Выбор реального оу:

S ingle-Supply компаратор MAX9031. 5 выводов, малое потребление, малая задержка распространения сигнала (см. приложение) (стоимость в районе 100 рублей)

5) Счетчик до 2-х (Т-триггер)

Для реализации этого блока используется микросхема к561тм2(30 рублей), состоящая из двух D-триггеров. Используется в данном устройстве только один D-триггер, собранный как T-триггер.

Остальные выводы микросхемы задействованы не будут.

Выход счетчика является входом для светодиода, который служит для индикации положения Севера. В качестве светодиода можно взять практически любой простой светодиод, такой как АЛ102АМ. (цена 15 рублей)

Iпр=5мА

Uпр макс = 2.8В

5В на выходе микросхемы ТМ2. Следует включить в цепь резистор, на котором падение напряжения составит примерно 2.5В

Rд должно быть равным 500 Ом

Можно использовать резистор 5% точности 510 Ом. Стоимость 5 рублей.

Схема устройства:

Приблизительная оценка погрешности.

Погрешность измерения вносят практически все элементы схемы, но основное влияние на неточность результата будут оказывать :

А) Компаратор на основе триггера Шмитта (гистерезисная петля)

Б) Погрешность дифференциального усилителя (ненулевой входной ток, напряжение смещения)

В) Погрешность первичного преобразователя

Г) Посторонние магнитные поля (учитываться не будут)

Д) Утечка заряда на амплитудном детекторе

• Ширина петли гистерезиса 0,02 В. Если разделить на коэффициент усиления, получится величина относительно выхода датчика. 0,2 мВ – это приблизительно 2% от максимального значения напряжения на Севере.

• Погрешность дифференциального усилителя на фоне погрешности компаратора будет мала, т.к. входной ток и напряжение смещения имеют очень малые значения.

• Погрешность датчика HMC1001 при неиспользуемых выводах SET\RESET и OFFSET достаточно велика, принимая во внимание также слабое поле Земли. Согласно документации:

Linearity Error - 0.5% FS (погрешность линейности характеристики)

Hysteresis Error – 0.1% FS

Repeatability Error – 0.1% FS

Cross-Axis Effect - +-3%FS (Cross field = 1Gauss)

(FS- full scale – total applied field)

• Напряжение на конденсаторе будет падать всегда, но скорость утечки достаточно мала, чтобы сильно влиять на результат. Погрешность амплитудного детектора можно пренебречь.

Вывод.

Спроектированное устройство позволяет определять положение северного магнитного полюса Земли с точностью в районе 5%

Устройство можно разместить в очень компактном корпусе. Использован один однополярный источник питания 5В.

Цена устройства составляет приблизительно 1200 рублей.