Uniwersalny przyrzÄ…d laboratoryjny
P R O J E K T Y
Uniwersalny przyrzÄ…d
laboratoryjny, część 2
AVT-5034
Zgodnie z zapowiedziÄ…
Obsługa przyrządu kres pomiarowy, podając jedno-
sprzed miesiÄ…ca, koÒczymy BezpoÅ›rednio po wÅ‚Ä…czeniu za- czeÅ›nie na wyÅ›wietlaczu nowÄ…
silania ukÅ‚ad wyÅ›wietla menu jednostkÍ: kHz. Przekroczenie za-
opis budowy uniwersalnego
gÅ‚Ûwne (wyglÄ…d wyÅ›wietlacza po- kresu pomiarowego, czyli dojÅ›cie
przyrzÄ…du laboratoryjnego,
kazano na rys. 3), z ktÛrego po- do czÍstotliwoÅ›ci 99MHz jest syg-
ktÛry moÅ‚e speÅ‚niaĘ szereg
ziomu mamy dostÍp do wszyst- nalizowane wyÅ›wietleniem komu-
rÛÅ‚norodnych funkcji testowo-
kich funkcji miernika. Do poru- nikatu ìOVERLOADî.
pomiarowych, ale mołe byĘ
szania siÍ po menu sÅ‚uÅ‚Ä… dwa Poprawna praca miernika jest
takłe wykorzystywany jako
klawisze oznaczone strzałkami na sygnalizowana cyklicznym, odby-
termometr, zegar itp.
pÅ‚ycie czoÅ‚owej miernika. WybÛr wajÄ…cym siÍ co sekundÍ wyÅ›wiet-
aktualnie wyÅ›wietlonej funkcji po- laniem napisu ìGATEî w lewym
twierdzamy za pomocÄ… klawisza gÛrnym rogu wyÅ›wietlacza.
ENTER, a po zakoÒczeniu pomia- Zapisywanie wynikÛw pomia-
rÛw wychodzimy z niej, naciska- rÛw na kartce papieru jest raczej
jÄ…c klawisz ESC. OmÛwmy teraz niewygodne, szczegÛlnie jeÅ‚eli jed-
szczegÛÅ‚owo wszystkie funkcje noczeÅ›nie z tymi wynikami musi-
miernika. my zanotowaĘ czas, w ktÛrym
zostały zmierzone. Jełeli w naszej
1. Bezpośredni pomiar pracowni posiadamy komputer, co
czÍstotliwoÅ›ci obecnie jest wÅ‚aÅ›ciwie reguÅ‚Ä…, to
Po wybraniu tej opcji pomiar mołemy wykorzystaĘ go do gro-
czÍstotliwoÅ›ci przebiega caÅ‚kowi- madzenie wszelkich wynikÛw po-
cie automatycznie, ze staÅ‚ym cza- miarÛw pochodzÄ…cych z naszego
sem bramkowania wynoszÄ…cym miernika. Po naciÅ›niÍciu klawisza
1 sekundÍ. Zmiana podzakresÛw PRINT aktualny wynik pomiaru
odbywa siÍ caÅ‚kowicie bez inge- przekazywany jest za poÅ›rednic-
rencji ze strony ułytkownika i syg- twem interfejsu RS232 do kom-
nalizowana jest podaniem jednos- putera i tam zapisywany.
tki wyniku pomiaru bezpośrednio Naciskanie klawisza PRINT
po wyniku. Pomiar na zakresie do podczas dokonywania pomiaru
5MHz odbywa siÍ z rozdzielczoÅ›- czÍstotliwoÅ›ci powoduje wysÅ‚anie
cią 1Hz i taka właśnie jednostka do komputera informacji o zmie-
wyÅ›wietlana jest na LCD. Po rzonej czÍstotliwoÅ›ci, stosowanej
przekroczeniu czÍstotliwoÅ›ci jednostce i czasie, w ktÛrym do-
5MHz (dokładnie 4,9MHz) mier- konany został pomiar:
nik automatycznie zmienia podza- Frequency: 2499993 Hz
Elektronika Praktyczna 10/2001
41
Uniwersalny przyrzÄ…d laboratoryjny
liwośĘ mierzonego sygnału. Jełeli mowego komputera lub na dołą-
na wejście CON2 nie jest poda- czony do układu wyświetlacz al-
wany ładen sygnał, to miernik fanumeryczny LCD. Wysłanie in-
bÍdzie wyÅ›wietlaÅ‚ kompletne formacji do komputera wymaga
ìbzduryî. Jest to jednak zjawisko naciÅ›niÍcia i przytrzymania przez
Rys. 3. Wygląd wyświetlacza
normalne, wynikajÄ…ce z cech zasto- czas analizowania magistrali kla-
w trybie pomiaru częstotliwości.
sowanego preskalera. Widok ekranu wisza PRINT. Widok ekranu wy-
wyświetlacza w tym trybie pomia- świetlacza pokazano na rys. 6.
rowym pokazano na rys. 4.
Podobnie jak podczas bezpo- 5. Timer
Å›redniego pomiaru czÍstotliwoÅ›ci, Wbudowany w miernik timer
naciÅ›niÍcie klawisza PRINT spo- umoÅ‚liwia Å›ledzenie upÅ‚ywu cza-
Rys. 4. Wygląd wyświetlacza
woduje wysłanie do komputera su z rozdzielczością jednej sekun-
podczas konfigurowania preskalera.
wyniku pomiaru wraz z informacją dy. Timer obsługiwany jest iden-
o czasie, w jakim zostaÅ‚ wykonany. tycznie jak licznik zdarzeÒ: kla-
wisz ENTER uruchamia zliczanie
3. Pomiar temperatury czasu, naciÅ›niÍcie PAUSE powo-
Jest to pierwsza z dodatkowych duje chwilowe (ał do ponownego
Rys. 5. Wygląd wyświetlacza
funkcji miernika, ktÛra moÅ‚e oka- naciÅ›niÍci ENTER) wstrzymanie
w trybie pomiaru temperatury.
zaĘ siÍ bardzo uÅ‚yteczna, np. zliczania, a klawiszem CLEAR mo-
podczas dokonywania ekspery- łemy wyzerowaĘ rejestry timera.
mentÛw z doborem radiatorÛw lub Maksymalny czas, ktÛry moÅ‚emy
stosowaniem wymuszonego chło- zmierzyĘ za pomocą timera wy-
dzenia. Do pomiaru temperatury nosi 65535 godzin, 59 minut i 59
zastosowano popularny termometr sekund, czyli nieco ponad 7 lat!
Rys. 6. Wygląd wyświetlacza
w trybie testowania 1Wire. cyfrowy firmy DALLAS - DS1820. Naleły zaznaczyĘ, łe wyjście
Pomiar temperatury odbywa siÍ z funkcji timera podczas jego pra-
z rozdzielczością 0,1OC, w zakresie cy nie powoduje jej wstrzymania
od -55 do +125 stopni. Podobnie ani wyzerowania rejestrÛw. Timer
jak podczas dokonywania pomia- bÍdzie nadal pracowaÅ‚ w tle, po-
rÛw czÍstotliwoÅ›ci wyniki mogÄ… dobnie jak licznik zdarzeÒ i zegar.
Rys. 7. Wygląd wyświetlacza
byĘ przekazywane do komputera. Stan licznikÛw timera moÅ‚emy
w trybie konfigurowania timera.
NaleÅ‚y jednak zwrÛciĘ uwagÍ, Å‚e w kaÅ‚dej chwili przesÅ‚aĘ do kom-
odczyt temperatury przekazywany putera za pomocÄ… naciÅ›niÍcia kla-
jest bez punktu dziesiÍtnego i Å‚e wisza PRINT. Widok ekranu wy-
np. zapis ì286î oznacza w rzeczy- Å›wietlacza pokazano na rys. 7.
wistości 28,6OC. Widok ekranu
Rys. 8. Wygląd wyświetlacza wyświetlacza pokazano na rys. 5. 6. Zegar czasu
w trybie ustawiania daty i czasu.
Temperature: 260 rzeczywistego
12:09:43 OstatniÄ… z funkcji wbudowa-
00:03:01 Temperature: 289 nych w miernik jest zegar czasu
Frequency: 2499993 Hz 12:09:44 rzeczywistego, wskazujÄ…cy aktual-
00:03:02 Temperature: 446 ny czas i datÍ. Po wybraniu tej
Frequency: 2499993 Hz 12:09:45 funkcji na ekranie rozpoczyna siÍ
00:03:03 Temperature: 518 wyświetlanie tych informacji.
