Résonateur en céramique à Arduino
Résonateur en céramique Arduino
Les résonateurs en céramique sont composés de matériau en céramique piézoélectrique avec deux électrodes métalliques ou plus attachées. Lorsqu'ils sont connectés dans un circuit électrique, ils génèrent un signal d'horloge constant avec une fréquence spécifique tout comme un oscillateur en cristal. Généralement, les résonateurs en céramique sont utilisés lorsque le coût est faible et les performances élevées ne sont pas obligatoires.
Arduino est une carte de développement complète contenant plusieurs périphériques nécessaires pour exécuter des planches Arduino. Parmi tous les composants Arduino, les oscillateurs sont celui qui joue un rôle majeur dans le travail d'Arduino.
Arduino a deux Types de microcontrôleurs L'un est le contrôleur principal Atmega328 qui contrôle la logique Arduino tandis que la seconde qui est responsable de l'interface série Arduino est Atmega16u2. Ces deux microcontrôleurs ont une horloge interne de 8 MHz mais les deux contiennent également une horloge externe de 16 MHz. Pour le rendre clair, voici une division des sources d'horloge pour chacun des microcontrôleurs.
| Microcontrôleur | Source d'horloge |
|---|---|
| Atmega328p | Résonateur en céramique |
| Atmega16u2 | Oscillateur à cristal |
Principal but des résonateurs en céramique à Arduino consiste à générer des signaux d'horloge pour les microcontrôleurs ATMEGA328P; Les résonateurs en céramique présentent moins de précision que les oscillateurs en cristal. Ce résonateur en céramique a une fréquence d'horloge de 16 MHz.
Dans la pratique générale, un résonateur en céramique est suffisant pour un microcontrôleur Arduino; Cependant, ce circuit d'oscillateur n'est pas bon pour le maintien du temps ou où la précision de synchronisation est requise. Pour ce faire, nous avons besoin d'un module RTC externe pour plus de précision dans les applications basées sur le temps.
Différence entre le cristal et le résonateur en céramique
Normalement, l'oscillateur en céramique et en cristal a tous deux le même but de générer un signal d'horloge dans Arduino Cependant, il existe des différences de construction entre elles que nous mettrons en évidence ci-dessous:
Gamme de fréquences: Les oscillateurs en cristal ont une plage de fréquences plus élevée que les résonateurs en céramique, cela est dû au facteur Q élevé d'oscillateurs cristallins. La fréquence des oscillateurs en cristal de 10 kHz à 100 MHz tandis que celle des résonateurs en céramique varie de 190 kHz à 50 MHz.
Matériau de fabrication: L'oscillateur en cristal et en céramique est composé de matériau de résonateur piézoélectrique. L'oscillateur en cristal est fabriqué à l'aide de quartz tandis que le résonateur en céramique est fait de titanate de zirconium de plomb. Les résonateurs en céramique sont faciles à fabriquer par rapport aux oscillateurs en cristal.
Tolérance et sensibilité: Le résonateur en céramique a une tolérance élevée contre le choc et les vibrations par rapport à l'oscillateur en cristal. Les oscillateurs sont plus sensibles aux rayonnements. Le quartz a une tolérance de fréquence de 0.001% tandis que le titanate de zirconium en plomb utilisé dans les résonateurs en céramique a 0.Tolérance à la fréquence à 5%.
Effet de la température: La fréquence de résonance de sortie dans les résonateurs en céramique est déterminée par l'épaisseur du matériau utilisé tandis que la sortie de l'oscillateur est définie par la taille, la forme et la vitesse du son dans ce matériau. Les oscillateurs en cristal sont plus stables en termes de variations de température, mais les résonateurs céramiques ont plus de dépendance à la température; un léger changement de température peut affecter leur fréquence de résonance de sortie.
Dépendance au condensateur: Les oscillateurs en céramique et en cristal ont besoin d'un condensateur. Le résonateur peut avoir un condensateur interne tandis que l'oscillateur a besoin de condensateur externe pour travailler.
Sortir: L'oscillateur à cristal fournit une fréquence de résonance plus stable en sortie par rapport au résonateur. En effet, les matériaux en céramique sont sensibles aux changements de température qui peuvent affecter la fréquence de sortie. Les oscillateurs en cristal ont une précision supérieure à celle des résonateurs en céramique.
Applications: Les oscillateurs en cristal sont utilisés ici une communication série à grande vitesse est requise comme dans Arduino Atmega16u2 utilise l'oscillateur de cristal pour l'interface série. Les résonateurs en céramique peuvent être utilisés lorsque la stabilité en fréquence n'est pas très importante, comme chez les microprocesseurs ou les microcontrôleurs. Les téléviseurs, les jeux vidéo et même les jouets pour enfants qui ont des composants électriques utilisent des oscillateurs en cristal.
En cas de chronométrage, les oscillateurs en cristal sont plus précis s'ils sont correctement réglés avec des condensateurs variables externes, puis n'ont qu'une erreur de quelques minutes par an.
Conclusion
Arduino a deux microcontrôleurs qui s'appuient tous deux sur des sources d'horloge externes sous forme d'oscillateur en cristal et de résonateur en céramique. Le résonateur en céramique à Arduino est utilisé par la puce atmega328p. L'utilisation de ce résonateur Arduino maintient sa fréquence de résonance pour traiter différentes logiques. De plus, les deux oscillateurs sont différents en termes de travail et de construction, mais les deux ont le même but de générer une horloge 16 MHz pour les microcontrôleurs Arduino.