שעון עם מדחום וברומטר. תכנית, תיאור

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

שעון עם מדחום וברומטר. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / שעונים, טיימרים, ממסרים, מתגי עומס

המכשיר המוצע בנוי על מיקרו-בקר AT90LS8535 הוא מציג לא רק זמן, אלא גם טמפרטורה, כמו גם לחץ אטמוספרי, ובכך מחליף שלושה מכשירי חשמל ביתיים רגילים. ניתן לחבר אותו באמצעות ממשק טורי למחשב אישי, שיסייע בכיול מד החום והברומטר, ובמידת הצורך לאסוף נתונים להצגת גרפים של שינויים בקריאות שלהם על פני מרווח זמן נבחר.

על מחוון LED של המכשיר אתה יכול לראות את ערכי הזמן הנוכחיים בצורה HH.MM; טמפרטורה במיקום שבו מותקן החיישן השלט, °C; לחץ אטמוספרי, מ"מ כספית. אומנות. יש חיווי תלת דרגתי ("רגיל - תשומת לב - נמוך") של מצב סוללת הגיבוי המכשיר מודד טמפרטורות בטווח -50...+50 מעלות צלזיוס עם שגיאה של 0,1...0,2 מעלות צלזיוס. מרווח מדידת לחץ - 700 ..800 מ"מ כספית עם שגיאה של 1...2 מ"מ כספית.

מבחינה מבנית, המכשיר מורכב משלושה מודולים (לוחות) - בקר, חיווי ואספקת חשמל, הממוקמים במארז בגודל 210x160x80 מ"מ עם חלון שקוף למחוונים, וחיישן טמפרטורה מרוחק המחובר ליחידה הראשית באמצעות כבל תלת-חוטי. באורך של עד 20 מ' חיישן הלחץ האטמוספרי ממוקם בתוך המארז.

הבחירה במיקרו-בקר AT90LS8535 מבית Atmel נבעה מהנסיבות הבאות:

הממשק הטורי של ISP (Interface for Serial Programming) מאפשר לך לתכנת את המיקרו-בקר "ישירות על הלוח", מה שמפשט מאוד את ניפוי הבאגים. קל ליצור מתכנת מחובר ליציאות COM או LPT של מחשב בעצמך [1, 2] או לרכוש אחד מוכן במחיר נמוך יחסית;
הודות ל-ADC הרב-ערוצי המובנה של 10 סיביות, אין צורך במספר רב של רכיבים חיצוניים;
גבול תחתון של מתח האספקה המותר (2,7 וולט לעומת 4 עבור "מתח גבוה" AT89S8535) מגדיל באופן משמעותי את חיי השירות של סוללת הגיבוי של המכשיר.

ניתן להחליף את המיקרו-בקר AT90LS8535 ב-ATmega8535L מודרני יותר או ב-ATmega10Z הנפוץ, ATMEga603 מאותה חברה מבלי לשנות את התוכנית. עם זאת, שני המיקרו-מעגלים האחרונים יקרים בהרבה ומיוצרים רק באריזה של 64 פינים, מה שידרוש סיבוך משמעותי של המעגל המודפס.

מודול בקר

במודול הבקר, שהתרשים שלו מוצג באיור. 1, המרכיבים העיקריים של המכשיר ממוקמים: מיקרו-בקר DD2; המרת אותות UART של מיקרו-בקר לרמות סטנדרטיות של ממשק RS-232 (שבב DD1); יחידה להמרת ההתנגדות של חיישן הטמפרטורה RK1 למתח (שבבים DAI, DA2, טרנזיסטורים VT1, VT2); חיישן לחץ (BP1); מקשי בקרת מחוון LED (טרנזיסטורים VT3-VT30); תקעי ממשק RS-232 (XP1), תכנות מיקרו-בקר (XP2) ולחיבור מחוונים (XP3).

(לחץ להגדלה)

תחת שליטת המיקרו-בקר DD2, מתגים על טרנזיסטורים VT3-VT12, VT21-VT30 מחוברים לסירוגין למקור הכוח של מעגל האנודות הנפוצות של עשרה מחוונים של שבעה מקטעים, הקתודות שלהם מתחלפות על ידי טרנזיסטורים VT13-VT19. הטרנזיסטור VT30 שולט על זוג נוריות LED הממוקמות בין השעות לדקות של המחוון. מפין 29 (PC7) של המיקרו-בקר נשלח אות ל-LED עבור סימן הטמפרטורה המינוס, ומפינים 6 (PB5) ו-7 (PB6) ל-LED דו-צבעי המציין את מצב סוללת הגיבוי. כל המחוונים שהוזכרו לעיל ממוקמים מחוץ למודול הבקר. מכיוון שמשתמשים בפינים 6, 7 של המיקרו-מעגל DD2 ולתכנותו, רצוי לבצע פעולה זו על ידי ניתוק הכבל המחבר את מודולי הבקר והתצוגה מתקע HRZ.

מתחים פרופורציונליים לערכים הנמדדים מסופקים לשלושה פינים של המיקרו-בקר DD2, מתוכנתים ככניסות של שלושה מתוך שמונת הערוצים הזמינים של טמפרטורת ה-ADC המובנית 40 (PA0/ADC0), 39 (PA1/ADC1). - לחץ, 38 (PA2/ADC2) - מתח סוללה. המתח הסטנדרטי עבור ה-ADC הוא +32 V A המופעל על פין 5 (AREF) של המיקרו-בקר, מה שמפחית באופן משמעותי את הדרישות ליציבות של האחרון. העובדה היא שמתח המוצא של חיישני טמפרטורה ולחץ הוא פרופורציונלי לא רק לפרמטרים הנמדדים, אלא גם למתח האספקה. שינוי מתח הייחוס יחד איתו מבטל את התלות הזו בקוד היציאה של ADC. למרות שסטיות של מתח הייחוס מהערך הנומינלי מכניסות שגיאה נוספת לתוצאת מדידת מתח הסוללה, במקרה זה זה לא כל כך חשוב.

התרמיסטור RK1 - חיישן טמפרטורה - הוא הפיתול של ממסר RES60 (דרכון RS4.569. 435-00) עם התנגדות של 1900+120/-380 אוהם ב-20 מעלות צלזיוס. כאן אתה יכול להשתמש בפיתולי נחושת אחרים בעלי אותה התנגדות בערך, כולל פיתולי ממסר RES49 (דרכון RS4.569.421-00), גרסאות RES79 DLT4.555.011. DLT4.555.011-05.

ההתנגדות של חוט מתפתל הנחושת תלויה באופן ליניארי בטמפרטורה והיא יציבה למדי לאורך זמן. אם ערכו ידוע בטמפרטורה T0 (לדוגמה, ב-20 מעלות צלזיוס), אז בטמפרטורה T ההתנגדות תהיה שווה

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

העיצוב של החיישן עשוי להיות דומה לזה שמוצג באיור. 2.

שעון עם מדחום וברומטר

חוטי חיבור מבודדים מרובי ליבות 1 (לדוגמה, MGTF) מולחמים למסופים A ו-B של ממסר 4, מעבירים אותם דרך צינור מחזיק 2 מלא בשרף אפוקסי 3. כדי למנוע דליפה של שרף נוזלי, מקומות שבהם צינור 2 אינו להתאים בחוזקה לממסר 1 אטומים, למשל, עם פלסטלינה , אשר קל להסיר לאחר פילמור של שרף.

לפני המזיגה, יש צורך למקם צינור פוליוויניל כלוריד גמיש 5 על רתמת החיווט המעוותת, זה יגן לא רק מפני השפעות אטמוספריות שליליות, אלא גם מפני הפסקות תיל עקב קיפולים תכופים, במיוחד בנקודת היציאה מהצינור 2. אין לכופף את מובילי הממסר או לחתוך את הבלתי בשימוש. זה יכול לפגוע במבודדי הזכוכית שלהם, ולחות שחודרת לתוך מארז הממסר האטום תגרום לקורוזיה, ועם הזמן, לשבירה של חוט המתפתל הדק במיוחד.

שני מייצבי זרם של 1.1 mA מורכבים על מגבר OP-DA1.2, DA1 ועל טרנזיסטורי אפקט שדה VT2, VT1. זהותם מובטחת על ידי אספקת מתח ייחוס מהמחלק המשותף R1R2 ושוויון ההתנגדויות של נגדי המשוב R3 ו-R4. הזרם של המייצב העליון לפי המעגל זורם דרך החיישן RK1 ושני חוטי חיבור המחוברים לפינים 1 ו-3 של מחבר X1, הזרם של התחתון זורם דרך התנגדות ייחוס (נגד R5) וגם שני חוטים המחוברים ל פינים 2 ו-3. מאחר שתוצאת המדידה היא הפרש המתח במקורות הטרנזיסטורים VT1 ו-VT2, ירידת המתח השווה על החוטים והמגעים של המחבר מבטלות זו את זו כאשר חותכים אותן.

הערך של הנגד R5 קטן מעט מההתנגדות של חיישן RK1 בטמפרטורה המינימלית שנמדדה, כך שהוא מתאים לאות פלט כמעט אפסי של הממיר. אם נעשה שימוש בחיישן עם התנגדות שונה באופן ניכר מ-1850 אוהם בטמפרטורת החדר, יש צורך לחשב את ההתנגדות שלו באמצעות הנוסחה לעיל בטמפרטורה של הגבול התחתון של מרווח המדידה (לדוגמה, -50 מעלות צלזיוס) ולקחת הערך הקטן הקרוב ביותר מסדרת E5 כמו ה-R24 הנומינלי הם מייצרים נגדים עם סטייה מותרת של לא יותר מ-5%, אבל אתה צריך להשתמש בדייקנות, למשל, C2-29V עם סובלנות של +1%. או פחות, רק נגד כזה יבטיח השפעה מינימלית של שינויי טמפרטורה באתר ההתקנה של המכשיר על קריאותיו.

