|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Đồng hồ có nhiệt kế và phong vũ biểu. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Đồng hồ, bộ hẹn giờ, rơ le, công tắc tải Thiết bị được đề xuất được xây dựng trên bộ vi điều khiển AT90LS8535; nó không chỉ hiển thị thời gian mà còn hiển thị nhiệt độ cũng như áp suất khí quyển, do đó thay thế ba thiết bị gia dụng thông thường. Nó có thể được kết nối thông qua giao diện nối tiếp với máy tính cá nhân, điều này sẽ giúp hiệu chỉnh thang đo nhiệt kế và phong vũ biểu, đồng thời, nếu cần, thu thập dữ liệu để hiển thị biểu đồ về những thay đổi trong số đọc của chúng trong một khoảng thời gian đã chọn. Trên đèn LED của thiết bị, bạn có thể quan sát các giá trị thời gian hiện tại ở dạng HH.MM; nhiệt độ tại vị trí lắp đặt cảm biến từ xa, °C; áp suất khí quyển, mm Hg. Nghệ thuật. Có ba mức (“bình thường - chú ý - yếu”) về trạng thái pin dự phòng. Thiết bị đo nhiệt độ trong khoảng -50...+50 °C với sai số 0,1...0,2 °C. Khoảng đo áp suất - 700 ..800 mm Hg với sai số 1...2 mm Hg. Về mặt cấu trúc, thiết bị bao gồm ba mô-đun (bảng) - bộ điều khiển, đèn báo và nguồn điện, được đặt trong vỏ có kích thước 210x160x80 mm với cửa sổ trong suốt cho các chỉ báo và cảm biến nhiệt độ từ xa được kết nối với thiết bị chính bằng cáp ba dây dài tới 20 m. Cảm biến áp suất khí quyển được đặt bên trong vỏ. Việc lựa chọn bộ vi điều khiển AT90LS8535 của Atmel là do các trường hợp sau:
Bộ vi điều khiển AT90LS8535 có thể được thay thế bằng ATmega8535L hiện đại hơn hoặc ATmega10Z, ATMEga603 thông thường của cùng một hãng mà không cần thay đổi chương trình. Tuy nhiên, hai vi mạch cuối cùng đắt hơn nhiều và chỉ được sản xuất dưới dạng gói 64 chân toàn thể, điều này sẽ đòi hỏi sự phức tạp đáng kể của bảng mạch in. MÔ ĐUN ĐIỀU KHIỂN Trong mô-đun bộ điều khiển, sơ đồ được hiển thị trong Hình. 1, các thành phần chính của thiết bị được đặt: vi điều khiển DD2; chuyển đổi tín hiệu UART của vi điều khiển thành các mức tiêu chuẩn của giao diện RS-232 (chip DD1); bộ phận chuyển đổi điện trở của cảm biến nhiệt độ RK1 thành điện áp (chip DAI, DA2, bóng bán dẫn VT1, VT2); cảm biến áp suất (BP1); Phím điều khiển đèn LED (bóng bán dẫn VT3-VT30); Phích cắm giao diện RS-232 (XP1), lập trình vi điều khiển (XP2) và để kết nối các chỉ báo (XP3).
Dưới sự điều khiển của vi điều khiển DD2, các công tắc trên các bóng bán dẫn VT3-VT12, VT21-VT30 lần lượt được kết nối với nguồn điện của mạch cực dương chung của mười đèn báo bảy đoạn, cực âm của chúng được chuyển mạch bằng bóng bán dẫn VT13-VT19. Bóng bán dẫn VT30 điều khiển một cặp đèn LED nằm giữa giờ và phút của chỉ báo. Từ chân 29 (PC7) của bộ vi điều khiển, tín hiệu được gửi đến đèn LED báo nhiệt độ âm và từ chân 6 (PB5) và 7 (PB6) đến đèn LED hai màu cho biết trạng thái của pin dự phòng. Tất cả các chỉ báo nêu trên đều nằm bên ngoài mô-đun bộ điều khiển. Vì các chân 6, 7 của vi mạch DD2 được sử dụng và để lập trình nó, nên thực hiện thao tác này bằng cách ngắt kết nối cáp kết nối bộ điều khiển và mô-đun hiển thị khỏi phích cắm HRZ. Điện áp tỷ lệ với giá trị đo được cung cấp cho ba chân của vi điều khiển DD2, được lập trình làm đầu vào của ba trong số tám kênh có sẵn của ADC tích hợp. Nhiệt độ chân 40 (PA0/ADC0), 39 (PA1/ADC1) - áp suất, 38 (PA2/ADC2) - điện áp pin. Điện áp tiêu chuẩn cho ADC là +32 V A được cấp cho chân 5 (AREF) của bộ vi điều khiển, giúp giảm đáng kể các yêu cầu về độ ổn định của bộ vi điều khiển. Thực tế là điện áp đầu ra của cảm biến nhiệt độ và áp suất không chỉ tỷ lệ với các thông số đo được mà còn tỷ lệ với điện áp cung cấp. Việc thay đổi điện áp tham chiếu cùng với nó sẽ loại bỏ sự phụ thuộc này vào mã đầu ra ADC. Mặc dù độ lệch của điện áp tham chiếu so với giá trị danh nghĩa gây ra sai số bổ sung trong kết quả đo điện áp pin, nhưng trong trường hợp này điều này không quá quan trọng. Điện trở nhiệt RK1 - cảm biến nhiệt độ - là cuộn dây của rơle RES60 (hộ chiếu RS4.569. 435-00) có điện trở 1900+120/-380 Ohms ở 20 °C. Tại đây, bạn có thể sử dụng các cuộn dây đồng khác có điện trở gần giống nhau, bao gồm cuộn dây rơle RES49 (hộ chiếu RS4.569.421-00), phiên bản RES79 DLT4.555.011. DLT4.555.011-05. Điện trở của dây quấn đồng phụ thuộc tuyến tính vào nhiệt độ và khá ổn định theo thời gian. Nếu giá trị của nó được biết ở nhiệt độ T0 (ví dụ ở 20 ° C), thì ở nhiệt độ T điện trở sẽ bằng nhau R (T) = R (T0) [1 +0,004 (T T0)]. Thiết kế của cảm biến có thể tương tự như trong Hình. 2.
