Wizualizacja danych sensorycznych Wielokanałowy termometr cyfrowy

Transkrypt

1 POLITEHNIK WROŁWSK W y d z i a ł E l e k t r o n i k i Wizualizacja danych sensorycznych Wielokanałowy termometr cyfrowy Prowadzący: dr inż. ogdan Kreczmer Opracowali: Krzysztof Kajner 0 Zbigniew Struzik EK, ir V

2 Sercem urządzenia jest bitowy RISowy procesor TMega firmy tmel. Pozwala on na wykonanie do milionów operacji na sekundę. Posiada on wbudowany 0bitowy przetwornik analogowo-cyfrowy z kanałowym multiplekserem, dzięki czemu pozwala na pomiar sygnałów analogowych lub sygnałów różnicowych. W tym projekcie została użyta prosta konwersja /. Źródłem sygnałów analogowych są przemysłowe czujniki temperatury typu PT00. zujniki przyłączone są do mostków pomiarowych Wheatstone a i przez wzmacniacze operacyjne do wejść przetwornika /. Taki układ pomiarowy pozwala na pomiar temperatur od -0 do około 0-0 stopni elsjusza (w zależności od kanału). odatkowo termometr może obsłużyć cyfrowy czujnik temperatury typu S0 firmy allas Semiconductor pracujący w standardzie Wire. zujnik taki pozwala na pomiar temperatury od - do stopni elsjusza z bitową dokładnością (0,0 ). okładność została jednak ograniczona do 0bitów (0, ) ze względu na zachowanie zgodności pomiarów z częścią analogową. odatkowo ograniczenie dokładności skraca czas pomiaru czterokrotnie (do około,ms). Termometr potrafi komunikować się z urządzeniem nadrzędnym (np. komputerem) poprzez łącze RS w standardzie MOUS. Komunikacja pozwala odczytywać i zadawać podstawowe parametry termometru. Użytkowanie termometru. Komunikacja z użytkownikiem odbywa się poprzez panel czołowy (wyświetlacz L, diody LE i przyciski wyboru kanałów i menu). Na wyświetlaczu L prezentowana jest temperatura dla aktualnie wybranego kanału (w wybranej przez użytkownika skali) lub menu konfiguracyjne. iody LE sygnalizują: zielona aktualnie wybrany kanał czerwona przekroczenie zakresu temperatury w kanale, dla którego zapaliła się dioda. Przyciski pod diodami LE służą do wyboru kanału. Przyciski ułożone w krzyż (w prawej górnej części panelu) służą do poruszania się po menu i zmieniania parametrów urządzenia.

3 Widok przodu termometru Widok tyłu termometru

4 MENU Menu konfiguracyjne złożone pozwala użytkownikowi na zmianie parametrów termometru. by wejść do menu należy wcisnąć przycisk Enter (środkowy, w krzyżu). Przyciski Góra, ół służą do wybierania pozycji z menu, a przyciski Lewo, Prawo do zmiany parametrów. W menu nie jest nawiązywana komunikacja z urządzeniem nadrzędnym. Podmenu Konfig. kanalu> przed wejściem do tego podmenu należy wybrać numer kanału dla którego chcemy dokonać zmian ustawień (przyciskami Lewo, Prawo, lub bezpośrednio przyciskiem wyboru kanału). Po wybraniu interesującego kanału należy nacisnąć Enter. Tryb pracy WYL kanał jest nieaktywny kanał jest kanałem analogowym (wartość domyślna) kanał jest kanałem cyfrowym (opcja dostępna tylko dla kanału pierwszego) Zakres gorny określa górny limit temperatury, po przekroczeniu którego zostanie włączony alarm (wartość domyślna 00 ) Zakres dolny określa dolny limit temperatury, po przekroczeniu którego zostanie włączony alarm (wartość domyślna 0 ) larm NIE alarm nie będzie sygnalizowany (wartość domyślna) TK alarm aktywny << Powrot << - wraca do wyższego menu Podmenu Konfig. MOUS ktywny NIE termometr nie będzie reagował na komunikacje przez RS TK termometr będzie analizował i udzielał odpowiedzi na poprawne ramki MOUS (wartość domyślna) Tryb SII tryb znakowy pozwala na łatwą analizę przesyłanych informacji (wartość domyślna) RTU tryb niedostępny w tej wersji termometru Predkosc prędkość z jaką będzie nawiązywana komunikacja (urządzenie nadrzędne musi pracować na takiej samej prędkości) 00bps wartość domyślna.kbps.kbps dres adres urządzenia MOUS, dostępna jest pula adresów od 0h do Fh. omyślnie urządzenie ma adres 0h. << Powrot << wraca do wyższego menu Skala wyswietl. elsjusz wynik wyświetlany jest w stopniach elsjusza (wartość domyślna) K Kelvin wynik wyświetlany jest w Kelwinach F Fahrenheit wynik wyświetlany jest w stopniach Fahrenheita % wart. zadanej wynik wyświetlany jest w stopniach elsjusza, oraz w procentach i w formie słupka, gdzie 0% stanowi dolny zakres, a 00% stanowi górny zakres dla danego kanału.