פעולת החיסור מבוצעת על ידי מגבר DC דיפרנציאלי דיוק המשתמש במגברי OP-DA2.1, DA2.2. פעולתו של מגבר כזה מתוארת ב [3]. יש צורך שההתנגדויות של הנגדים R8-R11 יהיו שוות בדיוק, ולכן יש לבחור בהם סובלנות של לא יותר מ- ± 0,1 ... ± 0,25% נגדים R3, R4 צריכים להיות בעלי טולרנסים דומים.

הרווח של המגבר הדיפרנציאלי מוגדר כך שהגבול העליון של מדידת הטמפרטורה מתאים למתח המוצא המרבי האפשרי עבור מגבר ההפעלה - כ-4,4 וולט.

ערך הרווח הנדרש נמצא באמצעות הנוסחה

כאשר R0 היא התנגדות החיישן בטמפרטורת החדר, kOhm; i0=1 mA - זרם מדורג דרך החיישן ונגד הייחוס; Tmax, Tmin - בהתאמה הגבול העליון והתחתון של מרווח המדידה, °C. לאחר שנתנו ערכים שווים של נגדים R8-R11 (ניתן לבחור אותם בכל ערך מ-2 עד 10 קילו אוהם), חשב את הערך של הנגד R6 באמצעות הנוסחה

הדרישות לדיוק הערך של הנגד הזה אינן גבוהות במיוחד שניתן לפצות על שגיאות על ידי תוכנה. אבל כמו נגדים אחרים של יחידת המדידה, זה חייב להיות יציב תרמית.

חיישן הלחץ BP1 - MPX4115AP מיוצר על ידי מוטורולה במיוחד עבור ברומטרים אלקטרוניים ומדדי גובה ברומטריים. בטווח של 0,15...1,15 kPa (112,5...862,5 מ"מ כספית), התלות של מתח המוצא שלו בלחץ היא ליניארית עם שיפוע מנורמל. עם זאת, השינוי במאפייני האפס של מקרי חיישנים שונים מגיע ל-20 מ"מ כספית. אומנות. פיצוי היסט בהתקן זה מוקצה לתוכנית המיקרו-בקר. ניתן לזהות בקלות את סיכת החיישן הראשונה על ידי החתך החצי עגול שעליו.

אם קריאות הברומטר במכשיר מיוצר אינן יציבות, ההפרעה המושרה במעגל המוצא של חיישן BP1 היא לרוב האשמה. כדי להיפטר מהם, זה מספיק כדי להתקין קבל עם קיבולת של לפחות 1 μF בין המסופים 2 ו -0,047 של החיישן, לא מוצג בתרשים.

Circuit R7C11 מבטיח התקנה אמינה של המיקרו-בקר DD2 למצבו המקורי כאשר המתח מופעל. קבלים C1-C10, C12 הם קבלים חוסמים, C13 ו-C14 נחוצים כדי לעורר את מהוד הקוורץ ZQ1.

המעגל המודפס של מודול הבקר הוא דו צדדי עשוי לרבד פיברגלס נייר כסף בעובי של 1,5 מ"מ. מידותיו הן 190x120 מ"מ עם גזרה של 90x60 מ"מ.

תכונה מיוחדת של המעגל והעיצוב של המודול היא שלושה חוטים "נפוצים" עצמאיים עבור מעגלים אנלוגיים, דיגיטליים ומחוונים. במכשיר המורכב, חוטים אלה מחוברים זה לזה רק במודול הכוח. טכניקה זו מפחיתה את ההפרעות שנוצרות על ידי צמתים אנלוגיים ודיגיטליים ומודול התצוגה. בעת בדיקה עצמאית והגדרת בקר המופעל מ"לא סטנדרטיים", למשל, מקורות מעבדה, אל תשכח לחבר את החוטים הנפוצים של האחרון.

נגדים R1-R6, R8-R11 - C2-29V או דיוק אחרים עם הטלרנסים שצוינו קודם לכן. הנגדים הנותרים הם MLT רגילים או C4-1. כל הקבלים הם כל קרמיקה. מהוד קוורץ ZQ1 - NS-49 או אחר בתדר הרצוי.

תקעי XP1-HRZ הם בלוקי פינים PLD כפולים. החלק הבלוק של מחבר PC4 (X1) מותקן על גוף המכשיר. המגעים שלו מחוברים לרפידות המגע המתאימים של המעגל המודפס.

ניתן להחליף את ממיר רמת האותות של ממשק RS-232 MAX202CPE (DD1) באחד מהאנלוגים הפונקציונליים הרבים שלו, הנבדלים רק במספר ערוצי ההמרה, הערכים המומלצים של הקבלים C4, C5, C9, C10 והרמה של הגנה על כניסות ויציאות מפני הפרעות ומתח יתר.

כמוצא אחרון, ניתן להחליף את המיקרו-מעגל DD1 בצומת בשני טרנזיסטורים בהתאם למעגל המוצג באיור. 3. המתח השלילי הדרוש ליצירת אות TXD מלא במקרה זה מתקבל על ידי תיקון אות RXD המגיע מהמחשב באמצעות מעגל VD1C1. ממירים ללא שנאי מובנים בתוך שבבי ממשק מיוחדים כדי לייצר מתחים חיוביים ושליליים מוגברים.

