Dwie wersje miernika statystycznego promieniowania LCD Nokia 5110. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Technologia pomiarowa

 Komentarze do artykułu

Wśród całej gamy urządzeń mierzących poziom promieniowania trudno znaleźć taki, który pokazywałby nie tylko aktualny poziom, ale także dynamikę jego zmian na przestrzeni godziny, dnia, miesiąca. Informacje te byłyby przydatne w ocenie rzeczywistego zagrożenia radiacyjnego. Proponowane urządzenia w pewnym stopniu wypełniają tę lukę. W trakcie ich opracowywania i wdrażania autor musiał rozwiązać problem organizacji współpracy wskaźnika LCD z telefonu komórkowego Nokia 5110, wybranego jako sposób wyświetlania wyników pomiarów, z mikrokontrolerem z rodziny PIC oraz nie tylko z modułami Arduino, dla których w Internecie dostępne są odpowiednie biblioteki [1].

Powstały dwa urządzenia pokazane na fotografii z ryc. 1. Ten po lewej stronie na zdjęciu działa w połączeniu z opracowanym wcześniej przez autora miernikiem-wskaźnikiem promieniowania [2], który jest widoczny w tle. Drugie urządzenie może pracować samodzielnie, gdyż zawiera miniaturowy licznik Geigera-Mullera SBM-21 [3] oraz wszystkie elementy niezbędne do działania tego licznika.

Ryż. 1. Urządzenia mierzące poziom promieniowania

Wskaźnik-przystawka statystyczna zbudowana jest na mikrokontrolerze PIC12F683-I/P [4], który wykonuje wszystkie niezbędne obliczenia i steruje wyświetlaczem LCD z telefonu Nokia 5110. Urządzenie wykonuje statystyczne przetwarzanie impulsów licznika Geigera-Mullera otrzymanych z miernik-wskaźnik dla ustalonego przedziału czasu. Czas trwania tego interwału można łatwo zmienić, wpisując żądaną wartość do odpowiedniej komórki EEPROM mikrokontrolera dekodera.

Do wspólnej pracy dekodera z licznikiem-wskaźnikiem [2] należy wczytać do pamięci mikrokontrolera DD1 kody z pliku Ind_Stat_UNIVERSAL_SBM20.HEX, załączonego do artykułu. Aby je pobrać, użyłem samodzielnie wykonanego programatora [5] z systemem WinPic800 v3.60. Każdy inny, który może współpracować z mikrokontrolerem PIC12F683, wystarczy. Program zajmuje prawie całą pamięć FLASH tego mikrokontrolera.

Wraz z miernikiem-wskaźnikiem promieniowania [2] urządzenie określa i wyświetla na wyświetlaczu LCD wskaźniki statystyczne poziomu promieniowania radioaktywnego w próbce 50 pomiarów (maksimum) w trzech trybach:

1. Budowa histogramu wyników ostatnich pięćdziesięciu pomiarów o czasie trwania 34 s. Jest to liczba impulsów zliczonych przez taki czas w urządzeniu [2] licznika Geigera-Mullera SBM-20, która jest równa natężeniu promieniowania w mikrorentgenach na godzinę. Ekran LCD wskaźnika statystycznego w tym trybie wygląda jak na rys. 2. Pokazuje również obszary wyświetlania różnych parametrów na ekranie.

Ryż. 2. Ekran LCD wskaźnika statystycznego

2. Konstrukcja histogramu ostatnich pięćdziesięciu wartości średniego godzinowego natężenia promieniowania (ryc. 3). Tylko jeden na 106 impulsów licznika Geigera-Mullera jest brany pod uwagę w ich obliczeniach. Tyle 34-sekundowych interwałów mieści się w jednej godzinie.

Ryż. 3. Histogramy średnich godzinowych wartości natężenia promieniowania

3. Budowa histogramu ostatnich pięćdziesięciu wartości średniego dobowego natężenia promieniowania (ryc. 4). Każdy z nich wyliczany jest przez program jako średnia z 24 godzinnych pomiarów.

