Chronometr. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Technologia pomiarowa

 Komentarze do artykułu

Projekt, na który zwrócono uwagę czytelników, to bardzo precyzyjne urządzenie do odmierzania czasu, czyli chronometr, wykonane w wymiarach zegarka naręcznego z autonomicznym zasilaniem. Zawiera stosunkowo niewielką liczbę publicznych komponentów. Płytki drukowane są wykonywane w domu.

Aby zmieścić się w wymiarach zegarka naręcznego, elementy chronometru umieszczono na dwóch płytkach drukowanych. Na dolnej płycie, której schemat pokazano na ryc. 1 zawiera precyzyjny układ zegara czasu rzeczywistego DS3231M+ (DD1) oraz mikrokontroler ATtiny2313A-SU (DD2). Mikrokontroler taktowany jest z wewnętrznego generatora RC, który uwolnił swoje piny PA0 i Pa1 do komunikacji z układem zegara poprzez interfejs I²C.

Ryż. 1. Precyzyjny układ zegara

Port B mikrokontrolera steruje elementami liczb wyświetlanymi przez wskaźnik LED, a anody wyładowań wskaźnika i przyciski sterujące są podłączone do wyjść portu D. Chronometr zasilany jest pojedynczym ogniwem litowym CR2032 o napięciu 3 V. Główne napięcie zasilające układ DD1 dostarczane jest z wyjścia PD0 mikrokontrolera, a zapasowe (V_b) - przez diodę Schottky'ego VD1 z ogniwa litowego. Zapewnia to przejście układu DD1 w tryb z niskim poborem prądu, gdy mikrokontroler DD2 znajduje się w trybie „uśpienia”.

Rezystor R4 zabezpiecza wyjście PD0 przed ewentualnym zwarciem do wspólnego przewodu w przypadku naciśnięcia podłączonego do niego przycisku znajdującego się na innej płytce.

Rysunek dolnej płytki drukowanej pokazano na ryc. 2. Przeznaczony jest do montażu elementów natynkowych - rezystorów i kondensatorów o wielkości 1206, mikroukładów w obudowach SOIC. Na płytce znajdują się styki do połączenia mikrokontrolera z programatorem.

Ryż. 2. Rysunek dolnej płytki drukowanej

Schemat górnej płyty pokazano na ryc. 3. Posiada czterocyfrowy wskaźnik LED HG1, baterię G1 oraz przyciski SB1-SB3. Rysunek tablicy - na ryc. 4. Rezystory na nim są wielkości 0805. Akumulator jest umieszczony w uchwycie CH224-2032.

Ryż. 3. Schemat górnej planszy

Ryż. 4. Rysunek planszy

Płyty wykonane są z laminatu obustronnie laminowanego włóknem szklanym o grubości 1 mm. Po wyprodukowaniu należy dokładnie sprawdzić drukowane przewody pod kątem przerw i zwarć. Zworki typu płytka-płytka są lutowane do dolnej płyty po zamontowaniu części. Biorąc pod uwagę dużą gęstość montażu i niewielką szerokość przewodów, przed połączeniem płytek ze sobą należy jeszcze raz upewnić się, że nie ma na nich przerw ani zwarć. Pomiędzy deskami należy włożyć uszczelkę izolacyjną wykonaną z cienkiej grubej tektury.

Po włączeniu zasilania program wprowadza mikrokontroler w tryb mikropoboru i wyłącza główne zasilanie układu zegara. W przypadku braku głównego zasilania ten układ również przechodzi w tryb ekonomiczny. Mikrokontroler „budzi się” na zewnętrzne żądanie przerwania. Przerwanie INT0 przyciskiem SB1 powoduje wyświetlenie aktualnego czasu na wskaźniku, przerwanie INT1 przyciskiem SB2 – ustawienie czasu. W trybie ustawiania czasu naciśnięcie przycisku SB1 zmienia zawartość rejestru godzinowego, a naciśnięcie przycisku SB2 zmienia zawartość rejestru minut. Zmiana jest możliwa tylko w kierunku wzrostu.

