AVT-5182.pdf
(
1411 KB
)
Pobierz
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/strict.dtd">
PROJEKTY
Wielokanałowy
rejestrator napięć
Dodatkowe
materiały na CD
Prezentujemy projekt
wielokanałowego rejestratora
napięć, który bez wątpienia
może przydać się niejednemu
konstruktorowi. Głównym
jego zastosowaniem jest
długoterminowe śledzenie zmian
napięć w konstruowanych
i testowanych urządzeniach
elektronicznych. Dzięki dużej
rozdzielczości rejestratora
można analizować napięcia
z dokładnością rzędu setek
mikrowoltów, co może ułatwić
np. wykrywanie nieprawidłowości
wynikających ze zmian
temperatury otoczenia.
Zastosowane w rejestratorze nowoczesny,
wielofunkcyjny przetwornik analogowo-cyfro-
wy, mikrokontroler o sporej mocy obliczeniowej
oraz dostępność kodu źródłowego, umożliwiają
dość proste dostosowanie rejestratora do różno-
rodnych zastosowań. Podstawowa konfiguracja
rejestratora pozwala mierzyć napięcia w grani-
cach ok. ±25 V, lecz bez trudu można zmieniać
zakres pomiarowy i sposób prowadzenia po-
miarów (pomiary różnicowe lub asymetryczne).
Dużą zaletą rejestratora jest niewielki pobór
prądu i możliwość zasilania go z baterii (nawet
z jednego ogniwa typu AAA). Urządzenie zasi-
lane dwiema bateriami typu AA może pracować
bez przerwy przez kilka dni.
Zmierzone napięcia zapisywane są w pliku
tekstowym na karcie pamięci typu SD (Secure
Digital) lub MMC (MultiMedia Card). Zarejestro-
wane napięcia można odczytać za pomocą do-
wolnego czytnika kart pamięciowych lub pod-
łączając rejestrator bezpośrednio do portu USB
komputera PC (urządzenie zgłasza się w syste-
mie jako dysk zewnętrzny). Plik tekstowy z wyni-
kami pomiarów można przeglądać w dowolnym
edytorze tekstowym lub eksportować do takich
programów jak MS Excel, OO Calc czy Matlab.
Rekomendacje:
przyrząd
przyda się w każdej studenckiej
pracowni pomiarowej jak
również w warsztacie elektronika
konstruktora.
Sprzęt – część cyfrowa
Schemat blokowy rejestratora przedstawiono
na
rys. 1
, natomiast schemat ideowy na
rys. 2
.
Głównym elementem urządzenia jest mikrokon-
troler AT91SAM7S64 (IC1) odpowiedzialny za
całą funkcjonalność rejestratora. Do magistrali
SPI (Serial Peripheral Interface) podłączone są:
karta pamięci (SD lub MMC) oraz przetwornik
analogowo cyfrowy AD7718 (IC3) produkcji Ana-
log Devices. Karta SD uaktywniana jest sygnałem
NPCS0 mikrokontrolera współdzielonym z PA11,
natomiast do uaktywniania przetwornika ADC
używana jest linia NPCS1 współdzielona z PA31.
Podłączenie wyprowadzeń MISO, MOSI i SPCK
jest typowe, takie, jak dla większości układów
scalonych z interfejsem SPI. Ponadto przetwornik
komunikuje się z mikrokontrolerem za pośred-
nictwem dwóch dodatkowych sygnałów ozna-
czonych na schemacie ideowym jako AD_RES
i AD_RDY. Sygnał AD_RES służy do zerowania
przetwornika, czyli przywracania jego domyślnej
konfiguracji, natomiast sygnał AD_RDY służy do
informowania mikrokontrolera o zakończeniu
wykonywania pomiaru przez przetwornik.
