Барограф. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Барограф. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Вимірювальна техніка

Коментарі до статті

Прилад призначений для реєстрації змін атмосферного тиску під час польоту літального апарату. Він побудований на мікроконтролері сімейства MCS-51 та мікросхемі енергонезалежної пам'яті. Аналого-цифрове перетворення реалізовано програмно. Записана інформація може бути передана на комп'ютер і використана, наприклад, для побудови графіка висоти польоту.

Виконання вимірювань - чи не найпоширеніша "професія" мікроконтролерів. При цьому напруга, пропорційна параметру, що вимірюється, попередньо перетворюється в цифровий еквівалент - багаторозрядний двійковий код. Після завершення цієї операції мікроконтролер отримує від аналого-цифрового перетворювача (АЦП) сигнал готовності передати йому результат у паралельному чи послідовному вигляді.

Рис. 1 (натисніть , щоб збільшити)

Таке рішення, однак, не завжди виправдане, оскільки необхідність застосування АЦП у вигляді окремої мікросхеми або навіть вбудованого мікроконтролера неминуче збільшує вартість пристрою, а іноді і його енергоспоживання. По-друге, додавання в конструкцію мікросхеми АЦП ускладнює пристрій і знижує його надійність, оскільки між нею і мікроконтролером потрібно організувати безліч електричних зв'язків.

Але найчастіше, особливо за невисоких вимог до швидкості виконання аналого-цифрового перетворення, його можна реалізувати за допомогою нескладної програми для дешевого мікроконтролера, що не має вбудованого АЦП.

У барографі, схема якого зображена на малюнку, використаний все ще популярний мікроконтролер АТ89С2051 (DD1) без вбудованого АЦП, з архітектури та набору команд, що відноситься до сімейства MCS-51. Датчик атмосферного тиску – МРХ4115А (В1). Пропорційне вимірюваному тиску вихідна напруга датчика, посилена ОУ DA1.1, подано на один із входів вбудованого в мікроконтролер компаратора напруги. На інший його вхід надходить лінійно наростаюча напруга, що утворюється на конденсаторі С5 при його заряджання стабільним струмом джерела на стабілітроні VD1 та транзисторі VT2. Відхилення закону зміни цієї напруги від лінійної вбирається у ±0,3 %.

Результат перетворення - підраховане внутрішнім таймером-лічильником мікроконтролера число імпульсів, що надійшли на його вхід з початку наростання напруги на конденсаторі до зафіксованого компаратором моменту його рівності посиленому напрузі датчика. Після цього мікроконтролер формує на виході Р1.4 імпульс, що відкриває транзистор VT1. Конденсатор С5 розряджається через резистор R10 та відкритий транзистор, після чого цикл виміру повторюється.

Таймер працює в режимі Mode 0, він восьмирозрядний, на його лічильний вхід надходять імпульси з частотою кварцового генератора мікроконтролера, поділеної на 12, що пройшли попередній п'ятирозрядний дільник. При частоті кварцового резонатора ZQ1 Fкв = 11,059 МГц, частота рахункових імпульсів дорівнює

Fсч = Fкв/(12*2⁵) = 11059/384 = 28,8 КГц.

Оскільки в регістрі ТНО мікроконтролера зберігається стан попереднього дільника на момент закінчення рахунку, загальна розрядність результату перетворення сягає 13.

Якщо барограф увімкнено з натиснутою кнопкою SB1, результати перетворення зберігаються в мікросхемі енергонезалежної пам'яті 24LC02B (DS1), з'єднаної з мікроконтролером за інтерфейсом I2C. Якщо ж у момент включення живлення кнопка SB1 залишалася не натиснутою, вся раніше записана в незалежну пам'ять інформація через роз'єм XS1 побайтно відправляється на вхід RXD СОМ-порту комп'ютера. Прийняти її може будь-яка програма, запущена на комп'ютері.

Формувачем вихідного сигналу, що відповідає стандарту RS-232, служить ОУ DA1.2 включений як компаратор. Хоча у запропонованому читачам варіанті програми мікроконтролера прийом інформації від комп'ютера не передбачено, необхідний цього перетворювач рівня в барографі є. Він зібраний на транзисторі VT3.

Роз'єм XS1 необхідно приєднувати до роз'єму СОМ-порту комп'ютера безпосередньо або за допомогою "модемного" (без перехресних зв'язків) кабелю. У більшості випадків достатньо мати в кабелі всього два дроти - ланцюги RXD та SG. Для організації прийому барографом інформації, що передається комп'ютером, потрібно ще один TXD. Інші п'ять проводів і перемички між контактами роз'єму XS1 потрібні лише правильної роботи комп'ютерних програм, формують керуючі сигнали DTR і RTS і аналіз стану входів DCD, DSR і CTS. У програмі мікроконтролера швидкість роботи його послідовного порту задана рівною 9600 Бод.

Харчується барограф від двох гальванічних батарей напругою 9 (наприклад, "Крона"). При розробці програми були використані приклади реалізації зв'язку по інтерфейсу I2C мікроконтролера АТ89С2051 з мікросхемою пам'яті, що знаходяться на сайті компанії Atmel.

Автор: К. Дунаєв

Дивіться інші статті розділу Вимірювальна техніка.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Знайдено найдавнішу штучну косметику 17.09.2022

У Китаї археологи з Китайської академії наук та Шеньсійської академії археології під час проведення розкопок у провінції Шеньсі на північному заході країни виявили залишки найраніших із відомих у світі косметичних засобів.

У ході розкопок дослідники знайшли так звані свинцеві білила. У давнину це був один із найважливіших пігментів. Вважається, що синтез таких пігментів сприяв розвитку мистецтва та косметики у всьому світі. У разі винятковим відкриттям і те, що знайдені білила визнані ранніми історія людства.

Залишки білої косметики було виявлено на стінках набору бронзових виробів, які були розкопані у стародавній гробниці на території сучасного села Ляндай. Поховання датовано восьмим століттям до н. Ідентифікувати білила, а також уточнити їхній вік допоміг аналіз радіоактивних та стабільних ізотопів вуглецю.

Результати показали, що синтезовані свинцеві білила на території Стародавнього Китаю використовувалися вже в Період Весен та Осенів (770-476 рр. до н.е.), тобто на кілька сотень років раніше, ніж подібну косметику почали застосовувати в Стародавній Греції.

"Міжнародні дослідники дотримуються різних поглядів на походження синтетичних свинцевих білил у Китаї, - зазначив при цьому Хан Бінь, провідний дослідник. - Дехто вважає, що китайська технологія не має місцевого походження і могла бути завезена з Європи чи Стародавнього Єгипту".

Проте нове дослідження показало, що синтезовані свинцеві білила, знайдені північному заході Китаю, були отримані методом осадження, а чи не методом корозії, що практикувався у Стародавню Грецію. На думку Хана, це вказує на різні підходи різних народів до виготовлення білил, що говорить про незалежне походження та розвиток синтезу таких пігментів.

Інші цікаві новини:

▪ Гени слуху у рослин

▪ Професійні графічні планшети Wacom

▪ Порошкове покриття електродів покращить параметри акумуляторів

▪ Червоне вино прискорює спалювання жиру у печінці

▪ Саундбар Redmi Computer Speaker

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Регулятори тембру, гучності. Добірка статей

▪ стаття Армагеддон. Крилатий вислів

▪ стаття Коли вперше з'явилися меблі? Детальна відповідь

▪ стаття Робота в кабінеті інформатики. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Фарбування валянок. Прості рецепти та поради

▪ стаття Арабська намет. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт