Hệ thống xử lý và thu thập dữ liệu dựa trên PC hai kênh. Đề án, mô tả

Thư viện kỹ thuật miễn phí

ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN
Thư viện miễn phí / Sơ đồ của các thiết bị vô tuyến-điện tử và điện

Hệ thống xử lý và thu thập dữ liệu dựa trên PC hai kênh. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Thư viện kỹ thuật miễn phí

Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Máy tính

Bình luận bài viết

Một khi tác giả của bài báo cần lấy các đặc điểm của ngọn lửa đang cháy (cường độ bức xạ trong hai dải hẹp của quang phổ, tỷ lệ giữa các cường độ và sự thay đổi của chúng theo thời gian tùy thuộc vào tốc độ chuyển động của không khí, khối lượng chất cháy, vân vân.). Máy hiện sóng kỹ thuật số có thể xử lý công việc này, nhưng nó không có sẵn. Tôi đã phải khẩn trương phát triển một hệ thống xử lý và thu thập dữ liệu có thể thực hiện ít nhất 100 phép đo mỗi giây trên mỗi kênh với độ trễ thời gian giữa các mẫu giống nhau không quá 0,5 ms. Thông tin đầu ra là điện áp tín hiệu trong mỗi kênh, tỷ lệ giữa các mức của chúng và sự khác biệt giữa các mẫu tín hiệu trước và sau trong mỗi kênh.

Tất nhiên, không chắc nhiều độc giả sẽ cần giải quyết cùng một vấn đề, tuy nhiên, hệ thống phần cứng và phần mềm được đề xuất có thể được coi là một ví dụ về việc xây dựng một hệ thống thu thập dữ liệu khả thi và nó có thể đóng vai trò là động lực ban đầu để phát triển của bạn. sở hữu.

Hệ thống được mô tả bao gồm một thiết bị thu thập và truyền dữ liệu (hãy gọi nó là DDD) và phần mềm cho PC. 1 (bộ chuyển đổi quang điện thường không được hiển thị trên đó). Nó dựa trên bộ vi điều khiển flash ATMEL AT90S4433-8PI (DDI), bao gồm một ADC 10 bit với bộ ghép kênh tương tự. Tuy nhiên, trong trường hợp này, một công tắc kênh bên ngoài trên các phím tích hợp DA1 được sử dụng. Điều này có vẻ thuận tiện hơn, vì nó cho phép sử dụng một bộ khuếch đại đệm trên op-amp DA3 với mức tăng Ku thay đổi. Cái sau phụ thuộc vào trạng thái của khóa DA4.1: nếu nó đang mở, Ku = (R8/R6)+1 và nếu nó đang đóng, Ku = [R8/(R6||R7)]+1 (ở đây R6||R7 là điện trở trong các điện trở mắc song song R6 và R7).

(bấm vào để phóng to)

Giai đoạn đầu vào của op-amp DA3 được xây dựng trên bóng bán dẫn MOS. Điều này cho phép sử dụng các điện trở bảo vệ (R1 và R2) ở đầu vào của mỗi kênh mà không làm giảm độ chính xác của phép đo do dòng điện đầu vào gây ra (dòng điện rò rỉ của các phím vi mạch DA1 cũng không đáng kể). Các điện trở là cần thiết để các điốt bảo vệ đầu vào được tích hợp trong chip DA1 không bị hỏng khi tín hiệu đo được vượt quá điện áp nguồn DA1 (dòng điện tối đa cho phép qua các điốt này là 10 mA).

Một tính năng quan trọng khác của op-amp được áp dụng là điện áp đầu vào và đầu ra của nó có thể đạt đến các giá trị điện áp cung cấp (cái gọi là op-amp từ đường ray đến đường ray). Nhờ vậy, có thể sử dụng một nguồn điện cho op-amp và vi điều khiển mà không thu hẹp dải động của tín hiệu đo được.

