Menu English Ukrainian Rosyjski Strona główna

Bezpłatna biblioteka techniczna dla hobbystów i profesjonalistów Bezpłatna biblioteka techniczna


ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Zegar z termometrem i barometrem. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Zegary, timery, przekaźniki, przełączniki obciążenia

Komentarze do artykułu Komentarze do artykułu

Proponowane urządzenie zbudowane na mikrokontrolerze AT90LS8535, pokazuje nie tylko czas, ale także temperaturę, a także ciśnienie atmosferyczne, zastępując tym samym trzy konwencjonalne sprzęty AGD. Można go podłączyć poprzez interfejs szeregowy do komputera osobistego, który pomoże skalibrować skale termometru i barometru oraz, w razie potrzeby, zebrać dane do wyświetlenia wykresów zmian ich wskazań dla wybranego przedziału czasu.

Na wskaźniku LED urządzenia można obserwować aktualne wartości czasu w formie e HH.MM; temperatura w miejscu zainstalowania czujnika zdalnego, °С; ciśnienie atmosferyczne, mm Hg. Sztuka. Zapewnione jest trzystopniowe ('normalny - uwaga - rozładowany') wskaźnik stanu baterii zapasowej..50 mm Hg z błędem 50...0,1 mm Hg.

Konstrukcyjnie urządzenie składa się z trzech modułów (płytek) - sterownika, sygnalizacji i zasilacza, umieszczonych w obudowie o wymiarach 210x160x80 mm z przezroczystym okienkiem na wskaźniki oraz zewnętrznego czujnika temperatury podłączonego do jednostki głównej przewodem trójżyłowym długość do 20 m. Czujnik ciśnienia atmosferycznego znajduje się wewnątrz obudowy.

Wybór mikrokontrolera Atmel AT90LS8535 podyktowany był następującymi przesłankami:

  • Interfejs szeregowy ISP (Interface for Serial Programming) umożliwia programowanie mikrokontrolera „od razu na płytce”, co znacznie upraszcza debugowanie. Programator podłączany do portów COM lub LPT komputera można łatwo wykonać samodzielnie [1, 2] lub kupić gotowy za stosunkowo niską cenę;
  • dzięki wbudowanemu wielokanałowemu 10-bitowemu ADC nie ma potrzeby stosowania dużej ilości zewnętrznych komponentów;
  • dolna granica napięcia zasilania (2,7 V vs. 4 V dla „wysokiego napięcia” AT89S8535) znacznie wydłuża żywotność baterii zapasowej instrumentu.

Mikrokontroler AT90LS8535 można wymienić na nowocześniejszy ATmega8535L lub zwykły ATmega10Z, ATMega603 tej samej firmy bez zmiany programu. Jednak dwa ostatnie mikroukłady są znacznie droższe i są produkowane tylko w pełnej obudowie 64-pinowej, co będzie wymagało znacznej komplikacji płytki drukowanej.

MODUŁ STEROWNIKA

W module sterownika, którego schemat pokazano na rys. 1, znajdują się główne elementy urządzenia: mikrokontroler DD2; konwersja sygnałów UART mikrokontrolera do standardowych poziomów interfejsu RS-232 (układ DD1); jednostka do konwersji rezystancji czujnika temperatury RK1 na napięcie (układy DAI, DA2, tranzystory VT1, VT2); czujnik ciśnienia (VR1); klawisze sterujące do wskaźników LED (tranzystory VT3-VT30); Wtyczki interfejsu RS-232 (XP1), programowania mikrokontrolera (XP2) oraz do podłączenia wskaźników (XP3).

Zegar z termometrem i barometrem
(kliknij, aby powiększyć)

Pod kontrolą mikrokontrolera DD2 klucze na tranzystorach VT3-VT12, VT21-VT30 są kolejno podłączone do zasilania obwodu wspólnej anody dziesięciu siedmiosegmentowych wskaźników, ich katody przełączają tranzystory VT13-VT19. Tranzystor VT30 steruje parą diod LED umieszczonych między cyframi godzin i minut wskaźnika. Z pinu 29 (PC7) mikrokontrolera podawany jest sygnał do diody LED ze znakiem minus temperatury, a z pinów 6 (PB5) i 7 (PB6) - do dwukolorowej diody LED informującej o stanie baterii zapasowej. Wszystkie wymienione powyżej wskaźniki znajdują się na zewnątrz modułu sterownika. Ponieważ piny 6, 7 mikroukładu DD2 są używane i do jego programowania pożądane jest przeprowadzenie tej operacji poprzez odłączenie kabla łączącego moduły kontrolera i wyświetlacza z wtyczki HRS.

Napięcia proporcjonalne do mierzonych wartości podawane są na trzy wyjścia mikrokontrolera DD2, zaprogramowane jako wejścia trzech z ośmiu dostępnych kanałów wbudowanego przetwornika ADC Wyjście 40 (PA0/ADC0) temperatura, 39 (PA1/ADC1) - ciśnienie, 38 (PA2/ADC2) - napięcie akumulatora. Wzorem dla ADC jest napięcie +32 V A podane na pin 5 (AREF) mikrokontrolera, co znacznie zmniejsza wymagania dotyczące stabilności tego ostatniego. Faktem jest, że napięcie wyjściowe czujników temperatury i ciśnienia jest proporcjonalne nie tylko do mierzonych parametrów, ale także do napięcia zasilania. Zmiana napięcia odniesienia wraz z nim eliminuje tę zależność w kodzie wyjściowym ADC. Choć odchylenia napięcia odniesienia od wartości nominalnej wprowadzają dodatkowy błąd w wyniku pomiaru napięcia akumulatora, to w tym przypadku nie jest to aż tak istotne.

Termistor RK1 - czujnik temperatury - jest uzwojeniem przekaźnika RES60 (paszport RS4.569. 435-00) o rezystancji 1900 + 120 / -380 Ohm przy 20°C. Można tu zastosować inne uzwojenia miedziane o mniej więcej tej samej rezystancji, w tym uzwojenia przekaźnika RES49 (paszport RS4.569.421-00), RES79 w wersjach DLT4.555.011. DLT4.555.011-05.

Rezystancja drutu miedzianego uzwojenia zależy liniowo od temperatury i jest dość stabilna w czasie. Jeśli jego wartość jest znana w temperaturze T0 (na przykład w 20 ° C), to w temperaturze T rezystancja będzie równa

R(T) = R(T0)[1 +0,004(T T0)].

Konstrukcja czujnika może być podobna do pokazanej na rys. 2.

Zegar z termometrem i barometrem

Skręcone izolowane przewody łączące 1 (np. MGTF) przylutowuje się do zacisków A i B przekaźnika 4, przepuszczając je przez rurkę uchwytu 2 wypełnioną żywicą epoksydową 3. Aby zapobiec wyciekaniu płynnej żywicy, miejsca, w których rura 2 są luźno przymocowane do przekaźnika 1 są zapieczętowane np. plasteliną, którą łatwo usunąć po polimeryzacji żywicy.

Przed wylaniem na skręconą wiązkę przewodów należy założyć elastyczną rurkę PVC 5. Zabezpieczy ona nie tylko przed niekorzystnymi warunkami atmosferycznymi, ale również przed zerwaniem przewodu przy częstych załamaniach, szczególnie w miejscu wyjścia z rurki 2. nie zginać zacisków przekaźnika ani nie odcinać nieużywanych. Może to spowodować uszkodzenie ich szklanych izolatorów, a wilgoć, która dostała się do wnętrza hermetycznej obudowy przekaźnika, spowoduje korozję, az czasem pęknięcie ultracienkiego drutu uzwojenia.

Na wzmacniaczu operacyjnym DA1.1, DA1.2 i tranzystorach polowych VT1, VT2 zamontowane są dwa stabilizatory prądu 1 mA. Ich tożsamość zapewnia się poprzez przyłożenie przykładowego napięcia ze wspólnego dzielnika R1R2 oraz równości rezystancji rezystorów sprzężenia zwrotnego R3 i R4. Prąd górnego stabilizatora zgodnie z układem przepływa przez czujnik RK1 i dwa przewody łączące podłączone do pinów 1 i 3 złącza X1, prąd dolny przepływa przez przykładową rezystancję (rezystor R5) oraz dwa przewody podłączone do pinów 2 i 3. Ponieważ wynikiem pomiaru jest różnica napięć na źródłach tranzystorów VT1 i VT2 równe spadki napięć na przewodach i stykach złącza znoszą się po odjęciu.

Wartość rezystora R5 jest nieco mniejsza od rezystancji czujnika RK1 przy minimalnej mierzonej temperaturze, odpowiada więc prawie zerowemu sygnałowi wyjściowemu przetwornika. W przypadku zastosowania czujnika o rezystancji znacznie różniącej się od 1850 Ohm w temperaturze pokojowej należy obliczyć jego rezystancję z powyższego wzoru w temperaturze dolnej granicy przedziału pomiarowego (np. -50°C) i przyjąć najbliższa niższa wartość z serii E5 jako wartość R24.produkują rezystory z tolerancją nie większą niż ±5%, jednak trzeba użyć precyzyjnego, np. C2-29V z tolerancją +1 % lub mniej, tylko taki rezystor zapewni minimalny wpływ zmian temperatury w miejscu instalacji urządzenia na jego odczyty.

Operacja odejmowania jest wykonywana przez precyzyjny wzmacniacz różnicowy prądu stałego na wzmacniaczu operacyjnym DA2.1, DA2.2. Działanie takiego wzmacniacza opisano w [3]. Konieczna jest dokładna równość rezystancji rezystorów R8-R11, dlatego należy je dobierać z tolerancjami nie większymi niż ± 0,1 ... ± 0,25%, rezystory R3, R4 również powinny mieć podobne tolerancje.

Wzmocnienie wzmacniacza różnicowego jest ustawione tak, aby maksymalne możliwe napięcie wyjściowe dla wzmacniacza operacyjnego, około 4,4 V, odpowiadało górnej granicy pomiaru temperatury.

Wymaganą wartość wzmocnienia określa wzór

gdzie R0 jest rezystancją czujnika w temperaturze pokojowej, kOhm; i0=1 mA - prąd znamionowy płynący przez czujnik i rezystor wzorcowy; Tmax, Tmin - odpowiednio górna i dolna granica przedziału pomiarowego, °C. Biorąc pod uwagę równe wartości rezystorów R8-R11 (można je wybrać dowolnie od 2 do 10 kOhm), wartość rezystora R6 oblicza się ze wzoru

Wymagania dotyczące dokładności wartości tego rezystora nie są bardzo wysokie, błędy można skompensować programowo. Ale podobnie jak inne rezystory jednostki pomiarowej, musi być stabilny termicznie.

