Выбор микроконтроллера Опции

[Kannikkiy]

здравствуйте!
Передо мной стоит следующая задача. Необходимо измерять и передавать в компьютер напряжение (ток постоянный) в диапазоне от сотых милливольт до десятых вольта, причем важны все 5 значащих цифр. Измеряемая ЭДС может иметь как прямую так и обратную полярность. Скорость измерения данных не менее 10 измерений/с (10 Гц).

Возможно ли решение данной задачи с помощью микроконтроллеров? Если да, то каких? Буду благодарен за любые предложенные решения.

[demiurg_spb]

Если важны 5 значащих цифр то нужно минимум 16-битное, а то и 24-битное сигма-дельта АЦП.
Тут вариантов на мой взгляд 2:
1. Любой микроконтроллер (хоть AVR) + внешнее АЦП от AD или TI.
2. Микроконтроллер на 51 ядре со встроенным очень хорошим АЦП от AD или SiLabs

Ну и для связи с компьютером нужен последовательный интерфейс или RS485 или USB с гальванической развязкой.

[PaulB]

а можно поподробней про первый вариант?
какой тогда ацп именно выбрать (AD7714AN - дороговато) и обясните принцип их совместной работы (ацп и мк)?

[demiurg_spb]

а можно поподробней про первый вариант?
какой тогда ацп именно выбрать (AD7714AN - дороговато) и обясните принцип их совместной работы (ацп и мк)?

АЦП подключается по SPI интерфейсу - так проще всего, ну и записываете ему в конфигурационные регистры нужную комбинацию, согласно инструкции. И по сигналу готовности считываете результаты измерений 2 или 3 байта. И всё.
Посмотрите на AD7709 или AD7792...

[rezident]

Kannikkiy, т.е. вам нужно измерять сигнал постоянного напряжения с частотой выборок 10SPS в диапазоне от 100мкВ до 100мВ с относительной приведенной погрешностью 0,001%? Или как тогда понимать ваше "важны все 5 значащих цифр"? 5 значащих цифр какого числа?

[demiurg_spb]

Автор ничего не говорил об относительной приведенной погрешности. Его вероятно интересует разрешающая способность не хуже 1/65535 - это уже "почти" 5 десятичных разрядов. Ну а требуемая точность это уже второй вопрос и не менее интересный...

[PaulB]

>rezident
Это значит, что даже если величина изменряемого напряжения составляет десятые доли вольта, то все равно сотая милливольта должна быть измерена с той же точностью.

Да и еще от 10 мкв до 100 мв, а не от 100 мкв.

[rezident]

Оба-на сколько оказывается телепатов в форуме! Между тем у топикстартера ничего не сказано ни про разрешающую способность, ни про точность измерения. Потому и задаю уточняющие вопросы. Тем более, что разрешающая способность и точность измерения не одно и то же.

[yanita]

А если поставить программируемый усилитель перед АЦП, то можно уменьшить разрядность АЦП?

[VDG]

судя по детским вопросам автора - тему в Начинающие. там ей самое место. и к AVR она отношения никакого не имеет.

[Diusha]

Возможно ли решение данной задачи с помощью микроконтроллеров? Если да, то каких?

Есть такой зверь - ATmega406. Заявлены 18 разрядов (правда, при более низкой скорости). Но зато для связи с компом надо что-то мудрить

От модератора.
Их сообщения удалено излишнее цитирование.

[Kannikkiy]

Извините, что так долго не писал... Как раз перед выходными деньги кончились на счету...

нужно измерять сигнал постоянного напряжения с частотой выборок 10SPS в диапазоне от 100мкВ до 100мВ с относительной приведенной погрешностью 0,001%?

Надо измерять сигнал постоянного напряжения с частотой выборок 10SPS в диапазоне от 10мкВ до 100мВ с относительной приведенной погрешностью 0,01% Т.е. чтобы если будет измерено напряжение 0.23457В то за правильность измерения цифры "7" можно было поручиться

А если поставить программируемый усилитель перед АЦП, то можно уменьшить разрядность АЦП?

А, действительно, если поставить предусилитель, можно ли решить эту задачу?