Do komunikacji rejestratora z użytkowni-
kiem służą 4 przyciski typu microswitch, 2 diody
AVT–5182
W ofercie AVT:
AVT–5182A – płytka drukowana
PODSTAWOWE PARAMETRY
• Ilość kanałów: 10
• Rozdzielczość: ok. 100
m
V
• Zakres pomiarowy: ok. ±24 V
• Możliwość zmiany zakresu pomiarowego (modyfikacja): od ±20 mV
• Zakres regulacji okresu pomiarów: 1...99 s
• Nośnik danych: karty SD lub MMC, do 1 GB
• Format zapisu danych plik tekstowy, system plików FAT
• Mikrokontroler: AT91SAM7S64 (ARM7TDMI)
• Napięcie zasilania (baterie): 0,6...5 V (start od 1 V)
• Napięcie zasilania (zewnętrzny zasilacz): 9...25 VDC
• Średni pobór prądu z dwóch akumulatorów AA (NiMH): < 8 mA
• Wyposażenie dodatkowe alfanumeryczny wyświetlacz LCD 2 linie po 16 znaków, interfejs USB
PROJEKTY POKREWNE
wymienione artykuły są w całości dostępne na CD
Tytuł artykułu
Nr EP/EdW
Kit
Wielokanałowy rejestrator danych pomiarowych A/C
EP 9/2008
AVT-5149
Rejestrator przebiegu cyfrowego – przystawka do TV
EP 10/1999
AVT-831
Prosty analizator stanów logicznych
EP 4/2005
AVT-389
38
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 4/2009
Wielokanałowy rejestrator napięć
pedancji, a R11 i R12
nie dopuszczają do
wystąpienia stanów
nieustalonych na
liniach DDM i DDP
interfejsu USB. Rezy-
stor R10 odpowiada
za podciągnięcie linii
DP oznaczające także
rozpoczęcie transmi-
sji USB. W celu włą-
czenia podciągnięcia
należy wysterować
tranzystor Q1 sy-
gnałem USB_PULLUP
(stan wysoki tego sy-
gnału oznacza włą-
czone podciągnięcie,
ponieważ Q1 pracuje
jako wtórnik napię-
ciowy). Dioda D2 po-
zwala na przerwanie
transmisji USB (odłą-
czenie podciągnięcia
DP) w momencie
resetowania mikro-
kontrolera. Może to
ułatwiać pracę przy
pisaniu własnego
oprogramowania
dla rejestratora. Fakt
podłączenia urządze-
nia do hosta USB wy-
krywany jest poprzez obecność stanu wysokiego
sygnału USB_VDETECT.
Rejestrator ma możliwość bardzo prostej de-
tekcji niskiego napięcia baterii zasilającej. W tym
celu do mikrokontrolera doprowadzony został
sygnał LBO przetwornicy L6920D (IC2). Wyjście
LBO przetwornicy (sygnał CONV_LB na schema-
cie ideowym) to wyjście jej wewnętrznego kom-
paratora napięcia. Sygnał CONV_LB jest aktywny
(stan niski) zawsze wtedy, gdy napięcie baterii
spada poniżej wartości ok. 2,5 V. Odczyt stanu
CONV_LB możliwy jest na wyprowadzeniu PA20.
Z racji, że wyprowadzenie PA20 jest multiplek-
sowane z sygnałem IRQ0 mikrokontrolera, nad-
mierny spadek napięcia baterii może generować
przerwanie w programie, ale w podstawowej
wersji oprogramowania nie wykorzystano tej
możliwości. Wartość progową napięcia rozpo-
znawanego jako zbyt niskie można ustalić przez
odpowiedni dobór rezystorów R1 i R2 – więcej
szczegółów na ten temat znajdziemy w nocie
katalogowej układu L6920D [1].
Podłączenie zewnętrznego oscylatora X1 do
mikrokontrolera oraz wartość tego oscylatora
(18,432 MHz) są typowe, podobnie jak zasto-
sowany układ filtru PLL (wyprowadzenie PLLRC
mikrokontrolera wraz z elementami C15, C16
i R15). Takie wartości tych elementów spotkać
można w wielu płytkach testowych i urządze-
niach z mikrokontrolerami AT91SAM7.
Do programowania mikrokontrolera przewi-
dziano złącze interfejsu JTAG (CON5). Złącze to
nie ma standardowego rozmieszczenia wypro-
wadzeń – w interfejsie JTAG dla mikrokontrole-
rów AT91 używa się typowo złącz o 20 lub, rza-
dziej, 14. wyprowadzeniach. Na
rys. 3
umiesz-
czono schemat prostej przejściówki umożliwiają-
cej podłączenie do płytki rejestratora typowych
wtyczek JTAG takich, jak np. popularny Wiggler.
