מערכת רכישת ועיבוד נתונים דו-ערוצית מבוססת PC. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

מערכת רכישת ועיבוד נתונים דו-ערוצית מבוססת PC. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מחשבים

יום אחד, מחבר המאמר היה צריך למדוד את מאפייני הבעירה של להבה (עוצמת הקרינה בשני פסים צרים של הספקטרום, הקשר בין העוצמות ושינוים לאורך זמן בהתאם למהירות תנועת האוויר, נפח של חומר בעירה וכו'). אוסילוסקופ דיגיטלי יכול היה לעשות את העבודה, אבל לא היה לי כזה ברשותי. היה צורך בפיתוח דחוף של מערכת איסוף ועיבוד נתונים שיכולה לייצר לפחות 100 מדידות בשנייה בכל ערוץ עם השהיית זמן בין דגימות באותו שם של לא יותר מ-0,5 אלפיות השנייה. מידע הפלט הוא מתח האות בכל ערוץ, היחס בין הרמות שלהם וההבדל בין דגימות האותות הקודמות והבאות בכל ערוץ.

כמובן, אין זה סביר שקוראים רבים יצטרכו לפתור את אותה בעיה, אך מכלול החומרה והתוכנה המוצע יכול להיחשב כדוגמה לבניית מערכת איסוף נתונים מעשיים, והוא יכול לשמש דחף ראשוני לפיתוח משלך. .

המערכת המתוארת מורכבת ממכשיר איסוף והעברת נתונים (בואו נקרא לזה DSD) ותוכנה למחשב.הדיאגרמה הסכמטית של ה-DSD מוצגת באיור. 1 (ממיר הפוטו אינו מוצג בו). הבסיס שלו הוא מיקרו-בקר הבזק AT90S4433-8PI (DDI) מבית ATMEL, הכולל ADC של 10 סיביות עם מרובה אנלוגי. אולם במקרה זה, נעשה שימוש במתג ערוצים חיצוני באמצעות מקשי DA1 משולבים. זה נראה נוח יותר, מכיוון שהוא איפשר שימוש במגבר חיץ אחד המבוסס על מגבר OP-DA3 עם מגבר משתנה Kу. האחרון תלוי במצב של מפתח DA4.1: אם הוא פתוח, Ku = (R8/R6)+1, ואם סגור, Ku = [R8/(R6||R7)]+1 (כאן R6| |R7 היא ההתנגדות בנגדים המחוברים במקביל R6 ו-R7).

(לחץ להגדלה)

שלב הקלט של המגבר OP DA3 בנוי על טרנזיסטורי MOS. זה איפשר להשתמש נגדי הגנה (R1 ו-R2) בכניסה של כל ערוץ מבלי להפחית את דיוק המדידה שנגרם על ידי זרם הכניסה (גם זרם הדליפה של מפתחות שבב DA1 זניח). נגדים נחוצים כדי להבטיח שדיודות ההגנה על הכניסה המובנות בשבב DA1 לא ייכשלו כאשר האות הנמדד חורג ממתח האספקה DA1 (הזרם המרבי המותר דרך דיודות אלו הוא 10 mA).

תכונה חשובה נוספת של מגבר ההפעלה המשומש היא שמתחי הקלט והמוצא שלו יכולים להגיע לערכי מתח האספקה (מה שנקרא מגבר הפעלה מ-rail-to-rail). הודות לכך, אתה יכול להשתמש בספק כוח אחד למגבר ההפעלה ולמיקרו-בקר מבלי לצמצם את הטווח הדינמי של האות הנמדד.

שבב DA2 מכיל מייצב מתח אספקת התקן, וה-DA5 מכיל מקור מתח ייחוס עבור ה-ADC של המיקרו-בקר. שבב DA6 משמש לתקשורת המיקרו-בקר האוניברסלי אסינכרוני טורי משדר (UART) עם מחשב דרך הממשק הטורי RS232. נוריות HL1 ו-HL2 הן אינדיקטורים למצבי ההפעלה של ה-SD.

מחבר XP1 נדרש לתכנות טורי של המיקרו-בקר במכשיר, למשל, עם מתכנת AS1 במעגל. מחבר XS1 מחבר את ה-SD עם היציאה הטורית של המחשב האישי.

מערכת דו-ערוצית מבוססת PC לאיסוף ועיבוד נתונים

התוכנית עבור המיקרו-בקר כתובה ב-AVR assembler בסביבת AVR-Studio, המופצת באופן חופשי על ידי ATMEL. אפליקציית Windows האחראית לתקשורת עם ה-SD ועיבוד המידע שהתקבל נוצרה בסביבת Delphi 5. בעת כתיבת התוכנית, נעזרתי מאוד במאמרו של ר' קוסיאפקולוב "עבודה עם יציאות טוריות ב-Windows 95" ("רדיו", 2000, מס' 1, עמ' 23). בחלון הסביבה של Delphi, היישום נראה כמו באיור. 2.