Dây kết nối cách điện nhiều lõi 1 (ví dụ MGTF) được hàn vào đầu A và B của rơle 4, đưa chúng qua ống giữ 2 chứa đầy nhựa epoxy 3. Để tránh rò rỉ nhựa lỏng, những nơi mà ống 2 không vừa khít với rơle 1 được bịt kín, ví dụ, bằng nhựa dẻo, dễ tháo ra sau khi trùng hợp nhựa. Trước khi đổ, cần đặt một ống polyvinyl clorua mềm 5 trên bộ dây xoắn, nó sẽ không chỉ bảo vệ khỏi những ảnh hưởng bất lợi của khí quyển mà còn bảo vệ khỏi đứt dây do thường xuyên bị xoắn, đặc biệt là ở điểm thoát ra khỏi ống 2. Dây dẫn rơ-le không được uốn cong hoặc không được cắt bỏ những dây không sử dụng. Điều này có thể làm hỏng chất cách điện bằng thủy tinh của chúng và hơi ẩm xâm nhập vào bên trong vỏ rơle kín sẽ gây ra sự ăn mòn và theo thời gian sẽ làm đứt dây quấn siêu mỏng. Hai bộ ổn định dòng 1.1 mA được lắp ráp trên op-amp DA1.2, DA1 và các bóng bán dẫn hiệu ứng trường VT2, VT1. Nhận dạng của chúng được đảm bảo bằng việc cung cấp điện áp tham chiếu từ bộ chia chung R1R2 và sự bằng nhau về điện trở của các điện trở phản hồi R3 và R4. Dòng điện của ổn áp phía trên theo mạch chạy qua cảm biến RK1 và hai dây nối nối với chân 1 và 3 của đầu nối X1, dòng điện của ổn áp phía dưới chạy qua một điện trở tham chiếu (điện trở R5) và cả hai dây nối với chân 2 và 3. Vì kết quả đo là chênh lệch điện áp tại các nguồn của bóng bán dẫn VT1 và VT2 nên điện áp rơi bằng nhau trên các dây và các tiếp điểm của đầu nối sẽ triệt tiêu lẫn nhau khi trừ đi. Giá trị của điện trở R5 nhỏ hơn một chút so với điện trở của cảm biến RK1 ở nhiệt độ đo tối thiểu nên tương ứng với tín hiệu đầu ra gần như bằng 1850 của bộ chuyển đổi. Nếu một cảm biến được sử dụng có điện trở khác biệt đáng kể so với 50 Ohms ở nhiệt độ phòng, cần tính toán điện trở của nó bằng công thức trên ở nhiệt độ giới hạn dưới của khoảng đo (ví dụ: -5 ° C) và lấy giá trị nhỏ hơn gần nhất từ dòng E24 là R5 danh nghĩa. Chúng tạo ra các điện trở có độ lệch cho phép không quá ±2%, nhưng bạn cần sử dụng giá trị chính xác, ví dụ: C29-1V với dung sai +XNUMX% hoặc ít hơn, chỉ có điện trở như vậy mới đảm bảo ảnh hưởng tối thiểu của sự thay đổi nhiệt độ tại vị trí lắp đặt thiết bị đến số đọc của thiết bị. Hoạt động trừ được thực hiện bởi bộ khuếch đại DC vi sai chính xác sử dụng op-amp DA2.1, DA2.2. Hoạt động của bộ khuếch đại như vậy được mô tả trong [3]. Điện trở R8-R11 cần phải bằng nhau nên chọn có dung sai không quá ±0,1...±0,25%; điện trở R3, R4 có dung sai tương tự. Mức tăng của bộ khuếch đại vi sai được đặt sao cho giới hạn trên của phép đo nhiệt độ tương ứng với điện áp đầu ra tối đa có thể có đối với op-amp - khoảng 4,4 V. Giá trị yêu cầu của mức tăng được tìm thấy bằng công thức
trong đó R0 là điện trở cảm biến ở nhiệt độ phòng, kOhm; i0=1 mA - dòng điện định mức qua cảm biến và điện trở tham chiếu; Tmax, Tmin - tương ứng là giới hạn trên và giới hạn dưới của khoảng đo, °C. Cho các giá trị bằng nhau của điện trở R8-R11 (chúng có thể được chọn ở bất kỳ giá trị nào từ 2 đến 10 kOhm), tính giá trị của điện trở R6 theo công thức