Przejściówkę można wykonać z kawałka kabla
i dwóch złącz. Komunikacja rejestratora z inny-
mi urządzeniami możliwa jest za pomocą złą-
cza EXT (CON6). Na tym złączu wyprowadzone
zostały najważniejsze linie interfejsu USART0:
RXD0 (PA5), TXD0 (PA6), RTS0 (PA7), CTS0 (PA0),
linia PA4 (sygnał EXT_GPIO) oraz zasilanie: masa,
+3,3 V i +5 V. Dzięki temu do złącza EXT moż-
na bez problemu dołączyć np. modem GSM lub
Blutetooth uzyskując dodatkowe zwiększenie
funkcjonalności rejestratora.
Złącze DBGU (CON3) zostało zastosowane
dla ułatwienia debugowania programu rejestra-
tora. Na złączu tym wyprowadzono linie DRXD
(PA9) i DTXD (PA10) mikrokontrolera. Dostarczo-
ny program, w swojej podstawowej wersji przez
linię DTXD wysyła komunikaty diagnostyczne.
Parametry transmisji, jakie należy ustawić w pro-
gramie terminalowym służącym do odbierania
komunikatów, są następujące: przepływność
115200 b/s, 8 bitów danych, 1 bit stopu, brak
bitu parzystości (115200,N,8,1). Oczywiście
należy zadbać o odpowiedni konwerter pozio-
mów logicznych 0...3,3 V na sygnały standardu
RS232.
Rys. 1. Schemat blokowy rejestratora
Sprzęt – część analogowa
Dzięki zastosowaniu nowoczesnego prze-
twornika analogowo-cyfrowego AD7718 (IC3),
część analogowa urządzenia mogła zostać
uproszczona do minimum. Parametry elek-
tryczne przetwornika kwalifikują go do grupy
przetworników z najwyższej półki. Uproszcze-
niu części analogowej szczególnie sprzyja wbu-
dowany w przetwornik wzmacniacz o regulo-
wanym wzmocnieniu. Co prawda w projekcie
rejestratora wzmacniacz pracuje jedynie jako
bufor, jednak dzięki niemu impedancja wej-
ściowa przetwornika jest bardzo duża – dekla-
rowany przez producenta prąd wejściowy jest
mniejszy niż 1 nA!. Od strony wejść przetwor-
nik wyposażono jedynie w opcjonalne dzielniki
napięciowe (R24-R43), kondensatory filtrujące
LED oraz bardzo popularny tekstowy wyświe-
tlacz LCD o organizacji 2 linie po 16 znaków.
Podłączenie przycisków i diod LED nie wymaga
specjalnego komentarza, warto natomiast wspo-
mnieć o sterowaniu wyświetlacza LCD. Typowe
wyświetlacze tekstowe zasilane są napięciem
5 V, a ich interfejs dostosowany jest do takiej
wartości napięcia. Jednocześnie mikrokontro-
ler może podać napięcie wyjściowe wynoszące
najwyżej 3,3 V. Aby zapewnić interfejsowi wy-
świetlacza poprawne poziomy logiczne bez uży-
cia dodatkowych buforów (np. serii HCT), stan
wysoki wymuszany jest przez rezystory podcią-
gające wchodzące w skład drabinki RP5. Wymu-
szenie wysokiego poziomu logicznego polega
na przełączeniu odpowiedniego wyprowadze-
nia mikrokontrolera w stan wysokiej impedancji,
natomiast stan niski uzyskiwany jest w typowy
sposób - wyprowadzenie mikrokontrolera pra-
cuje jako wyjście i ma stan niski. Zastosowanie
wyświetlacza 2×16 podyktowane było przede
wszystkim łatwością montażu i gwarancją do-
stępności jeszcze przez wiele lat. W projekcie
modelowym rozważane było także zastosowa-
nie wyświetlacza od telefonu Nokia 3310, który
w takim układzie sprawdzałby się wręcz ideal-
nie. Niestety, w najbliższych latach może on stać
się coraz trudniej dostępnym produktem.
Interfejs USB mikrokontrolera podłączono
do gniazdka mini USB-B (CON2) w sposób zbli-
żony do zalecanego przez producenta. Rezysto-
ry R8 i R9 stanowią obwody dopasowania im-
39
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 4/2009
PROJEKTY
(C28-C37) oraz dodatkowe diody (D6-D25),
stopniu zabezpieczające przed przekroczeniem
dopuszczalnego zakresu napięć wejściowych.