5 utozmiana opcja pozwala na automatyczną zmianę na kolejny kanał po zadanym czasie. ostępne ustawienia: wylaczona wartość domyślna s, s, 0s, 0s, 0s, 0s, 0s Reset ustawien NIE (wartość domyślna) TK wciśnięcie Enter w tej pozycji powoduje przywrócenie wartości domyślnych wszystkich parametrów. utokalibracja NIE (wartość domyślna) TK wciśnięcie Enter w tej pozycji powoduje wywołanie procedury autokalibracji kanałów analogowych. Przed przystąpieniem do autokalibracji należy we wszystkich kanałach analogowych zainstalować zwory (zewrzeć wejścia). utokalibracja polega na cyklicznym pomiarze, oraz uśrednieniu offsetów i szumów dla poszczególnych kanałów. << Wyjscie << powoduje wyjście z menu i powrót do normalnego trybu pracy MOUS Użytkownik może nawiązać komunikacje z urządzeniem za pomocą urządzenia nadrzędnego (np. komputera). W tym celu należy przesłać ramkę zgodną z MOUS-SII zaadresowaną do tego urządzenia (adres zgodny z adresem zadanym w menu). Termometr obsługuje dwie funkcje: 0h odczytanie jednego rejestru 0h zapisanie jednego rejestru Numery rejestrów termometru: rejestry pomiarów, bajty tylko do odczyty (wartość temperatury podawana jest bez przecinka, razy 0) 00-0 rejestry offsetów, bajty tylko do odczytu 00-0 zakres górny, bajty 00-0 zakres dolny, bajty 00-0 tryb kanału, bajt 00-0 alarm kanału, bajt 00 numer kanału, bajt 00 skala, bajt 000 zapamiętanie wartości w eepromie tylko do zapisu (wpisanie wartości 0h powoduje zapisanie aktualnych ustawień w eepromie)

6 Załącznik : schemat płyty głównej termometru schemat panelu czołowego schemat mostków pomiarowych (jeden kanał) schemat zasilacza Załącznik : widok P płyty głównej termometru widok P panelu czołowego widok P mostków pomiarowych widok P zasilacza Załącznik : schemat montażowy płyty głównej termometru schemat montażowy panelu czołowego schemat montażowy mostków pomiarowych schemat montażowy zasilacza Załącznik : kod źródłowy oprogramowania dla środowiska IR Embedded Workbench IE.0