Czujnik ciśnienia BP1 - MPX4115AP jest produkowany przez firmę Motorola specjalnie do elektronicznych barometrów i wysokościomierzy barometrycznych. W zakresie 0,15 ... 1,15 kPa (112,5 ... 862,5 mm Hg) zależność jego napięcia wyjściowego od ciśnienia jest liniowa ze znormalizowanym nachyleniem. Jednak przesunięcie zerowe charakterystyk różnych instancji czujnika osiąga 20 mm Hg. Sztuka. Kompensacja offsetu w tym urządzeniu jest przypisana do programu mikrokontrolera. Pierwsze wyjście czujnika można łatwo rozpoznać po półokrągłym wycięciu.

Jeśli wskazania barometru w wyprodukowanym urządzeniu są niestabilne, najczęściej winne są zakłócenia wywołane na obwodzie wyjściowym czujnika BP1. Aby się ich pozbyć, wystarczy zainstalować kondensator o pojemności co najmniej 1 uF między zaciskami 2 i 0,047 czujnika, którego nie pokazano na schemacie.

Obwód R7C11 zapewnia niezawodną instalację mikrokontrolera DD2 w stanie początkowym po włączeniu zasilania. Kondensatory C1-C10, C12 - blokujące, C13 i C14 są niezbędne do wzbudzenia rezonatora kwarcowego ZQ1.

Płytka drukowana modułu sterownika jest dwustronna wykonana z folii z włókna szklanego o grubości 1,5 mm. Jego wymiary to 190x120 mm z wycięciem 90x60 mm.

Cechą obwodu i konstrukcji modułu są trzy niezależne „wspólne” przewody dla obwodów analogowych, cyfrowych i wskaźników. W zmontowanym urządzeniu przewody te są połączone ze sobą tylko w module zasilającym. Odbiór ten zmniejsza zakłócenia wytwarzane przez węzły analogowe, moduł cyfrowy i wyświetlacz. Podczas testowania i konfigurowania kontrolera zasilanego z „niestandardowych”, na przykład źródeł laboratoryjnych, nie zapomnij połączyć ze sobą wspólnych przewodów tych ostatnich.

Rezystory R1-R6, R8-R11 - C2-29V lub inne precyzyjne rezystory o tolerancji wskazanej powyżej. Reszta rezystorów to zwykłe MLT lub C4-1. Wszystkie kondensatory są dowolne ceramiczne. Rezonator kwarcowy ZQ1 - NS-49 lub inny dla żądanej częstotliwości.

Wtyczki ХР1-ХРЗ - dwurzędowe bloki kołkowe PLD. Część blokowa złącza PC4 (X1) jest zainstalowana na obudowie przyrządu. Jego styki są połączone z odpowiednimi polami płytki drukowanej.

Konwerter poziomu sygnału interfejsu RS-232 MAX202CPE (DD1) można zastąpić jednym z jego wielu funkcjonalnych analogów, które różnią się jedynie liczbą kanałów konwersji, zalecanymi wartościami znamionowymi kondensatorów C4, C5, C9, C10 oraz poziomem ochrony wejść i wyjść przed zakłóceniami i przepięciami.

W skrajnych przypadkach układ DD1 można zastąpić węzłem na dwóch tranzystorach zgodnie z obwodem pokazanym na ryc. 3. Ujemne napięcie niezbędne do wytworzenia pełnowartościowego sygnału TXD w tym przypadku uzyskuje się poprzez prostowanie sygnału RXD z komputera za pomocą obwodu VD1C1. Przetwornice beztransformatorowe są wbudowane w wyspecjalizowane mikroukłady interfejsowe w celu uzyskania zwiększonego napięcia dodatniego i ujemnego.

Zegar z termometrem i barometrem

Podwójne precyzyjne wzmacniacze operacyjne MAX478СРА (DA1, DA2) zostaną zastąpione czterema MAX479CPD. Podobne wzmacniacze operacyjne są produkowane przez Analog Devices (AD8512, AD8513). W skrajnych przypadkach wystarczy pojedynczy krajowy KR140UD26A.

Tranzystory polowe KPZ0ZE można zastąpić KP302 z indeksami literowymi B-G lub innymi z kanałem n i początkowym prądem drenu co najmniej 3 ... 5 mA. Zamiast tranzystorów KT315G można zainstalować KT315B lub KT3102 z dowolnymi indeksami literowymi, zamiast KT972A - KT817G, a zamiast KT973A - KT973B. Oczywiście dopuszczalne jest stosowanie dowolnych innych tranzystorów o mniej więcej tej samej mocy z n21E co najmniej 100, w tym importowanych.

MODUŁ WSKAZANIA

Cel tego modułu wynika z nazwy, a obwód pokazano na ryc. 4. Pomiędzy siedmiosegmentowymi wskaźnikami LED godzin (HG1, HG2) i minut (HG3, HG4) o wysokości cyfr 25 mm znajdują się diody HL3 i HL4, migające z częstotliwością 0,5 Hz. Pozostałe wskaźniki są o połowę mniejsze. HG5-HG7 pokazują temperaturę, HG8 i HG9 - jednostkę miary (°C). Dzięki rezystorowi R2 kropka dziesiętna świeci się między cyframi jednostek i dziesiątymi częściami stopnia.

