وقتی برای اولین بار کار روی پروژه های الکترونیکی را شروع کردم، دما آخرین چیزی بود که به ذهنم می رسید. من خیلی روی کار کردن مدارهایم متمرکز بودم، مطمئن می شدم که سیم کشی درست است، کد اجرا شده است، و سنسورها مقادیر مناسب را به من می دهند.
اما با گذشت زمان، متوجه چیزی شدم: مدارهای من در برخی مواقع کاملاً کار میکنند، اما در برخی مواقع نه. با وجود اینکه کد یکسان بود و سیم ها به همین ترتیب تنظیم شده بودند، باز هم نتایج متفاوتی دریافت می کردم.
آن زمان بود که متوجه شدم عوامل بیرونی وجود دارد که بر قطعات الکترونیکی تأثیر می گذارد که باید آنها را در نظر می گرفتم.
هنگامی که به دما فکر می کنید، ممکن است فکر کنید که یکی از آن عوامل اضافی است که اهمیت زیادی ندارد، اما در واقعیت، دما می تواند بر دقت سنسور، عملکرد باتری، سطح ولتاژ و ثبات کلی تأثیر بگذارد. بخش مشکل این است که این تغییرات به قدری جزئی هستند که به راحتی می توان از آنها چشم پوشی کرد، اما به اندازه ای بزرگ هستند که وقتی اوضاع آن طور که انتظار دارید رفتار نمی کند باعث سردرگمی شود.
یکی از اولین بارهایی که متوجه این موضوع شدم زمانی بود که روی سنسوری کار می کردم که به اندازه گیری زمان متکی بود. فکر میکردم هر بار یک مقدار ثابت به دست میآورم، اما در عوض، نتایج من کمی تغییر میکرد. به اندازه کافی برای خطا دادن به من کافی نیست، اما به اندازه ای است که دلیل آن را در نظر بگیرم، زیرا هر تغییر کوچک در ارزش می تواند مشکل پروژه های بزرگتر باشد.
من میپرسم که آیا سیمکشی نادرست است یا کد من اشتباه است، اما همه چیز کاملاً خوب بود. آنجا بود که متوجه شدم خود محیط نتایج من را تغییر می دهد.
دما چگونه بر حسگرها تأثیر می گذارد؟
بسیاری از حسگرها به ویژگی های فیزیکی که با دما تغییر می کنند بستگی دارند. به عنوان مثال، مقاومت می تواند افزایش یا کاهش یابد، خروجی های ولتاژ می توانند کمی تغییر کنند، و سنسورهای مبتنی بر زمان می توانند رفتار متفاوتی داشته باشند.
حتی چیزی مانند اندازه گیری فاصله با صدا نیز می تواند تحت تأثیر قرار گیرد زیرا دما سرعت حرکت صدا را در هوا تغییر می دهد. بنابراین اگر سنسور شما به زمانبندی متکی باشد، ممکن است خوانشهای شما آنقدر که فکر میکنید پایدار نباشند.
این رانش سنسور نامیده می شود. این یک خطای بسیار رایج در سنسورها است.
مقاومت ها
مقاومت ها همیشه دقیق نیستند. در ابتدا، من فکر می کردم که مقاومتی که 10kΩ برچسب گذاری شده است، همیشه 10kΩ خواهد بود. اما در واقعیت، مقاومت ها دارای تلورانس هایی هستند که کمی با دما (5±%) تغییر می کند.
در اکثر پروژه های مبتدی، این تغییرات کوچک معمولاً چیز مهمی نیستند. اما در مدارهایی که ولتاژ مهم است، مانند تقسیم کننده های ولتاژ یا قرائت آنالوگ، این تغییرات کوچک می تواند نتایج شما را تحت تاثیر قرار دهد.
چرا باتری ها گاهی اوقات غیر قابل اعتماد به نظر می رسند؟
اگر تا به حال از پروژه های باطری استفاده کرده اید، ممکن است گاهی متوجه شوید که باتری سریعتر از حد انتظار تخلیه می شود. در اینجا نیز دما نقش مهمی دارد. در محیطهای سردتر، باتریها آنقدر کارآمد نخواهند بود و ولتاژ کاهش مییابد. در محیط های گرم، باتری ها ممکن است برای مدت کوتاهی کمی بهتر عمل کنند، اما سلامت طولانی مدت باتری ها کاهش می یابد.
گرما ایجاد می شود - حتی در مدارهای کوچک
پس از چند بار آزمایش با این مسائل، شروع به برخورد متفاوت با مسائل کردم.
به جای اینکه فرض کنم فوراً اشتباه کرده ام، از خودم می پرسم: آیا محیط تغییر کرده است؟ آیا مدار آنقدر کار کرده است که گرم شود؟ آیا اندازه گیری های من در طول زمان کمی تغییر می کند؟
عادات ساده ای که به پروژه ها کمک می کند
به جای پیچیده کردن بیش از حد چیزها، چند عادت کوچک که راه طولانی را به همراه دارند، مدار شما را بیش از یک بار آزمایش می کنند. آگاهی از محیط خود؛ فرض نکردن مقادیر کاملاً ثابت. و اگر خوانشها کمی کم به نظر میرسند، به دنبال الگوها باشید، نه فقط خطاها.
در خاتمه، دما یکی از مواردی است که تا زمانی که مجبور به انجام آن نشدم به آن فکر نکردم. اما زمانی که متوجه اثرات آن بر روی مقادیر شدم، نحوه اشکال زدایی و طراحی مدارها را تغییر داد.
بنابراین بهجای نتیجهگیری سریع در مورد سیمکشی یا کد وقتی میبینید مقادیر کمی تغییر میکنند، از خود بپرسید که آیا عوامل دیگری وجود دارد که میتواند باعث این امر شود. هر چه بیشتر پروژه بسازید، بیشتر متوجه خواهید شد که الکترونیک سیاه و سفید نیست. شما باید محیطی که آنها در آن وجود دارند را نیز درک کنید.