7 MISO SK MOSI RESET ISP MISO SK MISO RESET GN ISP R SW XT RESET XTL XTL L_T ON L_ON ON R R,k R,k,k MOSI MISO SK RESET 0 XTL XTL RX TX 0 US P0 (XK/T0) (0) P0 P (T) () P P (INT/IN0) () P P (O0/IN) () P P (SS) () P P (MOSI) () P P (MISO) () P P (SK) () P Reset Ref Vcc GN GN V cc XTL (TOS) P XTL (TOS) P P0 (RX) (TI) P P (TX) (TO) P P (INT0) (TMS) P P (INT) (TK) P P (O) (S) P P (O) (SL) P0 P (IP) (OS) P 0 0 V V JTG NLOG_ON 0 P 0k TK GN TO VTref TMS nsrst Vcc ntrst TI GN JTG ONX 0 ON TX RX LE_ON 0 00n US R IN R IN T IN T IN n V+ V- GN MX 00n R OUT R OUT T OUT T OUT n 00n J ON KEY_ON ON Wire ON J ON R R 0 0,n,n RS < <RX >TX >TR GN <SR >RTS <TS <RI IR omputer -- Modem SERIL ZS_ON ON 00n 00n L 0uH 0 00n 0u V 00n Wire ON Wire ON Title Size Number Revision ate: -Feb-00 Sheet of File: J:\Elektronika\MyProtel.ddb rawn y: Schemat p³yty g³ównej termometru

8 Title Number Revision Size ate: -Feb-00 Sheet of File: J:\Elektronika\MyProtel.ddb rawn y: SI SI Q Q Q Q LK LR QE 0 QF QG QH UP HT L L L L L L L L RLG RLG RLG RLG RLG RLG RLG RLG SI SI Q Q Q Q LK LR QE 0 QF QG QH UP HT L L L L L L L L RLR RLR RLR RLR RLR RLR RLR RLR LE_ON ON OK_LK T ERR_LK S0 S S S S S S S S_Left S_Up S_own S_Right S_Enter LS SPEKER GN ontrast RS R/W E 0 0 Light UP P 0k R 0 L_ON ON ZS_ON ON R 0k R 0k Q S_ S_ S_ S/L LK E F G H QH QH SI 0 LK INH U HT S/L LK E F G H QH QH SI 0 LK INH U HT R R R R R R R R R R0 R R R R R R KEY_ON ON UP HT UP HT UP HT UP HT UP HT 0 UP HT 0 UP HT Schemat panelu czo³owego

9 R k R k J PT00 PR 0k R 0k R k PR k R 0k PR 0k U LM Z V J OUT J ZS Title Size Number Revision ate: -Feb-00 Sheet of File: J:\Elektronika\MyProtel.ddb rawn y: Schemat kana³u pomiarowego

10 LE Q R k _IN F 0m T 0 TS0/0 V- V+ V 000u U IN OUT 00n 0 00n 00u R _OUT _OUT _OUT 00n 00n 0 00n LE k 00n U INOUT J LMT R RES 00n 00u V _OUT V 00n R POT Title Size Number Revision ate: -Feb-00 Sheet of File: J:\Elektronika\MyProtel.ddb rawn y: Schemat zasilacza

11 Widok P p³yty g³ównej (ottom Layer, odbicie lustrzane) Widok P p³ytki z³¹cz (ottom Layer, odbicie lustrzane) Widok P p³ytki zasilacza

12 Widok P p³ytki panelu czo³owego (ottom Layer, odbicie lustrzane) Widok P p³ytki panelu czo³owego (Top Layer)

13 Widok P p³ytki mostków pomiarowych (odbicie lustrzane)

14 P³yta g³ówna termometru - rozk³ad elementów (strona elementów) P³yta g³ówna termometru - rozk³ad elementów (strona druku, odbicie lustrzane) P³ytka z³¹cz - rozk³ad elementów (strona elementów)

15 P³yta panelu czo³owego - rozk³ad elementów (strona druku) P³yta panelu czo³owego - rozk³ad elementów (strona druku, odbicie lustrzane)

16 P³yta mostków pomiarowych - rozk³ad elementów (strona elementów) P³yta mostków pomiarowych - rozk³ad elementów (strona druku, odbicie lustrzane)

17 P³ytka zasilacza - rozk³ad elementów (strona elementów) P³ytka zasilacza - rozk³ad elementów (strona druku, odbicie lustrzane)