Sterownik wyświetla wartość ciśnienia atmosferycznego na wskaźnikach HG10-HG12, której jednostka miary (mm) jest widoczna na podwójnym szesnastosegmentowym wskaźniku HG13. Należy pamiętać, że sterownik nie steruje wskaźnikami HG8, HG9, HG13. Niezbędne symbole są „programowane” poprzez podłączenie katod segmentów tych wskaźników do wspólnego przewodu przez rezystory R4-R16.

Na lewo od wskaźnika HG5 (cyfra dziesiątek stopni) poziomo umieszczona jest płaska dioda LED HL1 - znak minus. Dwukolorowa dioda LED HL2 służy do wskazywania stanu baterii zapasowej. Podczas gdy napięcie jest normalne, jest zielone, okresowa zmiana koloru świecenia sygnalizuje, że nadszedł czas na wymianę baterii. Jeśli kolor jest czerwony, oznacza to, że bateria jest wyczerpana lub jej brakuje.

Płytka drukowana modułu jest dwustronna wykonana z folii z włókna szklanego o grubości 1,5 mm. Jego wymiary to 190x75 mm.

Wtyk XP1 (PLD-24, identyczny jak wtyk kontrolera XP1) oraz wszystkie rezystory są zamontowane z jednej strony płytki. Wskaźniki HG13 - HG1 i diody LED HL4-HLXNUMX - po przeciwnej stronie, po uprzednim pomalowaniu ich powierzchni oraz punktów lutowniczych pinów wtyczki i wyprowadzeń rezystora ciemną farbą. Poprawia to wygląd instrumentu, tworząc ciemne tło dla wskaźników i ukrywając szczegóły urządzenia przed użytkownikiem.

Schemat (patrz ryc. 4) pokazuje rodzaje diod i wskaźników produkowanych przez firmę Kingbright, ale podobne produkty innych firm, w tym krajowe, mogą być stosowane z równym powodzeniem.

Zegar z termometrem i barometrem
(kliknij, aby powiększyć)

Wskaźniki HG1-HG4 - żółte, HG5-HG7 - zielone, reszta - świeci na czerwono. Oczywiście możesz wybrać inne kolory według własnego gustu. Kolor diody HL1 powinien być taki sam jak dla wskaźników HG5-HG7, a diod HL3, HL4 powinien być taki sam jak dla wskaźników HG1-HG4.

Pożądane jest stosowanie diod LED z rozproszonym rozpraszaniem światła (z matową soczewką). Aby wyeliminować niepotrzebne oświetlenie elementów konstrukcyjnych urządzenia, należy pokryć boczne powierzchnie diod HL1 i HL2 odrobiną kryjącej farby.

MODUŁ ZASILANIA

na ryc. 5 przedstawia schemat modułu generującego cztery napięcia: +5 V (A) i -5 V - do zasilania analogowych elementów urządzenia; +5 V (C) - dla jego węzłów cyfrowych; pulsujące (niefiltrowane) napięcie +12 V - dla wskaźników. Napięcia z odpowiednich uzwojeń transformatora T1, po wyprostowaniu przez mostki diodowe VD1 - VD4, są dostarczane (z wyjątkiem +12 V) do kondensatorów filtrujących C1-C3 i integralnych stabilizatorów DA1-DA3. Moduł posiada trzy wyjścia przewodu wspólnego: Wspólne. (A) - „analogowy”; Brzdąc. (C) - „cyfrowy”; Brzdąc. (I) - dla wskaźników. Są one ze sobą połączone tylko w jednym punkcie na płytce modułu zasilacza, a we wszystkich pozostałych modułach nie są połączone elektrycznie. Jest to konieczne w celu zmniejszenia poziomu zakłóceń generowanych przez węzły cyfrowe modułu sterownika analogowego.

Zegar z termometrem i barometrem

Transformator T1 - TP112-19 z pierścieniowym rdzeniem magnetycznym, na którym oprócz istniejących uzwojeń I-III nawinięte są jeszcze dwa: IV (80 zwojów drutu PEV-2 0,2 ​​mm) i V (120 zwojów PEV- 2 druty 0,5mm). Możesz użyć dowolnego innego transformatora o całkowitej mocy co najmniej 15 W z wymaganą liczbą uzwojeń wtórnych (I-IV - 7 ... 9 V / 0,05 A każdy; V - 12 ... 15 V / 0.5 A).

Napięcie zapasowej baterii galwanicznej GB1 przez przełącznik SA1 i diodę VD6 jest podawane na wyjście +5 V (C), jeśli na wyjściu stabilizatora DA3 nie ma odpowiedniego napięcia. Wspomaga to pracę sterownika, gdy urządzenie jest odłączone od sieci, co jest niezbędne nie tylko do zabezpieczenia przed awariami w przypadku awarii sieci, ale także np. do przenoszenia urządzenia z jednego pomieszczenia do drugiego.

Bateria GB1 składa się z trzech baterii AA połączonych szeregowo. W większości przypadków prąd pobierany z akumulatora jest znikomy, dlatego najlepiej stosować ogniwa z elektrolitem alkalicznym, które charakteryzują się minimalnym samorozładowaniem i maksymalnym dopuszczalnym okresem trwałości. Najbardziej niezawodne są elementy „markowe” znanych producentów. Mogą wytrzymać kilka lat bez wymiany, a tanie podróbki czasami okazują się niesprawne po kilku tygodniach.