Wyjdź z trybu ustawiania czasu, naciskając przycisk SB3. Podczas wychodzenia program resetuje rejestr sekund układu zegara. Aby ten przycisk zadziałał, program w trybie ustawiania czasu przełącza linię PD0 z wyjścia na wejście i odwrotnie.

Wskaźnik HG1 jest kontrolowany przez program za pomocą ośmiobitowego timera T0. W przypadku żądania przerwania z timera, na wskaźniku wyświetlana jest informacja, w trakcie odliczania czasu działania wskaźnika. Maksymalny czas jego ciągłej pracy jest ustawiany przez stałą TimeDisp i domyślnie wynosi 4,7 s. Odliczanie czasu działania wskaźnika (wyświetlanie aktualnego czasu) rozpoczyna się od momentu naciśnięcia przycisku SB1.

Dla wygody sprawdzania postępu zegara w programie można aktywować fragment, który pozwala na włączanie i wyłączanie wskaźnika przyciskiem SB1. W tym celu należy na początku pliku z kodem źródłowym Chronometer1 .asm odkomentować (usunąć średnik na pierwszej pozycji) wiersz

;#define No_limit_time_for_dispiay

Po sprawdzeniu zegara wiersz ten należy ponownie zakomentować, ponieważ przypadkowe, długotrwałe włączenie wskaźnika prowadzi do szybkiego rozładowania akumulatora. Do artykułu dołączone są dwie wersje pliku startowego programu. Podczas tworzenia jednego (Chronometer1 .hex) określony wiersz był komentowany, a podczas tworzenia innego (Chronometer1NoUmit.hex) obowiązywał.

Miganie dwukropka oddzielającego jest realizowane programowo. Jest również przewidziany do wygaszania nieistotnego zera w wyładowaniu dziesiątek godzin. W trybie ustawiania czasu nie ma ograniczenia czasu trwania wskaźnika, dwukropek jest wyłączony.

Interfejs I²C działa z częstotliwością 100 kHz, jego oprogramowanie zostało zaczerpnięte z książki V. Trumperta „Mikrokontrolery AVR-RISC” (Kijów: MK-Press, 2006). Tablica przełączania bitów wskaźnikowych oraz tablica kodów cyfrowych znajdują się w pamięci programu mikrokontrolera.

Układ DS3231M+ zapewnia korekcję dryftu częstotliwości rezonatora kwarcowego w miarę jego starzenia. Korekta jest przechowywana w rejestrze przesunięcia starzenia chipa. Program chronometru nie przewiduje takiej korekty i do wspomnianego rejestru wpisuje się 0 (stała SIGN=0). W razie potrzeby możesz zmienić tę stałą. Jeśli zegar jest szybki, należy mu przypisać wartość dodatnią (najbardziej znaczący bit to zero), jeśli jest opóźniony, wartość ujemną (najbardziej znaczący bit jest równy jeden). jednostka Jr

Wyładowanie stałej zmienia częstotliwość kwarcowego oscylatora zegara o około 0,1 ppm. Po zmianie stałej należy ponownie przetłumaczyć program i załadować wynikowy plik HEX do mikrokontrolera.

Konfiguracja mikrokontrolera ATtiny2313A-sU musi być zgodna z tabelą. Rozszerzony bajt konfiguracji pozostaje niezmieniony.

stół

Wyprodukowany chronometr z włączonym wskaźnikiem i napięciem zasilania 3 V pobiera średnio 5 mA prądu, w trybie „uśpienia” - 1 μA. Korekta temperatury częstotliwości generatora jest wykonywana co 64 s, czas trwania procesu pomiaru temperatury wynosi 125 ... 200 ms, prąd pobierany w tym czasie wynosi 575 μA. W ciągu roku wykonuje się 492750 pomiarów temperatury i korekt częstotliwości, co zużywa około 16 mAh energii elektrycznej. Przy pojemności baterii 200 mAh wystarczy na obsługę chronometru przez co najmniej dwa lata.