[rezident]

А, действительно, если поставить предусилитель, можно ли решить эту задачу?

Дык без усилителя вообще весьма непросто решить такую задачу. Если измерять непосредственно в указанном диапазоне, то разрешение АЦП должно быть порядка 1мкВ. Учитывая, что генераторы опорного напряжения обычно бывают 1,25В/2,5В, то вам нужен 1,25В/1мкВ >=21 разрядный АЦП. Если же привести диапазон входного сигнала ближе к опоре, усилив его, скажем в 8 раз, то и разрядность потребуется тоже на 8 разрядов меньше >=13 разрядов. Однако тут не все так просто, потому, что усилитель внесет дополнительную погрешность, которую придется тоже учитывать.

[Kannikkiy]

Вот в том - то и дело что хорошо бы поставить усилитель, но который вносил бы как можно меньше искажений. Да и устройство сопряжения с компом тоже даст снижение точности...

Блок - схему я представляю:

Предусилитель - МК - АЦП - Комп

Кавовы должны быть параметры или компоненты каждого блока?

[PaulB]

А можно ли использовать для наших задачь мк AT90USB162?

[demiurg_spb]

А можно ли использовать для наших задачь мк AT90USB162?

С внешним АЦП абсолютно неважен тип контроллера.
Но у него (AT90USB162) вроде как нет аппаратного умножителя - это может сильно понизить производительность и увеличить расход ПЗУ...
Из опыта: желаемую автором точность измерений практически невозможно получить без проведения калибровки каждого выпускаемого изделия даже с 24-битным АЦП и достаточно точным опорником и PGA.

Вот в том - то и дело что хорошо бы поставить усилитель, но который вносил бы как можно меньше искажений.

Надо брать АЦП со встроенным PGA. Но идеальных PGA не существует, в любом случае будет вноситься дополнительная погрешность.

Да и устройство сопряжения с компом тоже даст снижение точности...

Это ещё почему? Неужели злые вирусы из WinXP пролезут по каналу связи и заразят смертельной болезнью наше устройство?

[PaulB]

этот мк выбрал чтобы соединение с usb было проще и не надо было паять перехождников com->usb.

[MAXvaLL]

Да и устройство сопряжения с компом тоже даст снижение точности...

Чепуха!
Оно ну никак не может дать снижение точности, если вы сами ее снижать не будите.
Доп. помеха - да, но при правильной разводке это не проблема.

Меня терзают смутные сомнения... (в связи с высказанными автором перлами)
А автор 100% уверен что ему надо измерять 10мкВ с точностью 0.01% ?????????
Тут разрешающая способность 1нВ нужна!!!!!
А АЦП 24 бита с опорой 1В даст разрешение около 60нВ
А ведь те кто предлагал 18 битные АЦП и 24 битные даже не заикалсь об усилителе....
И не просто усилителе, а об усилителе с нелинейностью, дающей погрешность менее 0.01%....
А с шумами у вас что? Вы понимаете что динамический диапозон и точность ограничены снизу шумами?
Шумы конечно можно давить усреднением, с ОЧЕНЬ длинной выборкой... Но в определенных пределах.
Вы в курсе, что даже у лучших АЦП 24 бита динамический диапозон максимум 120Дб (примерно) - т.е. 1-2 бита не соответствуют истинне (для одного измерения)
ПП 4 слоя, правильная разводка, экранирование, правильное питание итд... итп...

ИТАК: Супер линейный и стабильный АЦП 24 бита + супер линейный и малошумящий усилтель + ОЧЕНЬ низкий уровень шума на входе.
Еще раз: автар понял какую задачу ставит?!????????

Если не секрет, то откуда сигнал идет?
Это вообще для практического применения, или это диплом/теория/итп?

Если 1ое - и все действительно так плохо... Купите вольтметр с интерфейсом к ПК. Очень сомнительно что вы сделаете лучше, или даже близко к заявленному.
Если 2ое - вы не верно поняли задание. Либо препод уже отметил новый год

PS Кстати как вариант: только что сделал подобное на АТтини45 (и всё)
Параметры похуже конечно (намного ), но цена и простота....
Думаю кому-то будет интересно...