הבה נשקול את פעולת התוכנה והחומרה של בקר הנתונים כמכלול. לאחר הרכבת המערכת כולה וכל החיבורים הדרושים בוצעו, תוכל להפעיל את האפליקציה. החלון שלו יופיע על צג המחשב. בשלב זה, המיקרו-בקר SD נמצא במצב סקר מתמיד של מקלט UART. מחוון HL1 (מוכן לקבלה) נדלק. תוכנית המיקרו-בקר בודקת כל הזמן את המצב של סיבית ה-RXC במאגר UCSRA, ומחכה שהוא יעבור למצב האחד. המערכת נמצאת במצב המתנה לפעולות המשתמש. אתה יכול לשנות את הרווח של נתיב המדידה של ה-SD, או להתחיל מחזור מדידה. במקרה הראשון, עליך "ללחוץ" על כפתור "Ky=0,5" או "Ky=1". הרכיבים RadioButton 1 ו-Radiobutton 2 אחראים על החלפת ההגבר בתוכנית האפליקציה. לדוגמה, אם "תלחץ" על כפתור "Ku=0,5", המטפל באירועים RadioButton2Click יתחיל והמשתנה Kamp יקבל את הערך 110 קוד זה מתאים לרווח מופחת (בתנאי Ku=0,5). כעת אתה יכול ללחוץ על כפתור "התחל" (הוא לא נראה באיור 2, מכיוון שיש כפתור "השלם" מעליו), ובכך להתחיל את מחזור המדידה.

כאן מומלץ לשקול את האידיאולוגיה הכללית של חילופי נתונים בין הדולר למחשב האישי. לאחר שהתחיל, יש לעצור את מחזור המדידה בשלב מסוים. המערכת המתוארת מאמצת את הטקטיקות הבאות. המדידה אינה מתבצעת ברציפות, אלא במרווחים של מעט יותר מ-2 שניות (מוגדרת על ידי המאפיין Interval של רכיב Timerl בתוכנית היישום). שלוש מאות מדידות בכל ערוץ לוקחות קצת פחות מ-2 שניות. לפיכך, אם אירוע Timer1Timer יתחיל מחזור מדידה (300 מדידות בכל ערוץ), אז בסופו, לפני התרחשות אירוע Timer1Timer הבא, יישאר זמן קצר, מספיק כדי שהאפליקציה תגיב לאירוע bbCompleteKeyPress (אם כפתור "השלם" נלחץ). שימו לב שבמחזור מדידה אחד הדולר ישלח 1200 בתים של מידע למחשב האישי, מאחר שהתוצאה של כל מדידה מורכבת משני בתים.

אז לאחר לחיצה על כפתור "התחל", מופעל טיימר עם פרק זמן של 110 אלפיות השנייה (ראה תוכנית היישום, הליך TForml bbStartClick). לאחר תום הזמן הזה, השליטה עוברת למטפל באירועים Timer1Timer. דרך היציאה הטורית, קוד 110 או 130 (הגבר מופחת או נורמלי, בהתאמה) מועבר ל-USD - המשתנה Kamp. המיקרו-בקר מקבל נתונים אלה, מגדיר את ההגברה הנדרשת על ידי סגירה או פתיחה של מתג DA4.1, וממתין לקבלת מידע חדש. בשלב זה, המחשב מעביר קוד 100 ל-USD (משתנה ActionKey בתוכנית היישום). המיקרו-בקר, לאחר שקיבל מידע זה, מכבה את מחוון HL1, מדליק את מחוון HL2 ("העברה מתבצעת") ומתחיל מחזור מדידה (תווית פעולה בתוכנית המיקרו-בקר). לאחר ביצוע מדידה אחת בכל ערוץ, המיקרו-בקר משדר את הנתונים למחשב ומבצע הפסקה קצרה כדי להבטיח את תדירות דגימת האות הנדרשת. לאחר מכן חוזרים על המדידות, העברת הנתונים וההפסקה עוד 299 פעמים, ולאחר מכן המיקרו-בקר עובר למצב המתנה למידע מהמחשב (המחוון HL2 כבה וה-HL1 נדלק). אם כפתור "השלם" נלחץ במהלך המחזור (≈2,1 שניות), אז מיד לאחר קבלת האחרון מבין 1200 הבתים, השליטה מועברת למטפל bbCompleteKeyPress. המחשב מעביר ל-USD קוד 120 שאינו מוכר על ידי המיקרו-בקר כידוע, כתוצאה מכך ה-USD נשאר במצב המתנה לפקודה מהמחשב.

אם הלחצן "השלם" לא נלחץ, אז מחזור מדידה חדש יתחיל עם התרחשות אירוע Timer1Timer. וכך הלאה עד ללחיצה על כפתור "השלם".