Trên chip DA2, một bộ điều chỉnh điện áp cho thiết bị được lắp ráp, trên DA5 - một nguồn điện áp mẫu cho ADC của vi điều khiển. Chip DA6 được sử dụng để giao tiếp bộ thu phát nối tiếp không đồng bộ phổ quát (UART) của vi điều khiển với PC thông qua giao diện nối tiếp RS232. Đèn LED HL1 và HL2 - chỉ báo chế độ hoạt động của USD.

Đầu nối XP1 là cần thiết để lập trình tuần tự vi điều khiển trong thiết bị, ví dụ, với bộ lập trình trong mạch AS1. Thông qua đầu nối XS1, JCD được kết nối với cổng nối tiếp của PC.

Hệ thống thu thập và xử lý dữ liệu dựa trên PC hai kênh

Chương trình dành cho bộ vi điều khiển được viết bằng trình hợp ngữ AVR trong môi trường AVR-Studio, được phân phối miễn phí bởi ATMEL. Ứng dụng Windows chịu trách nhiệm giao tiếp với DDD và xử lý thông tin nhận được đã được tạo trong môi trường Delphi 5. Khi viết chương trình, bài viết "Làm việc với Cổng nối tiếp trong Windows 95" của R. Kusyapkulov đã giúp tôi rất nhiều (Radio, 2000, Không .1, tr .23). Trong cửa sổ môi trường Delphi, ứng dụng trông như thể hiện trong Hình. 2.

Hãy xem xét hoạt động của phần mềm và phần cứng của DRM trong một tổ hợp. Sau khi toàn bộ hệ thống được lắp ráp và thực hiện tất cả các kết nối cần thiết, bạn có thể chạy ứng dụng. Một cửa sổ sẽ xuất hiện trên màn hình máy tính. Tại thời điểm này, bộ vi điều khiển USD đang ở chế độ thăm dò liên tục của bộ thu UART. Đèn báo HL1 ("Sẵn sàng nhận") sáng lên. Chương trình vi điều khiển liên tục kiểm tra trạng thái của bit RXC trong thanh ghi UCSRA, đợi nó chuyển sang trạng thái một. Hệ thống đang chờ hành động của người dùng. Có thể thay đổi hệ số khuếch đại của đường đo DRD hoặc để bắt đầu một chu kỳ đo. Trong trường hợp đầu tiên, bạn nên "click" vào nút "Ku=0,5" hoặc "Ku=1". Các thành phần RadioButton 1 và Radiobutton 2 chịu trách nhiệm chuyển đổi mức khuếch đại trong chương trình ứng dụng, ví dụ: nếu bạn "click" vào nút "Ku=0,5" thì trình xử lý sự kiện RadioButton2Click sẽ được khởi chạy và biến Kamp sẽ nhận giá trị 110. Mã này tương ứng với mức tăng giảm (có điều kiện Ku=0,5). Bây giờ bạn có thể nhấn nút "Bắt đầu" (nó không hiển thị trong Hình 2, vì nút "Hoàn thành" nằm ở trên cùng của nó), do đó bắt đầu chu kỳ đo.

Ở đây, nên xem xét hệ tư tưởng chung về trao đổi dữ liệu giữa DDD và PC. Sau khi bắt đầu, chu kỳ đo phải được dừng tại một số điểm. Trong hệ thống được mô tả, chiến thuật sau đây được áp dụng. Phép đo không được thực hiện liên tục, nhưng trong khoảng thời gian chỉ hơn 2 giây (được đặt bởi thuộc tính Khoảng thời gian của thành phần Timerl trong chương trình ứng dụng). Ba trăm phép đo trong mỗi kênh mất ít hơn 2 giây một chút. Do đó, nếu một chu kỳ đo được bắt đầu bởi sự kiện Timer1Timer (300 phép đo trong mỗi kênh), thì sau khi kết thúc, sẽ có một khoảng thời gian ngắn cho đến khi sự kiện Timer1Timer tiếp theo xảy ra, đủ để ứng dụng phản ứng với sự kiện bbCompleteKeyPress ( nếu nút "Hoàn thành" được nhấn). Lưu ý rằng trong một chu kỳ đo, DDD sẽ gửi 1200 byte thông tin đến PC, vì kết quả của mỗi phép đo bao gồm hai byte.

Vì vậy, sau khi nhấp vào nút "Bắt đầu", bộ hẹn giờ có khoảng thời gian 110 mili giây sẽ được bắt đầu (xem chương trình ứng dụng, quy trình TForml bbStartClick). Sau thời gian này, điều khiển sẽ chuyển đến trình xử lý sự kiện Timer1Timer. Mã 110 hoặc 130 (mức tăng giảm hoặc bình thường tương ứng) được truyền tới DDD thông qua cổng nối tiếp - biến Kamr. Bộ vi điều khiển nhận dữ liệu này, đặt mức tăng cần thiết bằng cách đóng hoặc mở khóa DA4.1 và chờ nhận thông tin mới. Lúc này, PC truyền mã 100 (biến ActionKey trong chương trình ứng dụng) đến DRC. Bộ vi điều khiển, sau khi nhận được thông tin này, tắt chỉ báo HL1, bật chỉ báo HL2 (“Đang truyền”) và bắt đầu chu kỳ đo (nhãn hành động trong chương trình vi điều khiển) Sau khi thực hiện một phép đo trong mỗi kênh, bộ vi điều khiển sẽ truyền dữ liệu vào PC và tạm dừng một thời gian ngắn để đảm bảo tốc độ lấy mẫu tín hiệu cần thiết. Sau đó, các phép đo, truyền dữ liệu và tạm dừng được lặp lại thêm 299 lần nữa, sau đó bộ vi điều khiển chuyển sang chế độ chờ thông tin từ PC (đèn báo HL2 tắt và HL1 sáng lên). Nếu trong chu kỳ (≈2,1 giây) nút "Hoàn thành" được nhấn, thì ngay sau khi kết thúc nhận 1200 byte cuối cùng, quyền kiểm soát sẽ được chuyển đến trình xử lý bbCompleteKeyPress. Máy tính truyền mã 120 đến DDD, mã này không được bộ vi điều khiển nhận dạng là mã đã biết, do đó DRD vẫn ở chế độ chờ lệnh từ PC.

Nếu nút "Hoàn thành" không được nhấn, thì một chu kỳ đo mới sẽ bắt đầu khi xảy ra sự kiện Timer1Timer. Và cứ như vậy cho đến khi nhấn nút "Hoàn thành".

Trình xử lý bbCompleteKeyPress cũng xử lý thông tin nhận được và tạo tệp văn bản trong đó kết quả đo lường được trình bày ở dạng thuận tiện. Mỗi chu kỳ đo được đặt tên ở đây dưới dạng một khối với một số tương ứng. Một đoạn của tệp văn bản data_temp.txt được hiển thị trong hình. 3. Văn bản chứa một số điểm giống với "tiêu đề" của bảng, trong đó "Số đo" là số đo (từ 1 đến 300 trong khối đầu tiên); IR - điện áp tín hiệu kênh 1; dif IR - sự khác biệt giữa các phép đo trước và sau của kênh 1; cr - điện áp tín hiệu kênh 2; dif cr - sự khác biệt giữa các phép đo trước và sau của kênh 2; dif - tỷ lệ mức tín hiệu của kênh đầu tiên so với mức của kênh thứ hai.

Hệ thống thu thập và xử lý dữ liệu dựa trên PC hai kênh

Việc thiết lập DCD bắt nguồn từ việc đặt điện áp thành +5 V bằng cách chọn điện trở R5 (ít nhất nó phải là điện trở mẫu ở đầu vào AREF DD1, nhưng không quá 6 V)

Có thể thay thế vi mạch KR1157EN1 (DA2) bằng một LM317L tương tự nhập khẩu, cũng như bất kỳ bộ ổn áp có thể điều chỉnh nào có cực dương với dòng điện đầu ra ít nhất là 30 mA. Thay vì OU KR1446UD1A (DA3), bạn có thể sử dụng KR1446UD4A; việc sử dụng các sửa đổi với các chỉ số chữ cái khác là không mong muốn do điện áp phân cực bằng XNUMX cao hơn.