Ryż. 4. Histogramy wartości średniego dobowego natężenia promieniowania

Niezależnie od ustawionego trybu urządzenie oblicza i wyświetla na ekranie LCD następujące informacje:

- minimalne, maksymalne i średnie wartości wyników wykonanych pomiarów i wyświetlane na ekranie. Program oblicza wartość średnią sumując wyniki tych pomiarów (ponadto wartości powyżej 99 jednostek są ignorowane) i dzieląc sumę przez ich liczbę, zaokrąglając iloraz do liczby całkowitej;

- histogram wyników pomiarów. W miarę wzrostu ich liczby po prawej stronie dodawane są nowe elementy histogramu. Po osiągnięciu maksymalnej liczby pomiarów (50), przed dodaniem każdego nowego wyniku, program przesuwa cały histogram o jedną pozycję w lewo, jednocześnie kasując pierwszy z wyświetlonych wyników. Maksymalna wartość wyświetlana na wykresie słupkowym wynosi 40 µR/h. Jeśli zostanie przekroczona, program dalej kumuluje wynik do 99 μR/h, ale obraz na wskaźniku staje się ujemny. Dzięki temu nie ma potrzeby ciągłego monitorowania odczytów urządzenia w celu ustalenia przekroczenia progu. Aby powrócić do pozytywnego wyświetlania, naciśnij przycisk dostępny we wskaźniku statystycznym;

- aktualny poziom naładowania baterii wbudowanej w urządzenie.

W trybach 2 i 3 program zapisuje wszystkie wyświetlane na ekranie wyniki pomiarów godzinowych i dobowych w pamięci EEPROM mikrokontrolera i korzystając z tych informacji odtwarza obraz wyświetlany na ekranie przed wyjściem z jednego z tych trybów przy powrocie do niego .

Analizując otrzymane histogramy można zauważyć, że nie można wiarygodnie określić średniego poziomu promieniowania na podstawie wyniku pojedynczego pomiaru. Najbardziej pouczający był histogram pomiarów godzinowych. na ryc. W przykładzie 3 w początkowej części histogramu zanotowano gwałtowny wzrost poziomu promieniowania podczas zwiedzania kamiennych grot parku krajobrazowego, choć norma nadal nie została przekroczona. Do tego dochodzi różnica poziomów wewnątrz betonowych i ceglanych budynków - rodzaj fali trwającej około dwunastu godzin. Przyczyna podwyższonego poziomu promieniowania w kamiennej grocie jest oczywista, ale wniosek o wpływie materiału budowlanego jest spekulacyjny. Histogram dziennych pomiarów pokazuje w miarę stabilny poziom.

W razie potrzeby w urządzeniu można włączyć podświetlenie ekranu LCD. Bez niej prąd pobierany przez urządzenie nie przekracza 0,55 mA, co przy pojemności baterii 650 mAh pozwala na pracę przez około 49 dni podczas całodobowej pracy.

pokazany na ryc. 5, schemat ideowy dekodera nie wymaga specjalnego wyjaśnienia, ponieważ jego główne funkcje są zaimplementowane w oprogramowaniu. Złącze XS1 (miniUSB) płytki sterującej ładowaniem akumulatora litowo-jonowego G1 wbudowanego w dekoder zasilane jest stałym napięciem 5 V z dowolnej standardowej ładowarki lub ze złącza USB komputera.

Ryż. 5. Schemat ideowy konsoli

Płytka sterująca ładowaniem jest gotowa [6], obecnie na rynku jest ich bardzo dużo. W razie potrzeby można to zrobić niezależnie za pomocą układu TP4056. Napięcie ładowania ze złącza XS1 jest również podłączone do złącza XS2, dzięki czemu w przypadku podłączenia miernika statystycznego do miernika-wskaźnika ładowana jest również jego bateria.

