Меню

Регистратор аналоговых сигналов своими руками

Регистратор данных лабораторного класса на PIC-микроконтроллере. Часть 2 — Конфигурирование регистратора данных, пример подключения датчика температуры, вариант регистратора с последовательным портом

Часть 1 – Характеристики и принципиальная схема

Данные сохраняются регистратором на карте памяти SD или MMC емкостью до 2 ГБайт в формате CSV. Карта памяти должна быть с файловой системой FAT. Файл данных имеет вид «ADATA000.csv«. Для установки часов реального времени, интервала выборок и условного названия места установки регистратора необходимо создать конфигурационный файл. Это простой текстовый файл с именем «auto_exe.txt», который можно создать с помощью любого текстового редактора. В файле должна содержаться конфигурационная строка вида:

HH:MM DD/MM/YY I N

07:00 15/04/12 1 A

В приведенной строке устанавливается время 07:00, дата 15 апреля 2012 года, интервал выборок 1 минута и условное название места установки регистратора «A». Каждое поле должно разделяться одним пробелом. Значение интервала выборок может быть от 0 до 6.

Таблица установки интервалов времени

Установленные светодиоды статуса информируют пользователя о различных режимах работы регистратора. К примеру, при подаче питания мигает красный светодиод, что свидетельствует о поиске карты памяти. В дальнейшем вспышки красного светодиода будут означать запись данных в файл, в соответствии с установленным интервалом. Об удачном определении карты памяти и создании файла ADATA000.CSV сообщает зеленый светодиод. Вспышки этого светодиода в рабочем режиме регистратора свидетельствуют о сканировании входных каналов.

Подключение аналоговых датчиков к регистратору

Пример подключения температурного датчика LM35.

Разрешение входных каналов CH1 – CH4 составляет 1 мкВ.

При использовании аналоговых датчиков, выходной сигнал которых представлен напряжением в диапазоне 0 – 10 В, необходимо использовать входные аналоговые каналы CH4 – CH8. Входной делитель напряжения в этом случае может быть образован резисторами с номиналом 100 кОм и 100 Ом (см. схему ниже). Следует учитывать, что регистрируемые значения напряжения в этом случае буду в 1000 раз меньше. Разрешение входных каналов CH4 – CH8 составляет 10 мкВ.

В первой части статьи упоминалось, что регистратор данных может отправлять данные в реальном времени (с учетом установленного интервала выборок) по последовательному интерфейсу на персональный компьютер.

Внешний вид варианта регистратора данных с последовательным портом изображен на рисунке ниже. Условное название этого варианта – K6 Data Logger, принципиальная схема идентична версии G5 Data Logger (первая часть статьи), различия только в прошивке микроконтроллера.

В первой части статьи изображена схема регистратора данных, в которой используется микросхема MAX3232 для преобразования уровней ТТЛ последовательного порта микроконтроллера в уровни интерфейса RS-232. Однако, возможно упрощение данного узла схемы за счет использования простого конвертера уровней на транзисторе BC557.

Для получения данных от регистратора на компьютере должна быть установлена программа PuTTY – свободно распространяемый клиент для различных протоколов удаленного доступа, включая SSH, Telnet, rlogin. Также поддерживается работа через последовательный порт.

Для захвата данных передаваемых регистратором необходимо выполнить настройку программы, как показано на скриншотах ниже.

В данной конфигурации используется последовательный порт COM2, скорость передачи данных 9600 Кбит/с. После конфигурирования необходимо нажать кнопку «Open», после чего откроется окно терминальной программы, в котором будут отображаться данные в реальном времени. Одновременно данные, сохраненные на карте памяти, будут переданы в терминальную программу и сохранены в файле «putty.log». Сохраненные на компьютере данные можно затем просмотреть с помощью программы «Блокнот» или же импортировать в другую программу для обработки.

Загрузки

Прошивка микроконтроллера для варианта регистратора с последовательным портом (HEX) – скачать

Перевод: Vadim по заказу РадиоЛоцман

Источник

Регистратор аналоговых сигналов — простой способ конвертации аналоговых сигналов

В состав автоматизированных систем зачастую входят разнообразные аналоговые датчики (давления, температуры, влажности и т.д.) — с передачей показаний посредством уровня тока. Однако большинство современных диспетчерских пультов способно обрабатывать лишь цифровые значения, что делает невозможным прямое подключение аналоговых датчиков. Для осуществления конвертации аналоговых сигналов в цифровую форму применяются специальные устройства — регистраторы аналоговых сигналов.

Технические особенности

Регистратор способен одновременно принимать сигнал от нескольких источников унифицированного токового сигнала (как правило — 4. 20 мА). Информация о текущем уровне тока на каждом из каналов передаётся посредством цифрового интерфейса стандарта RS-485. Помимо этого пакет данных содержит уникальный сетевой адрес регистратора, что позволяет производить идентификацию каждого прибора при одновременном использовании нескольких. Выходной цифровой сигнал затем можно обработать на любом устройстве с поддержкой RS-485.

Сфера применения

Прибор применяется в составе различных автоматизированных систем в качестве промежуточного звена между любым источником унифицированного токового сигнала (как правило — датчика) и принимающим устройством с цифровым входом RS-485. Приёмником может служить пульт оператора, терминал, программируемое реле, программируемый логический контроллер (например, в случае, когда все аналоговые входы ПЛК уже задействованы).

Преимущества прибора

Современный регистратор аналоговых сигналов — это компактное и дешёвое устройство, не требующее больших затрат на инсталляцию, настройку и обслуживание. Способ подключения внешних линий посредством винтовых клеммных колодок и рассчитанный на DIN-рейку форм-фактор корпуса позволяют в короткий срок произвести монтаж прибора.

При всей своей простоте регистратор аналоговых сигналов может значительно облегчить проектирование автоматизированной системы или модернизацию существующей. Выходной порт RS-485 обеспечивает универсальность, поскольку данный интерфейс является стандартным для передачи данных в промышленных системах.

Разновидности

Существуют регистраторы аналоговых сигналов, содержащие в своей конструкции часы реального времени. Они позволяют передавать не только уровень тока на канале, но также состояние датчиков и точное время срабатывания. Класс этих приборов получил название регистраторов нештатных ситуаций.

Для задачи осуществления управления исполнительным устройством посредством выходного интерфейса RS-485 на основе входных аналоговых показаний можно применять релейные расширители. Их дополнительные выходы позволяют расширить уже существующую релейную систему.

Комментарии к статье

Добавьте комментарий и введите Ваши данные.

Популярные статьи по тематике «Электрооборудование»

Особенности использования сварочных инверторов.
Сварочный аппарат – это инструмент, который востребован не только на производстве, но и в быту. Выполнение сварочных работ своими руками – это не просто возможность освоить что-то новое, но беспроигрышный.
Проверка согласования параметров цепи «фаза-нуль» с характеристиками защитных аппаратов
Измерения полного сопротивления цепи (петли) «фаза-нуль» и токов однофазных замыканий Что такое петля «фаза-нуль»? В электроустановках до 1000 В, с заземлением нейтрали (TN-C, TN-C-S, TN-S), нулевой провод соединён с нейтралью трансформатора, которая.
Бензогенераторы — альтернативный источник электроснабжения
Бензиновые генераторы правомерно рассматривать как довольно удачный альтернативный источник электроснабжения при условии непродолжительных по времени отключений электроэнергии. То есть, электростанции, использующие в качестве основного топлива бензин уместно ставить не в.
Трехтарифные счетчики электрической энергии
На смену обычному однотарифному счетчику вначале пришел двухтарифный, а затем и трехтарифный счетчик электроэнергии. Такие виды счетчиков электрической энергии обеспечивают для абонентов наиболее гибкий тарифный план. Они производятся многими производителями.
Как выбрать генератор для дома.
Как выбрать генератор для дома?Генератор, который приобретается для загородного дома, должен быть надежным, абсолютно безопасным в эксплуатации, с автозапуском при отключении электричества. Автономная работа должна быть продолжительной, до нескольких.
Читайте также:  Сделала слайм своими руками

Мастер электрик – частник или от компании, кого выбрать?
Как проводятся приемо-сдаточные испытания силового трансформатора
Сборка распределительного щита
Бензогенераторы Вепрь – лучший выбор для дома и дачи
Стоит ли покупать дизельный генератор для дома?