АЦП 10 бит.
Разрешающая способность 2.5мВ без усилителя, и 125мкВ с усилителем. (опора 2.56)
Частота дискретизации от 8кГц и выше (можно понижать программно усредняя. заодно точность заметно повысим)
Калибровать конечно надо, это факт!

Я использовал внутренний ИОН. Он конечно не ахти - зато никаких внешних элементов.
Можно поставить внешний, с меньшим опорным напряжением. что улучшит разрешающую способность и стабильность.

Интерфейс USB софтварно реализованный.
Все напряжения соответствуют спецификации USB.

PPS Все работает. Проблем нет.
Кому интересно - схема
Сигнал может быть двуполярный. Переделать под однополярный, и увеличить ДД не сложно

[demiurg_spb]

этот мк выбрал чтобы соединение с usb было проще и не надо было паять перехождников com->usb.

А на самом деле получите немалый геморрой. USB это не так просто, с пол-пинка не заработает. Если действительно хотите упростить себе жизнь цепляйте на UART FTDI микруху. И будет счастье.

[Kannikkiy]

Здравствуйте снова!

Если не секрет, то откуда сигнал идет?

Задача имеет практическое применение. Сигнал приходит от датчика Холла - датчика напряженности магнитного поля. При изменении магнитного поля на нем появляется ЭДС, которую мы и измеряем. Сейчас для этой залдачи используется цифровой вольтметр В7-38, но он не имеет выхода для подключения к компьютеру. Его характеристики полностью удовлетворяют требуемым параметрам. Так что если это было возможно собрать еще в советские времена, то сейчас, это должно быть еще проще и удобней. Одно время даже была идея снимать сигнал непосредственно с индикаторов вольтметра, но она была отклонена.

Нашел схему вольтметра В7-40 имеющего интерфейс КОП (GPIB IEEE-488) , но этот интерфейс надо переделывать под ком/юсб порты, да и наворочено там изрядно лишнего. Надо-то всего измерить и отправить на комп, больше ничегно по сути.

Характеристики можно здесь посмотреть

http://www.radar1.ru/spec/v7-38.php

[MAXvaLL]

А на самом деле получите немалый геморрой. USB это не так просто, с пол-пинка не заработает. Если действительно хотите упростить себе жизнь цепляйте на UART FTDI микруху. И будет счастье.

Сомнительное счастье...
Доп. корпус на плате, завышенная цена.

Если у вас с этим проблемы, это не значит что это сложно.
USB это реально, даже для новичка. Да, нужно разобраться, но это не очень сложно.
У нормальных фирм (например cypress) есть готовые рабочие примеры дров, программ и прошивок.

Тем более тут можно обойтись одной EP0.
Без булков изохронов и интерруптов.

Сейчас для этой залдачи используется цифровой вольтметр В7-38, но он не имеет выхода для подключения к компьютеру. Его характеристики полностью удовлетворяют требуемым параметрам. Так что если это было возможно собрать еще в советские времена, то сейчас, это должно быть еще проще и удобней.

Нашел схему вольтметра В7-40 имеющего интерфейс КОП (GPIB IEEE-488) , но этот интерфейс надо переделывать под ком/юсб порты, да и наворочено там изрядно лишнего. Надо-то всего измерить и отправить на комп, больше ничегно по сути.

Профессионалам да, вам это будет сложно. Лично я слабо представляю полноценные пути решения этой проблемы, чтобы решение полностью соответствовало всем требованиям.
Нет, конечно сделать можно, но времени вы на то угробите.... (если вы студент, или где-то работаете и это не для основной работы, то несколько месяцев минимум. и далеко не факт что получится)

Если надо просто решить проблему - возьмите готовый модуль расширения GPIB для ПК и пишите только прогу.
Либо сами делайте переходник. Это будет значительно проще, чем сделать измерительную систему удовлетворяющую вашим требованиям.
Либо выбирайте из готовых измерительных систем, заточенных для подключения к ПК.