Lepsze zabezpieczenie uzyskamy włączając
dodatkowo diodę Zenera pomiędzy potencjał
masy napięcie +5 V.
Przetwornik IC3 mierzy napięcia wejściowe
względem napięcia odniesienia (sygnał VREF)
podanego na jego wyprowadzenia REFIN- (6)
Rys. 2. Schemat ideowy rejestratora
40
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 4/2009
Wielokanałowy rejestrator napięć
konfiguracji wejściowych dzielników
rezystancyjnych, urządzenie może
mierzyć napięcia z zakresu ±25 V
z dokładnością ok. 80 mikrowoltów.
Źródło napięcia odniesienia AD-
441 (IC5) charakteryzuje się dobrą
stabilnością napięcia odniesienia
w funkcji temperatury i czasu. Czy-
telnicy dysponujący wyższej klasy
sprzętem pomiarowym (woltomierz
o dużej dokładności) mogą przepro-
wadzić dodatkową regulację napięcia odniesie-
nia za pomocą potencjometru VR1. Najczęściej
jednak układu złożonego z elementów R19, R21
i VR można w ogóle nie montować – wyprowa-
dzenie 9, TRIM układu IC5 pozostanie wtedy
niepodłączone. Bez nich źródło napięcia odnie-
sienia AD441 ma i tak bardzo dużą dokładność,
a zamontowanie rezystorów i potencjometru
o nie najlepszych parametrach temperaturo-
wych może przyczynić się nawet do zmniejsze-
nia dokładności pomiarów.
Microelectronics. Jest to tania i efektywna prze-
twornica typu step-up (podwyższająca napięcie)
przeznaczona do urządzeń bateryjnych. Mini-
malne napięcie wejściowe gwarantujące jej start
wynosi tylko 1 V. Przetwornica może dostarczać
dowolne napięcie wyjściowe mieszczące się
w zakresie od 2 do 5,2 V. Wyboru tego napięcia
dokonujemy przez dobór odpowiednich warto-
ści rezystorów R13 i R14. Przy konfiguracji R13
i R14 jak na schemacie ideowym z rys. 2 – R13
nie zamontowany, a R14 to zwora – przetworni-
ca dostarczy napięcie wyjściowe o wartości 5 V.
Więcej szczegółów na temat wyboru napięć wyj-
ściowych można znaleźć w nocie katalogowej
układu L6920D [1].
Wszystkie trzy źródła napięcia zbliżonego
do 5 V (tj. interfejs USB, stabilizator 78L05 oraz
przetwornica L6920D) łączą się w jednym węź-
le za pośrednictwem diod D1, D5 i D3, dzięki
czemu nie ma konieczności manualnego wy-
boru źródła napięcia zasilania. Diody D5 i D3
są diodami Schottky’ego dla zapewnienia jak
najmniejszego spadku napięcia – napięcie jak
najbardziej zbliżone do 5 V potrzebne jest, aby
nie ograniczać zakresu pomiarowego przetwor-
nika od góry. W przypadku zasilania urządze-
nia z interfejsu USB zastosowano zwykłą diodę
1N4148, ponieważ podczas transmisji danych
przez USB nie są prowadzone żadne pomiary
i spadek napięcia nawet o 0,7 V poniżej 5 V nie
ma znaczenia.
Uzyskane napięcie 5 V służy do zasilania
wyświetlacza LCD (na schemacie ideowym jest
to sygnał +5 V) oraz części analogowej prze-
twornika IC3 (sygnał +5 VA). Napięcie +5 V
dla części analogowej oddzielone jest miniatu-
Rys. 3. Przejściówka rejestrator – JTAG
i AINCOM (12). W rejestratorze zastosowano
napięcie referencyjne o wartości 2,5 V uzyskane
ze specjalizowanego układu ADR441 (IC5). Pozy-
tywną cechą zastosowanego układu jest fakt, że
przetwornik AD7718 mierzy napięcia zarówno
dodatnie, jak i ujemne względem VREF. Oznacza
to, że przy napięciu VREF=2,5 V, przetwornik
będzie w stanie mierzyć napięcia z zakresu zbli-
żonego do 0...5 V względem masy rejestratora,
a więc ±2,5 V względem VREF.