Aby impulsy z licznika-wskaźnika dotarły do ​​​​styku 3 złącza XS2 wskaźnika statystycznego, wskaźnik-miernik, którego obwód pokazano na ryc. 2 w [2] przeszedł minimalną modyfikację. Pin 3 jego złącza XS1 jest podłączony przez rezystor 10 kΩ do kolektora tranzystora VT1. We wskaźniku statystycznym impulsy te przez rezystor R1 wchodzą na pin GP2 mikrokontrolera DD1, który jest przypisany w programie jako wejście żądań przerwań generowanych przez opadające krople przychodzących impulsów. Mikrokontroler wykonuje całe dalsze przetwarzanie informacji i wyprowadza wyniki na wyświetlaczu HGL LCD.

Napięcie baterii G1 dostarczane jest do obwodu zasilania mikrokontrolera DD1 i wskaźnika HG1 poprzez zintegrowany stabilizator DA1 (LP2980-3.0 [7]) o napięciu 3 V. Ważną cechą tego stabilizatora jest jego własny niski pobór prądu, nie przekraczający 170 μA przy prądzie obciążenia 1 mA.

Oznaczenia i numery pinów LCD na schemacie odpowiadają oznaczeniom wydrukowanym na jego płytce w pobliżu pól stykowych dla połączeń zewnętrznych. Są ich dwa rzędy - pod ekranem wskaźnika i nad nim. Oba rzędy są równe, każdy składa się z ośmiu padów, które po prostu powielają pady z drugiego rzędu. Odbywa się to dla wygody podłączenia wyświetlacza LCD do urządzenia, które nim steruje.

Zadaniem padów LCD jest:

1. RST - wejście sygnałowe do ustawienia wbudowanego w wskaźnik kontrolera PCD8544 [8] do stanu początkowego (poziom niski - instalacja, poziom wysoki - praca).

2. CE - wejście sygnałowe umożliwiające wprowadzenie informacji do sterownika wskaźnika (poziom niski - dozwolony, poziom wysoki - niedozwolony).

3. DC - wejście sygnału docelowego kodu załadowanego do sterownika (poziom niski - polecenie, poziom wysoki - informacja do wyświetlenia).

4. DIN - wejście informacyjne interfejsu szeregowego.

5. CLK - wejście zegara interfejsu szeregowego.

6. VCC - plus napięcia zasilania LCD (2,7...3,3 V). W Internecie można znaleźć doniesienia, że ​​napięcie zasilania może dochodzić do 5 V. Ale tego nie sprawdzałem.

7. Światło - zasilanie podświetlenia ekranu. Istnieją dwie modyfikacje wyświetlacza LCD Nokia 5110 na niebieskich i czerwonych płytkach drukowanych. Aby włączyć podświetlenie, należy przyłożyć napięcie o dodatniej polaryzacji do płytki kontaktowej Light, jeśli płytka jest niebieska, lub podłączyć do wspólnego przewodu, jeśli płytka jest czerwona. W obu przypadkach pożądane jest zainstalowanie rezystora ograniczającego prąd w szereg z obwodem Light, chociaż czerwona płytka ma już takie rezystory 300 Ohm dla każdej z czterech diod podświetlenia. Przy dodatkowym rezystorze 100 omów (R3) podświetlenie na czerwonej płytce pobiera około 3mA prądu.

8. GND - wspólny przewód.

Po podaniu napięcia na LCD Nokia 5110 w celu jego normalnej pracy, program mikrokontrolera DD1 musi wykonać procedurę inicjalizacji. Rozpoczyna się sygnałem ustawienia wbudowanego sterownika LCD do stanu początkowego, po czym wpisuje do sterownika wszystkie parametry niezbędne do pracy LCD, w tym kolejność automatycznej zmiany adresów wzdłuż osi X i Y , znak pozytywu lub negatywu na ekranie itp. Szczegółową procedurę inicjalizacji opisano w [8].

Polecenia lub informacje są przesyłane do wyświetlacza LCD bajt po bajcie w kodzie szeregowym, zaczynając od najbardziej znaczącego bitu każdego bajtu. Każda cyfra kodu podanego na wejście DIN jest odczytywana przez sterownik LCD zboczem narastającym kolejnego impulsu na wejściu CLK.

