Поєднання з комп'ютером цифрового мультиметра серії 830. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

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

Поєднання з комп'ютером цифрового мультиметра серії 830. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Мікроконтролери

Коментарі до статті

Підключення малогабаритного мультиметра до персонального комп'ютера дозволяє статистичну обробку результатів серії вимірювань. Наприклад, можна дослідити розкид параметрів групи компонентів або зміни напруги та ємності акумуляторів у процесі розрядки. Можна уявити й низку інших застосувань такого "тандему".

Останнім часом серед радіоаматорів набули поширення мультиметри серії 830, наприклад, DT830 або М-830. Вони мають порівняно невелику похибку, що дозволяє використовувати їх для широкого кола вимірювань.

За допомогою запропонованого пристрою можна вводити дані з мультиметра на комп'ютер для подальшої обробки. Мультиметри, що мають цю функцію, зазвичай мають інтерфейс RS232 і відносно дороги.

Поєднання з комп'ютером цифрового мультиметра серії 830
Ріс.1.

Запропонований адаптер виконаний на недорогих широкодоступних компонентах. Числові дані зчитуються безпосередньо з висновків АЦП мультиметра і передаються послідовним каналом. Не рекомендується для цього доопрацювання використовувати мультиметри, в яких встановлена мікросхема АЦП у безкорпусному варіанті.

Серцем мультиметрів серії 830 є АЦП ICL7106 (вітчизняний аналог К572ПВ5; опис можна знайти в [1]). Опис роботи та схему мультиметра можна знайти в [2, 3]. АЦП взаємодіє з РКІ за допомогою статичного управління [4] - кожен елемент зображення керується через окремий висновок мікросхеми, на який подаються прямокутні імпульси напруги, зрушені по фазі на 0° або 180° щодо імпульсів, що подаються на загальний дріт індикатора. При збігу фаз на висновках РКІ сегмент не порушується.

Пропонований пристрій складається з двох частин: блоку перетворення даних з АЦП (ЖКІ мультиметра) та блоку передачі даних у комп'ютер.

У блоці перетворення визначення стану слаботочних висновків управління індикатором застосовані КМОП зсувні регістри з паралельним завантаженням DD1-DD3 (рис. 1).

Пристрій працює наступним чином. При низькому рівні виведення 1 регістрів DD1-DD3 проводиться асинхронна завантаження.

Після подачі цей висновок (лінією RD) високого рівня відбувається фіксація даних, які зсуваються по фронту тактових імпульсів на виведенні 2.

Дані знімаються з виведення 9 регістра DD3 на шину DATA.

Так як семисегментний код є надлишковим (біти з і d - "зайві"), у цих розрядах можна додатково передати інформацію про ком. Ця інформація знімається з висновків 12 і 16 РКІ мультиметра.

Ці висновки можуть з'єднуватися з колекторами транзисторів або з багатопозиційним перемикачем мультиметра. Цей перемикач, у свою чергу, комутує їх безпосередньо із плюсовим виведенням батареї живлення (високий рівень). Такий стан не дозволяє розрізнити коми при високому рівні на виведенні ВР (висновок 21 АЦП). Обидві коми будуть погашені, оскільки на висновках 12 і 16 РКІ є високий рівень.

Блок передачі можна побудувати різними способами. Його простий варіант показано на рис. 2. Він служить для узгодження з портом LPT і повністю розміщується у відповідному корпусі гнізда XS1.

Поєднання з комп'ютером цифрового мультиметра серії 830
Ріс.2.

Живлення здійснюється від зовнішнього джерела напругою 9...15 В. Роз'єми ХР2 і ХРЗ з'єднують за допомогою плоского стрічкового кабелю, що має відповідні рознімання - IDC-10F. Вилка ХР2 може бути відсутня, якщо кабель підключений безпосередньо до порту.

При відключеному роз'єм ХР2 мікросхеми DD1-DD3 знеструмлені, і мультиметр можна використовувати звичайним чином. Керування передачею даних повністю здійснюється комп'ютером. Вихідний код програми керування для DOS знаходиться у файлі mjpt.cpp архіву програм.

Наведений варіант блоку не має гальванічної розв'язки, тому використовувати його слід з великою обережністю. Потрапляння в порт LPT, наприклад, напруги 30В при пробої в мікросхемі АЦП може вивести з ладу материнську плату.

Для усунення цього недоліку було розроблено складніша схема блоку передачі (рис. 3). Він є мікроконтролерним блоком, що має гальванічну розв'язку і здійснює передачу даних по послідовному каналу RS232. Застосування однокристального мікроконтролера дозволило максимально знизити енергоспоживання та зменшити габарити.

Мікроконтролер PIC12F629 має 1024 слова FLASH пам'яті програм, 64 байти пам'яті даних, 6 портів вводу/виводу, внутрішній генератор тактової частоти 4 МГц. Він не має апаратного приймача (USART), тому протокол RS232 відтворюється програмно.