Điện trở - kim loại-điện môi C2-23, C2-33; tụ điện C1-C3 - tantali bán dẫn oxit K53-1, K53-4; còn lại là gốm KM, K10-17. Van tiết lưu L1 - DM, DPM thống nhất. Đầu nối XP1 - PLD10, XS1 - DRB-9FB. Bộ cộng hưởng thạch anh ZQ1-RK169MA-6AP-6000K.

Các chương trình cho vi điều khiển (chương trình 1) và PC (chương trình 2)

Tác giả: M.Bogdanov, Sarov, vùng Nizhny Novgorod.

Xem các bài viết khác razdela Máy tính.

Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này.

<< Quay lại

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Máy tỉa hoa trong vườn 02.05.2024

Trong nền nông nghiệp hiện đại, tiến bộ công nghệ đang phát triển nhằm nâng cao hiệu quả của quá trình chăm sóc cây trồng. Máy tỉa thưa hoa Florix cải tiến đã được giới thiệu tại Ý, được thiết kế để tối ưu hóa giai đoạn thu hoạch. Công cụ này được trang bị cánh tay di động, cho phép nó dễ dàng thích ứng với nhu cầu của khu vườn. Người vận hành có thể điều chỉnh tốc độ của các dây mỏng bằng cách điều khiển chúng từ cabin máy kéo bằng cần điều khiển. Cách tiếp cận này làm tăng đáng kể hiệu quả của quá trình tỉa thưa hoa, mang lại khả năng điều chỉnh riêng cho từng điều kiện cụ thể của khu vườn, cũng như sự đa dạng và loại trái cây được trồng trong đó. Sau hai năm thử nghiệm máy Florix trên nhiều loại trái cây khác nhau, kết quả rất đáng khích lệ. Những nông dân như Filiberto Montanari, người đã sử dụng máy Florix trong vài năm, đã báo cáo rằng thời gian và công sức cần thiết để tỉa hoa đã giảm đáng kể. ... >>

Kính hiển vi hồng ngoại tiên tiến 02.05.2024

Kính hiển vi đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu khoa học, cho phép các nhà khoa học đi sâu vào các cấu trúc và quá trình mà mắt thường không nhìn thấy được. Tuy nhiên, các phương pháp kính hiển vi khác nhau đều có những hạn chế, trong đó có hạn chế về độ phân giải khi sử dụng dải hồng ngoại. Nhưng những thành tựu mới nhất của các nhà nghiên cứu Nhật Bản tại Đại học Tokyo đã mở ra những triển vọng mới cho việc nghiên cứu thế giới vi mô. Các nhà khoa học từ Đại học Tokyo vừa công bố một loại kính hiển vi mới sẽ cách mạng hóa khả năng của kính hiển vi hồng ngoại. Thiết bị tiên tiến này cho phép bạn nhìn thấy cấu trúc bên trong của vi khuẩn sống với độ rõ nét đáng kinh ngạc ở quy mô nanomet. Thông thường, kính hiển vi hồng ngoại trung bị hạn chế bởi độ phân giải thấp, nhưng sự phát triển mới nhất của các nhà nghiên cứu Nhật Bản đã khắc phục được những hạn chế này. Theo các nhà khoa học, kính hiển vi được phát triển cho phép tạo ra hình ảnh có độ phân giải lên tới 120 nanomet, cao gấp 30 lần độ phân giải của kính hiển vi truyền thống. ... >>

Bẫy không khí cho côn trùng 01.05.2024

Nông nghiệp là một trong những lĩnh vực quan trọng của nền kinh tế và kiểm soát dịch hại là một phần không thể thiếu trong quá trình này. Một nhóm các nhà khoa học từ Viện nghiên cứu khoai tây trung tâm-Hội đồng nghiên cứu nông nghiệp Ấn Độ (ICAR-CPRI), Shimla, đã đưa ra một giải pháp sáng tạo cho vấn đề này - bẫy không khí côn trùng chạy bằng năng lượng gió. Thiết bị này giải quyết những thiếu sót của các phương pháp kiểm soát sinh vật gây hại truyền thống bằng cách cung cấp dữ liệu về số lượng côn trùng theo thời gian thực. Bẫy được cung cấp năng lượng hoàn toàn bằng năng lượng gió, khiến nó trở thành một giải pháp thân thiện với môi trường và không cần điện. Thiết kế độc đáo của nó cho phép giám sát cả côn trùng có hại và có ích, cung cấp cái nhìn tổng quan đầy đủ về quần thể ở bất kỳ khu vực nông nghiệp nào. Kapil cho biết: “Bằng cách đánh giá các loài gây hại mục tiêu vào đúng thời điểm, chúng tôi có thể thực hiện các biện pháp cần thiết để kiểm soát cả sâu bệnh và dịch bệnh”. ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ

Ảnh hưởng của ánh sáng đối với rối loạn tâm trạng 15.07.2022

Một nghiên cứu mới từ Đại học Brown đã chỉ ra ánh sáng ảnh hưởng đến tâm trạng của một người như thế nào.

Nghiên cứu được tài trợ bởi Viện Y tế Quốc gia và Giải thưởng của Viện Nghiên cứu Alcon, Khoa Sinh học và Y học tại Đại học Brown, Viện Tâm lý học Quốc gia Israel, và Học bổng Banting Canada.

Nhóm nghiên cứu đã tìm cách xác định xem con người có một con đường thần kinh điều chỉnh tâm trạng kết nối các tế bào hạch võng mạc nhạy cảm với ánh sáng trong mắt với vỏ não trước trán (PFC) hay không. Nghiên cứu được thực hiện cùng với các nhà khoa học từ Đại học Hebrew ở Jerusalem.

Bằng cách sử dụng hình ảnh cộng hưởng từ chức năng (fMRI), các nhà nghiên cứu có thể kết luận rằng có mối quan hệ chức năng giữa tiếp xúc với ánh sáng và hoạt động của não qua trung gian của vỏ não trước.

Giáo sư Sanes, tác giả chính của nghiên cứu cho biết: “Kết quả nghiên cứu của chúng tôi cho thấy mối quan hệ chức năng giữa tiếp xúc với ánh sáng và các phản ứng nhận thức và tình cảm qua trung gian của vỏ não trước.

Kết quả của thí nghiệm có ý nghĩa trong việc tìm hiểu các rối loạn tâm trạng như rối loạn cảm xúc theo mùa và rối loạn trầm cảm nghiêm trọng.

Việc xác định con đường này và hiểu được chức năng của nó có thể góp phần trực tiếp vào việc phát triển các phương pháp điều trị trầm cảm, thông qua thao tác dược lý, kích thích não không xâm lấn tại các nút của con đường đã chọn hoặc liệu pháp ánh sáng có mục tiêu.

Tin tức thú vị khác:

▪ Bang California sẽ chuyển hoàn toàn sang các nguồn năng lượng tái tạo

▪ Bộ nhớ NFC tốc độ cao ST25DV

▪ Mối liên quan giữa sự thay đổi giọng nói của phụ nữ và mức sinh

▪ Polaroid kỹ thuật số

▪ Trí nhớ của con người hoạt động tốt hơn trong bóng tối.

Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới

Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí:

▪ phần mô tả công việc của trang web. Lựa chọn bài viết

▪ bài báo Tâm lý học. Ghi chú bài giảng

▪ bài viết Tại sao chúng ta cần thở? đáp án chi tiết

▪ Bài viết của Velobayadark. phương tiện cá nhân