Dzielniki rezystancyjne zastosowane na wej-
ściach analogowych pozwalają na rozszerzenie
zakresu pomiarowego w stronę wyższych na-
pięć. Stosując rezystory, takie jak na schemacie
ideowym, uzyskamy rozszerzenie zakresu pomia-
rowego do około ±25 V. Ponieważ dokładność
wykonania rezystorów (typowo 5% lub 1%) jest
nieporównywalnie gorsza niż parametry prze-
twornika, w rejestratorze przewidziano możli-
wość kalibracji dzielników napięć wejściowych.
Dzięki temu, budując rejestrator we własnym
zakresie, zamiast trudno dostępnych wartości
900 k
V
(R34-R43) z powodzeniem można za-
stosować rezystory 1 M
V
. Po przeprowadzeniu
kalibracji, bezwzględna dokładność wartości
rezystorów nie ma większego znaczenia. Warto
jednak pamiętać, że kalibracja nie wyeliminuje
zmian rezystancji wraz ze zmianami temperatu-
ry, czyli względnych wahań wartości rezystancji.
Dlatego, jeśli Czytelnik nie chciałby pogorszyć
dobrych parametrów temperaturowych prze-
twornika i źródła napięcia odniesienia, warto
zaopatrzyć część analogową konstruowanego
rejestratora w rezystory o niskim temperaturo-
wym współczynniku rezystancji.
Wbudowany w przetwornik AD7718 wzmac-
niacz o programowanym wzmocnieniu (PGA – Pro-
grammable Gain Amplifier) umożliwia zwiększenie
czułości urządzenia. Przy maksymalnym wzmoc-
nieniu wzmacniacza wejściowego przetwornika
można uzyskać zakres pomiarowy ±20 mV. Taki
zakres nadaje się do pomiaru temperatury za
pomocą termopar bez konieczności stosowania
żadnych dodatkowych wzmacniaczy pomiędzy
termoparami a przetwornikiem. Wzmocnienie
wzmacniacza PGA ustawiane jest w pełni progra-
mowo przez interfejs SPI przetwornika.
Deklarowana przez producenta rozdziel-
czość przetwornika AD7718 to aż 24 bity.
W rzeczywistym urządzeniu uzyskanie pełnej,
24-bitowej rozdzielczości jest bardzo trudne lub
nawet niemożliwe, ponieważ przy napięciu od-
niesienia 2,5 V jednemu bitowi odpowiada ok.
150 nanowoltów. W praktyce, w podstawowej
Sprzęt – zasilanie
Jak pokazano na rys. 1, rejestrator DC może
być zasilany z trzech źródeł napięcia: z zewnętrz-
nego zasilacza, z portu USB lub z baterii. Napię-
cie z zewnętrznego zasilacza podajemy na złącze
CON4. Najlepiej jeśli będzie to napięcie stałe,
mieszczące się w przedziale od 9 V do ok. 20 V
(wyższe napięcia mogą spowodować niepotrzeb-
ne nagrzewanie się stabilizatora 78L05, IC6).
Jako baterię zasilającą rejestrator najlepiej
zastosować 2 ogniwa typu AA lub AAA. Możliwe
jest także zasilanie z jednej baterii dzięki zasto-
sowanej przetwornicy L6920D (IC2) produkcji ST
Rys. 4. Schemat montażowy rejestratora
41
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 4/2009
PROJEKTY
rowym dławikiem o wartości 100
m
H
(L2), a napięcie dla przetwornika do-
datkowo filtrowane jest za pomocą
kondensatora tantalowego C21.
Część cyfrowa przetwornika ADC
zasilana jest napięciem 3,3 V. Tym na-
pięciem zasilany jest także mikrokon-
troler i karta SD. Do uzyskania napięcia
3,3 V zastosowany jest popularny sta-
bilizator low-drop typu LP2951 (IC4).
sku SW4. Nazwy plików przy rozpoczę-
ciu rejestracji nadawane są wg wzoru:
LOGxyz.TXT, gdzie xyz oznacza liczbę
dziesiętną od 000 do 999. Rozpoczy-
nając rejestrację napięć urządzenie
wyszukuje pierwszą wolny numer xyz
i tworzy odpowiedni plik na karcie SD.
Do wybranego pliku zapisywane będą
dane aż do zakończenia pomiaru przez
przejście z powrotem do trybu podglą-
du (przyciskiem SW4). W trybie rejestra-
cji na górnej linii wyświetlacza LCD wy-
świetlony jest tekst
LOG LOGxyz.TXT
,
gdzie xyz to numer wchodzący w skład
nazwy pliku.