Yêu cầu về độ chính xác của giá trị điện trở này không cao lắm, sai số có thể được bù bằng phần mềm. Nhưng giống như các điện trở khác của thiết bị đo, nó phải ổn định về nhiệt. Cảm biến áp suất BP1 - MPX4115AP được Motorola sản xuất chuyên dùng cho phong vũ biểu điện tử và khí áp kế đo độ cao. Trong phạm vi 0,15...1,15 kPa (112,5...862,5 mmHg), sự phụ thuộc của điện áp đầu ra vào áp suất là tuyến tính với độ dốc chuẩn hóa. Tuy nhiên, sự thay đổi đặc tính 20 của các trường hợp cảm biến khác nhau đạt tới XNUMX mm Hg. Nghệ thuật. Bù bù trong thiết bị này được gán cho chương trình vi điều khiển. Chân cảm biến đầu tiên có thể dễ dàng được xác định bằng hình cắt hình bán nguyệt trên đó. Nếu chỉ số áp kế trong một thiết bị được sản xuất không ổn định thì nguyên nhân thường là do nhiễu gây ra trên mạch đầu ra của cảm biến BP1. Để loại bỏ chúng, chỉ cần lắp một tụ điện có công suất ít nhất 1 μF giữa cực 2 và 0,047 của cảm biến, không được hiển thị trên sơ đồ. Mạch R7C11 đảm bảo việc lắp đặt bộ vi điều khiển DD2 về trạng thái ban đầu một cách đáng tin cậy khi bật nguồn. Tụ điện C1-C10, C12 là tụ chặn, C13 và C14 cần thiết để kích thích bộ cộng hưởng thạch anh ZQ1. Bảng mạch in của mô-đun điều khiển được làm hai mặt bằng tấm laminate sợi thủy tinh có độ dày 1,5 mm. Kích thước của nó là 190x120 mm với đường cắt 90x60 mm. Điểm đặc biệt của mạch và thiết kế của mô-đun là ba dây “chung” độc lập cho các mạch và chỉ báo tương tự, kỹ thuật số. Trong thiết bị đã lắp ráp, các dây này chỉ được kết nối với nhau trong mô-đun nguồn. Kỹ thuật này làm giảm nhiễu do các nút analog, kỹ thuật số và mô-đun hiển thị tạo ra. Khi kiểm tra và thiết lập độc lập bộ điều khiển được cấp nguồn từ nguồn "không chuẩn", chẳng hạn như nguồn trong phòng thí nghiệm, đừng quên kết nối các dây chung của bộ điều khiển sau. Điện trở R1-R6, R8-R11 - C2-29V hoặc điện trở chính xác khác có dung sai quy định trước đó. Các điện trở còn lại là MLT thông thường hoặc C4-1. Tất cả các tụ điện đều là gốm. Bộ cộng hưởng thạch anh ZQ1 - NS-49 hoặc loại khác ở tần số mong muốn. Phích cắm XP1-HRZ là khối chân PLD hai hàng. Phần khối của đầu nối PC4 (X1) được lắp đặt trên thân thiết bị. Các tiếp điểm của nó được kết nối với các miếng tiếp xúc tương ứng của bảng mạch in. Bộ chuyển đổi mức tín hiệu giao diện RS-232 MAX202CPE (DD1) có thể được thay thế bằng một trong nhiều bộ tương tự chức năng của nó, chỉ khác nhau về số lượng kênh chuyển đổi, giá trị khuyến nghị của tụ điện C4, C5, C9, C10 và mức bảo vệ đầu vào và đầu ra khỏi nhiễu và quá điện áp. Phương án cuối cùng là vi mạch DD1 có thể được thay thế bằng một nút trên hai bóng bán dẫn theo mạch như trong Hình 3. 1. Điện áp âm cần thiết để tạo thành tín hiệu TXD chính thức trong trường hợp này có được bằng cách chỉnh lưu tín hiệu RXD đến từ máy tính bằng mạch VD1CXNUMX. Bộ chuyển đổi không biến áp được tích hợp vào các chip giao diện chuyên dụng để tạo ra điện áp dương và âm tăng lên.
