rejestrator temperatury 2.pdf

Rejestrator temperatury DS1615

Rejestrator temperatury

DS1615, część 2

AVT−836

W†drugiej - ostatniej -

czÍúci artyku³u prezentujemy

opis konstrukcji rejestratora

oraz oprogramowanie steruj¹ce

dla PC, ktÛre jest integraln¹

czÍúci¹ zestawu.

Konstrukcja rejestratora

Po d³ugim i†trochÍ nuø¹cym

opisie uk³adu DS1615 pora przejúÊ

do opisu jego aplikacji (rys. 3,

EP11/99). Uk³ad potrzebuje do

pracy tylko kilku dodatkowych

elementÛw, ktÛre zajmuj¹ niewie-

le miejsca na dwustronnej p³ytce

drukowanej.

Najwaøniejszym elementem jest

oczywiúcie sam uk³ad scalony

wraz z†bateri¹ podtrzymuj¹c¹

i†kwarcem 32,768kHz. Jeøeli do

komunikacji z†uk³adem zdecydu-

jemy siÍ uøywaÊ interfejsu asyn-

chronicznego, potrzebny bÍdzie

jeszcze konwerter poziomÛw lo-

gicznych ze standardu RS232 na

TTL. Jest on oznaczony symbolem

U1. Oczywiúcie najproúciej uøyÊ

uk³adu MAX232 lub podobnego.

Jako z³¹cze dla pe³nego kabla RS

s³uøy wlutowywane do druku

gniazdo DB9 typu øeÒskiego. Op-

rÛcz tych elementÛw na p³ytce

znalaz³o siÍ miejsce na diody

sygnalizacyjne i†miniaturowy

przycisk astabilny.

W†modelu dioda do³¹czona do

wyjúcia INSPEC ma kolor zielony,

a†do wyjúcia OUTSPEC jest do³¹-

czony czerwony LED. Jeøeli start

uk³adu do pracy w†trybie automa-

tycznym bÍdzie realizowany wy-

³¹cznie na drodze programowej

i†nie bÍdzie nam zaleøeÊ na wi-

zualnej informacji o†zaistnia³ych

alarmach, moøemy zrezygnowaÊ

z†montaøu zarÛwno przycisku jak

i†LED-Ûw wraz z†opornikami.

Gniazdo JP1 wyprowadza sygna³

przerwania, a†do z³¹cza JP2 do-

prowadzono linie interfejsu syn-

chronicznego oraz zasilanie +5V.

Praktycznie stwierdzono, øe do-

³¹czanie zewnÍtrznego zasilania

w†czasie, gdy aktywny jest tryb

automatycznego odczytu tempera-

tury moøe prowadziÊ do chwilo-

wego przerwania pracy oscylatora,

a†w†rezultacie do awaryjnego za-

koÒczenia trybu automatycznego.

Z†tego powodu na schemacie zna-

laz³ siÍ obwÛd odk³Ûcaj¹cy L1,

C6. IndukcyjnoúÊ d³awika moøe

byÊ nawet wiÍksza niø 300 H,

wiele zaleøy od d³ugoúci przewo-

dÛw doprowadzaj¹cych zasilanie

i†ürÛd³a napiÍcia +5V.

Rejestrator zosta³ zaprojektowa-

ny tak, øe tylko uk³ad DS1615 jest

montowany po drugiej stronie

p³ytki (od strony lutowania). Ma

to na celu u³atwienie kontaktu

obudowy uk³adu (w ktÛrej znajdu-

je siÍ czujnik temperatury) z†du-

øymi powierzchniami np. radiato-

ra, ktÛrego temperatura ma byÊ

kontrolowana. Umieszczenie uk³a-

du z†tej samej strony co pozosta³e

wysokie elementy bardzo by

utrudni³o to zadanie. Schemat

montaøowy p³ytki drukowanej

przedstawiono na rys. 6 .

Elektronika Praktyczna 12/99

P R O J E K T Y

Rejestrator temperatury DS1615

Rys. 6. Rozmieszczenie elementów

na płytce drukowanej.

Karta zegara

Po uruchomieniu programu ja-

ko pierwsza otwierana jest karta

zegara. Karta sk³ada siÍ z†dwÛch

pÛl: pola daty i†czasu, odczytywa-

nych na bieø¹co z†zegara systemo-

wego komputera, oraz pola daty

i†czasu, odczytywanych z†zegara

czasu rzeczywistego uk³adu

DS1615. Uøytkownik moøe porÛw-

naÊ oba odczyty oraz zaprogramo-

waÊ rejestrator czasem odczyta-

nym z†komputera. Jeøeli p³ytka

rejestratora nie jest pod³¹czona,

funkcja ta nie jest dostÍpna i†uøyt-

kownik jest informowany o†braku

transmisji z†uk³adem.

Na marginesie warto zazna-

czyÊ, øe dok³adnoúÊ zegara

w†uk³adzie scalonym DS1615 nie

jest zbyt duøa i†zaleøy zarÛwno

od samego kwarcu, jak i†tempe-

ratury otoczenia. W†ci¹gu doby

wahania mog¹ dochodziÊ do kil-

kudziesiÍciu sekund, zarÛwno na

plus jak i†na minus. W†d³uøszym

okresie wahania pomiaru czasu

wzajemnie siÍ niweluj¹, a†niedo-

k³adnoúÊ wskazaÒ zegara nie po-

winna mieÊ wiÍkszego znaczenia

dla podstawowych funkcji uk³a-

du.

Dodatkowo, na dole karty znaj-

duj¹ siÍ jeszcze dwa elementy

steruj¹ce. Jednym jest rozwijana

lista pozwalaj¹ca zadeklarowaÊ,

z†ktÛrego portu program ma ko-

rzystaÊ: COM1 czy COM2. Drugim

jest klawisz koÒcz¹cy dzia³anie

ca³ego programu.

Karta alarmÛw

Jak moøna siÍ domyúliÊ, karta

ta pozwala zmieniaÊ wartoúci re-

jestrÛw alarmÛw niskiej i†wyso-

kiej temperatury oraz alarmu cza-

su. Wybrane opcje bÍd¹ rÛwnieø

wp³ywaÊ na ustawienie bitÛw

TLIE, THIE i†AIE.

Karta podzielona jest na cztery

pola. W†pierwszym, za po-

moc¹ dwÛch klawiszy

przewijania moøna usta-

wiÊ prÛg alarmu niskiej

temperatury. Zaznaczenie

po³oøonego poniøej pola

wyboru bÍdzie okreúlaÊ,

czy alarm niskiej tempe-

ratury ma generowaÊ prze-

rwanie czy teø nie. W†po-

dobny sposÛb, w†drugim

polu ustawiane s¹ para-

metry alarmu wysokiej

temperatury. Trzecie pole

s³uøy do ustawieÒ alarmu

zegara czasu rzeczywistego. Osob-

no ustawiany jest dzieÒ tygodnia

oraz czas alarmu zegara. Poniøej

wybÛr jednej z†czterech opcji po-

zwala zadecydowaÊ, kiedy zgod-

noúÊ ustawieÒ alarmu ze wskaza-

niami zegara czasu rzeczywistego

wywo³a alarm czasu: gdy dojdzie

do zgodnoúci sekund, sekund i†mi-

nut, sekund, minut i†godzin,

wreszcie sekund, minut, godzin

i†dnia tygodnia. WybÛr jednej

z†tych opcji sprowadza siÍ w†grun-

cie rzeczy do odpowiedniego usta-

wienia najstarszego bitu w†rejes-

trach Alarmu Czasu Rzeczywiste-

go i†maskowaniu niektÛrych

z†nich, co by³o wczeúniej opisane

przy omawianiu rejestrÛw steru-

j¹cych uk³adu DS1615.

Na samym dole karty znajduje

siÍ pole wyboru okreúlaj¹ce ak-

tywnoúÊ wyjúcia INT. Jeøeli pole

jest zaznaczone, w†przypadku za-

istnienia ktÛregokolwiek z†trzech

alarmÛw na wyjúciu INT pojawi

siÍ impuls przerwania. Jeøeli pole

pozostanie nie zaznaczone, nawet

w†przypadku zezwolenia na alarm

przerwanie na wyjúciu INT siÍ

nie pojawi. NaciúniÍcie klawisza

ìPrzes³anieî u†do³u karty spowo-

duje zapisanie ustawieÒ alarmÛw

do uk³adu rejestratora.

Karta temperatury

Na tej karcie znajduje siÍ tylko

jeden klawisz i†jedno pole odczy-

tu. Jeøeli uk³ad nie znajduje siÍ

w†trybie automatycznego pomiaru

temperatury, naciúniÍcie klawisza

spowoduje wys³anie do uk³adu

rozkazu Read Temperature , po-

miar temperatury, a†nastÍpnie wy-

úwietlenie w†polu odczytu wartoú-

ci temperatury. Jeøeli aktywny

jest tryb automatyczny, w†polu

odczytu wyúwietlona zostanie war-

toúÊ ostatniej zarejestrowanej tem-

peratury.