LCD Nokia 5110 wyświetla na ekranie 48x84 = 4032 punktów. W rzeczywistości pole wyświetlacza składa się z sześciu linii o wysokości ośmiu kropek i długości 84 kropek. W rozważanym urządzeniu wyświetlacz LCD jest zainstalowany obrócony o 180^о wokół prostopadłej do środka ekranu względem pozycji standardowej.

Dlatego bajt z zerowymi adresami na osi poziomej (X) i pionowej (Y) ekranu będzie wyświetlany w jego prawym dolnym rogu. Autor uważa tę opcję za najwygodniejszą do wyświetlania kolumn histogramu, ponieważ w tym przypadku, gdy wysokość kolumny wzrasta, a jej koniec przesuwa się do następnego bajtu, zwiększa się również adres tego bajtu wzdłuż osi Y. Gdy początek znajduje się w lewym górnym rogu ekranu, zwiększenie wysokości paska histogramu wymagałoby zmniejszenia adresu y.

W wyniku obrotu wyświetlacza LCD powstają dwie cechy wyświetlania informacji na jego ekranie. Najpierw każdy bajt informacji jest wyświetlany na ekranie od góry do dołu, zaczynając od najbardziej znaczącej cyfry i kończąc na najmniej znaczącej. Po drugie, ze względu na to, że podczas inicjalizacji ustawiany jest tryb automatycznego zwiększania adresu wzdłuż osi X, znaki (reprezentowane z reguły przez zestawy sześciu bajtów) są wyświetlane na ekranie w kierunku od prawej do lewy. Tak trzeba ustawić w programie napisy wyjściowe. Format każdego znaku w kodowaniu sześciobajtowym to 5x7 kropek. Szósty bajt kodu i najmniej znaczące cyfry poprzednich pięciu bajtów, które mają wartości zerowe, tworzą przerwy na ekranie między znakami a ich łańcuchami.

Wyświetlacz LCD telefonu Nokia 5110 umożliwia wyświetlenie na ekranie zawartości 504 bajtów informacji, ale nie pozwala mikrokontrolerowi instrumentu na odczytanie aktualnej zawartości ekranu. Dlatego zadanie przechowywania części jego zawartości niezbędnej do dalszego wykorzystania powierzono mikrokontrolerowi, którego rozmiar pamięci EEPROM wynosi zaledwie 256 bajtów.

Po wyświetleniu bajtu informacyjnego na ekranie jego obraz pozostaje niezmieniony do momentu wyłączenia napięcia zasilającego lub zapisania kolejnego bajtu pod ten sam adres. W związku z tym musiałem programowo wyczyścić ekran. W przeciwnym razie, jeśli spróbujesz wyświetlić kolumnę histogramu o wysokości, powiedzmy, siedmiu punktów w miejscu, gdzie poprzednio znajdowała się kolumna 16-punktowa, kolumna 16-punktowa pozostanie na ekranie, tylko z anulowanym ósmym punktem.

Prefiks montowany jest poprzez montaż powierzchniowy na płytce stykowej. Mikrokontroler DD1 montowany jest w standardowym panelu, co zapewnia jego łatwe przeprogramowanie w razie potrzeby. Płytka umieszczona jest w obudowie o wymiarach zewnętrznych 74x53x17 mm z kasety wideo w standardzie Mini DV. Na włącznik zasilania SA1, przycisk sterujący SB1, przycisk podświetlenia SB2 oraz na podłączenie przewodów do złączy XS1 i XS2 w obudowie wycięte są otwory.

Rozważ cechy programu mikrokontrolera DD1, które są ważne przede wszystkim dla tych, którzy chcą to zmienić. Program w języku asemblera został stworzony i przetłumaczony przy użyciu środowiska programistycznego i debugującego MPLAB IDE v8.30. Aby zmniejszyć ilość tekstu programu i uczynić go bardziej czytelnym, używany jest zestaw makropoleceń, których definicje zebrane są w pliku KOROT-KO.inc. Plik ten musi znajdować się w tym samym folderze co kod źródłowy programu (plik *.asm), inaczej makropolecenia nie zostaną zaakceptowane przez asembler.