[demiurg_spb]

Сомнительное счастье...
Доп. корпус на плате, завышенная цена.
Если у вас с этим проблемы, это не значит что это сложно.
USB это реально, даже для новичка. Да, нужно разобраться, но это не очень сложно.
У нормальных фирм (например cypress) есть готовые рабочие примеры дров, программ и прошивок.

Много чего есть. Но речь шла об AVR... Если речи не идёт о серийном производстве, а о выпуске 1-2-10 штук, то отсутствие траты времени на изучение и отладку USB интерфейса окупится мгновенно и многократно. И с этим не поспоришь... Подход: да я это сделаю за 2 дня - очень свойственен молодым и очень малоопытным людям, которые не умеют оценить время разработки, а время - деньги. Связь тут однозначная.
Не забывайте - это подфорум для начинающих.

[Kannikkiy]

С новым годом всех участников обсуждения!

Подход: да я это сделаю за 2 дня

- за 2 дня и не надо... До весны...

Дело в том, что подобные специальные задачи в общедоступной литературе не изложены и разработать схему не так - то просто.

Как я говорил, сейчас для этих целей исплоььзуется вольтметр В7-38, еще советского производства. Неужели за 15 лет не появилось никаких достойных аналогов? Более миниатюрного и простого в использовании и дружащего с ЭВМ? Существует множество приборов, отвечающих нашим требованиям, но в них много лишних наворотов, поэтому они стоят раз в 5 дороже устройства, собранного только для измерения и передачи данных. Вот в чем дело...

[alexkok]

Задача имеет практическое применение. Сигнал приходит от датчика Холла - датчика напряженности магнитного поля. При изменении магнитного поля на нем появляется ЭДС, которую мы и измеряем. Сейчас для этой залдачи используется цифровой вольтметр В7-38, но он не имеет выхода для подключения к компьютеру. Его характеристики полностью удовлетворяют требуемым параметрам. Так что если это было возможно собрать еще в советские времена, то сейчас, это должно быть еще проще и удобней. Одно время даже была идея снимать сигнал непосредственно с индикаторов вольтметра, но она была отклонена.

Если нужен всего один прибор, самый быстрый и дешевый вариант - заменить аналогичным вольтметром с интерфейсом RS-232, например В7-65/2
Разработка вряд ли обойдется дешевле, не говоря о времени.

[Kannikkiy]

Если нужен всего один прибор, самый быстрый и дешевый вариант - заменить аналогичным вольтметром с интерфейсом RS-232, например В7-65/2
Разработка вряд ли обойдется дешевле, не говоря о времени.

Если это самый деевый вариант, то проще купить другой прибор... За 30000 есть и более хорошие варианты... Ведь если использовать МК пусть даже 24-битный и по ком-интерфейсу, я считаю что все устройство уложится в 5-7 тысяч. Нам же не нужно цифровое табло, внутренний фильтр статистического разброса, измерение тока и ручное перещелкивание пределов, не нужны щупы. Все это лишняя трата денег. Цель - собрать блок к прибору, а не купить дорогой прибор.

[rezident]

Ведь если использовать МК пусть даже 24-битный и по ком-интерфейсу, я считаю что все устройство уложится в 5-7 тысяч.

Цель - собрать блок к прибору, а не купить дорогой прибор.

Вы почему-то забываете, что в цене готового устройства уже включена стоимость его разработки. Если прибор выпускается серийно в больших количествах, то стоимость разработки составляет весьма малый процент от конечной стоимости прибора. Для вашего же единичного устройства стоимость разработки будет полностью включаться в сумму затрат на его изготовление. ИМХО за 5-7 тыр. даже очень непритязательный студент не возьмется за его разработку и изготовление. По-моему, для вашего случая готовый прибор с интерфейсом - самое оптимальное решение. А функции, которые вам в нем не нужны, можно просто не использовать

[alexkok]

Если это самый деевый вариант, то проще купить другой прибор... За 30000 есть и более хорошие варианты... Ведь если использовать МК пусть даже 24-битный и по ком-интерфейсу, я считаю что все устройство уложится в 5-7 тысяч. Нам же не нужно цифровое табло, внутренний фильтр статистического разброса, измерение тока и ручное перещелкивание пределов, не нужны щупы. Все это лишняя трата денег. Цель - собрать блок к прибору, а не купить дорогой прибор.