שעון עם מדחום וברומטר

מגברי הדיוק הכפולים MAX478CPA (DA1, DA2) יוחלפו ב-quad MAX479CPD. מגברי הפעלה דומים מיוצרים על ידי Analog Devices (AD8512, AD8513). כמוצא אחרון, KR140UD26A ביתי יחיד יתאים.

טרנזיסטורי אפקט שדה KPZ0ZE ניתנים להחלפה ב-KP302 עם מדדי אותיות B-G או אחרים עם ערוץ n וזרם ניקוז ראשוני של לפחות 3...5 mA. במקום טרנזיסטורים KT315G, אתה יכול להתקין KT315B או על KT3102 עם כל מדדי אותיות, במקום KT972A - KT817G, ובמקום KT973A - KT973B. כמובן, מותר להשתמש בכל טרנזיסטורים אחרים בעלי אותו הספק בערך עם p21E של לפחות 100, כולל מיובאים.

מודול אינדיקציה

המטרה של מודול זה ברורה מהשם, והתרשים מוצג באיור. 4. בין מחווני LED שבעה מקטעים למשך שעות (HG1, HG2) ודקות (HG3, HG4) עם ספרות בגובה 25 מ"מ נמצאות נוריות LED HL3 ו-HL4, מהבהבות בתדירות של 0,5 הרץ. האינדיקטורים הנותרים הם חצי מהגודל. HG5-HG7 מציגים טמפרטורה, HG8 ו-HG9 - יחידת המדידה שלו (°C). הודות לנגד R2, הנקודה העשרונית נדלקת בין היחידות לעשיריות של ספרות.

הבקר מציג את ערך הלחץ האטמוספרי במחוונים HG10-HG12, שיחידת המידה שלהם (מ"מ) נראית במחוון הכפול של שישה עשר מקטעים HG13. שימו לב שהבקר אינו שולט במחווני HG8, HG9, HG13. הסמלים הדרושים "מתוכנתים" על ידי חיבור הקתודות של מקטעי האינדיקטורים הללו לחוט משותף דרך נגדים R4-R16.

משמאל למחוון HG5 (עשרות מעלות) ישנו נורית שטוחה אופקית HL1 - סימן מינוס. LED דו-צבעי HL2 משמש לציון מצב סוללת הגיבוי. בעוד המתח תקין, הוא ירוק שינוי תקופתי בצבע הזוהר מסמן שהגיע הזמן להחליף את הסוללה. אם הצבע אדום כל הזמן, הסוללה ריקה לחלוטין או חסרה.

המעגל המודפס של המודול הוא דו צדדי עשוי מרבד פיברגלס רדיד בעובי של 1,5 מ"מ. מידותיו הן 190x75 מ"מ.

תקע XP1 (PLD-24, זהה לתקע בקר XP) וכל הנגדים מותקנים בצד אחד של הלוח. מחוונים HG1 - HG13 ונוריות LED HL1-HL4 - בצד הנגדי, לאחר שצבעו בעבר את פני השטח שלו ואת אזורי ההלחמה של פיני התקע ומסופי הנגדים בצבע כהה. זה משפר את מראה המכשיר על ידי יצירת רקע כהה עבור המחוונים והסתרת פרטי המכשיר מהמשתמש.

התרשים (ראה איור 4) מציג את סוגי הלד והאינדיקטורים המיוצרים על ידי Kingbright, אך ניתן להשתמש באלה דומים מחברות אחרות, כולל ביתיות, באותה הצלחה.

(לחץ להגדלה)

האינדיקטורים HG1-HG4 הם צהובים, HG5-HG7 הם ירוקים, השאר אדומים. כמובן, אתה יכול לבחור צבעים אחרים לפי טעמך. הצבע של LED HL1 צריך להיות זהה לזה של מחוונים HG5-HG7, ונוריות LED HL3, HL4 - כמו מחוונים HG1-HG4.

רצוי להשתמש בנורות לד עם פיזור אור מפוזר (עם עדשה חלבית). כדי למנוע תאורה מיותרת של האלמנטים המבניים של המכשיר, כסה את משטחי הצד של נוריות ה-HL1 ו-HL2 בצבע אטום.

מודול כוח

באיור. איור 5 מציג תרשים של מודול שיוצר ארבעה מתחים: + 5 V (A) ו-5 V - כדי להפעיל את הרכיבים האנלוגיים של המכשיר; +5 V (D) - עבור הצמתים הדיגיטליים שלו; מתח פועם (לא מסונן) +12 V - עבור מחוונים. המתחים מהפיתולים התואמים של השנאי T1, לאחר תיקון על ידי גשרי דיודה VD1 - VD4, מסופקים (למעט מתח +12 V) לקבלים סינון C1-C3 ולמייצבים משולבים DA1-DA3. למודול שלושה מסופי תיל נפוצים: משותף. (א) - "אנלוגי"; כללי (ג) - "דיגיטלי"; כללי (ט) - לאינדיקטורים. הם מחוברים זה לזה רק בנקודה אחת בלוח מודול החשמל, ובכל המודולים האחרים הם אינם מחוברים חשמלית. זה הכרחי כדי להפחית את רמת ההפרעות שנוצרות על ידי הרכיבים הדיגיטליים של מודול הבקר על ידי רכיבים אנלוגיים.

