Parowanie multimetru cyfrowego z komputerem. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

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

Parowanie multimetru cyfrowego z komputerem. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Technologia pomiarowa

Komentarze do artykułu

Podłączenie niewielkiego multimetru do komputera osobistego umożliwia obróbkę statystyczną wyników serii pomiarów. Można np. zbadać rozrzut parametrów grupy elementów czy zmiany napięcia i pojemności akumulatorów podczas rozładowywania. Można sobie wyobrazić cały szereg innych zastosowań takiego „tandemu”, którego powstanie opisaliśmy w tym artykule.

Ostatnio multimetry z serii 830, na przykład DT830 lub M-830, stały się powszechne wśród radioamatorów. Charakteryzują się stosunkowo niewielkim błędem, co pozwala na zastosowanie ich do szerokiego zakresu pomiarów.

Za pomocą proponowanego urządzenia można wprowadzać dane z multimetru do komputera w celu dalszego przetwarzania. Multimetry z tą funkcją zwykle mają interfejs RS232 i są stosunkowo drogie. Proponowany adapter jest wykonany na niedrogich powszechnie dostępnych komponentach. Dane liczbowe są odczytywane bezpośrednio z pinów ADC multimetru i przesyłane łączem szeregowym. Nie zaleca się używania multimetrów do tego udoskonalenia, w którym układ ADC jest zainstalowany w wersji bezramowej.

Sercem multimetrów serii 830 jest przetwornik ADC ICL7106 (domowy odpowiednik K572PV5; opis w [1]). Opis działania oraz schemat multimetru można znaleźć w [2, 3]. ADC współpracuje z wyświetlaczem LCD poprzez sterowanie statyczne [4] – każdy element obrazu jest sterowany przez oddzielne wyjście mikroukładu, do którego przykładane są prostokątne impulsy napięcia, przesunięte w fazie o 0° lub 180° względem impulsów przykładanych do wspólny przewód wskaźnika. Jeśli fazy na wyjściach LCD pokrywają się, segment nie jest wzbudzony.

Proponowane urządzenie składa się z dwóch części: bloku do konwersji danych z przetwornika ADC (multimetr LCD) oraz bloku do przesyłania danych do komputera. W jednostce konwersji rejestry przesuwne CMOS z równoległym ładowaniem DD1-DD3 służą do określenia stanu niskoprądowych wyjść sterujących wskaźnika (rys. 1).

(kliknij, aby powiększyć)

Urządzenie działa w następujący sposób. Na niskim poziomie na pinie 1 rejestrów DD1-DD3 wykonywane jest ładowanie asynchroniczne. Po podaniu wysokiego poziomu na ten pin (poprzez linię RD) dane są utrwalane, które są przesuwane wzdłuż krawędzi impulsów zegarowych na pinie 2. Dane są pobierane z pinu 9 rejestru DD3 na szynę DATA. Ponieważ kod siedmiosegmentowy jest zbędny (bity te / - „zbędne”), w tych bitach można dodatkowo przesyłać informacje o przecinkach. Informacje te są pobierane z zacisków 12 i 16 multimetru LCD. Piny te można podłączyć do kolektorów tranzystorów lub bezpośrednio do przełącznika wielopozycyjnego multimetru. Ten przełącznik z kolei przełącza je bezpośrednio na dodatni akumulator (wysoki). Ten stan nie pozwala na rozróżnienie przecinków na wysokim poziomie na pinie BP (ADC pin 21). Oba przecinki zostaną anulowane, ponieważ na wyjściach 12 i 16 LCD jest stan wysoki.

Jednostka transmisji danych może być zbudowana na różne sposoby. Jego prostą wersję pokazano na ryc. 2. Służy do dopasowania do portu LPT i jest całkowicie umieszczony w odpowiedniej obudowie złącza XS1. Zasilanie jest dostarczane z zewnętrznego źródła o napięciu 9 ... 15 V. Złącza XP2 i ХРЗ są łączone za pomocą płaskiego kabla taśmowego z odpowiednimi współpracującymi złączami - IDC-10F. Wtyczka XP2 może nie być obecna, jeśli kabel jest podłączony bezpośrednio do portu. Po odłączeniu złącza XP2 mikroukłady DD1-DD3 są pozbawione napięcia, a multimetr może być używany w zwykły sposób. Transmisja danych jest całkowicie kontrolowana przez komputer. Kod źródłowy programu sterującego dla systemu DOS znajduje się w pliku m_lpt.cpp [5].

Parowanie multimetru cyfrowego z komputerem

Podana wersja bloku nie posiada izolacji galwanicznej, dlatego należy jej używać z dużą ostrożnością. Na przykład napięcie 30 V dostające się do portu LPT podczas awarii układu ADC może uszkodzić płytę główną.

