Zaloguj się
Wszystkie
9 sierpnia 2023
258
- Zakres mierzonej i rejestrowanej temperatury: –55°C …+125°C (ograniczeniem górnego zakresu mierzonej temperatury będzie dopuszczalna, maksymalna temperatura pracy użytej karty SD).
- Napięcie zasilania: +2,8 V…+3,3 V (dolny zakres napięcia zasilania zależy od użytej karty SD).
- Okres pomiędzy kolejnymi pomiarami temperatur: stały, 10-sekundowy.
- Czas potrzebny na pomiar i zapis na karcie SD: około 2,5 s.
- Pobór prądu w czasie pomiaru i jego rejestracji: około 10 mA.
- Pobór prądu pomiędzy pomiarami: od 100 µA do 400 µA (zależnie od użytej karty SD i temperatury pracy).
- Liczba współpracujących elementów pomiarowych: 1…8 szt.
- Format pliku zapisywanego na karcie SD zawierającego dane zmierzonych temperatur: tekstowy.
O parametrach termometru-rejestratora zadecydowały komponenty użyte do jego budowy. Na zakres mierzonej temperatury wpłynął rodzaj zastosowanego termometru półprzewodnikowego, w tym wypadku jest to popularny DS18B20. Z kolei o zakresie dopuszczalnego napięcia zasilania decydują parametry użytego mikrokontrolera oraz karty SD zastosowanej do przechowywania danych.
Części składowe i budowa
Czujnik temperatury za pośrednictwem złącza TMP1-3 jest dołączony do mikrokontrolera US1. Wyprowadzenia czujnika należy połączyć z następującymi stykami złącza: 1 – TMP1 (Vdd), 2 – TMP2 (DQ), 3 – TMP3 (GND).
Jeżeli termometr ma współpracować z więcej niż jednym czujnikiem, każdy kolejny trzeba łączyć równolegle z pozostałymi.
Karta SD, na której będą zapisywane wyniki pomiarów, komunikuje się z mikrokontrolerem US1 w najprostszy sposób, czyli za pośrednictwem interfejsu SPI. Oprócz 3 sygnałów: MISO, MOSI i SCK, dodatkowo do sterowania karty potrzebny jest sygnał /CS. Gniazdo dla karty SD ma dwa dodatkowe wyprowadzenia sygnalizujące obecność karty w gnieździe i zabezpieczenia przed zapisem (DETECT i WRITE-PROTECT). Jednak w tej wersji urządzenia nie są one używane.
Do sterowania rejestratorem wystarczył jeden przycisk SW1. Jego naciśnięcie powoduje naprzemienne uruchomienie procesu pomiarów i rejestracji bądź przerwanie. Dioda LD1 sygnalizuje aktualny stan rejestratora a dodatkowo może informować o błędach w zapisie na karcie SD.
Kwarc Q1 dostarcza sygnał zegarowy potrzebny do odliczenia czasu pomiędzy kolejnymi pomiarami. Gdy dla zminimalizowania poboru energii większość wewnętrznych układów kontrolera jest usypianych, sygnały z kwarcu zliczane są przez wewnętrzny licznik służący do wybudzenia kontrolera przed kolejnym pomiarem temperatury.
Zadaniem diody D1 jest zabezpieczenie układu przed podaniem zasilania o błędnej polaryzacji. Jeżeli do tego dojdzie, napięcie będzie przez diodę zwierane do poziomu niezagrażającego zniszczeniem rejestratora. Nie jest to może najbardziej eleganckie rozwiązanie. Jednak włączenie diody D1 w szereg z np. plusowym wyprowadzeniem baterii jest gorszym rozwiązaniem, ponieważ powodowałoby niepotrzebny spadek napięcia zasilającego.
Sterowanie rejestratorem
Sekwencja działania termometru-rejestratora jest następująca:
- Po włączeniu zasilania układ znajduje się w trybie gotowości. Ten stan sygnalizuje migotanie diody LD1 z częstotliwością około 3 Hz. W tym czasie można bezpiecznie wsunąć do gniazda X2 kartę SD i poczekać przez sekundę na jej wewnętrzny reset i inicjalizację.
- W trybie gotowości naciśnięcie przycisku SW1 przez czas około sekundy powoduje przejście układu do trybu pomiarów. Najpierw skasowany zostaje, jeżeli istniał, zapisany na karcie plik poprzednich pomiarów. Potem zostaje utworzony pusty plik dla pomiarów bieżących. Po wykonaniu pierwszego pomiaru i zapisu wyników na karcie SD, dioda LD1 zostaje zgaszona a kontroler US1 wchodzi w tryb uśpienia o obniżonym poborze mocy.
- W trybie pomiarów co około 10 sekund kontroler zostaje wybudzony, dokonuje kolejnego pomiaru temperatury i dopisuje uzyskane wyniki do pliku danych na karcie SD. Fakt dokonywania pomiaru sygnalizuje ciągłe świecenie diody LD1, która jest gaszona, gdy kontroler ponownie wchodzi w stan uśpienia.
- W dowolnym momencie można zakończyć pomiary, naciskając przycisk SW1 przez czas nie krótszy niż 1 sekunda. Urządzenie przechodzi do trybu gotowości, co sygnalizuje migotanie diody LD1 z częstotliwością około 3 Hz. W tym momencie można bezpiecznie wyjąć kartę SD z gniazda dla przejrzenia dokonanych pomiarów albo odłączyć zasilanie od rejestratora. Można też uruchomić kolejny cykl pomiarowy przez ponowne naciśnięcie przycisku SW1.
Układ sygnalizuje wystąpienie błędu zapisu danych na karcie SD. Jeżeli dojdzie do błędu, podczas kolejnych załączeń trybu aktywnego dioda LD1 będzie migotała z częstotliwością około 10 Hz. Na rysunku 3 pokazano schemat sygnalizacji diody LD1 dla różnych stanów urządzenia.
NAPISZ DO AUTORA
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
