Keramikresonator in Arduino
Arduino Keramikresonator
Keramische Resonatoren bestehen aus piezoelektrischem Keramikmaterial mit zwei oder mehr Metallelektroden, die befestigt sind. Wenn sie in einem elektrischen Schaltkreis verbunden sind, erzeugen sie ein konstantes Taktsignal mit spezifischer Frequenz wie ein Kristalloszillator. Im Allgemeinen werden Keramikresonatoren verwendet, wenn die Kosten niedrig sind und hohe Leistung nicht obligatorisch ist.
Arduino ist ein komplettes Entwicklungsausschuss, das mehrere Peripheriegeräte enthält, die für den Betrieb von Arduino -Boards benötigt werden. Unter allen Arduino -Komponenten sind Oszillatoren diejenige, die eine wichtige Rolle bei der Arbeit von Arduino spielt.
Arduino hat zwei Arten von Mikrocontrollern ist der Hauptregler Atmega328 die Arduino -Logik kontrolliert, während die zweite, die für die arduino -serielle Schnittstelle verantwortlich ist ATMEGA16U2. Beide Mikrocontroller haben eine interne Uhr von 8 MHz, aber beide enthalten auch eine externe Uhr von 16 MHz. Um dies klar zu machen, ist eine Aufteilung der Uhrquellen für jeden der Mikrocontroller.
| Mikrocontroller | Uhrquelle |
|---|---|
| Atmega328p | Keramikresonator |
| ATMEGA16U2 | Kristalloszillator |
Hauptsächlich Zweck von Keramikresonatoren in Arduino soll Taktsignale für ATMEGA328P -Mikrocontroller generieren. Keramikresonatoren haben weniger Präzision als Kristalloszillatoren. Dieser Keramikresonator hat eine Taktfrequenz von 16 MHz.
Im Allgemeinen praktizieren ein Keramikresonator für einen Arduino -Mikrocontroller. Diese Oszillatorschaltung ist jedoch nicht gut für die zeitliche Aufbewahrung oder die Zeit des Zeitpunkts erforderlich. Dazu benötigen wir ein externes RTC-Modul für mehr Genauigkeit in zeitbasierten Anwendungen.
Unterschied zwischen Kristall- und Keramikresonator
Normalerweise dienen der Keramik- und Kristalloszillator beide den gleichen Zweck, ein Taktsignal in Arduino zu erzeugen, aber es gibt einige Konstruktionsunterschiede zwischen ihnen, die wir unten hervorheben werden:
Frequenzbereich: Kristalloszillatoren haben einen höheren Frequenzbereich als Keramikresonatoren. Dies liegt an dem hohen Q -Faktor für Kristalloszillatoren. Die Frequenz der Kristalloszillator liegt zwischen 10 kHz-100 MHz, während die von Keramikresonatoren von 190 kHz-50 MHz variiert.
Fertigungsmaterial: Sowohl Kristall- als auch Keramikoszillator bestehen aus piezoelektrischem Resonatormaterial. Der Kristalloszillator wird mit Quarz hergestellt, während Keramikresonator aus Bleizirkoniumtitanat besteht. Keramikresonatoren sind im Vergleich zu Kristalloszillatoren leicht herzustellen.
Toleranz und Empfindlichkeit: Keramikresonator hat eine hohe Toleranz gegen Schock und Vibration im Vergleich zum Kristalloszillator. Oszillatoren reagieren empfindlicher gegenüber Strahlung. Quarz hat eine Frequenztoleranz von 0.001% während Bleizirkoniumtitanat, die in Keramikresonatoren verwendet wird, hat 0.5% Frequenztoleranz.
Auswirkung der Temperatur: Die Ausgangsresonanzfrequenz in Keramikresonatoren wird durch die verwendete Dicke des Materials bestimmt, während der Oszillatorausgang durch Größe, Form und Schallgeschwindigkeit in diesem Material definiert wird. Kristalloszillatoren sind in Bezug auf Temperaturschwankungen stabiler, aber Keramikresonatoren haben mehr Temperaturabhängigkeit; Eine leichte Temperaturänderung kann ihre Ausgangsresonanzfrequenz beeinflussen.
Kondensatorabhängigkeit: Sowohl Keramik- als auch Kristalloszillatoren brauchen einen Kondensator. Resonator kann einen internen Kondensator haben, während der Oszillator einen externen Kondensator benötigt, um zu arbeiten.
Ausgang: Der Kristalloszillator bietet im Vergleich zu Resonator eine stabilere Resonanzfrequenz im Ausgang. Dies liegt daran. Kristalloszillatoren haben Genauigkeit größer als Keramikresonatoren.
Anwendungen: Hier werden hier Hochgeschwindigkeits-Serienkommunikation verwendet, wie in Arduino ATMEGA16U2 erforderlich ist, verwendet Kristalloszillator für die serielle Grenzfläche. Keramische Resonatoren können verwendet werden, wenn die Frequenzstabilität nicht viel wichtig ist, wie bei Mikroprozessoren oder Mikrocontrollern. Fernseher, Videospiele und sogar Kinderspielzeuge mit elektrischen Komponenten verwenden Kristalloszillatoren.
Bei der Zeitmessung sind Kristalloszillatoren genauer, wenn sie ordnungsgemäß mit externen variablen Kondensatoren abgestimmt sind, und haben dann nur einen Fehler von wenigen Minuten pro Jahr.
Abschluss
Arduino hat zwei Mikrocontroller. Keramikresonator in Arduino wird vom ATMega328p -Chip verwendet. Die Verwendung dieses Resonators Arduino behält seine Resonanzfrequenz bei, um verschiedene Logiken zu verarbeiten. Weiterhin sind beide Oszillatoren in Bezug auf Arbeit und Konstruktion unterschiedlich, aber beide dienen dem gleichen Zweck, 16 MHz -Uhr für Arduino -Mikrocontroller zu erzeugen.