Resonador de cerámica en Arduino
Resonador de cerámica Arduino
Los resonadores de cerámica consisten en material cerámico piezoeléctrico que tiene dos o más electrodos de metal unidos. Cuando se conectan en un circuito eléctrico, generan una señal de reloj constante con frecuencia específica como un oscilador de cristal. En general, los resonadores de cerámica se utilizan donde el costo es bajo y el alto rendimiento no es obligatorio.
Arduino es una placa de desarrollo completa que contiene múltiples periféricos que se necesitan para ejecutar tableros Arduino. Entre todos los componentes de Arduino, los osciladores están el que juega un papel importante en el trabajo de Arduino.
Arduino tiene dos tipos de microcontroladores Uno es el controlador principal ATMEGA328 que controla la lógica de Arduino, mientras que el segundo que es responsable de la interfaz de serie Arduino es ATMEGA16U2. Ambos microcontroladores tienen un reloj interno de 8MHz, pero ambos también contienen un reloj externo de 16MHz. Para dejar esto claro aquí hay una división de fuentes de reloj para cada uno de los microcontroladores.
| Microcontrolador | Fuente del reloj |
|---|---|
| ATMEGA328P | Resonador de cerámica |
| ATMEGA16U2 | Oscilador de cristal |
Principal objetivo de los resonadores de cerámica en Arduino es generar señales de reloj para microcontroladores ATMEGA328P; Los resonadores de cerámica cuentan con menos precisión que los osciladores de cristal. Este resonador de cerámica tiene una frecuencia de reloj de 16MHz.
En la práctica general, un resonador de cerámica es suficiente para un microcontrolador Arduino; Sin embargo, este circuito del oscilador no es bueno para mantener el tiempo o donde se requiere precisión de tiempo. Para hacerlo, necesitamos un módulo RTC externo para obtener más precisión en las aplicaciones basadas en el tiempo.
Diferencia entre el cristal y el resonador de cerámica
Normalmente, la cerámica y el oscilador de cristal tienen el mismo propósito de generar una señal de reloj en Arduino, sin embargo, existen algunas diferencias de construcción entre ellos que destacaremos a continuación:
Rango de frecuencia: Los osciladores de cristal tienen un mayor rango de frecuencia que los resonadores de cerámica, esto se debe al alto factor Q de los osciladores de cristal. La frecuencia del oscilador de cristal varía de 10kHz-100MHz, mientras que la de los resonadores de cerámica varía de 190 kHz-50MHz.
Material de fabricación: Tanto el oscilador de cristal como cerámico está compuesto por material de resonador piezoeléctrico. El oscilador de cristal está hecho con cuarzo, mientras que el resonador de cerámica está hecho de titanato de circonio de plomo. Los resonadores de cerámica son fáciles de fabricar en comparación con los osciladores de cristal.
Tolerancia y sensibilidad: El resonador de cerámica tiene una alta tolerancia contra el choque y la vibración en comparación con el oscilador de cristal. Los osciladores son más sensibles a la radiación. Quartz tiene tolerancia a la frecuencia de 0.001%, mientras que el titanato de circonio de plomo utilizado en resonadores de cerámica tiene 0.5% de tolerancia a la frecuencia.
Efecto de la temperatura: La frecuencia resonante de salida en los resonadores de cerámica está determinada por el grosor del material utilizado, mientras que la salida del oscilador se define por el tamaño, la forma y la velocidad del sonido en ese material. Los osciladores de cristal son más estables en términos de variaciones de temperatura, sin embargo, los resonadores cerámicos tienen más dependencia de la temperatura; Un ligero cambio de temperatura puede afectar su frecuencia de resonancia de salida.
Dependencia del condensador: Tanto los osciladores de cerámica como los cristales necesitan un condensador. El resonador puede tener un condensador interno, mientras que el oscilador necesita un condensador externo para trabajar.
Producción: Crystal Oscillator proporciona una frecuencia de resonante más estable en la salida en comparación con el resonador. Esto se debe a que los materiales cerámicos son sensibles a los cambios de temperatura que pueden afectar la frecuencia de salida. Los osciladores de cristal tienen una precisión mayor que los resonadores de cerámica.
Aplicaciones: Los osciladores de cristal se usan aquí se requiere comunicación en serie de alta velocidad como en Arduino ATMEGA16U2 Utiliza el oscilador de cristal para la interfaz serie. Se pueden usar resonadores de cerámica donde la estabilidad de frecuencia no es muy importante, como en microprocesadores o microcontroladores. TVS, videojuegos e incluso juguetes para niños que tienen componentes eléctricos usan osciladores de cristal.
En caso de cronometraje, los osciladores de cristal son más precisos si se ajustan correctamente con condensadores variables externos, solo tienen un error de unos pocos minutos por año.
Conclusión
Arduino tiene dos microcontroladores que dependen de fuentes de reloj externas en forma de oscilador de cristal y resonador de cerámica. El resonador de cerámica en Arduino es utilizado por el chip Atmega328p. El uso de este resonador Arduino mantiene su frecuencia resonante para procesar diferentes lógicas. Además, ambos osciladores son diferentes en términos de trabajo y construcción, sin embargo, ambos tienen el mismo propósito de generar reloj de 16MHz para los microcontroladores Arduino.