Z racji niewielkich ilości danych, ja-
kie można prezentować na wyświetla-
czu LCD 2x16, wyświetlane jest napięcie
tylko jednego kanału. Przełączanie ak-
tualnie wyświetlanego kanału odbywa
się za pomocą przycisków SW1 (w górę)
oraz SW2 (w dół), niezależnie od tego
czy rejestrator pracuje w trybie podglądu, czy
rejestracji. Uproszczony graf stanów rejestratora
przedstawiono na rys. 5. Wyświetlanie napięcia
wybranego kanału odbywa się w dolnej linii wy-
świetlacza LCD. Tam też wyświetlana jest aktual-
na wartość okresu rejestracji.
Konfigurację okresu pomiaru oraz kalibrację
można przeprowadzić z poziomu menu rejestra-
tora. Do menu wchodzimy przyciskiem SW3.
Przycisk ten w menu oznacza także enter (RET)
i służy do zatwierdzania zmian. Wyjście z me-
nu oraz ignorowanie zmian wykonywane są po
wciśnięciu przycisku SW4, który w menu pełni
funkcję escape (ESC). Przyciski SW1 i SW2 peł-
nią funkcje zwiększania i zmniejszania wartości
w menu.
Struktura menu jest bardzo prosta, ponie-
waż w podstawowej wersji oprogramowania
menu składa się jedynie z 2 elementów: usta-
wiania okresu pomiaru i wejścia do procedury
kalibracji. Po wejściu do opcji ustawiania okresu
pomiaru (
Set period
) przyciskami SW1 i SW2
ustawiamy żądaną liczbę sekund pomiędzy po-
miarami. Ustawienie 1 sekundy zaowocuje pew-
ną niedokładnością rzeczywistego okresu, po-
nieważ czas pomiaru jest nieco większy od 1 s.
Ustawioną wartość okresu możemy zatwierdzić
(zapisać do pamięci nieulotnej) przyciskiem SW3
lub odrzucić przyciskiem SW4.
Drugą opcją menu jest wejście do trybu ka-
libracji (Calibrate). Kalibracja wymaga pewnej
współpracy użytkownika. Po wejściu do trybu
kalibracji na wyświetlaczu pojawi się komunikat:
Inputs=0 V ...and enter
, oznaczający, że
powinniśmy zewrzeć wszystkie wejścia rejestra-
tora do napięcia odniesienia, po czym wcisnąć
enter (SW3). Po wciśnięciu SW3 urządzenie wy-
kona 10 pomiarów napięć i policzy z nich śred-
nią. Następny komunikat sygnalizuje koniecz-
ność podłączenia wszystkich wejść do napięcia
–2,5 V:
Inputs=–2,5 V...and enter
. Jak
opisano wyżej, źródłem napięcia –2,5 V wzglę-
dem napięcia VREF rejestratora jest masa urzą-
Montaż i uruchomienie
Płytkę drukowaną (
rys. 4
) rejestra-
tora zaprojektowano tak, aby zminima-
lizować jej wymiary. Stąd zastosowanie
w niej rezystorów i kondensatorów
głównie w rozmiarze 0603 oraz roz-
mieszczenie elementów z obu stron
płytki (np. złącze kart SD znajduje się
po stronie „bottom”).
Dławik L1 potrzebny do popraw-
nego działania przetwornicy powinien
charakteryzować się maksymalnym prądem
wynoszącym co najmniej 0,2 A (oczywiście
może to być dławik na większy prąd – na płyt-
ce drukowanej przewidziano sporo miejsca na
ten element). Kondensatory znajdujące się obok
przetwornicy (C2 i C9) powinny być kondensato-
rami tantalowymi. Ich wartości nie są krytyczne
(można z powodzeniem zastosować kondensa-
tory o wartościach od 47
m
F do 220
m
F).
Montaż rejestratora warto zacząć od ele-
mentów biernych i modułów zasilania: prze-
twornicy, stabilizatorów, towarzyszących im ele-
mentów oraz kondensatorów odsprzęgających
i filtrujących napięcie zasilania. Po zamontowa-
niu tych elementów warto sprawdzić popraw-
ność wszystkich napięć zasilających – analogo-
wego i cyfrowego +5 V oraz cyfrowego 3,3 V.
