צימוד מולטימטר דיגיטלי למחשב. תכנית, תיאור

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

זיווג מולטימטר דיגיטלי למחשב. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / טכנולוגיית מדידה

חיבור מולטימטר בגודל קטן למחשב אישי מאפשר עיבוד סטטיסטי של תוצאות סדרת מדידות. לדוגמה, ניתן ללמוד את השונות בפרמטרים של קבוצת רכיבים או את השינויים במתח ובקיבולת של סוללות במהלך תהליך הפריקה. אפשר לדמיין מספר יישומים אחרים של "טנדם" כזה, שיצירתו מתוארת במאמר זה.

לאחרונה, מולטימטרים מסדרת 830, למשל, DT830 או M-830, הפכו נפוצים בקרב חובבי רדיו. יש להם שגיאה קטנה יחסית, המאפשרת להשתמש בהם למגוון רחב של מדידות.

באמצעות המכשיר המוצע, אתה יכול להזין נתונים ממולטימטר למחשב לעיבוד נוסף. מולטימטרים עם תכונה זו מצוידים בדרך כלל בממשק RS232 והם יקרים יחסית. המתאם המוצע נעשה באמצעות רכיבים זולים וזמינים באופן נרחב. נתונים מספריים נקראים ישירות מפיני ה-ADC של המולטימטר ומשודרים דרך קישור טורי. עבור שינוי זה, לא מומלץ להשתמש במולטימטרים שבהם מותקן מיקרו-מעגל ADC בגרסה ארוזה.

הלב של המולטימטרים מסדרת 830 הוא ICL7106 ADC (אנלוגי מקומי של K572PV5; ניתן למצוא תיאור ב-[1]). ניתן למצוא תיאור של הפעולה והתרשים של המולטימטר ב-[2, 3]. ה-ADC מקיים אינטראקציה עם ה-LCD באמצעות בקרה סטטית [4] - כל אלמנט תמונה נשלט באמצעות פין נפרד של המיקרו-מעגל, אליו מסופקים פולסי מתח מלבניים, המוזזים בפאזות ב-0° או 180° ביחס לפולסים המסופקים ל- חוט משותף של המחוון. אם השלבים במסופי ה-LCD חופפים, הקטע אינו נרגש.

ההתקן המוצע מורכב משני חלקים: בלוק המרת נתונים מ-ADC (מולטימטר LCD) ובלוק העברת נתונים למחשב. בבלוק ההמרה, אוגרי העברת CMOS עם טעינה מקבילה DD1-DD3 משמשים לקביעת המצב של פיני הבקרה של מחוון זרם נמוך (איור 1).

(לחץ להגדלה)

המכשיר פועל באופן הבא. כאשר פין 1 של האוגרים DD1-DD3 נמוך, מתבצעת טעינה אסינכרונית. לאחר הפעלת רמה גבוהה על פין זה (דרך קו ה-RD), הנתונים נקלטים, המוזזים לאורך קצה פעימות השעון בפין 2. הנתונים נלקחים מפין 9 של האוגר DD3 לאפיק DATA. מכיוון שקוד שבעת הקטעים מיותר (סיביות אלו הן "מיותרות"), בביטים הללו ניתן בנוסף להעביר מידע על פסיקים. מידע זה נלקח מסיכות 12 ו-16 של המולטימטר LCD. ניתן לחבר פינים אלו לאספנים של הטרנזיסטורים או ישירות למתג הרב-מצבי של המולטימטר. מתג זה, בתורו, מחבר אותם ישירות למסוף החיובי של הסוללה (רמה גבוהה). מצב זה אינו מאפשר להבחין בפסיקים כאשר הרמה בפין BP גבוהה (פין ADC 21). שני הפסיקים ייכבו, מכיוון שיש רמה גבוהה בפינים 12 ו-16 של ה-LCD.

ניתן לבנות את יחידת העברת הנתונים בדרכים שונות. הגרסה הפשוטה שלו מוצגת באיור. 2. הוא משמש להתממשק עם יציאת ה-LPT ומאוכסן כולו בבית מחבר XS1 מתאים. החשמל מסופק ממקור חיצוני במתח של 9... 15 V. מחברים ХР2 ו- ХРЗ מחוברים באמצעות כבל סרט שטוח בעל מחברים מתאימים - IDC-10F. ייתכן שתקע XP2 חסר אם הכבל מחובר ישירות ליציאה. כאשר מחבר ה-XP2 מנותק, שבבי ה-DD1-DD3 מתבטלים, וניתן להשתמש במולטימטר בדרך הרגילה. העברת הנתונים נשלטת לחלוטין על ידי המחשב. קוד המקור של תוכנית הבקרה עבור DOS נמצא בקובץ m_lpt.cpp [5].

צימוד ה-DMM למחשב

לגרסה הנתונה של הבלוק אין בידוד גלווני, ולכן יש להשתמש בו בזהירות רבה. אם, למשל, מתח של 30 וולט נכנס ליציאת ה-LPT עקב תקלה בשבב ה-ADC, זה עלול לגרום נזק ללוח האם.