שעון עם מדחום וברומטר

שנאי T1 - TP112-19 עם ליבה מגנטית טבעת, שעליה מלופפים, בנוסף לפיתולים הקיימים I-III, שניים נוספים: IV (80 סיבובים של חוט PEV-2 0,2 מ"מ) ו-V (120 סיבובים של PEV- 2 חוטים 0,5 מ"מ). אתה יכול להשתמש בכל שנאי אחר עם הספק כולל של לפחות 15 W עם המספר הנדרש של פיתולים משניים (I-IV - 7...9 V/0,05 A; V - 12...15V/0.5A).

המתח של סוללת הגיבוי הגלוונית GB1 דרך מתג SA1 ודיודה VD6 מסופק ליציאת +5 V (C) אם אין מתח מתאים במוצא המייצב DA3. הדבר תומך בפעולת הבקר כאשר המכשיר מנותק מהרשת, דבר הכרחי לא רק להגנה מפני תקלות במקרה של תקלה ברשת, אלא גם, למשל, להעברת המכשיר מחדר אחד לאחר.

סוללת GB1 מורכבת משלושה תאים גלווניים בגודל AA המחוברים בסדרה. לרוב, הזרם הנצרך מהסוללה זניח, ולכן עדיף להשתמש בתאים עם אלקטרוליט אלקליין, המאופיינים בפריקה עצמית מינימלית ובחיי מדף מקסימליים. האמינים ביותר הם אלמנטים "ממותגים" מיצרנים ידועים. הם יכולים להימשך מספר שנים ללא החלפה, ולעיתים הופכים מקרים זולים לבלתי פעילים לאחר מספר שבועות בלבד.

מתג SA1 מחבר את מעגל בקרת המתח של הסוללה GB1 לחוט המשותף בהיעדר האחרון. זה מבטל קריאות מחוונים כוזבים.

המעגל המודפס של מודול הכוח הוא חד צדדי עם מספר חוטי מגשר. מידות לוח - 120x100 מ"מ. מייצבים משולבים DA1 ו-DA3 ניתנים להחלפה בכל מיובאי או ביתי עבור מתח חיובי של 5 V (KR1158EN5, 78L05, LM2931AZ-5.0), DA2 - עבור אותו מתח שלילי (79L05, LM2990T-5.0). קבלי תחמוצת - K50-35 או האנלוגים המיובאים שלהם. דיודות VD5, VD6 - כל אלו בעלות הספק נמוך. אם אפשר, התקן כאן דיודות Schottky או גרמניום. נכון, הזרם ההפוך הגדול למדי של האחרון יכול להשפיע לרעה על חיי השירות של סוללת GB1.

תוכנית מיקרו-בקר

טקסט המקור של התוכנית כתוב ב-AVR assembler. התוכן של קובץ ה-hex שהושג כתוצאה מתרגום התוכנית מופיע בטבלה. 1. זה צריך להיטען לזיכרון התוכנית של המיקרו-בקר DD2.

(לחץ להגדלה)

לאחר הפעלת החשמל, התוכנית מתחילה באתחול המיקרו-בקר - הגדרת מצבי הפעולה של טיימרים, מערכות פסיקה, יציאות I/O, UART, כמו גם כתיבת הערכים ההתחלתיים של משתנים לתוך אוגרים ותאי זיכרון. לאחר מכן, לולאה אינסופית מתחילה להמתין לקבלת פקודות דרך הממשק הטורי.

הזמן נספר בהתבסס על כל הפסקות שנייה מטיימר 1. בהתבסס על פסיקות מטיימר 0, פועל הנוהל לשליטה דינמית על פלט המידע למחווני LED, ותוצאות פעולת ה-ADC נקראות. תקופת הפסקת הטיימר היא 0 - 0,5 אלפיות השנייה, כך שהמידע בכל עשר הספרות של המחוון מתעדכן כל 5 שניות. דגימת ה-ADC הבאה מתקבלת בעת עיבוד כל פסיקה 32 מטיימר 0. 1024 הדגימות של אחד מהפרמטרים (טמפרטורה, לחץ או מתח) שהתקבלו ב-64 אלפיות השנייה מתווספות, ואז הסכום מחולק ב-64, והממוצע המתקבל הערך מאוחסן ב-RAM לצורך חישובים נוספים. עבור 1024 אלפיות השנייה הבאות, ה-ADC מודד פרמטר נוסף. לפיכך, מחזור סקר חיישן מלא לוקח קצת יותר מ-3 שניות. לאחר מכן, המיקרו-בקר מבצע נהלים לחישוב הערכים הפיזיים של הכמויות הנמדדות ומכין אותם לפלט למחוון.