Aby wyeliminować tę wadę, opracowano bardziej złożony schemat jednostki transmisji danych (ryc. 3). Jest to jednostka mikrokontrolera z izolacją galwaniczną i transmisją danych poprzez szeregowy kanał RS232. Zastosowanie mikrokontrolera jednoukładowego pozwoliło zminimalizować zużycie energii i zmniejszyć wymiary.

(kliknij, aby powiększyć)

Mikrokontroler PIC12F629 posiada 1024 słów FLASH pamięci programu, 64 bajty pamięci danych, 6 portów I/O oraz wewnętrzną częstotliwość zegara 4 MHz. Nie posiada sprzętowego nadajnika-odbiornika (USART), więc protokół RS232 jest odtwarzany programowo. Mikrokontroler zasilany jest przez wewnętrzny generator zegara 4 MHz, dla którego przewidziana jest kalibracja programowa. W bloku można również zastosować mikrokontroler PIC12F675, identyczny jak PIC12F629 z dodatkowym czterokanałowym przetwornikiem ADC (10 bitów). Pozostałe parametry tych mikrokontrolerów oraz dokumentację techniczną można znaleźć w [6, 7].

Programowanie można wykonać za pomocą programatora EPIC. Oprogramowanie układowe pokazano w tabeli.

Wszystkie elementy bloku zgodnie ze schematem z ryc. 3, z wyjątkiem złącza XP4, można umieścić w obudowie multimetru, podłączyć do portu COM konwencjonalnym kablem modemowym.

Dane informacyjne są wydawane na żądanie w pakietach dwubajtowych. Żądanie przez transoptor U3 jest tworzone na pinie 7 DD5 przez spadek sygnału z wysokiego na niski, co odpowiada transmisji bajtu zerowego przez komputer. Po otrzymaniu żądania w ciągu 3 ms dane są ładowane z rejestrów DD1-DD3 i konwertowane. Następnie przesyłany jest pierwszy bajt (2 ms dla szybkości 4800 bps) i utrzymywana jest przerwa 3 ms. Następnie przesyłany jest drugi bajt, a blok przesyłania danych jest wyłączany do następnego żądania.

Format przesyłanych bajtów pokazano na rys.4. cztery.

Parowanie multimetru cyfrowego z komputerem

NUM1 - odpowiednio najbardziej znacząca cyfra wyświetlacza LCD, NUM4 - najmniej znacząca cyfra. KF - współczynnik, przez który dzielona jest uzyskana wartość wskaźnika. Na przykład odczyty wskaźnika (-12,36) będą odpowiadać: LICZ=1, LICZ2=2, LICZ3=3. NUM4=6, KF=100, ZNAK=1.

Relatywnie wolne transoptory z izolacją galwaniczną nie mogą pracować z szybkościami większymi niż 9600 bps, chociaż w tym urządzeniu wystarczy 2400 bps. Oprogramowanie układowe mikrokontrolera określa szybkość transmisji 4800 bps. Węzeł wyjściowy jednostki transmisyjnej jest wykonany na transoptorach U1 i U2 zgodnie ze schematem symetrycznym. Różne poziomy na pinach 5 i 6 DD5 włączają diodę emitującą jednego z transoptorów. Rezystory R5 i R6 służą do ochrony portu COM w przypadku nieprawidłowej instalacji lub innych awarii. Obwód żądania transoptora (U3) jest wykonany zgodnie z obwodem asymetrycznym. Dioda VD1 służy do ochrony diody LED transoptora przed napięciem wstecznym na wejściu.

Teraz kilka słów o działaniu oprogramowania. Oprogramowanie sterujące dla komputera i kontrolera PIC jest zbudowane w ten sam sposób [8]. Każdy cykl konwersji danych liczbowych z wyświetlacza LCD multimetru składa się z następujących kroków. Najpierw informacja jest zapisywana (zapisywana) w rejestrach, następnie jest sekwencyjnie przesuwana i wczytywana do pamięci, wszystkie cyfry są odwracane na wysokim poziomie na pinie 21 (BP) ADC, znak, przecinek i cyfra wyższego rzędu LCD są odczytywane, pozostałe cyfry LCD są konwertowane, sprawdzanie błędów. Program dla kontrolera PIC dodatkowo pakuje dane do dwóch bajtów i przesyła je kanałem szeregowym.

(kliknij, aby powiększyć)

Zamiast transoptorów U1, U2 wskazanych na schemacie można użyć podwójnego urządzenia TLP521-2. Kondensatory C2, C3 - K50-35 lub inne małe. Kondensatory C1, C4 - ceramiczne. Rezystory - dowolne, przeznaczone do montażu natynkowego (rozmiar 1206). Rodzaj złącza XS1 zależy od zastosowanego przedłużacza (na schemacie jest to zaznaczone dla standardowego kabla do drukarki).