Дополнительный плюс готового прибора в том что к нему уже есть драйвера (как правило) и можно использовать готовый софт, например Labview.
Т. е. весь процесс замены можно уложить в одну-две недели.
Конечно, если реальная цель научиться программировать контроллеры, тогда понятно зачем собирать блок .

[demiurg_spb]

Как я говорил, сейчас для этих целей исплоььзуется вольтметр В7-38, еще советского производства. Неужели за 15 лет не появилось никаких достойных аналогов? Более миниатюрного и простого в использовании и дружащего с ЭВМ?

Посмотрите на калибраторы напряжения Druck, ИКСУ, КИСС...

[MAXvaLL]

Если это самый деевый вариант, то проще купить другой прибор... За 30000 есть и более хорошие варианты... Ведь если использовать МК пусть даже 24-битный и по ком-интерфейсу, я считаю что все устройство уложится в 5-7 тысяч. Нам же не нужно цифровое табло, внутренний фильтр статистического разброса, измерение тока и ручное перещелкивание пределов, не нужны щупы. Все это лишняя трата денег. Цель - собрать блок к прибору, а не купить дорогой прибор.

Если снизить требуемую точность до 0.1% или повысить нижний предел до 100мкВ, то это уже будет ближе к жизни. И пожалуй, хоть и не очень просто, но сделать можно. Т.к. можно будет обойтись без усилителя.
Так ли нужны эти 0.01% ?

[Kannikkiy]

калибраторы напряжения Druck

Druck TRX-II-R

Многофункциональный калибратор электрических сигналов.

Цена: 156 405 руб.

ИКСУ-260 цена 81774.00

КИСС-03 цена 37 600,00 руб.

Я в отпаде...

Тогда действительно проще купить В7-78/1 за 33 000 и сдавать его на время в аренду другим лабораториям, чтоб хоть как-то окупался...

Если снизить требуемую точность до 0.1% или повысить нижний предел до 100мкВ, то это уже будет ближе к жизни. И пожалуй, хоть и не очень просто, но сделать можно. Т.к. можно будет обойтись без усилителя.
Так ли нужны эти 0.01% ?

Действительно, здраво рассудив решил, что надо сделать так

предел 1мВ с точностью 0.01% в диапазоне 1мВ - 2В

[alexkok]

Действительно, здраво рассудив решил, что надо сделать так

А вы уверены, что здраво?
И что рассудив?
Абсолютное большинство современных приборов имеют гальваническую развязку входа и входа.
Ваши 5-7 тысяч включают эту надбавку?
Я понимаю, конечно, что для некоторых контор ( сам когда-то в такой работал) проще потратить несколько месяцев работы сотрудника/инженера на самостоятельную разработку, чем купить готовый прибор.
Да и у меня тоже всё построено на "натуральном хозяйстве", когда всё делается одним человеком, но это
не правильно, это от "нищеты", и гордиться тут нечем.

предел 1мВ с точностью 0.01% в диапазоне 1мВ - 2В

А обосновать можете эту точность?
(Hint - надо различать разрешение и точность)

[Kannikkiy]

Здравствуйте!

Я нашел схему отвечающую нашим требованиям и даже их превосходящую.

http://www.gaw.ru/pdf/TI/app/adc/sbaa031.pdf

Только эта схема будет очень дорогой в плане сборки один МК, который там стоит Стоит 6070 руб. Я вот думаю, а что если отбросить этот МК, фильтры, один из каналов усиления, и на выход АЦП поставить свой МК и передавать данные в комп. Возможно ли это? Или она тогда не будет отвечать указанным параметрам?

[SIA]

Если это самый деевый вариант, то проще купить другой прибор... За 30000 есть и более хорошие варианты... Ведь если использовать МК пусть даже 24-битный и по ком-интерфейсу, я считаю что все устройство уложится в 5-7 тысяч. Нам же не нужно цифровое табло, внутренний фильтр статистического разброса, измерение тока и ручное перещелкивание пределов, не нужны щупы. Все это лишняя трата денег. Цель - собрать блок к прибору, а не купить дорогой прибор.