Bộ khuếch đại thuật toán có độ chính xác kép MAX478CPA (DA1, DA2) sẽ được thay thế bằng bộ tứ MAX479CPD. Các op-amp tương tự được sản xuất bởi Analog Devices (AD8512, AD8513). Phương án cuối cùng là KR140UD26A nội địa duy nhất sẽ làm được. Các bóng bán dẫn hiệu ứng trường KPZ0ZE có thể được thay thế bằng KP302 có chỉ số chữ B-G hoặc các loại khác có kênh n và dòng thoát ban đầu ít nhất 3...5 mA. Thay vì bóng bán dẫn KT315G, bạn có thể cài đặt KT315B hoặc trên KT3102 với bất kỳ chỉ số chữ cái nào, thay vì KT972A - KT817G và thay vì KT973A - KT973B. Tất nhiên, được phép sử dụng bất kỳ bóng bán dẫn nào khác có cùng công suất với p21E ít nhất là 100, kể cả những bóng bán dẫn nhập khẩu. MÔ ĐUN CHỈ ĐỊNH Mục đích của mô-đun này đã rõ ràng ngay từ tên và sơ đồ được hiển thị trong Hình. 4. Giữa các đèn LED bảy đoạn báo giờ (HG1, HG2) và phút (HG3, HG4) có chữ số cao 25 mm là đèn LED HL3 và HL4, nhấp nháy ở tần số 0,5 Hz. Các chỉ số còn lại có kích thước bằng một nửa. HG5-HG7 hiển thị nhiệt độ, HG8 và HG9 - đơn vị đo của nó (°C). Nhờ điện trở R2, dấu thập phân sáng lên giữa các đơn vị và phần mười của một độ. Bộ điều khiển hiển thị giá trị áp suất khí quyển trên các chỉ báo HG10-HG12, đơn vị đo lường (mm) hiển thị trên chỉ báo kép mười sáu đoạn HG13. Xin lưu ý rằng bộ điều khiển không điều khiển các đèn báo HG8, HG9, HG13. Các ký hiệu cần thiết được “lập trình” bằng cách kết nối cực âm của các đoạn của các chỉ báo này với một dây chung thông qua điện trở R4-R16. Bên trái chỉ báo HG5 (hàng chục độ) có đèn LED phẳng nằm ngang HL1 - dấu trừ. Đèn LED hai màu HL2 dùng để báo trạng thái của pin dự phòng. Trong khi điện áp bình thường, nó có màu xanh lá cây; sự thay đổi định kỳ về màu sắc của ánh sáng báo hiệu đã đến lúc phải thay pin. Nếu màu đỏ liên tục thì pin đã hết hoặc bị thiếu. Bảng mạch in của mô-đun được làm hai mặt bằng tấm laminate sợi thủy tinh có độ dày 1,5 mm. Kích thước của nó là 190x75 mm. Phích cắm XP1 (PLD-24, giống hệt phích cắm bộ điều khiển XP) và tất cả các điện trở được gắn ở một bên của bo mạch. Các chỉ báo HG1 - HG13 và đèn LED HL1-HL4 - ở phía đối diện, trước đó đã sơn bề mặt và các vùng hàn của chân cắm và đầu điện trở bằng sơn màu tối. Điều này cải thiện giao diện của thiết bị bằng cách tạo nền tối cho các chỉ báo và ẩn thông tin chi tiết về thiết bị với người dùng. Sơ đồ (xem Hình 4) hiển thị các loại đèn LED và đèn chỉ báo do Kingbright sản xuất, nhưng các loại đèn tương tự của các công ty khác, kể cả các công ty nội địa, cũng có thể được sử dụng với thành công như nhau.
Các chỉ tiêu HG1-HG4 có màu vàng, HG5-HG7 có màu xanh lá cây, còn lại có màu đỏ. Tất nhiên, bạn có thể chọn các màu khác theo sở thích của mình. Màu sắc của đèn LED HL1 phải giống với màu của đèn chỉ báo HG5-HG7 và đèn LED HL3, HL4 giống với đèn chỉ báo HG1-HG4. Nên sử dụng đèn LED có tán xạ ánh sáng khuếch tán (có thấu kính mờ). Để loại bỏ sự chiếu sáng không cần thiết của các bộ phận cấu trúc của thiết bị, hãy phủ một số lớp sơn mờ lên các bề mặt bên của đèn LED HL1 và HL2. MÔ ĐUN ĐIỆN Trong bộ lễ phục. Hình 5 hiển thị sơ đồ của một mô-đun tạo ra bốn điện áp: + 5 V (A) và -5 V - để cấp nguồn cho các thành phần tương tự của thiết bị; +5 V (D) - cho các nút kỹ thuật số của nó; điện áp xung (không được lọc) +12 V - cho các chỉ báo. Điện áp từ các cuộn dây tương ứng của máy biến áp T1 sau khi chỉnh lưu bằng cầu diode VD1 - VD4 được cấp (trừ điện áp +12 V) đến tụ lọc C1-C3 và bộ ổn áp tích hợp DA1-DA3. Mô-đun này có ba đầu dây chung: Chung. (A) - “tương tự”; Tổng quan (C) - “kỹ thuật số”; Tổng quan (I) - cho các chỉ số. Chúng chỉ được kết nối với nhau tại một điểm trên bảng mô-đun nguồn và trong tất cả các mô-đun khác, chúng không được kết nối điện. Điều này là cần thiết để giảm mức độ nhiễu do các thành phần kỹ thuật số của mô-đun bộ điều khiển tạo ra bởi các thành phần tương tự.
Máy biến áp T1 - TP112-19 có lõi từ hình vòng, trên đó, ngoài các cuộn dây I-III hiện có, còn có hai cuộn dây nữa: IV (80 vòng dây PEV-2 0,2 mm) và V (120 vòng PEV- 2 dây 0,5mm). Bạn có thể sử dụng bất kỳ máy biến áp nào khác có tổng công suất ít nhất là 15 W với số cuộn dây thứ cấp cần thiết (I-IV - 7...9 V/0,05 A; V - 12...15V/0.5A). Điện áp của pin điện dự phòng GB1 thông qua công tắc SA1 và diode VD6 được cung cấp cho đầu ra +5 V (C) nếu không có điện áp tương ứng ở đầu ra của bộ ổn định DA3. Điều này hỗ trợ hoạt động của bộ điều khiển khi thiết bị bị ngắt kết nối mạng, điều này không chỉ cần thiết để bảo vệ khỏi sự cố trong trường hợp mạng bị lỗi mà còn cần thiết để di chuyển thiết bị từ phòng này sang phòng khác. Pin GB1 được tạo thành từ ba tế bào điện cỡ AA được mắc nối tiếp. Trong hầu hết các trường hợp, dòng điện tiêu thụ từ pin là không đáng kể, vì vậy tốt hơn nên sử dụng pin có chất điện phân kiềm, có đặc điểm là khả năng tự phóng điện tối thiểu và thời hạn sử dụng tối đa cho phép. Đáng tin cậy nhất là các yếu tố “có thương hiệu” từ các nhà sản xuất nổi tiếng. Chúng có thể tồn tại trong vài năm mà không cần thay thế, và những sản phẩm nhái rẻ tiền đôi khi không còn hoạt động chỉ sau vài tuần. Công tắc SA1 kết nối mạch điều khiển điện áp của pin GB1 với dây chung trong trường hợp không có dây chung. Điều này giúp loại bỏ việc đọc chỉ báo sai. Bảng mạch in mô-đun nguồn có một mặt với nhiều dây nhảy. Kích thước bảng - 120x100 mm. Có thể thay thế bộ ổn định tích hợp DA1 và DA3 bằng bất kỳ bộ ổn áp nội địa hoặc nhập khẩu nào cho điện áp dương 5 V (KR1158EN5, 78L05, LM2931AZ-5.0), DA2 - cho cùng điện áp âm (79L05, LM2990T-5.0). Tụ điện oxit - K50-35 hoặc các chất tương tự nhập khẩu của chúng. Điốt VD5, VD6 - bất kỳ loại nào có công suất thấp. Nếu có thể, hãy lắp điốt Schottky hoặc germani tại đây. Đúng, dòng điện ngược khá lớn sau này có thể ảnh hưởng tiêu cực đến tuổi thọ của pin GB1. CHƯƠNG TRÌNH MICROCONTROLLER Văn bản nguồn của chương trình được viết bằng trình biên dịch AVR. Nội dung của tệp hex thu được khi dịch chương trình được đưa ra trong Bảng. 1. Cái này cần được tải vào bộ nhớ chương trình của vi điều khiển DD2.
Sau khi bật nguồn, chương trình bắt đầu bằng việc khởi tạo bộ vi điều khiển - thiết lập các chế độ hoạt động của bộ hẹn giờ, hệ thống ngắt, cổng I/O, UART, cũng như ghi các giá trị ban đầu của biến vào các thanh ghi và ô nhớ. Sau đó, một vòng lặp vô tận bắt đầu chờ nhận lệnh qua giao diện nối tiếp. Thời gian được tính dựa trên mỗi giây ngắt từ bộ đếm thời gian 1. Dựa trên các ngắt từ bộ định thời 0, quy trình điều khiển động đầu ra thông tin tới đèn chỉ báo LED sẽ hoạt động và kết quả hoạt động của ADC được đọc. Khoảng thời gian ngắt của bộ hẹn giờ là 0 - 0,5 ms, do đó thông tin ở tất cả mười chữ số của chỉ báo được cập nhật cứ sau 5 ms. Mẫu ADC tiếp theo thu được khi xử lý mỗi lần ngắt thứ 32 từ bộ định thời 0. 