Płytka drukowana jest wykonywana indywidualnie dla istniejącego modelu multimetru i umieszczana w jej wnętrzu. Chipy DD1-DD3 są montowane na powierzchni płytki drukowanej po obu stronach. Na tej samej płytce drukowanej elementy urządzenia pokazane na ryc. 3. Wtyczka XP4 jest instalowana bezpośrednio na obudowie multimetru.

Możesz użyć importowanego analogu rejestru KR1564IR9 - 74NS165 w obudowie do montażu powierzchniowego. Następnie mikroukłady DD1-DD3 są montowane na jednostronnej płytce drukowanej o wymiarach 50x13 mm, a pozostałe elementy są montowane na osobnej płytce drukowanej. Jednak ze względu na zmniejszony rozstaw pinów (1,27 mm) instalacja jest znacznie bardziej skomplikowana.

W regulatorze napięcia DA1 można zastosować 78L05, KR1157EN5A lub KR1157EN502A uwzględniając różnicę w numeracji pinów.

Oprogramowanie mikrokontrolera

literatura

Biryukov S. Zastosowanie ADC KR572PV5. - Radio, 1998, nr 8, s. 62-65.
Afonsky A., Kudrevatykh E., Pleshkova T. Kompaktowy multimetr M-830V. - Radio, 2001, nr 9, s. 25-27.
Sadchenkov D. A. Nowoczesne multimetry cyfrowe. - M.: SOLON-R, 2001.
Biblioteka elementów elektronicznych. Wydanie 8: Wskaźniki ciekłokrystaliczne DATA International - M.: DODEKA, 1999
.
DS41190A. Arkusz danych PIC12F629/675. .
Novikov Yu.V., Kalashnikov O.A., Gulyaev S.E. Rozwój urządzeń interfejsowych do komputerów osobistych, takich jak IBM PC. - M.: EKO., 1998.

Autor: W.Stepniew, Moskwa

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

Bezzałogowa fabryka statków kosmicznych 04.01.2023

Thales Alenia Space stworzy dla Fundacji REV pierwszą fabrykę statków kosmicznych wielokrotnego użytku. Znany jest z finansowania badań nad zerową grawitacją i produkcją orbitalną. REV1 powinien być gotowy do lotu do końca 2025 roku.

Planuje się, że statek będzie całkowicie bezzałogowy, argumentując, że stacje kosmiczne mają surowe środki bezpieczeństwa mające na celu ochronę życia i zdrowia ludzkiego. Według założycieli Space Cargo Unlimited, firmy, która będzie właścicielem przyszłego statku kosmicznego REV1, nie są to najbardziej wydajne warunki do produkcji.

"Jeśli mówimy o produkcji na dużą skalę, to nie wierzymy w wielofunkcyjne statki z ludźmi na pokładzie. W rzeczywistości uważamy, że produkcja w kosmosie powinna stawiać na pierwszym miejscu ładunek, a nie statek" - powiedział Nicolas Gaum, szef Spółka.

Na pokładzie statku firma zamierza zająć się produkcją nowych materiałów, biotechnologii i farmaceutyków oraz badaniami rolniczymi, takimi jak te, które zostały już przeprowadzone na ISS: uprawa winorośli i dojrzewanie wina w nieważkich warunki.

Thales Alenia Space zaprojektuje, opracuje i zbuduje REV1, kompaktowy statek wielkości samochodu dla Space Cargo Unlimited. Pierwszy etap, odzwierciedlony w kontrakcie, pozwoli klientowi zbliżyć się do rozpoczęcia produkcji.

REV1 powinien mieć ładowność 1000 kilogramów i być w stanie pozostać na orbicie okołoziemskiej przez kilka miesięcy, gdzie może zadokować z modułem serwisowym. Jest również rozwijany przez Thales Alenia Space.

Moduł serwisowy będzie wyposażony w panele słoneczne i silniki elektryczne, które pozwolą pojazdowi pozostać na orbicie przez około 10 lat, czyli 20 misji REV1. Po zakończeniu lotu osłona termiczna zamontowana na REV1 pozwoli mu wejść w atmosferę ziemską i łagodnie opaść, otwierając spadochron.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Asfalt w szklarni

▪ Sterowanie piorunem za pomocą lasera

▪ Utylizacja azbestu

▪ Inteligentny czajnik elektryczny Mijia 5L

▪ Inteligentny zamek do drzwi Huawei

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Jednostki Sprzętu Krótkofalowego. Wybór artykułów

▪ artykuł Korespondencja modeli i obudów telewizorów BLAUPUNKT. Informator

▪ artykuł Skąd się biorą wielbłądy? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Kandydoza pieluszkowa. Opieka zdrowotna