Serwisy partnerskie:
Close icon
Serwisy partnerskie

Rejestrator danych analogowych

Do czego to służy? Prezentowany układ służy do rejestrowania danych z wszelkich układów, czujników, których sygnał może być przetworzony na sygnał napięciowy z zakresu 0-3,3 V. Dane zapisywane są na karcie mikro SD i mogą być później analizowane przy pomocy komputera w arkuszu kalkulacyjnym. Użytkownik ma możliwość określenia częstotliwości rejestrowania danych. Układ wykorzystuje gotowe moduły współpracujące z platformą Arduino. Dzięki zastosowanym rozwiązaniom układowym liczba koniecznych połączeń przewodowych została ograniczona do absolutnego minimum a z uruchomieniem układu poradzi sobie nawet początkujący elektronik. Zmontowany układ jest pokazany na fotografii tytułowej.
Article Image

Jak to działa?

Zastosowane rozwiązania układowe, jak np. sposób podłączenia wyświetlacza i klawiatury, wynikają z zastosowania jako platformy testowej płytki Arduino UNO z nakładką LCD. W wersji finalnej zastosowano moduł Arduino Mini, a całość zmontowano na płytce uniwersalnej, co pozwoliło zredukować wymiary urządzenia i uzyskać dwa dodatkowe tory pomiarowe. Układ Atmega328 w obudowie SMD ma dostępne dwa dodatkowe wejścia przetworników analogowo-cyfrowych A6 i A7, nieobecne w układzie ATmega328 w obudowie DIL. W przypadku zastosowania płytki uniwersalnej znacznie łatwiejszym w montażu rozwiązaniem jest zastosowanie modułu Arduino Nano niż Arduino Mini, ze względu na korzystniejsze rozmieszczenie pinów i dlatego na schemacie ideowym pokazano rozwiązanie z wykorzystaniem modułu Arduino Nano. Rozdzielczość wykorzystanych przetworników wynosi 10 bitów co daje 1024 poziomy napięcia. Przy wykorzystaniu napięcia zasilania układu ATmega328 równego 3,3 V jako napięcie referencyjne dla przetwornika analogowo-cyfrowego, daje to minimalną różnicę między rejestrowanymi wartościami (rozdzielczość układu) w przybliżeniu równą 3,2 mV. W przypadku sygnałów o niższej amplitudzie sygnał można wzmocnić za pomocą wzmacniacza operacyjnego, a w przypadku sygnałów o amplitudzie wyższej niż 3,3 V stłumić za pomocą dzielnika rezystancyjnego. Sygnał do wejść przetwornika podawany jest przez układ zabezpieczający przed zbyt dużym sygnałem wejściowym, wykorzystujący diody 1N4148 i rezystory. W układzie tym diody ograniczają poziom sygnału na wejściu przetwornika analogowo-cyfrowego w najgorszym wypadku do poziomu +0,6 V powyżej napięcia zasilania i –0,6 V względem masy układu. Rezystory wejściowe R9 do R13 ograniczają prąd płynący przez diody zabezpieczające. W przypadku, gdy możemy zapewnić, że na wejście przetwornika nie będą podawane napięcia spoza zakresu napięcia zasilającego układ scalony ATmega328, układ zabezpieczający można pominąć. Oporniki R15 do R19 powodują, że układ jest odporniejszy na zakłócenia, wejścia przetworników analogowo-cyfrowych bez podłączonych przewodów pomiarowych są na poziomie masy. Dane odczytane przez procesor rejestrowane są na karcie mikro SD za pomocą modułu OpenLog.

Aby przeczytać ten artykuł kup e-wydanie
Kup teraz
Firma:
Tematyka materiału: rejestrator danych z wszelkich układów, czujników, których sygnał może być przetworzony na sygnał napięciowy z zakresu 0-3,3 V
AUTOR
Źródło
Elektronika dla Wszystkich wrzesień 2022
Udostępnij
UK Logo
Elektronika dla Wszystkich
Zapisując się na nasz newsletter możesz otrzymać GRATIS
najnowsze e-wydanie magazynu "Elektronika dla Wszystkich"