Frequency: 2499994 Hz 12:09:46 W kałdej chwili mołemy dokonaĘ
00:03:04 Temperature: 540 korekty wskazywanego czasu, na-
Frequency: 2499994 Hz 12:09:48 ciskając przycisk SET. Po wejściu
00:03:33 w tryb ustawiania czasu aktywne
4. Tester magistrali 1WIRE sÄ… nastÍpujÄ…ce klawisze:
2. Pomiar czÍstotliwoÅ›ci KolejnÄ… funkcjÄ… dostÍpnÄ… z po- - klawisze oznaczone strzaÅ‚kami
z preskalerem 1:256 ziomu menu gÅ‚Ûwnego jest testo- sÅ‚uÅ‚Ä… do zmiany aktualnie usta-
Pomiar czÍstotliwoÅ›ci wiÍkszych wanie magistrali 1WIRE. PrzyrzÄ…d wianej wartoÅ›ci.
od 100MHz, z punktu widzenia umołliwia określenie liczby ukła- - klawisz SET słuły do zatwier-
obsÅ‚ugi miernika, niczym nie rÛÅ‚ni dÛw doÅ‚Ä…czonych w danym mo- dzenia ustawionej wartoÅ›ci (ko-
od pomiaru na niłszym zakresie. mencie do magistrali 1WIRE oraz lejno: godzin, minut, dnia mie-
Wynik wyÅ›wietlany jest zawsze odczytanie ich numerÛw seryj- siÄ…ca i roku).
w kHz. Musimy jednak pamiÍtaĘ, nych. Maksymalna liczba ukÅ‚adÛw Nie przewidziano osobnej fun-
Å‚e najniÅ‚sza czÍstotliwośĘ jakÄ… mo- doÅ‚Ä…czonych do badanej magistra- kcji zerowania sekundnika zegara.
łemy zmierzyĘ na tym zakresie li wynosi 65536. Licznik sekund ustawiany jest na
wynosi ok. 70MHz. Pomiar mniej- Wszystkie wymienione infor- zero w momencie wprowadzenia
szych czÍstotliwoÅ›ci bÍdzie obar- macje sÄ… przekazywane uÅ‚ytkow- nowej wartoÅ›ci minut.
czony znacznym bÅ‚Ídem, tym wiÍk- nikowi dwiema drogami: poprzez Zegar czasu rzeczywistego jest
szym, im mniejsza bÍdzie czÍstot- zÅ‚Ä…cze RS232 do terminala progra- jedynÄ… funkcjÄ… miernika, ktÛra nie
Elektronika Praktyczna 10/2001
42
Uniwersalny przyrzÄ…d laboratoryjny
2. Tak zmontowanÄ… konstrukcjÍ
układamy na płycie czołowej i sta-
rannie wyrÛwnujemy. NastÍpnie lu-
tujemy łebki śrubek do dułych
punktÛwlutowniczych wykonanych
na spodniej stronie płyty czołowej.
3. Jak zauwałyliście, płyta czo-
Å‚owa jest nieco wiÍksza od pÅ‚ytki
miernika. Pozwoli to na Å‚atwe
dobudowanie tylnej czÍÅ›ci i bo-
kÛw obudowy, ktÛre moÅ‚emy wy-
konaĘ z kawaÅ‚kÛw laminatu lub
tworzywa sztucznego.
Na rys. 10 przedstawiono roz-
mieszczenie elementÛw na dodat-
kowej płytce przystawki umołli-
wiającej połączenie miernika
z komputerem PC. Montał tak
prostego układu mołemy pozosta-
wiĘ bez komentarza.
Po zmontowaniu układu i wło-
Å‚eniu ukÅ‚adÛw scalonych w pod-
stawki, włączamy zasilanie mier-
nika. Urządzenie mołe byĘ zasi-
lane napiÍciem staÅ‚ym o wartoÅ›ci
9..16VDC, niekoniecznie stabilizo-
wanym. Po włączeniu zasilania
(po upływie ok. 1 sekundy) na
wyÅ›wietlaczu powinien ukazaĘ siÍ
napis ìF[kHz]= 0î i pojawiajÄ…cy
siÍ co sekundÍ napis GATE, co
świadczy o poprawnym działaniu
układu.
Mołemy teraz podłączyĘ do
miernika ürÛdÅ‚o sygnaÅ‚u o prze-
biegu prostokÄ…tnym i czÍstotliwoÅ›-
ci mieszczÄ…cej siÍ w zakresie po-
Rys. 9. Rozmieszczenie elementów na płykach drukowanych miernika.
miarowym miernika i dokonaĘ
mołe byĘ dokumentowana przez świetlacz LCD i złącza BNC, mu- pierwszego pomiaru.