Należy również wziąć pod uwagę, że podczas korzystania z instrukcji typu BTFSS, która w pewnych warunkach przewiduje pomijanie następującej po niej instrukcji, pomijana będzie nie cała makroinstrukcja, a tylko pierwsza z niej. W takich sytuacjach należy użyć instrukcji GOTO jako instrukcji pomijanej i wstawić makro tylko pod adresem skoku.

Jak wspomniano powyżej, rozmiar pamięci EEPROM mikrokontrolera nie pozwala na przechowywanie wszystkich informacji wyświetlanych na ekranie, zwłaszcza dla trzech trybów. Ponadto, gdyby wyniki były zapisywane co 34 s, zasób pamięci EEPROM wynoszący 1000000 XNUMX XNUMX cykli zapisu wyczerpałby się po około roku eksploatacji.

Dlatego program zapisuje do EEPROM tylko na koniec każdej godziny pracy i tylko w trybach 2 i 3. W trybie 1 nie jest wykonywana żadna rejestracja, więc po przejściu do tego trybu budowa histogramu rozpoczyna się od nowa.

Logika programu wygląda następująco:

- W pamięci rejestrów mikrokontrolera alokowanych jest 50 rejestrów REZULT1-REZULT50 do przechowywania wyników wykonanych pomiarów, które następnie program wyświetla na ekranie LCD. Aby zapewnić rejestrację godzinową lub dobową w pamięci EEPROM, program posiada licznik minut, godzin i dni pracy;

- przy przejściu w tryb 2 lub 3 informacje przechowywane w EEPROM,

program przepisuje do rejestrów REZULT1-REZULT50 (lub do niektórych z nich, jeżeli liczba wykonanych pomiarów nie osiągnęła 50), a następnie wyświetla to na ekranie. Innymi słowy zawartość tych samych rejestrów jest zawsze wyświetlana na ekranie LCD, ale przy zmianie trybu program przenosi do nich informacje odpowiadające nowemu trybowi z pamięci EEPROM. Dalsze zmiany informacji w rejestrach następują zgodnie z wybranym trybem pracy urządzenia.

Bezpośredni dostęp do tak dużej liczby rejestrów byłby zbyt uciążliwy, dlatego stosuje się adresowanie pośrednie. Jego istotą jest to, że adres rejestru, z którym ma pracować, np. REZULT1, jest wprowadzany przez program do rejestru FSR, po czym wszystkie operacje wykonywane na zawartości fizycznie nieistniejącego rejestru INDF są faktycznie wykonywane na zawartości rejestru REZULT1. Gdy zawartość rejestru FSR zostanie zwiększona o jeden, to samo stanie się z rejestrem REZULT2 itp. Naturalnie wszystkie przetwarzane rejestry muszą znajdować się w pamięci bez przerw iw takiej kolejności, w jakiej należy przetwarzać ich zawartość.

Analogicznie do rejestru systemowego mikrokontrolera STATUS program stworzył rejestry KONTR_REG i KONTR_IND_REG, których wartość każdej cyfry odpowiada spełnieniu określonych warunków (np. konieczność wyświetlenia linii przerywanej). Pozwala to nie sprawdzać każdorazowo spełnienia tych warunków, a jedynie monitorować stan odpowiednich bitów rejestrów.

Podczas ładowania kodów z pliku HEX do mikrokontrolera zestaw bajtów zostanie zapisany do pierwszych 84 komórek EEPROM (od adresu 0x00 do 0x53), które tworzą górny ciąg znaków na ekranie LCD, który nie zmienia się po wykonywany jest program. Pozostała zawartość pamięci EEPROM jest generowana przez program podczas wykonywania:

- zawartość sześciu rejestrów usług i 50 wyników pomiarów w trybie 2;

- zawartość sześciu rejestrów usług i 50 wyników pomiarów w trybie 3;

- pod adresem 0xFB ilość dni przepracowanych przez baterię. Wartość początkowa - 0;

- pod adresem 0xFC ilość godzin, które pozostały do ​​pracy baterii w bieżącym dniu. Wartość początkowa - 24 (0x18);

- pod adresem 0xFD planowana liczba dni pracy baterii;

- pod adresem 0xFE ilość pomiarów na godzinę;

- pod adresem 0xFF czas trwania jednego pomiaru w sekundach.

