سنسور MPXV5004GP؛ سنجش دقیق فشار هوا برای کاربردهای صنعتی و پزشکی

سنسور MPXV5004GP یکی از سنسورهای پرکاربرد شرکت NXP (سابق موتورولا) است که برای اندازه‌گیری فشار گازها و مایعات طراحی شده است. این سنسور در دسته‌ی سنسورهای فشار تفاضلی قرار می‌گیرد و توانایی اندازه‌گیری فشارهای بسیار پایین تا 3.92 kPa (تقریباً 400 پاسکال) را دارد. همین ویژگی باعث شده تا در صنایع مختلف، تجهیزات پزشکی و پروژه‌های الکترونیکی مورد استفاده قرار گیرد.

ساختار و نحوه عملکرد سنسور MPXV5004GP

این سنسور از نوع پیزورزیستیو (Piezoresistive) است. عملکرد آن بر اساس تغییر مقاومت الکتریکی لایه‌های سیلیکونی تحت فشار است:

• وقتی فشار به دیافراگم سیلیکونی وارد می‌شود، مقاومت داخلی تغییر کرده و سیگنال الکتریکی تولید می‌شود.

• مدار داخلی سنسور این تغییر را تقویت و به سیگنال ولتاژی متناسب با فشار تبدیل می‌کند.

• خروجی سنسور به‌صورت آنالوگ خطی و متناسب با فشار ورودی در محدوده 0.2 تا 4.7 ولت است.

این خروجی خطی، اتصال سنسور را به میکروکنترلرها (مانند Arduino و STM32) بسیار آسان می‌کند.

مشخصات فنی سنسور MPXV5004GP

• محدوده فشار قابل اندازه‌گیری: 0 تا 3.92 kPa (حدود 0 تا 400 پاسکال یا 0.57 PSI)

• نوع خروجی: آنالوگ خطی (0.2 تا 4.7 ولت)

• ولتاژ تغذیه: 5 ولت DC

• دقت اندازه‌گیری: حدود ±1.5% از مقیاس کامل

• دمای کاری: 40- تا +125 درجه سانتی‌گراد

• رابط خروجی: 3 پین (Vout، GND، Vcc)

• نوع بسته‌بندی: پلاستیکی با لوله‌های ورودی هوا

کاربردهای سنسور MPXV5004GP در الکترونیک و صنعت

1. تجهیزات پزشکی

در دستگاه‌های کمک‌تنفسی (Ventilator) یا CPAP برای بیماران تنفسی، این سنسور فشار جریان هوا را کنترل و تنظیم می‌کند.

2. سیستم‌های HVAC و تهویه مطبوع

برای اندازه‌گیری فشار جریان هوا در کانال‌های تهویه و اطمینان از عملکرد صحیح سیستم‌های تهویه خانگی و صنعتی.

3. صنایع خودروسازی

در سیستم‌های سوخت‌رسانی و فیلترهای هوا، برای سنجش اختلاف فشار استفاده می‌شود.

4. ابزارهای هواشناسی و آزمایشگاهی

برای اندازه‌گیری فشار جزئی، سرعت جریان هوا در تونل‌های باد و تجهیزات آزمایشگاهی.

5. پروژه‌های تحقیقاتی و DIY

در پروژه‌های الکترونیکی مبتنی بر آردوینو برای اندازه‌گیری فشار هوا، کنترل ربات‌های پرنده (Drone) یا محاسبه سرعت جریان هوا کاربرد دارد.

مزایای استفاده از MPXV5004GP

• اندازه‌گیری فشارهای بسیار پایین با دقت بالا

• خروجی آنالوگ خطی که اتصال به ADC میکروکنترلر را ساده می‌کند

• طراحی مقاوم و صنعتی برای عملکرد پایدار در شرایط مختلف

• مصرف توان کم، مناسب برای دستگاه‌های پرتابل

• قابلیت استفاده در مایعات و گازها (با در نظر گرفتن محدودیت‌ها)

نکات مهم در استفاده از سنسور MPXV5004GP

• باید دقت شود که سنسور بیش از حد فشار نبیند، چون دیافراگم داخلی آسیب می‌بیند.

• استفاده از فیلتر و لوله‌های مناسب برای اتصال ورودی‌ها توصیه می‌شود.

• در محیط‌های نویزی، بهتر است خروجی سنسور با یک فیلتر RC به ADC میکروکنترلر متصل شود.

• برای کالیبراسیون دقیق، اندازه‌گیری در شرایط بدون فشار (آزاد) انجام شده و نقطه‌ی مرجع تنظیم می‌شود.

مقایسه MPXV5004GP با سنسورهای مشابه

• MPXV7002DP: محدوده فشار پایین‌تر (تا 2 kPa) مناسب برای اندازه‌گیری فشارهای بسیار جزئی‌تر.

• MPX5010: محدوده فشار بالاتر (10 kPa) برای کاربردهایی که نیاز به اندازه‌گیری فشار متوسط دارند.

• MPXV5050: محدوده فشار تا 50 kPa، کاربردی در خودرو و صنایع سنگین.

در واقع MPXV5004GP برای پروژه‌هایی مناسب است که نیاز به دقت بالا در فشارهای پایین دارند.

جمع‌بندی

سنسور MPXV5004GP یکی از بهترین انتخاب‌ها برای اندازه‌گیری فشارهای بسیار پایین با دقت بالا است. این سنسور با خروجی آنالوگ خطی و مصرف توان پایین، به‌راحتی در پروژه‌های صنعتی، پزشکی و آموزشی قابل استفاده است. اگر قصد دارید اختلاف فشار جریان هوا یا فشارهای سبک را در سیستم‌های خود اندازه‌گیری کنید، این سنسور می‌تواند گزینه‌ای ایده‌آل و مقرون‌به‌صرفه باشد.