כדי לבטל חיסרון זה, פותח מעגל יחידת העברת נתונים מורכב יותר (איור 3). זוהי יחידת מיקרו-בקר המבודדת באופן גלווני ומשדרת נתונים דרך ערוץ RS232 טורי. השימוש במיקרו-בקר עם שבב יחיד איפשר למזער את צריכת החשמל ולהקטין ממדים.

(לחץ להגדלה)

למיקרו-בקר PIC12F629 יש 1024 מילים של זיכרון תוכנית FLASH, 64 בתים של זיכרון נתונים, 6 יציאות קלט/פלט ומחולל שעון פנימי של 4 מגה-הרץ. אין לו מקלט חומרה (USART), ולכן פרוטוקול RS232 מושמע בתוכנה. המיקרו-בקר פועל ממחולל שעון פנימי של 4 מגה-הרץ, שעבורו מסופק כיול תוכנה. הבלוק יכול להשתמש גם במיקרו-בקר PIC12F675, זהה ל-PIC12F629 עם ADC נוסף של ארבעה ערוצים (10 סיביות). את שאר הפרמטרים של המיקרו-בקרים הללו והתיעוד הטכני ניתן למצוא ב- [6, 7].

ניתן לבצע תכנות באמצעות מתכנת EPIC. הקושחה מוצגת בטבלה.

כל האלמנטים של הבלוק לפי התרשים באיור. 3, למעט מחבר XP4, ניתן למקם בתוך מארז המולטימטר, מחובר ליציאת COM עם כבל מודם רגיל.

נתוני מידע מונפקים במנות כפולות בייט לפי בקשה. בקשה דרך מצמד אופטו U3 נוצרת בפין 7 של DD5 על ידי ירידת אות מרמה גבוהה לנמוכה, התואמת למחשב שמשדר בת אפס. לאחר קבלת הבקשה, תוך 3 אלפיות השנייה, הנתונים נטענים מהאוגרים DD1-DD3 ומומרים. לאחר מכן, הביט הראשון משודר (2 ms עבור מהירות של 4800 bps) ונשמר הפסקה של 3 ms. לאחר מכן, הביט השני מועבר ובלוק העברת הנתונים כבוי עד לבקשה הבאה.

הפורמט של הבתים המועברים מוצג באיור. ארבע.

צימוד ה-DMM למחשב

NUM1 היא הספרה המשמעותית ביותר של ה-LCD, NUM4 היא הספרה הפחות משמעותית, בהתאמה. KF הוא המקדם שבו מחולק ערך האינדיקטור המתקבל. לדוגמה, קריאות המחוונים (-12,36) יתאימו ל: NUM=1, NUM2=2, NUM3=3. NUM4=6, KF=100, ZNAK=1.

מצמדים אופטוניים של בידוד גלווני איטיים יחסית אינם יכולים לפעול במהירויות גבוהות מ-9600 bps, אם כי 2400 bps מספיקים במכשיר זה. הקושחה של המיקרו-בקר מגדירה את קצב ההעברה ל-4800 bps. צומת המוצא של יחידת השידור נעשה באמצעות מצמדים אופטיים U1 ו-U2 על פי מעגל סימטרי. הרמות השונות בפינים 5 ו-6 של DD5 מפעילים את הדיודה הפולטת של אחד מהמצמדים האופטיים. נגדים R5 ו-R6 משמשים להגנה על יציאת ה-COM במקרה של התקנה לא נכונה או תקלות אחרות. מעגל בקשת המצמד האופטו (U3) נעשה על פי מעגל א-סימטרי. דיודה VD1 משמשת להגנה על LED המצמד האופטו ממתח הפוך בכניסה.

עכשיו כמה מילים על פעולת התוכנה. תוכנת הבקרה למחשב ולבקר PIC בנויה באותו אופן [8]. כל מחזור של המרת נתונים מספריים ממולטימטר LCD מורכב מהשלבים הבאים. ראשית, המידע מקובע (כתוב) ברגיסטרים, לאחר מכן הוא מוזז ברצף ונקרא לזיכרון, כל הביטים הופכים ברמה גבוהה בפין 21 (BP) של ה-ADC, הסימן, פסיקים והסיביות המשמעותיות ביותר של ה-LCD נקראים, שאר הסיביות של ה-LCD מומרות, והשגיאות נבדקות. התוכנית עבור בקר ה-PIC אורזת בנוסף את הנתונים לשני בתים ומשדרת אותם בערוץ טורי.

(לחץ להגדלה)

במקום המצמדים האופטיים U1 ו-U2 המצוינים בתרשים, אתה יכול להשתמש במכשיר TLP521-2 כפול. קבלים C2, C3 - K50-35 או קטנים אחרים. הקבלים C1, C4 הם קרמיים. נגדים - כל אחד מיועד להרכבה על פני השטח (מידה 1206). סוג מחבר XS1 תלוי בכבל המאריך בו נעשה שימוש (מוצג בתרשים עבור כבל מדפסת רגיל).