Zawartość trzech ostatnich komórek w razie potrzeby można zmienić za pomocą programatora.

Tablica kodów dla wszystkich cyfr i liter trybów wyświetlanych przez program na wskaźniku znajduje się na końcu pamięci programowej (FLASH) mikrokontrolera, począwszy od adresu 0x760. Bierze się pod uwagę, że znaki są wyświetlane na ekranie od prawej do lewej.

Mikrokontroler PIC12F683-I/P posiada 96 rejestrów ogólnego przeznaczenia w banku zerowym i 32 takie rejestry w banku pierwszym. Wykorzystanie w programie samego banku zerowego nie było możliwe, ponieważ na wyniki pomiarów przeznaczono tylko 50 rejestrów. Praca z rejestrami pierwszego banku powodowała również konieczność wielokrotnej zmiany numeru używanego banku w procesie realizacji programu. Należy to wziąć pod uwagę przy modyfikacji programu.

Główna pętla programu jest pusta. Program wykonuje wszystkie swoje zadania w następujących procedurach obsługi przerwań:

- opadającą różnicą poziomów na wejściu GP2 (przetwarzanie impulsu z licznika Geigera-Mullera);

- poprzez zmianę poziomu na wejściu GP3 (przetwarzanie naciskając przycisk SB1). Oprócz przełączania trybów pracy wskaźnika statystycznego przycisk ten umożliwia wyzerowanie licznika czasu przepracowanego przez akumulator po naładowaniu. Aby to zrobić, włącz urządzenie, naciskając przycisk. Jeśli po takim włączeniu przycisk będzie wciśnięty dłużej niż 3 s, wyniki pomiarów zostaną dodatkowo całkowicie wyzerowane;

- przez przepełnienie timera 1. Przy częstotliwości wewnętrznego generatora mikrokontrolera 2 MHz okres przepełnienia wynosi 1 s (uwzględniając ustawienie oprogramowania).

W oparciu o opisany dodatek opracowano drugie urządzenie – autonomiczny statystyczny miernik promieniowania, pokazany na fotografii na ryc. 1 prawo. W tym celu do rozważanego wskaźnika-załącznika dodano blok, którego schemat pokazano na ryc. 6 (kontynuacja numeracji elementów rozpoczęta na rys. 5), opracowany na podstawie miernika wskaźnikowego [2]. Przewody zaznaczone na rys. 6 liter A, B i C należy połączyć z tymi samymi punktami na schemacie na rys. 5 i wyjmij złącze XS2.

Ryż. 6. Schemat blokowy

W przeciwieństwie do [2] zastosowano miniaturowy licznik Geigera-Mullera SBM-21 (BD1), którego wymiary (długość – 21 mm, średnica – 6 mm) umożliwiły zmieszczenie w tej samej obudowie w pełni funkcjonalnego urządzenia z kasety wideo Mini DV jako rozpatrywany załącznik powyżej.

Wygląd samodzielnego urządzenia w obudowie, ale bez nakładki z objaśniającymi napisami na przednim panelu pokazano na ryc. 7.

Ryż. 7. Wygląd samodzielnego urządzenia w obudowie

Uwaga. Na ekranie LCD na rys. Wyświetlanych jest 7 napisów w języku ukraińskim: rok (rok) - godzina, wimir. (vimipiv) - pomiary.

Na górze płytki umieszczono licznik SBM-21, powielacz napięcia (diody VD1-VD7, kondensatory C4, C6-C9, C11, C12) oraz dodatkowy mikrokontroler DD2. Aby to zrobić, musiałem wyciąć płytkę LCD, usuwając jej dolny (górny na ryc. 7) rząd pól kontaktowych. Silnik wibracyjny M1 z tranzystorem VT2 i regulatorem napięcia DA1 znajdują się pod płytką sterowania ładowaniem akumulatorów w prawej dolnej części płyty głównej. Instalacja wisząca. Panele są przeznaczone dla mikrokontrolerów.

