MPS20N0040D SENSOR

MPS20N0040D Pressure Sensor

سنسور MPS20N0040D یک سنسور فشار سنجی (استرین گیج) آنالوگ از نوع خروجی تفاضلی (Differential) است. این سنسور به طور خاص برای اندازه‌گیری فشارهای بسیار پایین، مانند فشار هوا در سیستم‌های تنفسی، فشار گاز یا جریان هوا در کانال‌ها طراحی شده است.

🧩 مشخصات کلی:

• نوع: سنسور فشار تفاضلی (Differential Pressure Sensor)

• ولتاژ کاری: 3V تا 10V DC (ولتاژ تحریک)

• رنج فشار: 0 تا 40 mmH₂O (میلی‌متر ستون آب) - توجه: این واحد فشار بسیار کمی است.

• خروجی: آنالوگ (ولتاژ تفاضلی)

⚙️ مشخصات فنی کلیدی:

• پین‌های اصلی (معمولاً ۴ پین):

  • V+ / Vcc: تغذیه مثبت (۳ تا ۱۰ ولت)

  • V- / GND: زمین

  • Output+: خروجی مثبت (سیگنال غیر وارونه)

  • Output-: خروجی منفی (سیگنال وارونه)

• ولتاژ خروجی: حداکثر ۱۲mV (در ولتاژ تغذیه ۱۰V و فشار 40mmH₂O)

• حساسیت: ~0.3mV/mmH₂O/V (به ازای هر میلی‌متر ستون آب و هر ولت تغذیه)

• امپدانس خروجی: ~2000Ω (نیازمند تقویت کننده با امپدانس ورودی بالا)

💡 کاربردهای اصلی:

• سنسور جریان هوا (Airflow Sensor): اندازه‌گیری سرعت و حجم هوا در کانال‌های HVAC، دستگاه‌های تنفسی و ونتیلاتورها.

• کنترل فشار: در سیستم‌های دارای فن برای حفظ فشار ثابت.

• سنسور ارتفاع (Altimeter): اندازه‌گیری تغییرات فشار هوا برای تخمین ارتفاع.

• پایش فیلتر: تشخیص گرفتگی فیلترها با اندازه‌گیری اختلاف فشار قبل و بعد از آن.

✅ مزایا:

• حساسیت بسیار بالا برای اندازه‌گیری فشارهای بسیار کم.

• طراحی کوچک و سبک.

• پاسخگویی سریع به تغییرات فشار.

• قیمت مناسب.

⚠️ محدودیت‌ها و هشدارها:

• خروجی بسیار ضعیف: سیگنال خروجی در حد میلی‌ولت است و حتماً باید توسط یک آمپلی فایر (تقویت‌کننده) مانند آپ-امپ (Op-Amp) یا ADC با تقویت داخلی (مانند ADS1115) تقویت شود.

• حساسیت به نویز: به دلیل سطح سیگنال پایین، به نویز الکتریکی بسیار حساس است و نیاز به شیلدینگ و فیلترینگ دارد.

• ولتاژ تغذیه: خروجی به ولتاژ تغذیه وابسته است. برای اندازه‌گیری دقیق، باید از یک منبع تغذیه پایدار استفاده کرد.

• شکنندگی: دیافراگم سنسور بسیار حساس است و در معرض فشارهای شدید یا ضربه فیزیکی به راحتی آسیب می‌بیند.

⚡ نکات مهم برای استفاده با آردوینو:

1. تقویت سیگنال (الزامی): از یک مدار تقویت‌کننده Instrumentation Amplifier (مانند INA125, INA126) یا یک ماژول ADC با تقویت کننده مانند ADS1115 استفاده کنید. این قدم حیاتی است.

2. فیلتر پایین‌گذر (Low-Pass Filter): یک فیلتر RC ساده در خروجی سنسور برای حذف نویزهای فرکانس بالا نصب کنید.

3. تغذیه پایدار: از یک رگولاتور ولتاژ دقیق (مانند LM7805 یا REF02) برای تأمین ولتاژ تحریک سنسور استفاده کنید تا نوسانات منبع تغذیه، خوانش را تحت تأثیر قرار ندهد.

4. کالیبراسیون: سنسور نیاز به کالیبراسیون (مقایسه خروجی با یک مرجع دقیق) برای اندازه‌گیری دقیق دارد.

🔍 مدل‌های مشابه و جایگزین:

• MPXV7002DP: سنسور فشار تفاضلی با خروجی آنالوگ و تقویت‌شده داخلی (استفاده بسیار آسان‌تر).

• SDP600 Series: سنسورهای فشار تفاضلی با دقت و حساسیت بسیار بالا و رابط I2C.

• BMP180 / BMP280 / BME280: سنسورهای فشار هوا (مطلق) با رابط دیجیتال I2C/SPI، مناسب برای اندازه‌گیری فشار اتمسفر و ارتفاع.

🎯 جمع‌بندی:
سنسور MPS20N0040D یک قطعه تخصصی و حساس برای اندازه‌گیری فشارهای بسیار پایین است. استفاده از آن به دلیل نیاز به مدارات جانبی پیچیده (تقویت‌کننده و فیلتر) برای مبتدیان چالش‌برانگیز است، اما برای پروژه‌های حرفه‌ای و صنعتی که به دقت بالا نیاز دارند، یک گزینه مقرون‌به‌صرفه محسوب می‌شود