המטפל bbCompleteKeyPress מעבד גם את המידע שהתקבל ומייצר קובץ טקסט שבו תוצאות המדידה מוצגות בצורה נוחה. כל מחזור מדידה נקרא כאן כגוש עם מספר מתאים. קטע של קובץ הטקסט data_temp.txt מוצג באיור. 3. הטקסט מכיל מראית עין של "כותרת" של הטבלה, כאשר "מספר מידות" הוא מספר המדידה (מ-1 עד 300 בבלוק הראשון); IR - מתח אות ערוץ 1; dif IR - הבדל בין מדידות קודמות לעוקבות של ערוץ 1; kr - מתח האות של ערוץ 2; dif кр - הבדל בין המדידות הקודמות והעוקבות של ערוץ 2; dif - היחס בין רמת האות של הערוץ הראשון לרמת השני.

מערכת דו-ערוצית מבוססת PC לאיסוף ועיבוד נתונים

הגדרת ה-DSD מסתכמת בהגדרת המתח +5 V על ידי בחירת הנגד R5 (הוא צריך להיות לא פחות מזה המופתי בכניסת AREF DD1, אך לא יותר מ-6 V)

ניתן להחליף את המיקרו-מעגל KR1157EN1 (DA2) ב-LM317L אנלוגי מיובא, כמו גם בכל מייצב מתח מתכוונן בעל קוטביות חיובית עם זרם מוצא של לפחות 30 mA. במקום מגבר ההפעלה KR1446UD1A (DA3), אתה יכול להשתמש ב-KR1446UD4A; השימוש בשינויים עם מדדי אותיות אחרים אינו רצוי בגלל מתח היסט האפס הגבוה יותר.

נגדים - מתכת-דיאלקטרי C2-23, C2-33; קבלים C1-C3 - מוליך למחצה תחמוצת טנטלום K53-1, K53-4; השאר הם קרמיקה KM, K10-17. מצערת L1 - DM מאוחד, DPM. מחברים XP1 - PLD10, XS1 - DRB-9FB. מהוד קוורץ ZQ1-RK169MA-6AP-6000K.

תוכניות עבור מיקרו-בקר (תוכנית 1) ו-PC (תוכנית 2)

מחבר: M.Bogdanov, Sarov, אזור ניז'ני נובגורוד.

ראה מאמרים אחרים סעיף מחשבים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

בגדים חכמים שעוקבים אחר יציבה ותנועה 21.07.2022

בגדים העשויים מטקסטיל "חכם", שפותחו על ידי חוקרים מהמכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס, מסוגלים לשחזר את התנוחות והתנועות של אדם.

כדי ליצור מודלים, מדענים השתמשו במכונת סריגה דיגיטלית. הם ארגו בד ממספר שורות של חוטים פייזוריסטיים קונבנציונליים ורב-תכליתיים, המשנים את ההתנגדות כאשר הם דחוסים.

החומר הרב-שכבתי, הנקרא 3DKnITS, היה מצויד בחיישני תנועה רבים. הודות לטכנולוגיית thermoforming, הדיוק שלהם שופר משמעותית.

מדענים ציינו כי בעת תנועה, שכבות הרקמה מוזזות וזה מעוות את ביצועי החיישנים. כדי לפתור בעיה זו הוסיפו החוקרים לחומר חוטים תרמופלסטיים שמתחילים להמיס בטמפרטורות מעל 70 מעלות צלזיוס. ניסויים הראו כי חוטים כאלה מתיכים ביעילות סריגים רב שכבתיים לשכבה אחת.

הטכנולוגיה החדשה מאפשרת לייצר מוצרים בעלי צורות מורכבות. גרביים, למשל, תואמות בדיוק את מידת כף הרגל של הלובש אותה. נתוני החיישנים מועברים באמצעות מפת חום למערכת למידת מכונה שלומדת לזהות את התנועה או היציבה של אדם בזמן אמת.

יוצרי הפיתוח הדגישו כי ניתן להשתמש בו בתחום הרפואי. אז, גרביים "חכמים" יכולים לעקוב אחר תנועותיו של אדם לאחר פציעות או שבץ, הסובל מהפרעות הליכה, לשלוט בלחץ על כף הרגל בחולים עם סוכרת.

עוד חדשות מעניינות:

▪ חיידקים בלתי מזיקים הופכים קטלניים

▪ SSD של סמסונג

▪ מורה בשלט רחוק

▪ רעש חיידקים

▪ תזונה שנבחרה היטב משפרת את הביצועים של ילדים

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ סעיף של האתר הוראות סטנדרטיות להגנת העבודה (TOI). מבחר מאמרים

▪ מאמר מגיע ראשון. ביטוי פופולרי

▪ מאמר מאיפה ההצבעה? תשובה מפורטת

▪ מאמר שקמה סטרקוליה. אגדות, טיפוח, שיטות יישום