Таблиця 1

Поєднання з комп'ютером цифрового мультиметра серії 830

Працює мікроконтролер від внутрішнього тактового генератора 4 МГц, для якого передбачено програмне калібрування. Також у блоці можна використовувати мікроконтролер PIC12F675, ідентичний PIC12F629 з додатковим чотириканальним АЦП (10 біт). Інші параметри цих мікроконтролерів та технічну документацію можна знайти в [5, 6].

Програмування можна зробити за допомогою програматора ЄРЮ. Прошивка наведена у таблиці 1.

Усі елементи блоку за схемою рис. 3, за винятком роз'єму ХР4, можна розмістити всередині корпусу мультиметра, що з'єднується з портом СОМ звичайним модемним кабелем.

Інформаційні дані видаються двобайтними пакетами на запит. Запит через оптопару U3 формується на виведенні 7 DD5 перепадом сигналу високого в низький рівень, що відповідає передачі комп'ютером нульового байта.

Після отримання запиту протягом 3 мс відбувається завантаження даних з регістрів DD1-DD3 та їх перетворення. Далі відбувається передача першого байта (2 мс для швидкості 4800 біт/с) і пауза витримується в 3 мс. Після цього передається другий байт і блок передачі даних вимикається до наступного запиту.

Формат байтів, що передаються, показаний на рис. 4. NUM1 – старший розряд РКІ, NUM4 – відповідно молодший розряд. KF - коефіцієнт, який ділиться отримане значення індикатора. Наприклад, показання індикатора (-12,36) відповідатимуть: NUM = 1, NUM2 = 2, NUM3 = 3, NUM4 = 6, KF = 100, ZNAK = 1.

Поєднання з комп'ютером цифрового мультиметра серії 830
Рис. 3

Відносно повільні оптрони гальванічної розв'язки не можуть працювати на швидкості вище 9600 біт/с, хоча в цьому пристрої достатньо 2400 біт/с. Прошивка мікроконтролера задає швидкість передачі 4800 біт/с.

Вихідний вузол блоку передачі виконаний на оптронах U1 та U2 за симетричною схемою. Різні рівні на висновках 5 і 6 DD5 включають випромінюючий діод одного з оптронів.

Резистори R5 і R6 служать для захисту портів СОМ при неправильному монтажі або інших несправностях. Оптронний ланцюг запиту (U3) виконаний за несиметричною схемою. Діод VD1 служить для захисту світлодіода оптрон від зворотної напруги на вході.

Тепер кілька слів про програмне забезпечення. Керуюче програмне забезпечення для комп'ютера та PIC контролера побудовано однаково [7]. Кожен цикл перетворення числових даних з РКІ мультиметра складається з наступних кроків. Спочатку відбувається фіксація (запис) інформації в регістрах, потім її послідовний зсув і читання в пам'ять, інвертування всіх розрядів при високому рівні на виведенні 21 (ВР) АЦП, читання знака, ком і старшого розряду РКІ, перетворення інших розрядів РКІ, перевірка помилок. Програма для PIC контролера додатково здійснює упаковку даних у два байти та їх передачу послідовним каналом.

Поєднання з комп'ютером цифрового мультиметра серії 830
Рис. 4

Замість вказаних на схемі оптронів U1, U2 можна застосувати здвоєний прилад TLP521-2. Конденсатори С2, C3 – К50-35 або інші малогабаритні. Конденсатори С1, С4 – керамічні. Резистори - будь-які, призначені для поверхневого монтажу (тирозмір 1206).

Тип роз'єму XS1 залежить від подовжувального кабелю (на схемі вказаний для стандартного кабелю принтера). Друковану плату виготовляють індивідуально для наявної моделі мультиметра та розміщують усередині нього. Мікросхеми DD1-DD3 монтують на поверхню друкованої плати з обох боків. На тій же друкованій платі можуть розташовуватись елементи пристрою, показані на рис. 3. Виделку ХР4 встановлюють безпосередньо на корпусі мультиметра.

Можна використовувати імпортний аналог регістра КР1564ІР9 - 74НС165 у корпусі для поверхневого монтажу. Тоді мікросхеми DD1-DD3 монтують на односторонній друкованій платі розмірами 50x13 мм, інші елементи - на окремій друкованій платі. Однак через зменшений крок висновків (1,27 мм) монтаж значно ускладнюється. У стабілізаторі напруги DA1 можливе застосування 78L05, КР1157ЕН5А або КР1157ЕН502А з урахуванням відмінності у нумерації висновків.

Завантажити архів програмного забезпечення для об'єднання цифрового мультиметра з комп'ютером.

література

Бірюков С. Застосування АЦП КР572ПВ5. – Радіо, 1998, № 8, с. 62-65.
Афонський А., Кудруватих Е., Плєшкова Т. Малогабаритний мультиметр М-830В. – Радіо, 2001, № 9, с. 25-27.
Садченко Д. А. Сучасні цифрові мультиметри. - М: СОЛОН-Р, 2001.
Бібліотека електронних компонентів Випуск 8: Рідкокристалічні індикатори фірми DATA International – М.: ДОДЕКА, 1999.
DS41190А. PIC12F629/675 Data Sheet.