Po złożeniu chronometr należy podłączyć do programatora, wczytać program do mikrokontrolera i ustawić jego konfigurację. Po wyłączeniu programatora i podłączeniu baterii można nacisnąć przycisk SB1, na wskaźniku pojawi się „_0:00” z migającym dwukropkiem. Naciskając przycisk SB2, wejdź w tryb ustawiania czasu. Następnie naciskając przycisk SB1 ustaw aktualną godzinę, a aktualną minutę naciskając przycisk SB2. Wyjdź z trybu ustawiania czasu, naciskając przycisk SB3. W takim przypadku wewnętrzny rejestr sekund mikroukładu DD1 zostanie zresetowany do zera, co pozwala zsynchronizować chronometr z zegarem kontrolnym lub precyzyjnymi sygnałami czasu. Ponowne naciśnięcie przycisku SB1 spowoduje wyświetlenie ustawionego czasu na wskaźniku.

Aby sprawdzić dokładność chronometru, będziesz musiał uzbroić się w cierpliwość przez co najmniej miesiąc. W tym czasie jego odczyty nie powinny trwać dłużej niż 3 sekundy. W przeciwnym razie możesz zmienić wartość w rejestrze przesunięcia starzenia. Jak to zrobić, opisano powyżej.

Sprawdzenie dokładności chronometru można również wykonać za pomocą dokładnego miernika częstotliwości, częstotliwość wyjściowa 32768 Hz w mikroukładzie jest aktywowana programowo. Aby zmierzyć częstotliwość między stykami „32768 Hz” i „17” na płytce mikrokontrolera, należy tymczasowo podłączyć rezystor o wartości nominalnej 10 kOhm, a między stykami „32768 Hz” i „16” - miernik częstotliwości . Podczas testu do zasilania chronometru można użyć dwóch elementów rozmiaru AA. Konieczne jest również zmierzenie pobieranego prądu w różnych trybach pracy oraz sprawdzenie działania korekcji częstotliwości temperaturowej; podczas normalnej pracy mikroamperomierz połączony szeregowo ze źródłem zasilania będzie wskazywał skoki pobieranego prądu o okresie 64 s .

Programy mikrokontrolerów można pobrać z ftp://ftp.radio.ru/pub/2016/08/chrono.zip.

Autor: N. Salimov

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 preferencje pszczół 13.02.2020 Naukowcy z uniwersytetów w Getyndze, Würzburgu (Niemcy) i Sussex (Wielka Brytania) zbadali zachowanie pszczół miodnych i odkryli, że preferują one pola truskawek, nawet gdy kwitną obok pól rzepaku. Dopiero gdy rzepak był w pełnym rozkwicie, na truskawkach było mniej pszczół miodnych. Natomiast dzikie pszczoły konsekwentnie wybierały pole truskawkowe. Naukowcy z grupy funkcjonalnej agrobioróżnorodności i agroekologii z Uniwersytetu w Getyndze stworzyli małe kolonie pszczół miodnych obok 11 pól truskawek na terenie Getyngi i Kassel. Następnie naukowcy sfilmowali i zapisali tańce pszczół. Pszczoły miodne tańczą, aby komunikować kierunek i odległość od atrakcyjnych źródeł pokarmu, które odwiedziły. W połączeniu z mapami satelitarnymi krajobrazu można określić preferowany przez nich rodzaj użytkowania gruntów. Zespół zbadał również, które rośliny wykorzystały pszczoły jako zasób pyłku i obliczył gęstość pszczół miodnych i dzikich pszczół na badanych polach.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Systemy chłodzenia Noctua z aktywną technologią redukcji szumów

▪ Urządzenie do szybkiego zatrzymania krwawienia

▪ Nowy chipset do wzmacniaczy audio klasy D

▪ papierowa bateria

▪ Technologia tworzenia modeli samochodów 3D od BMW

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Urządzenia pomiarowe. Wybór artykułu

▪ artykuł Luca de Clapier Vauvenargues. Słynne aforyzmy

▪ artykuł Która radziecka piosenka została przetłumaczona na dziesiątki języków świata? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Hydrotechnik. Opis pracy

▪ artykuł Zastosowanie systemu akustycznego 6AC-2 z niestandardowym wzmacniaczem. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Jak lutować aluminium. 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