komputer. SÄ…dzÍ, Å‚e przesyÅ‚anie szÄ… byĘ zamocowane OD STRO- Na zakoÒczenie chciaÅ‚bym jesz-
do komputera informacji o czasie NY DRUKU. W miejscu przezna- cze poruszyĘ temat transmisji da-
i dacie nie miałoby najmniejszego czonym na wyświetlacz wlutowu- nych do komputera i dalszej ich
sensu. Widok ekranu wyÅ›wietla- jemy w pÅ‚ytkÍ OD STRONY DRU- obrÛbki. Jak wspomniaÅ‚em, podczas
cza w ìzegarowymî trybie pracy KU rzÄ…d goldpinÛw, do ktÛrego testÛw miernika do transmisji da-
pokazano na rys. 8. po bardzo starannym sprawdzeniu nych wykorzystywałem rewelacyj-
poprawnoÅ›ci montaÅ‚u przyluto- ny program terminala RS232, bÍ-
MontaÅ‚ i uruchomienie wujemy wyÅ›wietlacz. dÄ…cy czÍÅ›ciÄ… skÅ‚adowÄ… pakietu
Na rys. 9 pokazano schemat OstatniÄ… czynnoÅ›ciÄ…, jakÄ… bÍ- BASCOM AVR (lub BASCOM8051).
montaÅ‚owy pÅ‚ytki drukowanej. Jest dziemy musieli wykonaĘ, bÍdzie OczywiÅ›cie, moÅ‚na takÅ‚e uÅ‚yĘ do-
na nim widoczna takłe druga zamocowanie płyty czołowej. Do wolnego innego programu termina-
pÅ‚ytka, na ktÛrej jednak nie bÍ- tego celu bÍdÄ… nam potrzebne la RS232. Jednak ze wszystkich
dziemy umieszczaĘ ładnych ele- cztery śrubki o średnicy 3mm przetestowanych przeze mnie
mentÛw elektronicznych. PÅ‚ytka ta i nakrÍtki M3. KolejnośĘ postÍpo-
moÅ‚e sÅ‚uÅ‚yĘ jako wzglÍdnie efek- wania jest nastÍpujÄ…ca:
towna i estetyczna pÅ‚yta czoÅ‚owa, 1. PomiÍdzy wyÅ›wietlacz
wykonana z laminatu i w prosty a przylutowanÄ… do niego pÅ‚ytkÍ
sposÛb Å‚Ä…czona z pÅ‚ytkÄ… ukÅ‚adu elektroniki miernika wsuwamy tu-
elektronicznego i z wyświetlaczem. lejki dystansowe o odpowiedniej
MontaÅ‚ ukÅ‚adu przeprowadza- dÅ‚ugoÅ›ci i skrÍcamy caÅ‚ośĘ za po-
my typowo, rozpoczynając od ele- mocą śrubek tak, aby ich łebki
mentÛw o najmniejszych gabary- wystawaÅ‚y ok. 5 mm ponad po-
tach: rezystorÛw, R-packa i pod- wierzchniÍ pÅ‚ytki wyÅ›wietlacza.
stawek pod ukÅ‚ady scalone. Przy- Na kaÅ‚dÄ… Å›rubkÍ nakrÍcamy
Rys. 10. Rozmieszczenie elementów
ciski S1..S8, podobnie jak wy- w zwiÄ…zku z tym dwie nakrÍtki.
na płytce drukowanej interfejsu.
Elektronika Praktyczna 10/2001
43
Uniwersalny przyrzÄ…d laboratoryjny
do arkusza kalkulacyjnego. dzinÍ. Co mamy zrobiĘ w takiej
Stwarza to ogromne moÅ‚- sytuacji? SiedzieĘ przez tydzieÒ
liwoÅ›ci graficznej prezenta- w laboratorium i co godzinÍ nacis-
cji danych, chociałby pod kaĘ przycisk PRINT? Kompletny
postaciÄ… wykresÛw genero- nonsens, juÅ‚ lepiej dobudowaĘ do
wanych przez arkusz MS miernika prosty układzik z kluczem
Excel. Dla przykÅ‚adu wy- dublujÄ…cym klawiaturÍ, ktÛry co
konaÅ‚em prosty ekspery- godzinÍ zwieraÅ‚by go do masy. Ale
ment z pomiarem tempera- i to nie jest ìeleganckimî rozwiÄ…-
tury. Doświadczenie było zaniem, w dodatku mołliwym do
banalnie proste i powie- zastosowania tylko w opisanym,
działbym mało odkrywcze. prostym przykładzie. Rozwiązaniem
PolegaÅ‚o na ìprzy- idealnym byÅ‚aby tymczasowa lub
pieczeniuî czujnika tempe- staÅ‚a zmiana programu sterujÄ…cego
ratury DS1820 koÒcem lu- miernikiem, dodanie kilku dodat-
townicyi ìpozwoleniuî mu kowych linijek, ktÛrych napisanie
na powolne ostygniÍcie. w jÍzyku MCS BASIC nikomu nie
Rys. 11. Widok okna terminala.