Przełącznik SA1 jest podłączony do wspólnego obwodu sterowania napięciem przewodu akumulatora GB1 w przypadku jego braku. Eliminuje to fałszywe odczyty wskaźników.

Płytka drukowana modułu zasilania jest jednostronna z kilkoma zworkami. Wymiary płyty - 120x100 mm. Zintegrowane stabilizatory DA1 i DA3 można zastąpić dowolnymi krajowymi lub importowanymi dla napięcia dodatniego 5 V (KR1158EN5, 78L05, LM2931AZ-5.0), DA2 - dla tego samego ujemnego (79L05, LM2990T-5.0). Kondensatory tlenkowe - K50-35 lub ich importowane odpowiedniki. Diody VD5, VD6 - dowolna mała moc. Jeśli to możliwe, zainstaluj tutaj diody Schottky'ego lub germanu. To prawda, że ​​\u1b\uXNUMXbdość duży prąd wsteczny tego ostatniego może niekorzystnie wpłynąć na żywotność baterii GBXNUMX.

PROGRAM MIKROKONTROLERA

Kod źródłowy programu jest napisany w asemblerze AVR. Zawartość pliku heksadecymalnego otrzymanego w wyniku translacji programu przedstawiono w tabeli. 1. To on musi zostać załadowany do pamięci programu mikrokontrolera DD2.

Zegar z termometrem i barometrem
(kliknij, aby powiększyć)

Działanie programu po włączeniu zasilania rozpoczyna się od inicjalizacji mikrokontrolera - ustawienia trybów pracy timerów, systemu przerwań, portów I / O, UART, a także zapisania wartości początkowych zmienne do rejestrów i komórek pamięci. Następnie uruchamiana jest nieskończona pętla oczekiwania na odebranie poleceń przez interfejs szeregowy.

Co sekundę przerywa od timera 1 odliczanie czasu. Na przerwaniach od timera 0 działa procedura dynamicznego sterowania wyjściem informacji do wskaźników LED i odczytywane są wyniki ADC. Okres przerwania z timera wynosi 0 - 0,5 ms, więc informacja we wszystkich dziesięciu bitach wskaźnika jest aktualizowana co 5 ms. Kolejne zliczenie ADC uzyskuje się podczas przetwarzania każdego 32-go przerwania od timera 0. Dodaje się 1024 zliczeń jednego z parametrów (temperatury, ciśnienia lub napięcia) uzyskanych w 64 ms, następnie sumę dzieli się przez 64 i otrzymaną wartość średnią wynosi przechowywane w pamięci RAM do dalszych obliczeń. Przez następne 1024 ms ADC mierzy kolejny parametr. Tym samym pełny cykl odpytywania czujników wynosi nieco ponad 3 s. Następnie mikrokontroler wykonuje procedury obliczania wartości fizycznych mierzonych wielkości i przygotowuje je do wyprowadzenia na wskaźnik.

Mikrokontroler oblicza liczbę X wyświetlaną na wskaźniku zgodnie ze wzorem X=K(NZ), a współczynniki K i Z przy obliczaniu temperatury i ciśnienia są różne. Ich wartości są „chronione” w kodzie programu i przekazywane z niego do pamięci RAM podczas inicjalizacji. W razie potrzeby współczynniki można „dopasować” do rzeczywistych charakterystyk czujników za pomocą komputera podłączonego do przyrządu. Nowe wartości obowiązują do momentu wyłączenia zasilania mikrokontrolera, nie są zapisywane w pamięci nieulotnej.

Mikrokontroler monitoruje stan akumulatora porównując wynik pomiaru jego napięcia z dwoma progami ustawionymi w programie. Gdy napięcie akumulatora jest większe niż 3,3 V, poziomy na wyjściach PB5 i PC7 mikrokontrolera są takie, że kolor diody HL2 (patrz rys. 4) jest zielony. Jeśli napięcie akumulatora mieści się w zakresie 1,25 ... 3,3 V, biegunowość napięcia przyłożonego do diody LED i kolor jej świecenia zmieniają się co sekundę. Przy spadku napięcia poniżej 1,25 V dioda świeci na stałe na czerwono. Podane wartości progowe są przybliżone, gdyż zależą np. od napięcia zasilania +5 V (A).

Tryby niskiego poboru mocy (Idle, Power Down i Power Save) dostępne w mikrokontrolerze AT90LS8535 nie są używane przez program nawet podczas pracy na zapasowej baterii. Jego energii wystarczy już na kilka godzin odłączenia od sieci.

Przewidziany jest odbiór przez interfejs RS-232 oraz wykonanie sześciu komend podanych w tabeli. 2.

Zegar z termometrem i barometrem

Komputer, do którego portu COM podłączone jest urządzenie kablem null-modem, wysyła polecenia przesyłając od jednego do trzech bajtów wskazanych w tabeli i odbiera na nie odpowiedzi w trybie: kurs wymiany - 9600 bodów, liczba bity danych - 8, liczba bitów stopu - 1, parzystość wyłączona.

w tabeli. 3 pokazuje adresy, pod którymi przechowywane są różne zmienne i parametry w pamięci RAM mikrokontrolera. Podawane są tylko dolne bajty adresów, które są wskazane w komendach zgodnie z tabelą. 2. Implikowany jest starszy bajt 01H.