Napięcie, które w założeniu ma wynosić +5 V,
w rzeczywistości będzie nieco odbiegało od tej
wartości z powodu zastosowania diod D1, D3
i D5, lecz nie powinno spaść poniżej wartości
4 V. Jeśli napięcia będą poprawne, bez obaw
można przejść do montażu pozostałych elemen-
tów biernych oraz droższych układów scalo-
nych: źródła napięcia odniesienia, przetwornika
ADC i mikrokontrolera. Po zamontowaniu ukła-
du ADR441 (IC5) i włączeniu zasilania, na jego 6
wyprowadzeniu powinniśmy otrzymać napięcie
referencyjne VREF wynoszące 2,5 V. Jeśli Czytel-
nik zdecyduje się na zamontowanie elementów
R19, R21 i VR1, to korekty napięcia referencyj-
nego można dokonać potencjometrem monta-
żowym VR1 – można zalecić zastosowanie po-
tencjometru wieloobrotowego.
W programie sterującym dostarczonym
z projektem diody LED1 i LED2 służą do ułatwie-
nia monitorowania stanu rejestratora. Jedna
z diod błyska za każdym razem, kiedy ma się roz-
począć pomiar napięcia. Jeśli baterie dostarczają
napięcie wynoszące ponad 2,5 V, błyska dioda
LED2. Natomiast przy częściowo rozładowanych
bateriach błyskać będzie dioda LED1. Dlatego
warto zamontować te diody w odpowiednich
Rys. 5. Uproszczony graf stanów rejestratora
kolorach. Dzięki temu będzie można bez proble-
mów nawet z dużej odległości rozpoznać, czy
rejestrator wymaga wymiany baterii.
Po zmontowaniu i sprawdzeniu całego
układu można przystąpić do programowania
pamięci Flash mikrokontrolera. Czytelnicy chcą-
cy uruchomić rejestrator wyłącznie jako narzę-
dzie warsztatowe mogą jednorazowo zaprogra-
mować mikrokontroler za pomocą programu
SAM-BA przez interfejs USB lub DBGU. W ma-
teriałach do niniejszego artykułu, oprócz kodu
źródłowego, znajdziemy gotowy plik binarny
(DC_Logger_v1.bin), który należy umieścić w pa-
mięci Flash mikrokontrolera.
Czytelnicy, którzy zechcą dostosować opro-
gramowanie rejestratora do własnych potrzeb,
zapewne skorzystają ze złącza JTAG na płytce
urządzenia. Jak wspomniano wcześniej, do pod-
łączenia typowej wtyczki JTAG do prezentowa-
nej płytki, potrzebna jest prosta przejściówka
wg schematu z rys. 3. Programowanie pamięci
Flash przez interfejs JTAG można przeprowadzić
w miarę łatwo np. za pomocą programu o na-
zwie H-JTAG [3]. Po załadowaniu oprogramowa-
nia do rejestratora i zaopatrzenia go w sforma-
towaną kartę SD, rejestrator jest gotowy do pra-
cy. Karta SD powinna być sformatowana w jed-
nej z odmian systemu plików FAT i umieszczona
w swoim gniazdku od momentu włączenia za-
silania bądź resetowania. Rejestrator obsługuje
karty SD o pojemności nie przekraczającej 1 GB
(obsługa bloków wyłącznie o rozmiarze 512B).
Obsługa rejestratora
Urządzenie może pracować w dwóch try-
bach: trybie podglądu i trybie rejestracji. Tryb
podglądu jest domyślnym trybem pracy po
włączeniu zasilania rejestratora. W tym trybie
napięcia mierzone są co 2 sekundy, niezależnie
od ustawienia okresu pomiaru, a na górnej linii
wyświetlacza wyświetlony jest tekst Idle.
Przejście do trybu rejestracji i zapisu danych
do pliku wykonywane jest po wciśnięciu przyci-
42
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 4/2009
Plik z chomika:
zck68
Inne pliki z tego folderu:
AVT-01.pdf
(581 KB)
AVT-02.pdf
(436 KB)
AVT-2004.pdf
(990 KB)
AVT-2126.pdf
(1295 KB)
AVT-2270.pdf
(237 KB)
Inne foldery tego chomika:
Listingi
Program mikrokontrolera
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin