Keramisk resonator i Arduino
Arduino Ceramic Resonator
Keramiske resonatorer består av piezoelektrisk keramisk materiale med to eller flere metallelektroder festet. Når de kobles til i en elektrisk krets, genererer de et konstant klokkesignal med spesifikk frekvens akkurat som en krystalloscillator. Generelt brukes keramiske resonatorer der kostnadene er lav og høy ytelse er ikke obligatorisk.
Arduino er et komplett utviklingsstyr. Blant alle Arduino -komponenter er oscillatorer den som spiller en viktig rolle i arbeidet med Arduino.
Arduino har to typer mikrokontrollere en er hovedkontrolleren ATMEGA328 som kontrollerer Arduino -logikken mens den andre som er ansvarlig for Arduino seriell grensesnitt er ATMEGA16U2. Begge disse mikrokontrollerne har en intern klokke på 8MHz, men begge inneholder også en ekstern klokke på 16MHz. For å gjøre dette klart her er en avdeling av klokkekilder for hver av mikrokontrollerne.
| Mikrokontroller | Klokkekilde |
|---|---|
| ATMEGA328P | Keramisk resonator |
| ATMEGA16U2 | Krystalloscillator |
Hoved hensikt av keramiske resonatorer i Arduino er å generere klokkesignaler for atmega328p mikrokontrollere; Keramiske resonatorer har mindre presisjon enn krystalloscillatorer. Denne keramiske resonatoren har en klokkefrekvens på 16MHz.
I allmennpraksis er en keramisk resonator tilstrekkelig for en Arduino -mikrokontroller; Imidlertid er denne oscillatorkretsen ikke bra for å holde tid eller hvor timing presisjon er nødvendig. For å gjøre det trenger vi en ekstern RTC-modul for mer nøyaktighet i tidsbaserte applikasjoner.
Forskjell mellom krystall og keramisk resonator
Normalt tjener keramisk og krystalloscillator begge samme formål å generere et klokkesignal i Arduino, men det er noen konstruksjonsforskjeller mellom dem som vi vil fremheve nedenfor:
Frekvensområde: Krystalloscillatorer har høyere frekvensområde enn keramiske resonatorer, dette er på grunn av den høye Q -faktoren av krystalloscillatorer. Krystalloscillatorfrekvens varierer fra 10 kHz-100MHz mens den for keramiske resonatorer varierer fra 190 kHz-50MHz.
Produksjonsmateriell: Både krystall og keramisk oscillator består av piezoelektrisk resonatormateriale. Krystalloscillator er laget med kvarts mens keramisk resonator er laget av bly zirkoniumtitanat. Keramiske resonatorer er enkle å produsere sammenlignet med krystalloscillatorer.
Toleranse og følsomhet: Keramisk resonator har høy toleranse mot sjokk og vibrasjon sammenlignet med krystalloscillator. Oscillatorer er mer følsomme for stråling. Kvarts har frekvenstoleranse på 0.001% mens bly zirkoniumtitanat brukt i keramiske resonatorer har 0.5% frekvenstoleranse.
Effekt av temperatur: Utgangsresonansfrekvens i keramiske resonatorer bestemmes av tykkelsen på materiale som brukes mens oscillatorutgangen er definert av størrelse, form og lydhastighet i det materialet. Krystalloscillatorer er mer stabile når det gjelder temperaturvariasjoner, men keramiske resonatorer har mer avhengighet av temperatur; Lett temperaturendring kan påvirke deres resonansfrekvens.
Kondensatoravhengighet: Både keramiske og krystalloscillatorer trenger en kondensator. Resonator kan ha intern kondensator mens oscillator trenger ekstern kondensator for å fungere.
Produksjon: Krystalloscillator gir mer stabil resonansfrekvens i utgangen sammenlignet med resonator. Dette er fordi keramiske materialer er følsomme for temperaturendringer som kan påvirke utgangsfrekvensen. Krystalloscillatorer har nøyaktighet større enn keramiske resonatorer.
applikasjoner: Krystalloscillatorer brukes her høyhastighets seriell kommunikasjon er nødvendig som i Arduino atmega16u2 bruker krystalloscillator for seriell grensesnitt. Keramiske resonatorer kan brukes der frekvensstabilitet ikke er mye viktig, som hos mikroprosessorer eller mikrokontrollere. TV -er, videospill og til og med barneleker som har elektriske komponenter bruker krystalloscillatorer.
I tilfelle tidtaking er krystalloscillatorer mer nøyaktige hvis de er riktig innstilt med eksterne variable kondensatorer, og har bare en feil på noen få minutter per år.
Konklusjon
Arduino har to mikrokontrollere som begge er avhengige av eksterne klokkekilder i form av krystalloscillator og keramisk resonator. Keramisk resonator i Arduino brukes av ATMEGA328P -brikken. Ved å bruke denne resonatoren opprettholder Arduino sin resonansfrekvens for å behandle forskjellige logikker. Videre er begge oscillatorene forskjellige når det gjelder arbeid og konstruksjon, men begge tjener samme formål å generere 16MHz klokke for Arduino mikrokontrollere.