6-ти канальный измеритель длительных процессов

Как-то встала передо мною задача проверить какая марка литий-полимерных аккумуляторов лучше. Но вот незадача, снять 3 значения напряжения + потребляемый ток во время процесса разряда аккумулятора мне было не чем, а протестить акки хотелось, для этого решил собрать простое устройство для снятия нужных характеристик. Но слегка увлёкся и получил 6-ти канальный вольтметр-регистратор, способный опрашивать шесть входов до 5-ти раз в секунду.

6-ти канальный осциллограф длительных процессов

6-ти канальный осциллограф длительных процессов

Данный простенький агрегат вполне подходит для задач, чей смысл зашифрован в его название. Так же он может сыграть роль метеостанции, если к нему подключить весь требуемый набор датчиков для наблюдения за погодой. Или его можно превратить в регистратор, который будет опрашивать датчики и следить, что бы их показания не выходили за допустимые значения.

Измеритель построен на базе микроконтроллера PIC16F688 и USB-UART преобразователя CP2102.

Схема

Схема

Для защиты от криворукости была применена гальваническая развязка, но при желание, на свой страх и риск, её можно отключить, в угоду экономии на дополнительном источнике питания. На каждом канале есть 10-ти кратный делитель, которые можно включать и отлучать, таким образом, осциллограф имеет два предела измерения положительного сигнала напряжением 5В и 50В с 10-ти разрядными АЦП.

Печатка

Печатка

Устройство заточено под корпус FB-01. Микроконтроллер PIC16F688 в DIP корпусе, установленный через панельку. Преобразователь интерфейса USB-UART CP2102 в QFN-28 корпусе. Стабилизатор VR1 – 78L05ABUTR в корпусе SOT-89. Оптопары U1 и U2 KB814 или KB816 в DIP4 корпусе. Кварц HC-49S на 20МГц. Для защиты схемы от переполюсовки применён шотки диод VD1 MBR0540 в корпусе SOD-123. Стабилитрон VD2 на 5,1В в корпусе SOT-23. Светодиоды LED1-LED3 любые, с напряжением питания ~3В и током менее 20мА. Токоограничивающие резиcторы R1, R4 и R11 по 470Ом в корпусе типоразмера 0805. Резистора R2-R3, R8-R9, R11-R12 по 4,7кОм все кроме R12 0805, последний 1206. R6 47кОм, R10 3,3кОм по 0805, желательно 1%. R5 многооборотный резистор 3,3кОм 3296W. Конденсатор C1 470мкФ от 25В. C2-C3, C8, C6 0805 0,1мкФ. C5 и C7 22пФ 0805. C4 10мкФ чип тантал типоразмера A или B. C9 чип тантал на 4,7мкФ в корпусе A. Разъём X1 – гнездо miniUSB. X2 – гнездо питания 5,5*2,1мм. X3 шесть клеммников 340-021-12den или три клеммника 340-031-12den, так же они продублированы PLS17 с удалённым каждым третьим пином, для удобного подключения обычных пиновых проводов.

Плата измерителя

Плата измерителя

Примечание по использованию корпуса FB-01 и подстроечных резисторов 3296W: в крышке нужно будет сделать миллиметровые углубления для валов резисторов, что бы они не упирались в крышку.

Связь с измерителем

Импровизированный осциллограф подключается к компьютеру по средствам USB, на компьютере появляется виртуальный COM порт. Устройство не скоростное – поэтому была выбрана стандартная самая распространённая скорость 9600. Диалог строиться на запросах ответах, т.е. для получения данных какого-либо канала устройству посылается запрос, на которое девайс отвечает.

Формат запроса: один байт – символ в кодировке ASCII AF, что соответствует 1 — 6-тому каналу.

Ответ приходит из 4-х байт:
1. Номер канала в виде заглавного ASCII символа AF для 1-6 канала
2. Младший байт с АЦП
3. Старший байт с АЦП
4. Контрольная сумма в виде арифметической суммы всех предшествующих байт посылки.

Пример посылки:
Запрос: A
Ответ: A 00h A2h E3h

Устройство способно опрашивать один канал с частотой до 50Гц или все 6 с частотой до 5 Гц. Скорость опросов может быть и больше, но значения могут начать искажаться.

Программное обеспечение

Для работы с 6-ти канальный измеритель длительных процессов, как с медленным осциллографом или регистратором с графикопостроителем была написана программа – Al Oscilloscope 6x.

Так же возможно другое применение приставки, но другое ПО пока не реализовано.

По практическому применению: данная приставка использовалась для снятия характеристик разряда Li-Poly аккумуляторов и для знакомства с гироскопом ENC-03RC.

Скачать печатку и прошивку

15 комментариев »

Alex_EXE | 28.09.2012 | Измерительная техника | 11 177 просмотров

15 комментариев на « 6-ти канальный измеритель длительных процессов»

  1. Plotny пишет 28.09.2012 в 18:47 #

    Скажите где скачать печатку и прошивку

  2. jfgj пишет 29.09.2012 в 02:25 #

    да и программа-осцилограф тоже не лишней была бы

  3. Alex_EXE пишет 29.09.2012 в 08:59 #

    Статья нечаянно была опубликована раньше времени — поэтому и не полная.
    Программы обычно публикую отдельно и статья по Al Oscilloscope 6x ещё не готова.

  4. dd пишет 03.10.2012 в 22:55 #

    в каком компоненте рисуете графики в программе?

  5. Alex_EXE пишет 05.10.2012 в 13:00 #

    в image.Canvas

  6. zaman пишет 10.11.2012 в 01:49 #

    А исходники программы для ПК не выложите?
    меня интересует часть взаимодействия с COM-портом для асинхронного приема

  7. iggi пишет 12.11.2012 в 16:41 #

    А сколько потребляет схема? Если запитать от ЮСБ?

  8. Alex_EXE пишет 14.11.2012 в 17:53 #

    zaman
    Нет, но могу выслать демопример. Использованный компонент TBComPort.
    iggi
    Не замерял, думаю около 20-80мА. От USB работает хорошо, но только пропадает гальваническая развязка и если нечаянно подать высокое напряжение то под удар попадёт не только контроллер но и компьютер.

  9. zaman пишет 16.11.2012 в 22:07 #

    Вышлите, если можно.
    Я уже разные компоненты пробовал но не выходит принять правильно строку с порта, она у меня приходит когда ей захочется…

  10. Михаил пишет 06.11.2013 в 19:25 #

    А вот тоже самое, но без виртуального COM-порта, напрямую по USB как сделать?

  11. Alex_EXE пишет 07.11.2013 в 11:16 #

    Взять микроконтроллер с аппаратной поддержкой USB (недавно у PIC’ов появилось много новых 8-ми битников 16 и 12 серии, у других семейств то же линейки обновились) или реализовать программный USB самому или найти готовую библиотеку. На компьютере же общаться через HID.

  12. olegtur77 пишет 09.01.2016 в 19:12 #

    Alex! Возможно компильнуть программу под 690й проц ?

  13. Alex_EXE пишет 10.01.2016 в 03:59 #

    С пиками последнее время почти не работаю и на основной машине средств работы с ними у меня нет.

  14. Alex_EXE пишет 30.09.2016 в 17:59 #

    Дополнение от 29.09.2016

    Скачать исходник прошивки

  15. idxi пишет 29.11.2016 в 03:05 #

    Классно! За исходник Спасибо!
    Респект! Phf.

Комментарии RSS

Оставьте отзыв