המעגל המודפס עשוי בנפרד עבור דגם המולטימטר הקיים וממוקם בתוכו. שבבים DD1-DD3 מותקנים על פני הלוח המודפס משני הצדדים. אותו לוח מעגלים מודפס עשוי להכיל את רכיבי ההתקן המוצגים באיור. 3. תקע XP4 מותקן ישירות על גוף המולטימטר.

אתה יכול להשתמש באנלוגי מיובא של האוגר KR1564IR9 - 74NS165 במארז משטח. לאחר מכן מותקנים את המיקרו-מעגלים DD1-DD3 על לוח מעגלים מודפסים חד-צדדיים בגודל 50x13 מ"מ, ושאר האלמנטים מותקנים על לוח מעגלים מודפסים נפרדים. עם זאת, בשל גובה העופרת המופחת (1,27 מ"מ), ההתקנה הופכת מסובכת משמעותית.

במייצב מתח DA1 ניתן להשתמש ב-78L05, KR1157EN5A או KR1157EN502A, תוך התחשבות בהבדל במספור הפינים.

תוכנת מיקרו-בקר

ספרות

Biryukov S. יישום של ADC KR572PV5. - רדיו, 1998, מס' 8, עמ'. 62-65.
Afonsky A., Kudrevatykh E., Pleshkova T. Multimeter קומפקטי M-830V. - רדיו, 2001, מס' 9, עמ'. 25-27.
Sadchenkov D. A. מולטימטרים דיגיטליים מודרניים. - מ.: SOLON-R, 2001.
ספריית רכיבים אלקטרוניים. גיליון 8: מחווני גביש נוזלי מ-DATA International - M.: DODEKA, 1999
.
DS41190A. גיליון נתונים PIC12F629/675. .
Novikov Yu. V., Kalashnikov O. A., Gulyaev S. E. פיתוח התקני ממשק למחשב אישי כגון IBM PC. - מ.: EKOM., 1998.

מחבר: V.Stepnev, מוסקבה

ראה מאמרים אחרים סעיף טכנולוגיית מדידה.

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

המדבקה האולטראסונית תאפשר לך לראות דרך העור. 24.02.2024

מהנדסים מהמכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT) פיתחו מדבקת אולטרסאונד מהפכנית למעקב אחר בריאות האיברים הפנימיים של החולים. המכשיר הקטן הזה, בערך בגודל של בול דואר, מוצמד לעור ומאפשר לעקוב אחר מצב האיברים הפנימיים, לזהות סימנים למחלות כמו אי ספיקת כבד או כליות וגם לעקוב אחר התפתחות גידולים.

המוצר החדש מסוגל לכוון גלים קוליים דרך העור, להשתקף מאיברים פנימיים ולחזור למדבקה.

"כאשר איברים מסוימים חולים, הם יכולים להיות קשים יותר", אמר פרופסור להנדסת מכונות ב-MIT שואנה ז'או.

מדבקת האולטרסאונד יכולה לנטר ברציפות את נוקשות האיברים במשך 48 שעות, עם רגישות מספקת כדי לזהות שינויים זעירים המעידים על התקדמות המחלה. לדוגמה, כאשר נבדק על חולדות, החיישן זיהה במהירות סימנים מוקדמים של אי ספיקת כבד חריפה.

"מיד לאחר השתלת כבד או כליה, נוכל להדביק מדבקה זו למטופל ולבחון כיצד הנוקשות של האיבר משתנה במשך מספר ימים", אומר המחבר הראשי של המחקר, Hsiao-Chuan Liu.

כדי למדוד את הנוקשות של איברים כמו הכליות והכבד, רופאים משתמשים בדרך כלל באלסטוגרפיה אולטרסאונד, הדורשת ציוד מיוחד. ניסויים מוצלחים על חולדות כבר בוצעו. השלב הבא יהיה עבודה עם רופאים כדי להתאים את המדבקה לצרכיהם של חולי טיפול נמרץ מושתלים.

פיתוח מדבקת האולטרסאונד מהווה התקדמות משמעותית בתחום הרפואי, המספק ניטור רציף של איברים פנימיים ללא צורך בציוד מיוחד. למכשיר החדש יש פוטנציאל לשפר משמעותית את האבחון והניטור של בריאות המטופל.

עוד חדשות מעניינות:

▪ Intel Optane DC - זיכרון ה-RAM הראשון עם שבבי XPoint 3D

▪ מחשב Azulle Access3 מחזיק מפתחות עם מעבד אינטל

▪ טלפון חכם מודולרי פאזלפון

▪ מודול IoT של Fibocom LTE Cat 1

▪ חיתול חכם בפלטפורמת אינטל

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר ספק כוח. מבחר מאמרים

▪ מאמר רועה טוב גוזז את צאנו, אך אינו מעור אותם. ביטוי פופולרי

▪ מאמר אילו כוכבים הכי קרובים לכדור הארץ? תשובה מפורטת

▪ מאמר Nightshade מר-מתוק. אגדות, טיפוח, שיטות יישום