המיקרו-בקר מחשב את המספר X המוצג על המחוון באמצעות הנוסחה X=K(NZ), והמקדמים K ו-Z בעת חישוב הטמפרטורה והלחץ שונים הערכים שלהם "קשיחים" בקוד התוכנית ומועברים ממנו זה ל-RAM במהלך האתחול. במידת הצורך, ניתן "להתאים" את המקדמים למאפיינים בפועל של החיישנים באמצעות מחשב המחובר למכשיר. ערכים חדשים תקפים עד כיבוי החשמל של המיקרו-בקר אינם מאוחסנים בזיכרון לא נדיף.

המיקרו-בקר עוקב אחר מצב הסוללה, ומשווה את תוצאת מדידת המתח שלה עם שני ספים המובנים בתוכנית. כאשר מתח הסוללה הוא יותר מ-3,3 וולט, הרמות ביציאות PB5 ו-PC7 של המיקרו-בקר הן כאלה שצבע נורית ה-HL2 (ראה איור 4) ירוק. אם מתח הסוללה הוא בטווח של 1,25...3,3 V, הקוטביות של המתח המופעל על הנורית וצבע הזוהר שלה משתנים בכל שנייה. כאשר המתח יורד מתחת ל-1,25 וולט, הנורית אדומה כל הזמן. ערכי הסף הנתונים הם משוערים, מכיוון שהם תלויים, למשל, במתח האספקה +5 V (A).

מצבי צריכת החשמל המופחתת הניתנים במיקרו-בקר AT90LS8535 (לא פעיל, השבתה וחיסכון בחשמל) אינם בשימוש על ידי התוכנית גם כאשר היא פועלת מסוללת גיבוי. האנרגיה שלו כבר מספיקה כדי להפעיל שעונים לא מחוברים למספר ימים.

מסופקים קליטה באמצעות ממשק RS-232 וביצוע שש פקודות הניתנות בטבלה. 2.

שעון עם מדחום וברומטר

המחשב, אל יציאת ה-COM שלה מחובר המכשיר בכבל מודם null, שולח פקודות על ידי שידור בת אחד עד שלושה בתים המצוינים בטבלה ומקבל תגובות אליהם במצב: שער חליפין - 9600 Baud, מספר סיביות נתונים - 8, מספר סיביות עצירה - 1, זוגיות מושבתת.

בשולחן 3 מציג את הכתובות שבהן מאוחסנים משתנים ופרמטרים שונים ב-RAM של המיקרו-בקר. ניתנים רק הבתים הנמוכים של הכתובות, המצוינים בפקודות לפי הטבלה. 2. הבית המשמעותי ביותר 01H מרומז.

שעון עם מדחום וברומטר

תוכנית מחשב חיצוני

תוכנית Lclock, שנועדה לשלוט בשעון ולכייל את המדחום והברומטר, הוכנה באמצעות חבילת Delphi גרסת 3.0 - מערכת פיתוח אפליקציות Windows מבית Borland. כדי לגשת ליציאות ה-COM של המחשב, נעשה שימוש בספרייה של פונקציות מתאימות מ- SaxSoft (קובץ comm.fnc).

מחבר יציאת COM1 (כברירת מחדל, תפריט התוכנית Lclock מאפשר לך להשתמש ביציאת COM2 במידת הצורך) מחובר עם כבל מודם אפס למחבר השעון המתאים.

החלון הראשי של התוכנית מוצג באיור. 6. כל 3 שניות, הוא קורא את הערכים הנוכחיים של זמן, טמפרטורה, לחץ מזיכרון בקר השעון, מציג ערכים שמשכפלים את קריאות מחווני LED בחלונות המסך המתאימים. בנוסף, התוכנית קוראת ומציגה את מתח סוללת הגיבוי.

שעון עם מדחום וברומטר

כאשר מצב "Record-On" מופעל, הנתונים שהתקבלו נשמרים אוטומטית בקובץ הדיסק sclock.ini. ניתן להשתמש בהם כדי לחשב את הערכים הממוצעים של טמפרטורה ולחץ על פני תקופה מסוימת, גרפים של השינויים שלהם ופעולות דומות אחרות. כברירת מחדל, המצב מוגדר ל-"Record-Off" וההקלטה לא מתבצעת. אם בזמן ההקלטה התוכנה מזהה שהקובץ sclock.ini כבר קיים, היא מוסיפה נתונים חדשים לנתונים הקיימים, אחרת היא יוצרת קובץ חדש באותו שם.

תוכנית Lclock גם קוראת ומציגה את הערכים של כל המקדמים המשמשים את המיקרו-בקר בעת חישוב המקדמים. ניתן לשנות אותם באופן ידני על ידי ציון הערכים הנדרשים בחלונות המתאימים, או אוטומטית על ידי ביצוע אחד מהליכי הכיול ("חשבון אוטומטי"). אפשר גם להגדיר את השעה הנוכחית ("הגדר זמן") ולהתאים את גורם חלוקת התדרים של מחולל השעון של המיקרו-בקר ("הגדר מהירות") כדי להתאים את קצב השעון.