Program steruj¹cy

Wykorzystanie uk³adu DS1615,

odczytanie informacji zgromadzo-

nych w†pamiÍci i†przygotowanie

go do pracy wymaga ustawienia

odpowiednich wartoúci w†rejest-

rach steruj¹cych przez zewnÍtrzny

programator lub program steruj¹-

cy. Jeøeli rejestrator ma pracowaÊ

jako autonomiczne urz¹dzenie,

czyli p³ytka bÍdzie umieszczona

w†úrodowisku, ktÛrego temperatu-

rÍ ma kontrolowaÊ bez moøliwoú-

ci zewnÍtrznego zasilania i†popro-

wadzenia dodatkowych kabli, naj-

lepiej zaprogramowaÊ go za po-

moc¹ komputera, a†nastÍpnie od-

³¹czyÊ i†zamontowaÊ w†docelo-

wym urz¹dzeniu.

Opracowaliúmy program, ktÛry

pozwala zademonstrowaÊ i†wyko-

rzystaÊ wiÍkszoúÊ z†wczeúniej opi-

sanych moøliwoúci oferowanych

przez uk³ad DS1615. Do pracy

potrzebny bÍdzie komputer PC

pracuj¹cy z†systemem operacyj-

nym Windows 95/98 oraz jeden

wolny port RS, poniewaø wymia-

na danych odbywa siÍ z†wyko-

rzystaniem interfejsu asynchro-

nicznego. Przed uruchomieniem

programu naleøy po³¹czyÊ stan-

dardowym kablem p³ytkÍ rejestra-

tora z†gniazdem portu RS kompu-

tera oraz doprowadziÊ zasilanie

+5V do z³¹cza JP2-4,5 p³ytki. Po

starcie program sprawdza, czy

rejestrator jest do³¹czony. Moøna

pracowaÊ takøe bez do³¹czonej

p³ytki, lecz w†takim przypadku

niektÛre funkcje bÍd¹ zablokowa-

ne lub nie bÍd¹ realizowane po-

prawnie.

Program ma formÍ kartoteki,

ktÛrej poszczegÛlnym kartom przy-

pisano kolejne funkcje rejestratora

( rys. 7, 8 ).

Rys. 7. Widok zakładki "alarmy".

Elektronika Praktyczna 12/99

Rejestrator temperatury DS1615

Rys. 8. Widok zakładki "Zegar".

ratury, wyúwietlony zosta-

nie czas i†data rozpoczÍ-

cia rejestracji oraz zostan¹

zwiÍkszone o†jeden liczni-

ki ìNumeru prÛbkiî i†nie-

kasowalny licznik ìIloúci

prÛbekî. Wskazania oby-

dwu licznikÛw bÍd¹ po-

wiÍkszane o†1 po kolej-

nym odczycie temperatu-

ry i†zapamiÍtaniu nastÍp-

nej prÛbki w†pamiÍci nie-

ulotnej. Zatrzymanie try-

bu automatycznego nastÍ-

puje po ponownym naciú-

niÍciu klawisza ìStart/

dy temperatura przekroczy³a za-

programowany prÛg alarmu oraz

liczbÍ prÛbek, kiedy to przekro-

czenie siÍ utrzymywa³o. Znaj¹c

moment startu rejestracji oraz czas

jaki up³ywa³ pomiÍdzy kolejnymi

rejestracjami, czyli okres prÛbko-

wania, moøna precyzyjnie obli-

czyÊ datÍ i†moment alarmu oraz

czas jego trwania.

Dane do prezentacji moøna

takøe odczytywaÊ z†pliku zapisa-

nego na dysku (z rozszerzeniem

*.log). NastÍpuje to po naciúniÍ-

ciu klawisza ìOdczytî. Klawisz

ìZapisî, pozwalaj¹cy zapisaÊ da-

ne z†bufora do pliku, w†tej wersji

programu jest nieaktywny.

Na karcie znajduje siÍ jeszcze

pole na wyúwietlenie unikatowego

numeru uk³adu DS1615, o†ile pro-

ducent taki numer zapisa³ w†uk³a-

dzie. W†testowanych egzempla-

rzach numer nie wystÍpowa³, a†je-

go miejsce zape³nione zosta³o ze-

rami.

Ryszard Szymaniak, AVT

ryszard.szymaniak@ep.com.pl

Karta trybu rejestracji

Karta ta s³uøy do zmiany usta-

wieÒ, w³¹czenia oraz wy³¹czenia

trybu automatycznego pomiaru

temperatury. Na gÛrze karty

umieszczono ikonki lampek syg-

nalizuj¹cych wyst¹pienie ktÛregoú

z†alarmÛw. Wype³nienie ikonki

kolorem, czyli ìzapalenieî lampki

oznacza alarm wyczerpanej bate-

rii, alarm niskiej i†wysokiej tem-

peratury, wreszcie alarm czasu.

Zapalenie siÍ zielonej lampki

oznacza, øe uk³ad rejestratora pra-

cuje w†trybie automatycznym.

W³¹czenie tego trybu musz¹ po-

przedzaÊ nastÍpuj¹ce czynnoúci:

- kasowanie pamiÍci danych i†ze-

rowanie rejestrÛw, ktÛre nast¹pi

po naciúniÍciu przycisku ìKaso-

wanieî umieszczonego z†prawej

strony karty;

- zaznaczenie lub nie pola wybo-

ru ìWejúcie ST aktywneî z†pra-

wej strony karty;

- ustawienie czasu opÛünienia

startu rejestracji;

- ustawienie parametru ìCzas

prÛbkowaniaî na wartoúÊ rÛøn¹

od zera;

- przes³anie tych ustawieÒ do

rejestratora po naciúniÍciu przy-

cisku ìStart/Stopî z†prawej stro-

ny karty.

Jeøeli pole wyboru ìWejúcie

ST aktywneî pozosta³o nie zazna-

czone, naciúniÍcie przycisku spo-

woduje programowy start trybu

automatycznego, potwierdzony za-

paleniem zielonej ìlampkiî na

karcie i†migotaniem diod na p³yt-

ce rejestratora. W†przeciwnym

przypadku inicjacja sprzÍtowa wy-

maga jeszcze naciúniÍcia przez

czas d³uøszy od 0,5s przycisku

SW1 na p³ytce. Gdy licznik opÛü-

nienia siÍ wyzeruje, nast¹pi rejes-

tracja pierwszego pomiaru tempe-

Stopî.

Na karcie znajduje siÍ jeszcze

pole wyboru, ktÛre steruje w³¹cze-

niem i†wy³¹czeniem oscylatora

uk³adu DS1615. Zaznaczenie tego

pola spowoduje wy³¹czenie oscy-

latora.

Karta prezentacji danych

Karta ta s³uøy do graficznej

prezentacji danych zarejestrowa-

nych przez uk³ad w†trybie auto-

matycznym. Øeby mÛc przetwo-

rzyÊ dane do postaci graficznej,

naleøy je najpierw wczytaÊ do

wewnÍtrznego buforu programu.

Odczyt danych z†pamiÍci DS1615

nastÍpuje po naciúniÍciu klawisza

ìTransferî. Po prawid³owym od-

czycie w†okienkach z†prawej stro-

ny karty powinny pojawiÊ siÍ

podstawowe informacje dotycz¹ce

czasu rozpoczÍcia rejestracji, okre-

su pomiÍdzy rejestracjami kolej-

nych prÛbek temperatury i†liczby

zarejestrowanych prÛbek. NastÍp-

nie naleøy zaznaczyÊ rodzaj pre-

zentacji. Moøe to byÊ:

- wykreúlenie krzywej temperatu-

ry w†funkcji czasu;

- prezentacja histogramu tempera-

tury w†postaci wykresÛw s³up-

kowych;

- wyúwietlenie zestawienia alar-

mÛw niskiej temperatury;

- wyúwietlenie zestawienia alar-

mÛw wysokiej temperatury.

Potem naleøy nacisn¹Ê klawisz

ìPrezentacjaî.

Krzywa temperatury w†zaleø-

noúci od liczby zarejestrowanych

prÛbek kreúlona jest metod¹ uúred-

niania kilku pomiarÛw. W†rezul-

tacie tego zabiegu jednostkowy

gwa³towny przyrost temperatury

na wykresie moøe ulec zafa³szo-

waniu.

Tabele alarmÛw wyúwietlaj¹

dwie wartoúci: numer prÛbki, kie-

Elektronika Praktyczna 12/99

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: