Ulog univerzá lnízapisovač a zobrazovač napě tí

Transkript

1 Ulog univerzá lnízapisovač a zobrazovač napě tí Vá ženýuživateli, do rukou se Vá m dostá vá přístroj s možností měřit, zobrazovat a uklá dat zobrazené a naměřené hodnoty do pamě ti. Ty je pak dá le možno přené st do osobního počítač e a tam je analyzovat v grafech a archivovat. Přístroj je urč en pro středně dobá a dlouhodobá měření, není vhodnýpro měření rychlých a přechodových jevů Pomocí vhodných převodníků lze tak zaznamená vat nejrůzně jší fyziká lní velič iny a jejich průbě h v č ase. Popis vlatnostípřístroje: Napájení: [V] 8-15 V ss, (alt. 230Vst) Odběr proudu: max [ma] 250 ma Zobrazovač: [mm] 4x LED 20 mm, King Bright Red Vstupnírozsah: [V] 0-5V (4,999) Rozlišeníměření: [mv] 1,2 mv Perioda měření: volitelná od: [s] 0,1-300 s Přenosová rychlost: [Bd] Bd 8N1 Kapacita paměti: [-] 4083 změřený ch hodnot v EEPROM Zobrazované hodnoty: [V] aktuálně změřená hodnota [V] maximálníhodnota [V] minimálníhodnota [s] čas měření [%] volná kapacita paměti Rozměr: [Š V H mm] ( 80, bez zdroje 230V) Sché ma zapojení: Sché ma zapojení hlavní desky Ulog. Potřebné vybavení: Mikropájka s regulacíteploty hrotu, cínová pájka Crystal 505 0,7, kleště štípacístranové. Kalibračnívoltmetr s rozsahem min Laboratornízdroj. Instalaci a zapojenípřístroje, napájeného z elektrovodné sítě napětím 230V, může provádět jen osoba s příslušnou kvalifikacípodle vyhlášky 50.sb. Hrozíú raz elektrický m proudem! Použitípřístroje je na vlastnínebezpečívlastníka a uživatele, vý robce nenese žá dnou odpovědnost za škody, způsobené jeho nesprávný m použitím nebo za ú jmu na zdravípři jeho stavbě, montáži a provozu. Ing. Petr Sysala Měřenía regulace, 1

2 Seznam součá stek Hlavnídeska C1,2, 6,7,9 100n C11 100n/TC350 C3,4 33p C5 4M7/50V C8,10 100M/10V R1-9, R15-18, R k R9 33R R10 10R R19 8k2 D1,2 1N4148 IC IC IC3 89C4051 IC4 24C64 SO8 ú zké IC5 ADS7822 SO8 ú zké IC6 MC7805CT IC7 MC78L05Z TO92 Q1-7, Q13-14 BC557C Q8-11 BC547C K1,2,7 ARK210/2, šroubovací svorka do plošného spoje X1 XT/M MHz U4, nízký Deska displeje R R O1 O4 MAN8640 UP, DOWN, MEM tlačítko mikrospínač, TS130 JP20-23 JUMP S1G40W, lámacíkolíková lišta jednořadá, ú hlová 90 Zdrojová čá st 230V/9V C11 B2 F1 TR1 K4 kondenzátor elektrolytický, radiální, 3m3/25V diodový usměrňovacímůstek B40R držá k pojistky DP02 do DPS + pojistka F250mA ZTR38/18, 230V/1x9V svorka šroubovacído DPS, ARK210/3 Odpory v provedenír0207, pro montáž na ležato na hlavnídesku, je nutný ostrý ohyb, co nejblíž e tělesa odporu. Otvory pro osazenítransformátoru se mohou svojípolohou lišit od skutečné polohy na transformátoru. Na desce je dostatek kontaktníplochy pro vyvrtánía připojenítakový chto vý vodů. Stavba: Svépomocná stavba měřicího přístroje Ulog je určena pokročilý m elektronikům s potřebnou praxív práci s obvody CMOS a SMD. K oživenía kalibraci je nezbytné výše popsané dílenské vybavenía jeho absence může negativně ovlivnit vý sledné vlastnosti a chovánípřístroje. Cena za oživenívámi osazené a zaslané stavebnice bude účtována čá stkou 500,- za každou započatou hodinu práce, plus materiál, nutný k oživení. Ing. Petr Sysala Měřenía regulace, 2

3 Osazovacíplá n hlavnídesky Ulog. Osazovaníje vhodné začít od nejnižších součá stek, tedy drátový mi propojkami P1 až P4. Potom odpory v provedenína ležato, diody 1N4148 a keramické kondenzátory 100nF. Následně tranzistory, objímku, ostatnísouč. a naposled IO. Procesor 89C4051 je osazen v objímce, na svorce pro vstupníměřené napětíje třeba odříznout vý stupek pro rybinové spojenísvorek, překážípolyesterovému, radiálnímu kondenzátoru na vstupu AD převodníku. SMD součá stky, stejně jako ostatnísoučá stky (CMOS) pájíme zásadně ostrý m hrotem mikropájky s teplotou do 350 C a malý m množstvím cínu. Doporučený je průměr 0,7mm Stannol Sn60 Pb40 s tavidlem Kristall 505. Ing. Petr Sysala Měřenía regulace, 3

4 Obě SMD součá stky majípin č.1 orientovaný k nejbližšímu rohu hlavnídesky, k propojovacím kontaktům DISPLEJ1. Prvníz leva je paměť EEPROM 24C64, blíž e ke svorkovnicím je AD převodník ADS7822. Ve stavebnici již mohou bý t tyto součá stky, z bezpečnostních důvodů, osazeny a zapájeny na desce plošného spoje. (Pistolová trafo-pájka opravdu použít nelze) Propojka DISPLEJ1 je provedena tak, že propojovacíšpičky ležípřímo na desce, bez mezery. Na potřebném kusu ú h- lové propojky posunout jejícelkové, plastové uchycenína kraj tak, aby se daly kontakty osadit do otvorů na desku. Totéž platíu propojenídisplej2, ale na desce propojovacís displejem. Plastové spojeníšpiček po zapájenísejmeme. Přechodovou desku odporů pro displej zapájíme na desku hlavníaž po kontrole správného sestavenís displejem a osazenívšech součá stek na hlavnídesce. Pokud přístroj chceme vestavět do krabiček Bobla, řady NGS, je vhodné zasunout hlavnídesku do krabičky a pak teprve zkontrolovat polohu displeje. Správná poloha spojovacídesky je pak asi 1mm nad hlavnídeskou, stejně tak propojka DISPLEJ 1. Ing. Petr Sysala Měřenía regulace, 4

5 Propojovacídesku s displejem osadit do hlavního plošného spoje a vyzkoušet polohu propojovacích špiček pro desku displeje. Zde by neměla bý t potřebná žá dná ú prava. Deska displeje připravená k zapájeník přechodové desce a desce hlavní. Pokud vyrábíme přístroj určeník vestavbě do panelové krabičky Bopla, zkontrolujeme volný pohyb sestavy v zářezech uvnitř krabičky a případné přesahy desek zabrousíme. Ož ivení Po kontrole osazenía pájenína zkraty, můžeme připojit na svorky pro napájení(k1) laboratornízdroj s napětím 9V a proudovou ochranou na hodnotě cca ma. Po zapnutíse musísprávně sestavenému přístroji rozsvítit displej a na něm stoupat zobrazovaná hodnota tak, jak se nabíjíkondenzátor na vstupu AD převodníku. Pracovníproud ze zdroje 9V je u funkčního přístroje cca 150 ma a měníse podle množstvísvítících segmentů displeje. Ing. Petr Sysala Měřenía regulace, 5

6 Kalibrace: Referenčnínapětípro AD převodník je poskytováno napěťový m zdrojem typu 78L05. Tento zdroj může mít vý stupní napětív určitém tolerančním poli a jeho hodnota tak přímo ovlivňuje hodnotu zobrazenou na displeji. Aby se hodnota měřeného napětíshodovala se skutečný m napětím na vstupu AD převodníku je nutné přístroj před prvním použitím kalibrovat. K tomu je třeba změřit co nejpřesněji vý stupnínapětízdroje 78L05 na kondenzátorech C9,10 (vý vod směrem k displeji). Změřenou hodnotu vložíme do vzorce. K kal = U OUT 5000 [mv] K kal - kalibračníkonstanta; U out - vý stupnínapětíreferenčního zdroje 78L05 v mv Příklad: Změřené vý stupnínapětízdroje 78L05 je 4,952 V, pak = - 48 Vlastníkalibrace je jednoduchá, nasadíme propojovacímůstek na špičky JP15 (hned vedle procesoru) a přístroj zapneme, na displeji pak tlačítky DOWN nebo UP nastavíme kalibračníkonstantu a potvrdíme ji tlačítkem MEM. Hodnoty pro odečítání(záporné) se indikujísvitem desetinné tečky na displeji vlevo. Po potvrzenítlačítkem MEM se rozsvítí pravá desetinná tečka. Přístroj můžeme vypnout, odpojit propojovacímůstek a po opětovném zapnutízkontrolovat měřený ú daj na displeji s hodnotou změřenou porovnávacím voltmetrem. Použ itípřístroje Ulog Pokud je přístroj vypnutý, nesmí být na měřícím vstupu žá dné napětí! S ohledem na př esnost a linearitu měření nemá AD př evodník na své m vstupu žá dné ochranné obvody. Maximá lní vstupní napětí 5V! Nastavenímě řícíperiody: Stisknout tl. UP a zapnout napájení, pomocíup nebo DOWN nastavit požadovanou hodnotu a potvrdit tlačítkem MEM (svítícítečka se přesune z 3. na 4. pozici). Tlačítka nemajífunkci automatického opakovánípři trvalém stisku, je nutno je stisknout opakovaně, až do zobrazenípožadované hodnoty. Načteníulož ených dat do PC Stisknout tl. DOWN a zapnout napájení, v počítači, připojeném pomocíkabelu se sériový m portem COM1 nebo COM2, již musíbý t program Unilog Reader v režimu čekánína data. Na displeji probíhá rychlé zobrazeníměřený ch hodnot, tak, jak se posílajípo RS232 do PC. Program zobrazuje množstvínačtený ch dat graficky, v prodlužujícím se pásku. Při dalším měřeníse paměť maže a data zapisujíznovu do čisté paměti. Informace bě hem měření: Tlačítky DOWN/UP můžeme během měřenízjistit dalšíú daje, čas měření, zaplněnípaměti a maximální a minimálníhodnotu měření. Tlačítko MEM zapíná a vypíná ukládánído paměti EEPROM. Hodnoty v níjsou uloženy až do dalšího záznamu, i po vypnutípřístroje. Up/Down listovánív ú dajích probíhajícího měření Č as od počátku měření v sekundá ch Mem zapíná/vypíná ukládánídat do paměti - Bliká poslední desetinná teč ka Up/Down listovánív ú dajích probíhajícího měření Maximá lní dosažená hodnota Up/Down listovánív ú dajích probíhajícího měření Zaplnění paměti v % Up/Down listovánív ú dajích probíhajícího měření Minimá lní dosažená hodnota Ing. Petr Sysala Měřenía regulace, 6