Działanie i konfiguracja licznika Geigera-Mullera jest podobna do opisanej szczegółowo w [2], więc rozważymy tylko zmiany wprowadzone w obwodzie i programie. Zamiast wysokonapięciowego tranzystora bipolarnego zastosowano tranzystor polowy z izolowaną bramką BS1A (VT107) jako klucz elektroniczny w sterowniku wysokiego napięcia dla licznika BD3, co zmniejszyło prąd pobierany przez ten węzeł około trzykrotnie. Diodowe wskaźniki napięcia baterii i poziomu promieniowania są wykluczone, ponieważ funkcje te są przypisane do wyświetlacza HG1 LCD, który jest już obecny we wskaźniku-nasadce.

W układzie wykorzystano tranzystor do ustawienia mikrokontrolera w stan początkowy w urządzeniu [2]. W wyniku wprowadzonych zmian w programie ten węzeł nie jest już potrzebny, a uwolniony tranzystor (VT2) służy do sterowania silnikiem wibracyjnym M1 z telefonu komórkowego. Sygnalizując napięcie zasilania mikrokontroler DD2 włącza ten silnik na krótki czas, a podczas pracy przerywanej silnik wibracyjny sygnalizuje poziom promieniowania przekraczający 99 μR/h. Mikrokontroler włącza przekaźniki impulsów dźwiękowych (emiter piezoelektryczny HA1) i świetlnych (LED HL1) licznika BD1, gdy poziom promieniowania jest większy niż 40 μR/h lub po naciśnięciu przycisku SB3.

Napięcie pracy licznika SBM-21 wynosi 260...320 V [3], czyli mniej niż SBM-20. Impulsy generowane przez mikrokontroler DD2 na bramce tranzystora VT3 dostarczają napięcie na liczniku 300 V.

Przyrząd z licznikiem SBM-20 wykonuje 50 pomiarów w czasie około 28 minut. Ale w przypadku licznika SBM-21 ten odstęp jest znacznie dłuższy - 4 godziny 10 minut. Dla wygody analizy wskazań przyrządów, oprócz krótkich przerywanych linii oznaczających co dziesiąty pomiar w górnej części ekranu oraz pionowych przerywanych linii oznaczających co 24 godziny, w trybie pomiaru godzinowego dodano przerywane linie oznaczające odstępy godzinowe. Odliczanie na ekranie przebiega od prawej do lewej. Ułatwia to określenie, jaki był poziom promieniowania godzinę lub dzień temu.

Aby zmniejszyć pobór prądu, częstotliwość taktowania mikrokontrolerów DD1 i DD2 została zmniejszona do 250 kHz. Okres powtarzania przepełnień timera 1 w obu mikrokontrolerach został zwiększony do 6 s. Pociągało to za sobą dość powolne rysowanie obrazu na ekranie podczas włączania i zmiany trybu, ale umożliwiło doprowadzenie całkowitego prądu pobieranego przez urządzenie do 0,66 mA. Dzięki baterii o pojemności 650 mAh samodzielne urządzenie może pracować ponad 40 dni.

Do pracy z blokiem licznika SBM-21 należy załadować program z pliku Ind_Stat_SBM1.HEX do mikrokontrolera DD21. Podczas wczytywania programu do mikrokontrolera DD2 z pliku HV_SBM21.HEX wartości parametrów niezbędnych do jego działania są automatycznie wprowadzane do pamięci EEPROM mikrokontrolera:

- adres 0x00 zawiera czas trwania jednego pomiaru w sześciosekundowych okresach przepełnienia timera 1 (0x32);

- pod adresem 0x01 znajduje się dobrana eksperymentalnie wartość 0x61 parametru ustalającego napięcie zasilania licznika SBM-21. Im większa ta wartość, tym niższe napięcie;

- adres 0x02 zawiera wartość pierwszego progu (0x28 - 40 μR/h);

- adres 0x03 zawiera wartość drugiego progu (0x63 - 99 µR/h).

W razie potrzeby wartości te można łatwo zmienić, korygując zawartość odpowiednich komórek EEPROM.