1024 mẫu của một trong các tham số (nhiệt độ, áp suất hoặc điện áp) thu được trong 64 ms được cộng lại, sau đó tổng chia cho 64 và kết quả là trung bình giá trị được lưu trữ trong RAM để tính toán thêm. Trong 1024 ms tiếp theo, ADC đo tham số khác. Do đó, một chu kỳ thăm dò cảm biến đầy đủ chỉ mất hơn 3 giây. Sau đó, bộ vi điều khiển thực hiện các quy trình tính toán các giá trị vật lý của các đại lượng đo được và chuẩn bị chúng để xuất ra bộ chỉ báo. Bộ vi điều khiển tính toán số X hiển thị trên chỉ báo bằng công thức X=K(NZ), và các hệ số K và Z khi tính toán nhiệt độ và áp suất là khác nhau. Giá trị của chúng được “cố định” trong mã chương trình và được chuyển từ nó vào RAM trong quá trình khởi tạo. Nếu cần, các hệ số có thể được “điều chỉnh” theo đặc tính thực tế của cảm biến bằng máy tính được kết nối với thiết bị. Các giá trị mới có hiệu lực cho đến khi tắt nguồn của bộ vi điều khiển, chúng không được lưu trữ trong bộ nhớ cố định. Bộ vi điều khiển theo dõi tình trạng của pin, so sánh kết quả đo điện áp của nó với hai ngưỡng được tích hợp trong chương trình. Khi điện áp pin lớn hơn 3,3 V, các mức ở đầu ra PB5 và PC7 của bộ vi điều khiển sao cho màu của đèn LED HL2 (xem Hình 4) là màu xanh lục. Nếu điện áp pin nằm trong khoảng 1,25...3,3 V, cực tính của điện áp đặt vào đèn LED và màu sắc phát sáng của nó sẽ thay đổi mỗi giây. Khi điện áp giảm xuống dưới 1,25 V, đèn LED liên tục có màu đỏ. Các giá trị ngưỡng đã cho là gần đúng, vì chúng phụ thuộc, chẳng hạn như vào điện áp nguồn +5 V (A). Các chế độ tiêu thụ điện năng giảm được cung cấp trong bộ vi điều khiển AT90LS8535 (Không hoạt động, Tắt nguồn và Tiết kiệm điện) không được chương trình sử dụng ngay cả khi hoạt động bằng pin dự phòng. Năng lượng của nó đã đủ để cung cấp năng lượng cho những chiếc đồng hồ không được cắm điện trong vài ngày. Việc tiếp nhận thông qua giao diện RS-232 và thực hiện sáu lệnh được đưa ra trong bảng được cung cấp. 2.
Máy tính, tới cổng COM mà thiết bị được kết nối bằng cáp modem null, sẽ gửi lệnh bằng cách truyền một đến ba byte được chỉ ra trong bảng và nhận phản hồi cho chúng ở chế độ: tốc độ trao đổi - 9600 Baud, số lượng bit dữ liệu - 8, số bit dừng - 1, tính chẵn lẻ bị vô hiệu hóa. Trong bảng Hình 3 hiển thị các địa chỉ nơi các biến và tham số khác nhau được lưu trữ trong RAM của bộ vi điều khiển. Chỉ các byte thấp của địa chỉ được cung cấp, được chỉ định trong các lệnh theo bảng. 2. Byte quan trọng nhất 01H được ngụ ý.
CHƯƠNG TRÌNH MÁY TÍNH BÊN NGOÀI Chương trình Lclock, được thiết kế để điều khiển đồng hồ và hiệu chỉnh nhiệt kế và phong vũ biểu, được chuẩn bị bằng gói Delphi phiên bản 3.0 - một hệ thống phát triển ứng dụng Windows của Borland. Để truy cập các cổng COM của máy tính, một thư viện gồm các chức năng tương ứng từ SaxSoft (tệp comm.fnc) đã được sử dụng. Đầu nối cổng COM1 (theo mặc định, menu chương trình Lclock cho phép bạn sử dụng cổng COM2 nếu cần) được kết nối bằng cáp modem null với đầu nối đồng hồ tương ứng. Cửa sổ chính của chương trình được hiển thị trong Hình. 6. Cứ sau 3 giây, nó sẽ đọc các giá trị hiện tại về thời gian, nhiệt độ, áp suất từ bộ nhớ của bộ điều khiển đồng hồ, hiển thị các giá trị trùng lặp với số đọc của đèn LED trong cửa sổ màn hình tương ứng. Ngoài ra, chương trình còn đọc và hiển thị điện áp ắc quy dự phòng.
Khi chế độ "Record-On" được bật, dữ liệu nhận được sẽ tự động được lưu vào tệp đĩa sclock.ini. Chúng có thể được sử dụng để tính toán các giá trị trung bình của nhiệt độ và áp suất trong một khoảng thời gian nhất định, vẽ đồ thị về những thay đổi của chúng và các hoạt động tương tự khác. Theo mặc định, chế độ được đặt thành "Tắt ghi" và việc ghi không được thực hiện. Nếu tại thời điểm ghi, chương trình phát hiện thấy tệp sclock.ini đã tồn tại, nó sẽ thêm dữ liệu mới vào dữ liệu hiện có, nếu không, nó sẽ tạo một tệp mới có cùng tên. Chương trình Lclock cũng đọc và hiển thị giá trị của tất cả các hệ số được vi điều khiển sử dụng khi tính toán các hệ số. Chúng có thể được sửa đổi thủ công bằng cách chỉ định các giá trị cần thiết trong cửa sổ thích hợp hoặc tự động bằng cách thực hiện một trong các quy trình hiệu chuẩn (“Calc tự động”). Cũng có thể đặt thời gian hiện tại (“Đặt thời gian”) và điều chỉnh hệ số phân chia tần số của bộ tạo xung nhịp vi điều khiển (“Đặt tốc độ”) để điều chỉnh tốc độ xung nhịp. Để đặt thời gian chính xác, chỉ cần đặt giá trị mới cho phút và giờ trong cửa sổ tương ứng hoặc nhấp vào nút "Đặt từ máy tính". Trong trường hợp sau, số đọc tương ứng với thời gian hệ thống của máy tính sẽ được đặt. Nó, trong lần lượt, có thể được cài đặt chính xác qua Internet bằng cách sử dụng đồng hồ nguyên tử (xem ., ví dụ: [4]). Các nút "Đặt lại giây" và "Đặt giây = 59" được sử dụng để đồng bộ hóa đồng hồ chính xác. Chúng đặt giá trị giây, không được hiển thị trên đèn báo và màn hình, tương ứng là 0 hoặc 59. HIỆU SUẤT NHIỆT ĐỘ VÀ HIỆU CHUẨN BAROMETER Các giá trị sai số đo được đưa ra ở đầu bài viết đặc trưng cho khả năng tiềm ẩn của phần cứng thiết bị. Sai số thực tế trong phép đo nhiệt độ và áp suất phần lớn phụ thuộc vào độ chính xác và độ chính xác của việc hiệu chuẩn. Trong quá trình thực hiện thao tác này, các giá trị chính xác của các hệ số dùng để chuyển đổi các số không thứ nguyên đọc từ thanh ghi ADC thành giá trị của các đại lượng vật lý theo đơn vị tương ứng sẽ được xác định và ghi vào bộ nhớ thiết bị. Đối với mỗi đại lượng - nhiệt độ T và áp suất P - cần có hai tham số: độ lệch XNUMX (ZT, ZP) và độ dốc (Kt, KR) của các đặc tính. Như đã biết, bộ vi điều khiển chỉ thực hiện các phép tính số học trên các số nguyên và các tham số Kt, KR, theo quy luật, là phân số. Do đó, chương trình thực sự hoạt động với giá trị của chúng nhân với 1024. Chúng được lưu trữ trong các ô RAM của vi điều khiển và hiển thị trong cửa sổ chương trình Lclock. Kết quả cuối cùng của việc tính toán nhiệt độ hoặc áp suất thu được bằng cách chia tỷ lệ - chia kết quả sơ bộ cho 1024 Để tính toán các thông số, hai điểm hiệu chuẩn là đủ. Chúng được đặt càng gần các cạnh của phạm vi nhiệt độ hoặc áp suất được sử dụng phổ biến nhất thì càng tốt. Ví dụ, để hiệu chuẩn một nhiệt kế, các số đọc của nó trước khi hiệu chuẩn (T1, T2) và số đọc của nhiệt kế tham chiếu (T01, T02) phải được biết tại các điểm đã chọn. Sau đó, các giá trị mới của Kt và Zt được tính bằng các công thức (Who và Zto là giá trị cũ của các tham số):
Nhiệt kế thủy ngân cho bể cá, có thể mua ở cửa hàng thú cưng, là loại nhiệt kế phù hợp nhất để làm tài liệu tham khảo cho việc hiệu chuẩn. Sai số của nhiệt kế cồn gia đình quá lớn. Sau khi khởi chạy chương trình Lclock, cảm biến nhiệt độ và nhiệt kế tham chiếu được ngâm trong nước nóng (phải khuấy liên tục). Sau khi giữ chúng ở đó ít nhất 5 phút để ổn định số đọc, nhấn nút “Temperature-Automatic Calc-Calc&Set” trong cửa sổ chương trình tương ứng, nhập giá trị đọc được từ thang đo của nhiệt kế tham chiếu vào cửa sổ “First Point” và nhấn phím Enter. Tại thời điểm này, chương trình sẽ tự động ghi lại các chỉ số cảm biến nhiệt độ. Chuyển cảm biến và nhiệt kế sang nước lạnh có nhiệt độ khác nhiệt độ trước đó từ 20 độ C trở lên. Sau khi ổn định các số đọc và nhập chúng vào cửa sổ “Điểm thứ hai”, các giá trị mới của hệ số Kt và ZT sẽ được tính toán và ghi vào RAM của thiết bị. Phong vũ biểu được hiệu chuẩn theo cách tương tự. Công thức tính KP và ZP tương tự như công thức tính Kt và ZT ở trên. Đương nhiên, các giá trị nhiệt độ T trong chúng được thay thế bằng giá trị áp suất P. Tuy nhiên, việc hiệu chuẩn rất phức tạp do thực tế là các dụng cụ đo chính xác áp suất khí quyển chỉ có trong các phòng thí nghiệm được trang bị chuyên nghiệp. Do đó, chúng tôi phải sử dụng dữ liệu Internet làm tài liệu tham khảo (ví dụ: , , ), dịch vụ khí tượng phát thanh và truyền hình. Thật không may, chúng không chính xác và được sửa chữa quá muộn. Do đó, không giới hạn bản thân về thông tin của bất kỳ dịch vụ nào, bạn cần xem qua tin nhắn của một số dịch vụ, loại bỏ các lỗi rõ ràng và lấy trung bình các giá trị hợp lý. Trước khi chạy chương trình Lclock để hiệu chỉnh phong vũ biểu, hãy đợi cho đến khi áp suất đủ thấp hoặc ngược lại, cao (giá trị cực trị ở khu vực Moscow là 720 và 770 mm Hg). Nhập áp suất thực vào cửa sổ "First Point" bằng cách nhấn nút "Pressure-Automatic Calc-Calc&Set". Giá trị này sẽ được ghi vào một tập tin đĩa cùng với các chỉ số cảm biến áp suất. Bây giờ bạn có thể đóng chương trình và tắt máy tính trước khi áp suất khí quyển đạt đến giá trị cực trị ngược lại. Khi khởi động lại chương trình Lclock, nhấn lại nút "Pressure-Automatic Calc-Calc&Set" và nhập giá trị áp suất thực tế vào cửa sổ "Điểm thứ hai". Sau đó, các tham số KR và ZP đã sửa sẽ được tự động tính toán và ghi vào RAM của thiết bị, đồng thời chương trình sẽ đọc dữ liệu về điểm hiệu chuẩn đầu tiên từ tệp. Bộ điều khiển đồng hồ lưu trữ kết quả hiệu chuẩn trong RAM, do đó nếu điện áp nguồn bị ngắt hoàn toàn (ví dụ khi thay hoặc hỏng pin dự phòng) thì chúng sẽ bị mất. Để tránh điều này, bạn nên nhấp vào nút "Lưu làm mặc định" sau khi hiệu chỉnh và các giá trị hệ số đã đặt (cũng như hệ số phân chia tần số thạch anh) sẽ được lưu trong tệp đĩa. bạn chỉ cần nhấp vào nút "Đặt coeff mặc định." Bạn có thể chỉ cần viết ra các giá trị tìm thấy trên giấy và nếu cần, hãy nhập chúng vào cửa sổ thích hợp. Nếu không mong đợi việc thay thế cảm biến trong quá trình vận hành, bạn có thể buộc bộ điều khiển chấp nhận kết quả hiệu chỉnh tham số mặc định sau khi thực hiện. Cách chính xác nhất để thực hiện việc này là thay đổi các hằng số tương ứng trong mã hợp ngữ của chương trình, biên dịch nó và lập trình lại bộ vi điều khiển. Không can thiệp vào văn bản nguồn, thao tác tương tự có thể được thực hiện bằng cách thay đổi trực tiếp một số byte trong tệp hex (xem Bảng 1). Trong bộ lễ phục. Hình 7 cho thấy các giá trị của các tham số KR, ZP, Kt, ZT được ghi trong đó như thế nào. Hệ số phân chia tần số xung nhịp của bộ vi điều khiển cần thiết để hoạt động đồng hồ chính xác cũng được ghi ở đó. Giá trị của nó phải bằng 1/64 tần số xung nhịp của vi điều khiển DD2 tính bằng hertz. Trong thực tế, độ lệch của tần số này so với giá trị danh nghĩa được chỉ định trên bộ cộng hưởng thạch anh ZQ1 (4096 kHz) có thể lên tới hàng trăm hertz.
Trong mỗi dòng được thay đổi của tệp hex, cần phải sửa byte cuối cùng - tổng kiểm tra. Trong bộ lễ phục. 7 byte này được gạch chân. Cộng các giá trị của tất cả trừ các byte cuối cùng của chuỗi theo phép toán, trừ tổng của chúng với lũy thừa cao hơn gần nhất là 2. Byte thấp của chênh lệch thu được sẽ là tổng kiểm tra mới. Văn chương
Tác giả: Yu.Revich, Moscow
Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng
15.04.2024 Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global
15.04.2024 Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm
14.04.2024
▪ Radar trong tay của một người cứu hộ ▪ Hành khách mới Ford Tourneo Custom ▪ MAX30205 - cảm biến nhiệt độ kỹ thuật số y tế ▪ Bộ chuyển đổi máy tính xách tay đa năng nhỏ gọn
▪ phần Firmware của trang web. Lựa chọn bài viết ▪ bài báo Kinh tế của công ty. Ghi chú bài giảng ▪ bài viết Sức mạnh của một viên kim cương là gì? đáp án chi tiết ▪ bài mộc qua nhật bản. Truyền thuyết, canh tác, phương pháp áp dụng ▪ bài viết Ổn áp ổn định nguồn. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện ▪ bài viết Thiết bị báo hiệu neon hai cấp. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này