Новые компании
Здесь представлены новые компании, занимающиеся производством и продажей стройматериалов и оборудования:

АВВ
ABB (ABBN: SIX Swiss Ex) — ведущая международная технологическая компания.

Градиентех
ООО «Градиентех» сообщество профессионалов в различных областях промышленного производства, имеющие практический опыт создания систем автоматизации и разработки программного обеспечения с 2001 года.

ЯрДизель
Прямые поставки с Ярославского Моторного Завода: Дизельные электростанции ЯМЗ 60-400 кВт Двигатели ЯМЗ Запчасти ЯМЗ

Эйркул (Cool-centre.ru)
Продажа холодильного, климатического и торгового оборудования. Установка, пусконаладка, гарантийное и постгарантийное обслуживание.

Sacred Sun
«Sacred Sun» — аккумуляторы от производителя

Эйркул
На протяжении 27 лет компания успешно работает на российском и международном рынке холодильного, климатического и торгового оборудования.

Просвет
Система контроля доступа, видеонаблюдение, монтаж

Источник

Регистратор аналоговых сигналов своими руками

Правда питание ни разу за четыре с половиной года, столько я там работал, не пропадало. Линии электропередачи было две, все было задублировано.

 http://gigrotermon.ru/?find_cat=12
по температуре есть готовые решения и недорогие вроди

ДОБАВЛЕНО 08/03/2014 15:03

Есть электронные самописцы с нужным числом каналов ацп покупаете это чудо и к нему подкл свои датчики тока напряжения и температуры.Самому разрабатывать прогу потом её отлаживать гиморно выйдет по затратам человеко дней-тут уж вам решать

 Я прошу, давайте остановимся на регистраторе напряжения с записью значений в память и ПО для чтения данных.

 Ну так в чём проблема или вам прогу под мк за спасибо состряпать?или как

viktor_ramb

 Spec, можно проще, надёжней и наглядней для клиента — цифровой вольтметр и снимающий его видеорегистратор! Ну а потом видеофайл показывай недоверчивым или недалёким клиентам как доказательство без всяких умных графиков, которые и подделать можно!

 Если на это сутки посмотреть то глюки без растений гарантированы.Уж тогда лучше бумажный вариант

 n max, за деньги я могу найти желающих состряпать и тему на не нужно создавать. Буду сидеть сибе и мерять тихонько. Я уверен, что я не один нуждаюсь в таком приборе и предлагаю решить эту проблему вместе.

ДОБАВЛЕНО 08/03/2014 16:15

n max писал:
Если на это сутки посмотреть то глюки без растений гарантированы.Уж тогда лучше бумажный вариант

Регистраторы пишут только ту картинку, которая меняется, так что в принципе можно и так, но так просто не солидно.

 За деньги то понятно что найдёте,но раз тему создали то значит не всё хорошо с чем-то(с деньгами или с желающими)

 Я хочу сделать такого типа приборчики с людьми заинтересоваными и вместе со всеми его усовершенствовать вплоть до создания измерительного центра для мониторинга состояния холодильника. Каждый мастер, который занимается ремонтом холодильников, знает насколько сложно диагностировать работу холодильника. Бывает подклинивает компрессор, бывают скачки напряжения, бывают другие фантомные ошибки работы..

БЕЗЫМЯННЫЙ

 Spec,в свое время встречался с самопишущими термометрами (на бумаге) шли с партиями каких-то дорогущих лекарств в каждой коробке. Скорее всего и сейчас идут.

 Нехотелось бы тему заводить в тупик или куда то в сторону. Вопрос регистратора температуры для меня решен. Цена такого девайса — $24 для меня вполне приемлема. Если комуто интересует такой такой девайс — поделюсь ссылочкой.

Spec писал:
Нехотелось бы тему заводить в тупик или куда то в сторону. Вопрос регистратора температуры для меня решен. Цена такого девайса — $24 для меня вполне приемлема. Если комуто интересует такой такой девайс — поделюсь ссылочкой.

дык, и напряжение туда же 🙂 температура в каком виде пишется? на крайняк — напряжение перегнать в температуру, проблем не должно быть.
лет 8 назад, в одном из офисов лапочки мёрли, как мухи — писали напряжение с подстанции(оба ввода) — ацп с конвертером в rs232. толком не доделали, но косяк нашли.

viktor_ramb

Spec писал:
Нехотелось бы тему заводить в тупик или куда то в сторону. Вопрос регистратора температуры для меня решен. Цена такого девайса — $24 для меня вполне приемлема. Если комуто интересует такой такой девайс — поделюсь ссылочкой.

Есть электронный регистратор температуры подешевле — 10$ (50 точек фиксации с возможностью изменения дискретности), в принципе переиначить его под фиксацию пропадания напруги несложно. А выдумывать девайс, который лично тебе нужен достаточно редко, особой целесообразности не имеет.

Анатолий66

 я использовал программу PowerGraph. В демо режиме возможностей много. Как пользоваться найдешь в инете. Бесплатный пример считывание АЦП мышки.

 Все как обычно. Сделаю себе сам.

 Легко организуется замер 8ми каналов АЦП и запись их в файл на uSD карточку.
Аналогично легко преобразовать NTC (или LM35), и навесить на эти-же каналы.

А с переменным напряжением и током ожидаются сложности.
Тем более с необходимостью гальваноразвязки.

 для этого трансформаторы придумали этим и решаются проблемы развязки

 Spec, глянь в сторону современых счетчиков электрической энергии, есть такие, что будут тебе по инэту данные сбрасывать.

Анатолий66

 пол велосипеда уже сделано http://relsib.com/product.htm?id=186

answer писал:
Spec, глянь в сторону современых счетчиков электрической энергии, есть такие, что будут тебе по инэту данные сбрасывать.

А как насчет цены?
Я находил в сети величайшее множество АЦП регистраторов, логеров, но цена космическая. Руки у меня растут как надо, но я не умею програмировать контроллеры и в этом вся беда. Я могу предложить холодильщикам, колегам сделать два прибора — один сибе, а один тому, кто напишет ПРОВЕРЕННУЮ НА СОБАЧНИКЕ программу. В итоге хотелось бы сделать, как я уже писал, мощный измерительный центр для диагностики и оценки работы холодильника в целом.

ДОБАВЛЕНО 10/03/2014 19:46

Анатолий66 писал:
пол велосипеда уже сделано http://relsib.com/product.htm?id=186

Вопрос регистратора температуры для меня решен. $22 на Э-Бай. Пока еще не получил. Ожидаю.

БЕЗЫМЯННЫЙ

 http://www.insidegadgets.com/projects/standalone-temperaturevoltage-logger/ это для примера. А ежели поисковику задать вопрос DIY VOLTAGE LOGGER можно найти немало интересного, правда доработать напильникои все же придется.

 БЕЗЫМЯННЫЙ, интересно и полезно. Спасибо.

 Можно поинтересоваться зачем записывать ежесекундное значение напруги? Можно обойтись записью в память только фактов падения напряжения? Если да то достаточно оптопары как датчика напруги, простейший контроллер с небольшой памятью и часами(с батарейкой) . Главное запитать это дело с большой ёмкостью после выпрямителя до стабилизатора питания девайса, пока заряд будет спадать записать в память время!

ПоверГраф хороша, но, только 2 канала, да и комп надо держать у объекта.
Тема интересная.
Вот поиметь бы многовходовое регистрирующее устройство размером в пачку сигарет.
Отснял суточные данные, воткнул в комп и наблюдай в графике. Жаль, не программист я.

 Немцов, и я о том же.
AL_smeu, Чтобы сравнить графики всех устройств.
Если есть программист-холодильщик — могу предложить сделать прибор в обмен на проверенную прошивку. Программист шевелит мозгами, а я руками. Все алгоритмы что и как я расскажу здесь или в личке. Мастера по холодильникам высиживают по полдня возле холодильника на вызове чтобы понять почему он не включается, клинит..

ДОБАВЛЕНО 12/03/2014 22:08

. компрессор или проц его не включил или оттайка не прошла или еще что случилось.

ДОБАВЛЕНО 12/03/2014 22:14

Если подклинивает компрессор — будет видно по току, если не прошла оттайка будет видно по температуре и напряжению на нагревательном элементе, если просело напряжение в сети это будет зафиксировано и т.д. БЫвают случаи что часто вылетают датчики перегрева — как найти причину без такого прибора? — Методом втыка и многодневных экспериментов.
Короче, вопрос для меня стал ребром.

 Для того что бы написать прошивку надо иметь рабочую схему в железе,т.е знать какие устройства подключены к контроллеру к каким портам его(чтобы контроллер знал откуда брать данные),протокол передачи данных если они цифровые,способ передачи данных на компьютер(ком порт,усб или беспроводной).А вы от обратного плясать собираетесь-напишите мне прошивку а девайс я сам соберу-так неполучится

 Я с вами не соглашусь. Если сказать, что к порту у которого нет альтернативной функции UART подключить сом порт программист должен будет писать протокол RS232. поэтому разработку схемного варианта и программы необходимо вести одновременно! Я сам неопытный программист, но кое что делал на Atmege в CodeVision. В данном случае автор хочет иметь устройство с кучкой датчиков, которые по ходу может сам своять! И совместно с программистом определиться с необходимыми типами сигналов и видом информации и микроконтроллером!

Ну с уарт есть контроллеры можно же их применить,там проще выводить данные так как есть аппаратный контроллер и программисту можно значительно упростить программу(для малоопытных это оптимальный вариант)на уровне загрузки и опроса регистров уарт.В этом случаи протокол формируется аппаратно

 n_max я так понимаю вы имеете опыт в программировании. Но Spec возможно не знает архитектуры микроконтроллеров и самостоятельно вряд ли правильно раскидает по пинам сигналы, поэтому для решения его задачи (постановкой которой ещё досконально не занимался) нужна помощь. И что-то он ничего не добавляет в тему. Хотябы описал какими датчиками будет мерить параметры или какие сигналы хочет завести на создаваемый девайс.

 Как я думаю то ко входу ацп можно подключить аналоговый мультиплексор управляемый самим контроллером тогда можно писать до 16 анологовых параметров.Так как интервал времени опроса датчиков 1 сек то контроллер успеет опросить эти 16 каналов и осуществить преобразование.А там автор пусть подключает что душе угодно-вогнав напругу в диапазон работы ацп

ДОБАВЛЕНО 14/03/2014 20:07

Первую программу я написал ещё для процессора Z80(были тогда такие компы персональные) 20лет назад предназначена она была для прошивки пзу на плавких перемычках,пока её довел до ума ухандохал кучу микросхем которые шились только один раз.Незнал я тогда,что есть немаскируемое прерывание как то так

 Возможно как опорный вариант.
http://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=65357

ДОБАВЛЕНО 14/03/2014 21:19

по второй ссылке в принципе реально самому собрать,и представление информации нормальное если написать конвертер то и графики рисовать будет

ДОБАВЛЕНО 14/03/2014 20:55

AL_smeu писал:
и ещё

Это очень правильная ссылка.
Еще куча свободных портов есть для развития проекта.

Я его компилировал — в текущем состоянии 12 с хвостиком кБ из 32.

1)вопрос об измерении переменного тока и напряжения не связанных потребителей все-равно добавляет много сложности.
2) легко адаптируется под NTC датчики
3) а когда получится (если получится) скрестить его с I-V-W ADC — тогда и будет дело. Причем их нужно 3 или, лучше, 4.

AL_smeu писал:
и ещё
http://atmega32-avr.com/microsd-atmega32-data-logger/

Спасибо, то что надо.

AL_smeu писал:
n_max я так понимаю вы имеете опыт в программировании. Но Spec возможно не знает архитектуры микроконтроллеров и самостоятельно вряд ли правильно раскидает по пинам сигналы, поэтому для решения его задачи (постановкой которой ещё досконально не занимался) нужна помощь. И что-то он ничего не добавляет в тему. Хотябы описал какими датчиками будет мерить параметры или какие сигналы хочет завести на создаваемый девайс.

Датчики какие? Да любые. Самые точные и стабильные — цифрвые DS18.. Если бы я знал архитектуру и программирование — нафиг мне эта тема здалась. Давно бы за это время сваялбы себе прибор.
Все вопросы по датчика и по измерения я все обосную и конкретизирую, если будет желающий нарисовать схему и написать программу.

ДОБАВЛЕНО 20/03/2014 22:43

n max писал:
Как я думаю то ко входу ацп можно подключить аналоговый мультиплексор управляемый самим контроллером тогда можно писать до 16 анологовых параметров.Так как интервал времени опроса датчиков 1 сек то контроллер успеет опросить эти 16 каналов и осуществить преобразование.А там автор пусть подключает что душе угодно-вогнав напругу в диапазон работы ацп

Такой вариант меня тоже устраивает, но надо еще все это дело подключить к ПК и написать ПО для отображения информации.

