USB-ИЗМЕРИТЕЛЫНЫЙ ПРИБОР ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

Введение
Данная разработка позволяет измерять 4 напряжения с точностью до 0,002 В, два периода по переднему фронту, две длительности высокого уровня и подсчитать количество импульсов. Точность измерения времени 0,001 секунды. Измерить частоту с точностью до 10 Гц. С помощью специальных настроек в приборе можно
задавать логическое условие начала измерения времени на логических КМОП входах. Устанавливать логический уровень на 4-х логических КМОП выходах и реализовывать КМОП ШИМ. Ежесекундный отчёт измерения формируется в CSV-файле для дальнейшей загрузки и работе в Open Office Calc.


Прибор
Принципиальная схема прибора изображена на рисунке 1.
В таблице приведены все характеристики прибора:

Основой прибора является микроконтроллер DD1 PIC18F2685 [1] и UART-USB интерфейс DD2 FT232RL [2]. Микроконтроллер DD1 можно запрограммировать, подключив к разъёму Х4 внутрисхемный программатор MPLAB ICD 2 или MPLAB ICD 3. Принудительная возможность сбросить микроконтроллер во время работы отсутствует, R13 подключен к NMCLR выводу микроконтроллера. Генератор тактовой частоты для микроконтроллера DD1 собран на кварцевом резонаторе ZQ1 и стабилизирующих конденсаторах С1 и С2.
К разъёму Х1, Х2 и ХЗ подключены резисторы R1-R12 для рассеивания электрической энергии из-за возможного замыкания выводов между собой или с питанием. Источник опорного напряжения DA2 LM4040C20ILPE3 подключен последовательно с резистором R17 и даёт для 10-и битного АЦП микроконтроллера 2,048В.
Питаться прибор может во время программирования через разъём Х4 (в настройках интегрированной среды MPLAB IDE нужно этот способ указать). Подключить через разъём Х6 блок питания (способного давать переменный или постоянный ток 0,5А и напряжение 9 -15В). Полярность можно не соблюдать, всё равно диодный мост VD3 выпрямит ток. Интегральный линейный стабилизатор напряжения DA1 L7805ACV стабилизирует напряжение 5В с точностью в 2%. Развязка напряжения между источниками питания подключенными к разъёмам Х5 и Х6 выполнена на диодах Шоттки VD1 и VD2. Питание прибора блокируется фильтрующими конденсаторами СЗ-С12. Светодиоды HL1-HL3 информируют о питании, работе и трафике данных прибора.
Программное обеспечение
Собрав и запрограммировав устройство можно подключить к ПК через USB разъём Х5. Скачать драйвер можно с официального сайта [2].
ПО работает с такими ОС, как Windows ХР, Vista, 7 и 8.
Скачать ПО и прошивку
Откройте ПО AYK-EXP-USB. Затем убедившись, что компьютер распознаёт прибор можно нажать на кнопку «Connect and run» (рис.3), если программа не нашла прибор, тогда появляется сообщение об ошибке, смотреть рис.4.


При грамотном подключении программа выглядит, как показано на рис.5.

Чтобы в поле «Data» отобразить напряжение, частоту, количество импульсов или время с размерностью нужно дважды щёлкнуть левой кнопкой мыши на нужном поле.
Для запуска секундомера нужно выполнить любое из двух условий: 1) Выбрать А и для начала отсчёта времени подать высокий логический уровень на вход InA. Пока происходит удержание высокого уровня на входе InA, секундомер работает, значит можно производить измерения периода (интервала времени между двумя физическими событиями) или время удержания высокого уровня (длительность конкретного физического события) на входе InB. 2) Выбрать С и для начала отсчёта времени установить высокий логический уровень на выходе OutC. Секундомер работает, пока на выходе OutC установлен высокий логический уровень.

На рисунке 2 изображена диаграмма измерения времени импульсов на входе InA. В данном режиме аналогичным образом можно измерить время импульсов на входе InB.
При работе
программа в одной директории формирует отчёт в файле report.csv параллельно ходу измерения, отчёт можно открыть в блокноте (рис.6.).

Для загрузки CSV-файла в электронную таблицу нужно скачать Open Office с официального сайта http://www.openoffice.org/ download/ и установить как обычное программное обеспечение. Для импорта CSV-файла, нужно в Open Office Calc открыть файл report.csv. Выбрать кодировку «Кириллица (Windows-1251)» и выбрать разделитель табуляция и точка с запятой (рис.7). Нажать «ОК».

На рис.8, показана электронная таблица, импортированная из файла report.csv. Теперь можно провести необходимые расчёты и построить график.
Для разрыва связи ПК с прибором нужно нажать на кнопку «Disconnect».

Ковалев А. Ю. aykovalev@yandex. ru Ссылки в интернете:
1) www.microchip.com
2) www.ftdichip.com
радиоконструктор 04-2015

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Счетчик тИЦ и PR