7 Ulož enínamě řených dat Ulog je schopen naměřená data odeslat po povelu uživatele do programu pro jeho dalšípřepočet a uloženína pevný disk osobního počítače. Ulog má k tomuto účelu k dispozici zjednodušený interface pro propojenís sériový m portem počítače. Využívá jen signál RDX a GND. Sché ma propojení svorky K2 s konektorem Canon 9 F (zá suvka) Data jsou na vý stupnísvorku K2 posílána po zapnutípřístroje s předchozím trvalý m stiskem tlačítka DOWN. Na displeji jsou při tom odesílané hodnoty zobrazovány v rychlém sledu. K příjmu dat na PC je možno použít jednoduchý program Unilog Reader. Jeho instalace je jednoduchá, stačína pevném disku vytvořit složku Unilog (na jménu nezáleží) a do nínakopírovat celý obsah diskety nebo souboru Unilog.zip. Po spuštěnísouboru Unilog.exe zkontrolujeme nastavení sériového portu, kam je připojen Ulog. Po stisku tlačítka Načíst data se objevídialogové okno indikující množstvínačtený ch dat a možnost tlačítkem Storno ukončit předčasně načítánídat. Po ukončenínačítánídat program data zobrazuje ve sloupcích a jednotlivé ú daje také identifikuje. Tlačítkem Nový sloupec lze vytvořit nový slopec s vlastním pojmenováním a vlastním vý počtem. Ing. Petr Sysala Měřenía regulace, 7

8 Tlačítko Uložit dává možnost data uložit ve dvou formátech, TXT a CSV k dalšímu zpracovánía analý ze, např. v programu MS Excel. Soubor CSV stačípoklepat dvojklikem myšía bude otevřen v MS Excel a data separovány v samostatný ch sloupcích. Sloupec dat v programu Unilog reader jde ovlivňovat pomocílevého tlačítka myši, pokud šipka ukazuje na záhlaví sloupce. Lze tak jednoduše a rychle vytvořit sloupec s daty odpovídajícíměřenému napětí, či jiné veličině, s ohledem na napěťový dělič, bočník, či jinou převodníkonstantu měřené veličiny na napětí. Zá vě r Měřícípřístroj Ulog je alternativou přenosný ch měřících přístrojů (které jsou většinou umístěny trvale na stole vý vojáře) s možnostívysokého rozlišení(kolem 1mV), dobré čitelnosti měřeného ú daje (20 mm), nízkou cenou a možností ukládat data do paměti. Trh takový mi přístroji neoplý vá v potřebném množstvív podobném poměru ceny a dostupného vý konu. Jedná se však stále o konstrukci amatérskou, realizovanou poloprofesionálnívý robou. Proto prosím o pochopenínedostatků a omezeného pole použití(základnírozsah, jeden blok měření, jednosměrná komunikace s PC a absence on-line přenosu měřený ch dat). Petr Sysala (vý roba) info@sysala.cz Radek Vá clavík (vý voj) OK2XDX Ing. Petr Sysala Měřenía regulace, 8