ДОБАВЛЕНО 20/03/2014 22:50

n max писал:
по второй ссылке в принципе реально самому собрать,и представление информации нормальное если написать конвертер то и графики рисовать будет

ДОБАВЛЕНО 14/03/2014 20:55

http://www.aliexpress.com/item/Brand-New-Hantek365A-USB-Data-Logger-Record-Voltage-Current-Resistance-Capacitance/1108645719.html
тут готовый есть пишет ток напряжение и сопротивление на комп для данного случая применить можно

Как вариант. Я его видел. Там же очень не плохой логер температуры. Но чтобы снять все параметры — нужно несколько таких и не таких приборов. Все это займет много места, денег и времени на переделку.

ДОБАВЛЕНО 20/03/2014 22:53

Такой вариант меня тоже устраивает, но надо еще все это дело подключить к ПК и написать ПО для отображения информации.

Для соединения с ПК нет проблем UART (он же сом) хорошо связывается, можно даже переходник COM USB привязать. (или протокол под USB прописать, но для меня это сложновато, да и код большой будет и может «отваливаться» при нестабильной частоте кварца)
Для отображения окошко нарисовать то же не проблема. Конкретизируйте задачу! Вы хотите на сутки подключить комп к холодильнику или делать запись на флеш, а потом смотреть результат на мониторе ПК?

Все данные должны записываться на флешь память.

Температура испарителя — дискретность 1р/мин.
Температура в ХК — 1р/мин
Температура в МК — 1р/мин

Напряжение в сети — чем чаще — тем лучше (мин. 3 р/сек.)
Напряжение на компрессоре — 3 р/сек. (можно чаще)
Напряжение на нагревателе испарителя — 1/сек (можно без учета уровня, а просто 1/0)
Напряжение положительное на клапане — дискретность сложно определить, поскольку напряжение на клапан поступает в импульсе и равняется четырем импульсам в секунду, переодичность в каждого разная. В то же время этот параметр не является объязательным, поскольку записывать его нет необходимости.
Напряжение отрицательное на клапане
Ток потребляемый холодильником — 3р/сек

Индикация:
текущей температуры на испарителе в ХК и МК,
Индикация напряжения в сети
Звуковой сигнал:
при включении компрессора,
отключении компрессора
При положительном импульсе на клапане
При отрицательном импульсе на клапане

Аварийное отключение холодильника:
При температуре на испарителе выше +40 гр.
При температуре в ХК ниже -5
При температуре в МК ниже -30

В принципе, что касается импульсов на клапане — здесь можно все упростить. Не нужно его выжидать 10 раз в секунду. Можно просто сделать заряд конденсатора и подать на оптропару. Дискретность достаточно сделать 1 раз в секунду для положительно и 1 раз в секунду для отрицательного импульса. Схематически я себе все это представляю и могу нарисовать схему. Уровень не обязателен, только 1 и 0.

В принципе эта задача реализуема по подсчётам на одни сутки необходимо около 2 Гб памяти флешки. Я сам недавно начал изучать программирование на Си для АВРов и пока не имел практики работы с АЦП, с работой флешки разобраться можно по коду в примерах, реализацию связи с СОМ портом я производил и писал программу для удобного визуального интерфейса для ПК в Visual Studio это не очень сложно. поэтому не смогу помочь Вам в полноценной реализации девайса. Для реализации Вашей задачи можно воспользоваться 3-й схемой из первой ссылки (ссылки хороши тем, что есть исходный код), что я показывал ранее. Подключение датчиков с аналоговым сигналом производить к портам РА0-РА7, а логическим сигналом к свободным из PC и PD.

Я не уверен, что есть необходимость тактовой записи всех приведённых параметров. Думаю будет проще задать режимы аварий и при их появлении делать отметку в памяти: тип аварии и время. И в этом случае может отпадёт необходимость во внешней флешь. внутренней памяти АВР должно хватить для ведения такого журнала аварий.

(На этом сайте наверно мало программистов больше железячники. )

Источник

➤ Adblock
detector