниях от центров принятия решений , что затрудняет своевременный мони - торинг концентрации СО 2 . Техноло - гия контроля CO 2 в сочетании с тех - нологией IoT позволяет осуществлять дистанционный мониторинг концен - трации CO 2 в режиме реального време - ни . Это помогает специалистам свое - временно принимать адекватные меры для сохранения зерна ( и других продук - тов ), поэтому является не только полез - ным средством измерения и элементом электронной системы , но и важным экономическим фактором : гарантиру - ет агрокомплексам продовольственную безопасность , а с ней и экономические выгоды в конкурентной среде . Датчик разработан для широкого диапазона измерения концентрации CO 2 до значения 40% загазованности по объёму хранилища . Эта цифра ука - зана в наименовании модели NDIR SRH-40. Датчик применяется в элек - тронных контроллерах в режиме низ - кого энергопотребления с минималь - ным значением 1 мА . Принцип работы основан на неинвазивной инфракрас - ной спектроскопии с использованием инфракрасного излучения длиной вол - ны 4,3 мкм . NDIR SRH-40 обеспечива - ет высокую точность и стабильность измерений благодаря использованию модуляционной спектроскопии и авто - матической компенсации температуры и давления . Блок - схема применения и включе - ния датчиков СО 2 представлена на рис . 5. Встроенный стабилизатор датчи - ка преобразовывает напряжение при подключении к устройствам напряже - нием 5 В . Типичная схема применения датчика поясняет принцип переклю - чения на выходе сигнала логического уровня в диапазоне 5 В …2,5 В . В схе - ме адаптации питания и сопряжения , представленной на рис . 6, участвуют в качестве токовых ключей транзисторы LMBT3904TTIG (3904). SRH-40 датчик с инфракрасным типом измерения имеет следующие технические характеристики : ● концентрация измерений загазован - ности CO 2 : в диапазоне 0–40%; ● точность в диапазоне от 0–40%: от - клонение ±10% от показаний ; ● разрешение : 0,01%; ● время отклика : 25 с ; ● рабочая температура : –20…+50° С ; ● габариты : 20 ( диаметр ) × 16,6 мм . Аналогичные датчики позициониру - ют как NDIR Gas Sensor, и различают - ся они по сериям SRH, SJH, SBH, SBrH. По форм - фактору и распиновке контак - тов эти датчики одинаковы ( рис . 2), но имеют различия по модификациям . Типичные условия применения дат - чиков серии SJH: Таблица 1. Сведения по назначению выводов датчика согласно рис . 3 Номер или литера контакта Название Назначение , уточнение V Vi – контакт питания DC Входное напряжение в диапазоне 3,3 В …5,5 В (DC). Рекомендуется Vi = 5 В G GND ( общий провод ) Контакт ввода питания ( клемма заземления ) T TX Serial Контакт выхода последовательного порта D Выходное напряжение Контакт ( вывод ) выходного сигнала R RX Serial Терминал - приёмник последовательного порта Датчик TXD TXD RXD RXD GND GND GND 3,3 В C1 0,1u VCC VCC VCC Микроконтроллер Рис . 4. Принцип считывания данных о концентрации газа или выполнения функции калибровки