כדי להגדיר את השעה המדויקת, פשוט הגדר ערכים חדשים עבור דקות ושעות בחלונות המתאימים או לחץ על כפתור "הגדר ממחשבים" במקרה האחרון, הקריאות המתאימות לזמן המערכת של המחשב יוגדרו ניתן להגדיר במדויק דרך האינטרנט באמצעות שעונים אטומיים (ראה ., למשל, [4] כפתורי "איפוס שנייה" ו"הגדר שנייה=59" משמשים לסנכרון מדויק של השעון. שאינו מוצג במחוונים ובמסך, ל-0 או 59, בהתאמה.

כיול של מדחום וברומטר

ערכי שגיאות המדידה שניתנו בתחילת המאמר מאפיינים את היכולות הפוטנציאליות של החומרה של המכשיר. שגיאות בפועל במדידות טמפרטורה ולחץ תלויות במידה רבה בדיוק ובדיוק של הכיול.

בתהליך ביצוע פעולה זו, נקבעים הערכים המדויקים של המקדמים המשמשים להמרת מספרים חסרי מימד הנקראים מאוגרי ה-ADC לערכי הכמויות הפיזיות ביחידות המתאימות ונכתבים בזיכרון המכשיר. עבור כל אחת מהכמויות - טמפרטורה T ולחץ P - נדרשים שני פרמטרים: היסט אפס (ZT, ZP) ושיפוע (Kt, KR) של המאפיינים.

כידוע, המיקרו-בקר מבצע פעולות אריתמטיות רק על מספרים שלמים, והפרמטרים Kt, KR, ככלל, הם חלקיים. לכן, התוכנית למעשה עובדת עם הערכים שלהם מוכפלים ב-1024. הם מאוחסנים בתאי ה-RAM של המיקרו-בקר ומוצגים בחלונות התוכנית Lclock. התוצאה הסופית של חישוב טמפרטורה או לחץ מתקבלת על ידי קנה מידה - חלוקת התוצאה המוקדמת ב-1024

כדי לחשב את הפרמטרים, מספיקות שתי נקודות כיול. ככל שהם ממוקמים קרוב יותר לקצוות של טווח הטמפרטורה או הלחץ הנפוץ ביותר, כך ייטב. כדי לכייל, למשל, מדחום, יש לדעת את קריאותיו לפני הכיול (T1,T2) ואת קריאות מדחום הייחוס (T01,T02) בנקודות נבחרות. אז הערכים החדשים של Kt ו-Zt מחושבים באמצעות הנוסחאות (מי ו-Zto הם הערכים הישנים של הפרמטרים):

מדחום אקווריום כספית, שניתן לרכוש בחנות לחיות מחמד, הוא המתאים ביותר כאסמכתא לכיול. השגיאה של מדי חום אלכוהול ביתיים גדולה מדי. לאחר השקת תוכנית Lclock, חיישן הטמפרטורה ומדחום הייחוס טבולים במים חמים (יש לערבב אותם ברציפות). לאחר שמירתם שם לפחות 5 דקות כדי לייצב את הקריאות, לחץ על הלחצן "טמפרטורה-אוטומטית Calc-Calc&Set" בחלון התוכנית המתאים, הזן את הערך שנקרא מסולם מד החום הייחוס לחלון "נקודה ראשונה" ו הקש על מקש Enter. ברגע זה, התוכנית תתעד אוטומטית את קריאות חיישן הטמפרטורה.

העבירו את החיישן והמדחום למים קרים עם טמפרטורה שונה מהקודמת ב-20 מעלות צלזיוס או יותר. לאחר ייצוב הקריאות והזנתן לחלון "נקודה שנייה", ערכים חדשים של מקדמי Kt ו-ZT יחושבו ויכתבו ל-RAM של המכשיר.

הברומטר מכויל באופן דומה. הנוסחאות לחישוב KP ו-ZP דומות לאלו שניתנו לעיל עבור Kt ו-ZT. מטבע הדברים, ערכי הטמפרטורה T בהם מוחלפים בערכי לחץ P עם זאת, כיול מסובך על ידי העובדה שמכשירים למדידה מדויקת של לחץ אטמוספרי זמינים רק במעבדות מאובזרות באופן מקצועי. לכן, עלינו להשתמש בנתוני אינטרנט כהתייחסות (לדוגמה, , , ), שירותי מטאורולוגיה ברדיו ובטלוויזיה. למרבה הצער, הם לא מדויקים, והם מתוקנים מאוחר מדי. לכן, מבלי להגביל את עצמך למידע של שירות אחד, אתה צריך לעיין בהודעות של כמה, לזרוק שגיאות ברורות וממוצע של ערכים סבירים.

לפני הפעלת תוכנית Lclock לכיול הברומטר, המתן עד שהלחץ יהיה נמוך מספיק או להיפך גבוה (ערכים קיצוניים באזור מוסקבה הם 720 ו-770 מ"מ כספית). הזן את הלחץ האמיתי לחלון "נקודה ראשונה" על ידי לחיצה תחילה על כפתור "לחץ-אוטומטי Calc-Calc&Set". ערך זה ייכתב לקובץ דיסק יחד עם קריאות חיישן הלחץ. כעת ניתן לסגור את התוכנית ולכבות את המחשב לפני שהלחץ האטמוספרי יתקרב לערך הקיצוני ההפוך.

בעת הפעלה מחדש של תוכנית Lclock, לחץ שוב על כפתור "לחץ-אוטומטי Calc-Calc&Set" והזן את ערך הלחץ בפועל בחלון "נקודה שנייה". לאחר מכן, הפרמטרים המתוקנים KR ו-ZP יחושבו באופן אוטומטי ויכתבו ל-RAM של המכשיר, והתוכנית תקרא את הנתונים על נקודת הכיול הראשונה מהקובץ.

בקר השעון מאחסן את תוצאות הכיול ב-RAM, כך שאם מתח האספקה מנותק לחלוטין (לדוגמה, בעת החלפה או תקלה בסוללת הגיבוי), הן יאבדו. כדי להימנע מכך, מומלץ לאחר הכיול ללחוץ על כפתור "שמור כברירת מחדל", וערכי המקדם שנקבעו (כמו גם מקדם חלוקת תדר הקוורץ) יאוחסנו בקובץ הדיסק כדי לשחזר ערכים שאבדו. אתה רק צריך ללחוץ על כפתור "הגדר ברירת מחדל." אתה יכול פשוט לרשום את הערכים שנמצאו על הנייר, ואם יש צורך, להזין אותם בחלונות המתאימים.

אם לא צפויה החלפת חיישנים במהלך הפעולה, אתה יכול לאלץ את הבקר לקבל את התוצאות של כיול פרמטר ברירת המחדל לאחר ביצועו. הדרך הנכונה ביותר לעשות זאת היא לשנות את הקבועים המתאימים בקוד ה-assembly של התוכנית, לקמפל אותו ולתכנת מחדש את המיקרו-בקר. מבלי להפריע לטקסט המקור, ניתן לבצע את אותה פעולה על ידי שינוי פשוט של כמה בתים ישירות בקובץ ה-hex (ראה טבלה 1). באיור. 7 מראה כיצד נכתבים בו ערכי הפרמטרים KR, ZP, Kt, ZT. גם גורם החלוקה של תדר השעון של המיקרו-בקר הנדרש לפעולת השעון המדויקת נרשם שם. ערכו צריך להיות שווה מספרית ל-1/64 מתדר השעון של המיקרו-בקר DD2 בהרץ. בפועל, הסטייה של תדר זה מהערך הנומינלי המצוין על מהוד הקוורץ ZQ1 (4096 קילו-הרץ) יכולה להגיע למאות הרץ.

שעון עם מדחום וברומטר

בכל שורה שהשתנתה בקובץ הhex, יש צורך לתקן את הביט האחרון - סכום הבדיקה. באיור. 7 בתים אלה מסומנים בקו תחתון. חיבור אריתמטי של הערכים של כל הבתים האחרונים של המחרוזת מלבד הבתים האחרונים, הפחת את הסכום שלהם מהחזקה הקרובה ביותר של 2. הבת הנמוך של ההפרש המתקבל יהיה סכום הבדיקה החדש.

קבצי פרויקט

ספרות

<users.skynet.be/jiwan/Electronique/English/AVR%20Prog.htm>
<In.com. ua/~real/avreal/av122r9.zip>
Gutnikov V. אלקטרוניקה משולבת במכשירי מדידה. - ל.: Energoatomizdat. לנינגר. המחלקה, 1988.
.

מחבר: Yu.Revich, מוסקבה

ראה מאמרים אחרים סעיף שעונים, טיימרים, ממסרים, מתגי עומס.

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

טלפון נייד עם מקלט FM 20.09.2000

חברת טליט הודיעה על פיתוח טלפון סלולרי חדש מדגם Gm 910 עם מקלט FM סטריאו מובנה (88-108 מגה-הרץ).

בנוסף למספר די גדול של פונקציות טלפון מוכרות, ל"נייד" יש גם מקליט קול דיגיטלי מובנה ל-8 דקות ומערכת חיוג קולי.

גודלו של דגם ה-Gm 910 הוא 55x124x21 מ"מ, המשקל יחד עם הסוללה הרגילה הוא 100 גרם בלבד. בנוסף, הדגם יכול לתמוך בפרוטוקול WAP.

עוד חדשות מעניינות:

▪ מחשבים ניידים במקום סייסמוגרפים

▪ תולעים שאוכלות פלסטיק

▪ Sonos Sub Mini סאב וופר אלחוטי

▪ מברשת שיניים חכמה ISALEXA

▪ פאייטים מסוכנים

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר בטיחות בעבודה. בחירת מאמרים

▪ מאמר מניע שבשבת. טיפים לדוגמן

▪ מאמר האם אפשר לנהוג במכונית מהר יותר מהקול? תשובה מפורטת

▪ מאמר בוחר סחורות. הוראה סטנדרטית בנושא הגנת העבודה