Zegar z termometrem i barometrem

ZEWNĘTRZNY PROGRAM KOMPUTEROWY

Program Lclock, przeznaczony do sterowania zegarem, kalibracji termometru i barometru, został przygotowany przy użyciu pakietu Delphi w wersji 3.0, systemu tworzenia aplikacji Windows firmy Borland. Do uzyskania dostępu do portów COM komputera wykorzystano bibliotekę odpowiednich funkcji firmy SaxSoft (plik comm.fnc).

Złącze portu COM1 (domyślnie menu programu Lclock pozwala na użycie portu COM2 w razie potrzeby) jest podłączone kablem null-modem do odpowiedniego złącza zegara.

Widok głównego okna programu przedstawiono na rys. 6. Co 3 s odczytuje aktualne wartości czasu, temperatury, ciśnienia z pamięci sterownika zegarka, wyświetlając wartości powielające odczyty wskaźników LED w odpowiednich okienkach ekranu. Dodatkowo program odczytuje i wyświetla napięcie akumulatora zapasowego.

Zegar z termometrem i barometrem

Gdy włączony jest tryb „Record-On”, odebrane dane są automatycznie zapisywane w pliku dyskowym sclock.ini. Można je wykorzystać do obliczenia średnich wartości temperatury i ciśnienia dla określonego okresu, wykreślenia ich zmian i innych podobnych operacji. Domyślnym trybem jest „Record-Off” i żadne nagrywanie nie jest wykonywane. Jeśli w momencie włączenia nagrywania program stwierdził, że plik sclock.ini już istnieje, uzupełnia zawarte w nim dane o nowe, w przeciwnym razie tworzy nowy plik o tej samej nazwie.

Program Lclock odczytuje również i wyświetla wartości wszystkich współczynników wykorzystywanych przez mikrokontroler do wyliczania współczynników. Można je modyfikować ręcznie, wprowadzając wymagane wartości w odpowiednich oknach, lub automatycznie, wykonując jedną z procedur kalibracji („Automatic Calc”). Zapewnia również ustawienie aktualnego czasu („Set time”) i dostosowanie współczynnika podziału częstotliwości generatora zegara mikrokontrolera („Set speed”) w celu ustawienia zegara.

Aby ustawić dokładny czas, wystarczy ustawić nowe wartości minut i godzin w odpowiednich oknach lub kliknąć przycisk „Ustaw z komputerów". W tym drugim przypadku zostaną ustawione odczyty odpowiadające czasowi systemowemu komputera. To , z kolei można dokładnie ustawić przez Internet za pomocą zegarów atomowych (patrz np. [4]). Przyciski „Reset sec” i „Set sec=59” służą do precyzyjnej synchronizacji zegara. Ustawiają one wartość sekund niewyświetlanych na wskaźnikach i ekranie odpowiednio na 0 lub 59.

KALIBRACJA TERMOMETRU I BAROMETRU

Podane na początku artykułu błędy pomiarowe charakteryzują potencjalne możliwości sprzętowe urządzenia. Rzeczywiste błędy pomiarów temperatury i ciśnienia w dużej mierze zależą od dokładności i dokładności kalibracji.

W trakcie wykonywania tej operacji wyznaczane są i zapisywane w pamięci przyrządu dokładne wartości współczynników służących do przeliczania liczb bezwymiarowych odczytanych z rejestrów ADC na wartości wielkości fizycznych w odpowiednich jednostkach. Dla każdej z wielkości - temperatury T i ciśnienia P - wymagane są dwa parametry: przesunięcie punktu zerowego (ZT, ZP) oraz nachylenie (Kt, KP) charakterystyki.

Jak wiecie, mikrokontroler wykonuje operacje arytmetyczne tylko na liczbach całkowitych, a parametry Km, KR z reguły są ułamkowe. Dlatego program faktycznie działa z ich wartościami pomnożonymi przez 1024. Są one przechowywane w komórkach RAM mikrokontrolera i wyświetlane w oknach programu Lclock. Ostateczny wynik obliczenia temperatury lub ciśnienia uzyskuje się przez przeskalowanie - podzielenie wyniku wstępnego przez 1024

Do obliczenia parametrów wystarczą dwa punkty kalibracji. Im bliżej krawędzi najczęściej stosowanego zakresu temperatur lub ciśnień, tym lepiej. Aby skalibrować np. termometr, w wybranych punktach muszą być znane jego odczyty przed kalibracją (T1, T2) oraz odczyty termometru wzorcowego (T01, T02). Następnie nowe wartości Kt i Zt są obliczane według wzorów (Who i Zto to stare wartości parametrów):

Jako odniesienie do kalibracji najlepiej nadaje się termometr rtęciowy do akwarium, który można kupić w sklepie zoologicznym. Błąd domowych termometrów alkoholowych jest zbyt duży. Po uruchomieniu programu Lclock czujnik temperatury i termometr wzorcowy należy zanurzyć w gorącej wodzie (należy ją ciągle mieszać). Po przytrzymaniu ich przez co najmniej 5 minut w celu ustabilizowania się odczytów, należy w odpowiednim oknie programu nacisnąć przycisk „Temperatura-Automatyczne obliczenie-Oblicz i ustaw”, wprowadzić wartość odczytaną ze skali termometru wzorcowego do „Pierwszego punktu” okno i naciśnij klawisz Enter. W tym momencie program automatycznie zapisze odczyty czujnika temperatury.