Автор: В. Степньов; Публікація: cxem.net

Дивіться інші статті розділу Мікроконтролери.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Запрацювала найвища у світі астрономічна обсерваторія 04.05.2024

Дослідження космосу та її таємниць - це завдання, яка привертає увагу астрономів з усього світу. У свіжому повітрі високих гір, далеко від міських світлових забруднень, зірки та планети розкривають свої секрети з більшою ясністю. Відкривається нова сторінка в історії астрономії із відкриттям найвищої у світі астрономічної обсерваторії – Атакамської обсерваторії Токійського університету. Атакамська обсерваторія, розташована на висоті 5640 метрів над рівнем моря, відкриває нові можливості для астрономів у вивченні космосу. Це місце стало найвищим для розміщення наземного телескопа, надаючи дослідникам унікальний інструмент вивчення інфрачервоних хвиль у Всесвіті. Хоча висотне розташування забезпечує більш чисте небо та менший вплив атмосфери на спостереження, будівництво обсерваторії на високій горі є величезними труднощами та викликами. Однак, незважаючи на складнощі, нова обсерваторія відкриває перед астрономами широкі перспективи для дослідження. ...>>

Управління об'єктами за допомогою повітряних потоків 04.05.2024

Розвиток робототехніки продовжує відкривати перед нами нові перспективи у сфері автоматизації та управління різними об'єктами. Нещодавно фінські вчені представили інноваційний підхід до управління роботами-гуманоїдами із використанням повітряних потоків. Цей метод обіцяє революціонізувати способи маніпулювання предметами та відкрити нові горизонти у сфері робототехніки. Ідея управління об'єктами за допомогою повітряних потоків не є новою, проте донедавна реалізація подібних концепцій залишалася складним завданням. Фінські дослідники розробили інноваційний метод, який дозволяє роботам маніпулювати предметами, використовуючи спеціальні повітряні струмені як "повітряні пальці". Алгоритм управління повітряними потоками, розроблений командою фахівців, ґрунтується на ретельному вивченні руху об'єктів у потоці повітря. Система керування струменем повітря, що здійснюється за допомогою спеціальних моторів, дозволяє спрямовувати об'єкти, не вдаючись до фізичного. ...>>

Породисті собаки хворіють не частіше, ніж безпородні 03.05.2024

Турбота про здоров'я наших вихованців – це важливий аспект життя кожного власника собаки. Однак існує поширене припущення про те, що породисті собаки більш схильні до захворювань у порівнянні зі змішаними. Нові дослідження, проведені вченими з Техаської школи ветеринарної медицини та біомедичних наук, дають новий погляд на це питання. Дослідження, проведене в рамках Dog Aging Project (DAP), що охопило понад 27 000 собак-компаньйонів, виявило, що чистокровні та змішані собаки в цілому однаково часто стикаються з різними захворюваннями. Незважаючи на те, що деякі породи можуть бути більш схильні до певних захворювань, загальна частота діагнозів у обох груп практично не відрізняється. Головний ветеринарний лікар Dog Aging Project, доктор Кейт Криві, зазначає, що існує кілька добре відомих захворювань, що частіше зустрічаються у певних порід собак, що підтримує думку про те, що чистокровні собаки більш схильні до хвороб. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Фронтальні камери для смарфонів 1080p, 60 кадрів за секунду 11.05.2013

Компанія OmniVision Technologies представила свою нову розробку – 1/6-дюймовий сенсор зображення для смартфонів, ультрабуків та планшетних комп'ютерів OV2724. Головною особливістю інтегральних мікросхем стала можливість зйомки відео високої роздільної здатності з частотою 60 кадрів за секунду. Позиціонується новинка в сектор "топових" гаджетів, а основним призначенням сенсорів стане використання у передніх камерах для проведення чатів, конференцій за допомогою мобільних пристроїв.

Сенсори OmniVision OV2724 засновані на архітектурі OmniBSI-2 з пікселями розміром 1,34 мікрона. Пристрої чудово працюють не тільки в "нормальних" умовах, але дозволяють отримувати відео високої якості у складних випадках: при недостатній, і навпаки, надмірній освітленості сцени.

По суті, це поки що найкращий сенсор зображення для фронтальних камер з усіх, що представлені сьогодні на ринку. Проте оцінити його переваги у справі можна буде за півроку-рік: сьогодні компанія OmniVision здійснює постачання лише інженерних зразків. У серію інтегральні мікросхеми OmniVision OV2724 потраплять лише у третьому кварталі 2013 року.

Інші цікаві новини:

▪ Новий рекорд ефективності сонячних батарей

▪ Футляр для смартфона - автомобільний ключ

▪ Нові мікросхеми сімейства Bluetooth

▪ Водень у нанопелюстках

▪ Платформа Foxconn Banana Pi для міні-ПК та систем, що вбудовуються

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Захист електроапаратури. Добірка статей

▪ стаття Венеричні захворювання. Основи безпечної життєдіяльності

▪ стаття Скільки часу займає найкоротший регулярний авіарейс? Детальна відповідь

▪ стаття Автомобіль-купе Пегас. Особистий транспорт