Проекты : АЦП - аналогово-цифровые преобразователи, устройства сбора и обработки


Тимофей Носов     

Универсальный многоканальный АЦП - УМ-АУП1 (+ УМ-АЦП2)

УМ-АЦП1 представляет собой программно-аппаратный комплекс, состоящий из:
– устройства приема и оцифровки аналоговых сигналов;
– программы сбора и обработки полученных сигналов.

Обмен осуществляется через интерфейс RS-232 (COM-порт).
Устройство имеет гальваническую развязку и допускает "горячее" включение и выключение.

Подбор делителей на входе устройства позволяет измерять сигналы в широком диапазоне.
Программно можно корректировать смещение сигнала +/- в случае погрешности номиналов сопротивлений делителя.

Точность измерения определяется по формуле:

 

 

Например, если делителями задан диапазон 10 В, то точность составляет

 

10 / 1023 = 0,0097 В или 9,7 мВ.

 

В программе каждый управляемый выход можно сопоставить с любым входом (каналом) и настроить напряжение срабатывания и отключения по показаниям выбранного канала.

В программе имеется возможность эмулирования входного сигнала, что позволяет оценить сделанные настройки.

Программно можно задать вывод данных в других единицах измерения и других числовых диапазонах, т.е. адаптировать в случае использования конкретных датчиков.

В программе реализована визуальная и звуковая сигнализация, в случае пересечения допустимых границ сигнала.

Графики данных можно сохранять в виде графических файлов. Возможен просмотр и печать данных.

Гибкие настройки программы позволяют установить желаемую скорость регистрации, ширину измеряемого диапазона.

Люди с ограниченными возможностями зрения могут настроить цветовую палитру программы под себя.

Программа автоматически сохраняет сделанные настройки.

 

 

Схема устройства сбора и управления
(5 входов, 6 выходов)

 

Данная схема предназначена для некоммерческого использования и направлена на изучение возможностей комплекса УМ-АЦП1. Коммерческая версия включает неограниченное число входов и выходов. Коммерческие решения здесь.

Устройство собрано на PIC16F876A. Скорость обмена по RS-232 – 9600.

Делители (R10-R19) определяют ширину диапазона и рассчитываются таким образом, чтобы на вход контроллера подавалось максимум и не более 5 вольт. Увеличение максимального напряжения на любом из входов ведёт к искажениям на других входах.

Можно воспользоваться формулой, рассчитав для нашей схемы R15 и R10:

 

 

Например, предполагается измерять максимум 25В, то R10 по умолчанию 5 кОм, а R15 – 20 кОм.

По другим входам, используются сопротивления с аналогичными номиналами, т.к. программно по всем входам задается одинаковое напряжение.

На приведенной схеме делители R10-R19 задают ширину диапазона равную 10В.

Схема устройства проста и доступна для повторения.

 

 

Далее вариант печатной платы
(использована оптопара TLP521-2; резисторы: R2 – 10 кОм; R3 – 5 кОм, стабилизатор 78L05).

 

 

Далее фото собранного устройства.

 

 

В этом черновом варианте пока еще не предусмотрены выходы.
На плате стоит разъем типа "гнездо DB9" (не путать с "вилкой DB9").

Также есть вариант печатной платы с MAX232. С точки зрения схемотехники это более правильная вариант сопряжения с ПК и гораздо более надежный в плане стыковки с конвертерами типа USB-RS232, но... нет гальванической развязки. Строго говоря, существуют решения и с гальванической развязкой, в т.ч. на интерфейс RS485. Об этом отдельной статьей.

 


 

 

Интерфейс программы УМ-АЦП1

 

 

 

Благодарности!

Андрею Бывших - моему первому наставнику и учителю по микроконтроллерам
Максиму Горбунову - гениальному программисту и моему консультанту по тупиковым вопросам
 

 

Файлы:
Печатная плата оригинальная с оптопарой (Sprint-Layout 4.0)
Печатная плата альтернативная с MAX232 (Sprint-Layout 5.0)
Прошивка
Программа УМ-АЦП1
Программа УМ-АЦП2 (управление детализацией, формулы управления выходами...)
Справка на русском - всем читать!


Полезные ссылки:
Попробуй сделать печатную плату на кухне
Собери себе подходящий программатор
Узнай как прошить микроконтроллер прошивкой
Научись программировать и делать прошивки
Задай вопрос или найди ответ в форуме


Назад

Просмотров: 30058

 








 
 
 

В русском Интернете бестолку защищать свои права. Хотите использовать материалы - используйте,
но с письменного согласия авторов. В противном случае будут высланы соответствующие письма
в поисковые системы об ограничении индексации ваших сайтов. Не доводите до греха.