Podsumowując, chciałbym podkreślić, że wydajność obu opisanych w tym artykule urządzeń była testowana przez prawie dwa miesiące. Niemniej jednak ich oprogramowanie nie pretenduje do miana optymalnego, ponieważ zostało opracowane metodą kolejnych komplikacji. Już w trakcie pisania artykułu autor dokonał pewnych usprawnień w programach. Warto zauważyć, że rozszerzenie funkcjonalności urządzeń nie wymagało zmian w ich obwodach i konstrukcji.

Programy mikrokontrolerów można znaleźć na ftp://ftp.radio.ru/pub/2017/03/stat-izm.zip.

literatura

1. Moduł wyświetlacza Nokia 5110, podłączenie do Arduino. - URL: zelectro.cc/nokia5110_module_arduino.
2. Makarets S. Przyrząd pomiarowy-wskaźnik poziomu promieniowania. - Radio, 2015, nr 5, s. 42-44.
3. Licznik SBM21. Etykieta. - url: htt p:// istok2. com/d na a/2399/.
4. PIC12F683 8-pinowe, 8-bitowe mikrokontrolery CMOS z pamięcią flash i technologią nanoWatt. - URL: www1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/41 211 D_.pdf.
5. Makarets S. Programator układów PIC, AVR i pamięci. - Radio, 2007, nr 10, s. 31, 32.
6. Ładowarka do Li-ion na TP4056. - URL: we.easyelectronics. ru/part/zaryadnoe-ustroystvo-dlya-li-ion--na-tr4056.html.
7. LP2980-N Regulator Micropower 50-mA o bardzo niskim spadku napięcia w obudowie SOT-23. - URL: ti.com/lit/ds/symlink/lp2980-n. pdf.
8. Sterownik/sterownik matrycy LCD PCD8544 48x84 pikseli. - Adres URL: iskrafun. com/datasheets/LCD/Monochrome/Nokia5110.pdf.

Autor: S. Makaretz

Zobacz inne artykuły Sekcja Technologia pomiarowa.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Olej napędowy na fusach kawy 18.06.2009 Indyjski chemik Manoranjan Misra jest wielkim miłośnikiem kawy. Kiedyś, zostawiając niedokończoną filiżankę na cały dzień, zauważył, że czarny napój pokryty jest cienką opalizującą warstwą przypominającą olej. Misra zainteresowała się jego składem. Okazało się, że to płynny olej znajdujący się w ziarnach kawy. Korzystając z pomocy kolegów z Japonii i Ameryki, chemik zaczął eksperymentować z fusami, które były dostarczane bezpłatnie przez najbliższą kawiarnię. Po potraktowaniu rozpuszczalnikiem organicznym i zasadą, olej oddzielony od gęstej poddaje się reakcji z alkoholem metylowym - i otrzymuje się paliwo do silnika wysokoprężnego. Litr paliwa powstaje z 5-7 kilogramów fusów. Zakład pilotażowy produkuje 4 litry dziennie, przetwarzając 20-25 kilogramów zużytej kawy mielonej. Paliwo do kawy jest o połowę tańsze od benzyny. Ponieważ cały świat zużywa ponad siedem milionów ton kawy rocznie, odpady mogą dostarczyć 1,3 miliona metrów sześciennych płynnego paliwa.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Słuch ludzki zależy od rąk

▪ Bardzo niska siła mierzona jednym atomem

▪ Samochód elektryczny VW ID.2all

▪ Oczyszczanie rzek bąbelkami i włosami

▪ Przenośny głośnik Sony Extra Bass SRS-XB33

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ część strony internetowej Garland. Wybór artykułów

▪ artykuł Alkoholizm i pijaństwo. Podstawy bezpiecznego życia

▪ artykuł Dlaczego władze austriackie pozwoliły sfotografować jednego mieszkańca na prawie jazdy z durszlakiem na głowie? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Inżynier zespołów pompowych. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy

▪ artykuł Podlewanie maszyny. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Wyłącznik bezpieczeństwa zasilania prądem stałym. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

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

www.diagram.com.ua
2000-2024