Czujnik i termometr są przenoszone do zimnej wody o temperaturze różniącej się od poprzedniej o 20 lub więcej stopni Celsjusza. Po ustabilizowaniu się odczytów i wprowadzeniu ich do okna „Drugi punkt”, nowe wartości współczynników Kt i ZT zostaną obliczone i zapisane w pamięci RAM przyrządu.

Barometr kalibruje się w podobny sposób. Wzory do obliczania KP i ZP są podobne do podanych powyżej dla Kt i ZT. Naturalnie wartości temperatury T są w nich zastępowane wartościami ciśnienia P. Kalibracja jest jednak utrudniona, ponieważ przyrządy do dokładnego pomiaru ciśnienia atmosferycznego dostępne są tylko w profesjonalnie wyposażonych laboratoriach. Dlatego konieczne jest wykorzystanie danych internetowych jako danych przykładowych (np. , , ), radiowe i telewizyjne służby meteorologiczne. Niestety, są one niedokładne i poprawiają je z opóźnieniem. Dlatego bez ograniczania informacji z jednej usługi należy przyjrzeć się wiadomościom z kilku, odrzucając oczywiste błędy i uśredniając wiarygodne wartości.

Przed uruchomieniem programu Lclock w celu skalibrowania barometru poczekaj, aż ciśnienie stanie się wystarczająco niskie lub odwrotnie, wysokie (ekstremalne wartości w rejonie Moskwy to 720 i 770 mmHg). Wprowadź rzeczywiste ciśnienie w oknie „Pierwszy punkt”, naciskając najpierw przycisk „Pressure-Automatic Calc-Calc&Set”. Wartość ta zostanie zapisana do pliku dyskowego wraz z odczytami czujnika ciśnienia. Teraz program można zamknąć i zanim ciśnienie atmosferyczne zbliży się do przeciwnej wartości ekstremalnej, wyłącz komputer.

Podczas ponownego uruchamiania programu Lclock, naciśnij ponownie przycisk „Pressure-Automatic Calc-Calc&Set” i wprowadź rzeczywistą wartość ciśnienia w oknie „Drugi punkt”. Następnie skorygowane parametry КР i ZP zostaną automatycznie obliczone i zapisane w pamięci RAM urządzenia, a program odczyta dane pierwszego punktu kalibracji z pliku.

Wyniki kalibracji są przechowywane przez kontroler zegarka w pamięci RAM, więc jeśli zasilanie zostanie całkowicie odłączone (na przykład podczas wymiany lub awarii baterii zapasowej), zostaną utracone. Aby tego uniknąć, zaleca się po kalibracji nacisnąć przycisk „Zapisz jako domyślne”, a ustawione wartości współczynników (a także współczynnik podziału częstotliwości kwarcu) zostaną zapisane w pliku dyskowym. przywrócić utracone wartości, wystarczy nacisnąć przycisk „Ustaw współczynnik domyślny”. znalezione wartości zapisać na papierze iw razie potrzeby wprowadzić do odpowiednich okien.

Jeśli nie przewiduje się wymiany czujników podczas pracy, można wymusić na sterowniku zaakceptowanie wyników kalibracji parametrów domyślnych po przeprowadzeniu. Najbardziej poprawnym sposobem na to jest zmiana odpowiednich stałych w kodzie asemblera programu, skompilowanie go i przeprogramowanie mikrokontrolera. Bez uciekania się do ingerencji w tekst źródłowy tę samą operację można wykonać, zmieniając po prostu kilka bajtów bezpośrednio w pliku heksadecymalnym (patrz tabela 1). na ryc. 7 pokazuje, w jaki sposób zapisywane są w nim wartości parametrów KP, ZP, Kt, ZT. Zapisany jest tam również współczynnik podziału częstotliwości taktowania mikrokontrolera, niezbędny do dokładnego działania zegara. Jego wartość musi być liczbowo równa 1/64 częstotliwości taktowania mikrokontrolera DD2 w hercach. W praktyce odchylenie tej częstotliwości od wartości wskazanej na rezonatorze kwarcowym ZQ1 (4096 kHz) może sięgać setek herców.

Zegar z termometrem i barometrem

W każdym zmienionym wierszu pliku heksadecymalnego należy poprawić ostatni bajt, czyli sumę kontrolną. na ryc. 7 te bajty są podkreślone. Dodając arytmetycznie wartości wszystkich oprócz ostatnich bajtów łańcucha, odejmij ich sumę od najbliższej wyższej potęgi 2. Nową sumą kontrolną będzie najniższy bajt powstałej różnicy.

Pliki projektu

literatura

  1. <users.skynet.be/jiwan/Electronique/English/AVR%20Prog.htm>
  2. <W.com. ua/~real/avreal/av122r9.zip>
  3. Gutnikov V. Zintegrowana elektronika w przyrządach pomiarowych. - L.: Energoatomizdat. Leningrad. dział, 1988.
  4. .

Autor: Yu.Revich, Moskwa

Zobacz inne artykuły Sekcja Zegary, timery, przekaźniki, przełączniki obciążenia.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Sztuczna skóra do emulacji dotyku 15.04.2024

W świecie nowoczesnych technologii, w którym dystans staje się coraz bardziej powszechny, ważne jest utrzymywanie kontaktu i poczucia bliskości. Niedawne odkrycia w dziedzinie sztucznej skóry dokonane przez niemieckich naukowców z Uniwersytetu Saary wyznaczają nową erę wirtualnych interakcji. Niemieccy naukowcy z Uniwersytetu Saary opracowali ultracienkie folie, które mogą przenosić wrażenie dotyku na odległość. Ta najnowocześniejsza technologia zapewnia nowe możliwości wirtualnej komunikacji, szczególnie tym, którzy znajdują się daleko od swoich bliskich. Ultracienkie folie opracowane przez naukowców, o grubości zaledwie 50 mikrometrów, można wkomponować w tekstylia i nosić jak drugą skórę. Folie te działają jak czujniki rozpoznające sygnały dotykowe od mamy lub taty oraz jako elementy uruchamiające, które przekazują te ruchy dziecku. Dotyk rodziców do tkaniny aktywuje czujniki, które reagują na nacisk i odkształcają ultracienką warstwę. Ten ... >>

Żwirek dla kota Petgugu Global 15.04.2024

Opieka nad zwierzętami często może być wyzwaniem, szczególnie jeśli chodzi o utrzymanie domu w czystości. Zaprezentowano nowe, ciekawe rozwiązanie od startupu Petgugu Global, które ułatwi życie właścicielom kotów i pomoże im utrzymać w domu idealną czystość i porządek. Startup Petgugu Global zaprezentował wyjątkową toaletę dla kotów, która automatycznie spłukuje odchody, utrzymując Twój dom w czystości i świeżości. To innowacyjne urządzenie jest wyposażone w różne inteligentne czujniki, które monitorują aktywność Twojego zwierzaka w toalecie i aktywują automatyczne czyszczenie po użyciu. Urządzenie podłącza się do sieci kanalizacyjnej i zapewnia sprawne usuwanie nieczystości bez konieczności ingerencji właściciela. Dodatkowo toaleta ma dużą pojemność do spłukiwania, co czyni ją idealną dla gospodarstw domowych, w których mieszka więcej kotów. Miska na kuwetę Petgugu jest przeznaczona do stosowania z żwirkami rozpuszczalnymi w wodzie i oferuje szereg dodatkowych funkcji ... >>

Atrakcyjność troskliwych mężczyzn 14.04.2024

Od dawna panuje stereotyp, że kobiety wolą „złych chłopców”. Jednak najnowsze badania przeprowadzone przez brytyjskich naukowców z Monash University oferują nowe spojrzenie na tę kwestię. Przyjrzeli się, jak kobiety reagowały na emocjonalną odpowiedzialność mężczyzn i chęć pomagania innym. Wyniki badania mogą zmienić nasze rozumienie tego, co sprawia, że ​​mężczyźni są atrakcyjni dla kobiet. Badanie przeprowadzone przez naukowców z Monash University prowadzi do nowych odkryć na temat atrakcyjności mężczyzn w oczach kobiet. W eksperymencie kobietom pokazywano zdjęcia mężczyzn z krótkimi historiami dotyczącymi ich zachowania w różnych sytuacjach, w tym reakcji na spotkanie z bezdomnym. Część mężczyzn ignorowała bezdomnego, inni natomiast pomagali mu, kupując mu jedzenie. Badanie wykazało, że mężczyźni, którzy okazali empatię i życzliwość, byli bardziej atrakcyjni dla kobiet w porównaniu z mężczyznami, którzy okazali empatię i życzliwość. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

alergia na wino 15.03.2011

Około ośmiu procent ludzkości ma alergię na wino. To nieszkodliwa, ale raczej nieprzyjemna reakcja: po kieliszku wina zatkany nos i aż chce się kichać.

Włoski biochemik Giuseppe Palmisano i jego współpracownicy, po przeanalizowaniu butelki chardonnay, znaleźli w winie trzy glikoproteiny - związki cukrowo-białkowe znane jako alergeny. Jedna z tych glikoprotein przypomina strukturą substancję po raz pierwszy wyizolowaną z amerykańskiego chwastu, która powoduje silny katar sienny u wielu ambrozji. Wiadomo, że pozostałe dwa są odpowiedzialne za niektóre alergie na naturalną gumę i gruszki.

Nie jest jeszcze jasne, czy winiarze będą w stanie zmienić proces produkcji napojów w taki sposób, aby pozbyć się alergenów.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Największy aktywny panel matrycy

▪ Przetwornice DC/DC Przełącznik OPTIREG TLS412xD0x

▪ Szybkie biodrukowanie żywej tkanki

▪ Perowskity ulepszają katalizatory samochodowe

▪ Krzemowy nadajnik optyczny

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

 

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja witryny Technologia podczerwieni. Wybór artykułów

▪ Artykuł Noc św. Bartłomieja. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Dlaczego potężny król Medów Astyages wydał swoją ukochaną córkę za nic nieznaczącego króla perskiego? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł o papryce chili. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Efektywność wykorzystania pomp ciepła. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Urządzenie do strojenia anten KB. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Imię i nazwisko:


Email opcjonalny):


komentarz:





Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua

www.diagram.com.ua
2000-2024