Efekt tego eksperymentu sprawi trudności. Jełeli juł w na-
programÛwterminalowych, program zostaÅ‚ pokazany na rys. 13 (wykres szym laboratorium stoi komputer,
stanowiÄ…cy czÍśĘ BASCOM-a oka- wykonano za pomocÄ… kreatora to nie ma przeszkÛd, aby zainsta-
zaÅ‚ siÍ najdogodniejszy. wykresÛw arkusza Excel). lowaĘ na nim odpowiednie oprog-
Przed przystÄ…pieniem do od- Na zakoÒczenie chciaÅ‚bym, ramowanie, podÅ‚Ä…czyĘ do gniazda
bierania danych z miernika musi- abyÅ›my wspÛlnie uÅ›wiadomili so- drukarkowego prosty programator
my odpowiednio skonfigurowaĘ bie pewien fakt, niezwykle istotny procesorÛw AVR (np. AVT-871
terminal BASCOM-a, podobnie przy korzystaniu ze zbudowanego wspÛÅ‚pracujÄ…cy bezpoÅ›rednio
zresztÄ… jak kaÅ‚dy inny terminal. przyrzÄ…du. Do tej pory mÛwiliÅ›my z BASCOM-em) i dokonaĘ poÅ‚Ä…da-
NajwaÅ‚niejsze bÍdzie ustawienie o nim jako o mierniku czÍstotli- nych zmian w oprogramowaniu
szybkoÅ›ci transmisji na 9600 baud. woÅ›ci czy teÅ‚ wielofunkcyjnym miernika. W taki sam sposÛb mo-
Parametr ten ustawiamy w okien- przyrządzie pomiarowym. łemy dodawaĘ nowe funkcje i
ku OPTIONS\COMUNICA- MyÅ›lÍ, Å‚e naszemu miernikowi modyfikowaĘ istniejÄ…ce aÅ‚ do mo-
TION\BAUDRATE, a nastÍpnie moÅ‚emy nadaĘ jeszcze jednÄ… na- mentu, kiedy ìskoÒczy siÍî pamiÍĘ
z submenu TOOLS wybieramy op- zwÍ: ìWielofunkcyjny REPROGRA- EEPROM procesora. Tego jednak
cjÍ TERMINAL EMULATOR. MOWALNY przyrzÄ…d pomiarowyî. nie musimy siÍ zbytnio obawiaĘ:
Na rys. 11 zostaÅ‚ pokazany spo- PrzecieÅ‚ program, ktÛry napisaÅ‚em wedÅ‚ug danych producenta pamiÍĘ
sÛb korzystania z terminala. JeÅ‚eli i umieÅ›ciÅ‚em w pamiÍci miernika, EEPROM procesorÛw AVR wytrzy-
mamy zamiar zapisywaĘ wszystkie jest tylko jednym z tysiÍcy moÅ‚li- muje do 1000 operacji kasowania
dane nadsyÅ‚ane przez miernik, to wych programÛw, dostosowanych i zapisu, ale wydaje siÍ, Å‚e infor-
z poziomu okienka terminala musi- da najrÛÅ‚niejszych okolicznoÅ›ci macja ta zostaÅ‚a podana w karcie
my wybraĘ opcjÍ TERMINAL\OPEN i wymagaÒ uÅ‚ytkownikÛw. Podam katalogowej z ogromnym zapasem
LOG (rys. 12). Po podaniu nazwy tylko jeden, prosty przykÅ‚ad: prze- bezpieczeÒstwa.
pliku docelowego, wszystkie infor- kazywanie danych do komputera Andrzej Gawryluk, AVT
macje otrzymywane z miernika bÍdÄ… odbywa siÍ w naszym przyrzÄ…dzie
zapisywane w tym pliku. po naciÅ›niÍciu klawisza PRINT. Wzory pÅ‚ytek drukowanych w for-
Pliki tworzone przez terminal sÄ… Wyobraümy sobie, Å‚e np. chcieli- macie PDF sÄ… dostÍpne w Internecie
plikami ASCII i zawarte w nich da- byśmy dokonaĘ pomiaru tempera- pod adresem: http://www.ep.com.pl/
ne mogą byĘ z łatwością przeniesio- tury w czasie powiedzmy jednego ?pdf/pazdziernik01.htm oraz na płycie
ne do edytora tekstowego lub np. tygodnia, z zapisem danych co 1 go- CD-EP10/2001B w katalogu PCB.
Rys. 12. Widok okna zapisu pliku Rys. 13. Przykładowy wykres temperatury przygotowany za
z zarejestrowanymi danymi. pomocÄ… programu Excel.
Elektronika Praktyczna 10/2001
44