Тогда проще всего купить хороший тестер с интерфейсом RS-232. Как пример, Sanwa PC5000 имеет разрешение на шкале 500 мВ 10 мкВ при 5 измерениях в секунду, точность 0.02...0.03% и стабильность "0" десяток-другой мкВ.
Все почти вписывается в Ваш бюджет, а батарейки в нем работают долго.

[Herz]

Здравствуйте!
Я нашел схему отвечающую нашим требованиям и даже их превосходящую.

Только эта схема будет очень дорогой в плане сборки один МК, который там стоит Стоит 6070 руб. Я вот думаю, а что если отбросить этот МК, фильтры, один из каналов усиления, и на выход АЦП поставить свой МК и передавать данные в комп. Возможно ли это? Или она тогда не будет отвечать указанным параметрам?

А откуда видно, что схема отвечает и даже превосходит ваши требования? И какой канал усиления Вы собираетесь отбрасывать? Может, невнимательно смотрели схему? А МК можете поставить почти любой.
Только тоже считаю, что стоит Вам прислушаться к советам и найти готовый прибор. Вы же не собираетесь их тиражировать? А разработка и построение единичного измерительного прибора с высокими характеристиками, задёшево, да без опыта... Одним только временем (которое, по Вашим словам, единственное, что у вас есть) всё это не компенсируешь.

[Kannikkiy]

Sanwa PC5000 (или аналогичный ему РС500) - имеет нижний предел 50 мВ. Значит ли это, что значения меньшие 50 мВ измерить не удастся? Т.е. минимум будет 0.05000 или же 0.00001?

Информация о мультиметре:

http://www.multimetr.ru/pc500.html

[Omen_13]

50 мВ это диапазон шкалы, т.е измерение производится от 0 до 50 мВ (разрешающая способность в 10мкВ как раз для этого диапазона). Для измерения напряжения больше 50мВ (например 56) переключится на следующий диапазон - 500 мВ

[vvs157]

Только эта схема будет очень дорогой

Возьмите старый сов. Вольтметр Щ300 (в Присте ( http://www.prist.ru/produce.php/card/meas.htm?id=-997271533 ) новый складского хранения 10000 тр),прикрутите к нему на АVR интерфейс и будет вам счястье. Лучше все равно не сделаете

[Kannikkiy]

Возьмите старый сов. Вольтметр Щ300

- их у нас целых 3 штуки Да вот только куда там

АVR интерфейс

прикручивать? И какая должна быть тогда схема? Щ300 - штука хорошоая и даже как написано в руководстве "цифровая", жаль тольк оцифры ламповые...

[vvs157]

- их у нас целых 3 штуки Да вот только куда там прикручивать? И какая должна быть тогда схема? Щ300 - штука хорошоая и даже как написано в руководстве "цифровая", жаль тольк оцифры ламповые...

У него на задней стенке 2 разъема с очень простым двоично-десятичным ТТЛ-интерфейсом, к которому без труда прикручивается любая AVR с добавочным мультиплексором. По характеристикам Щ300 лучше, чем Agilent 34401A или Keithley 2000 за ~$1300

[smac]

- их у нас целых 3 штуки Да вот только куда там прикручивать? И какая должна быть тогда схема? Щ300 - штука хорошоая и даже как написано в руководстве "цифровая", жаль тольк оцифры ламповые...

Так там индикаторы - наподобие ламп с 10 цифрами от 0 до 9 (забыл к сожаленью как они правильно называются) ? Ну вот вам вариант решения в лоб. К сожалению не знаком со схемой прибора но вот Вам вариант.
Анализируем напряжение на выводах индикатора. В зависимости от того на каком выводе оно присутсвует, определяем какая цифра на идндикаторе. Далее определяем напряжение. Расчет показывает , что для 5 цифр потребуется 15 выводов, меги 8 или 88 хватит с головой.

Добавлено: Вот vss157 говорит, что там даже интерфейс цифровой имеется, тогда вообще никаких извращений типа моей бредовой идеи не потребуется.

Сообщение отредактировал smac - Jan 11 2009, 18:57

[Kannikkiy]

Так там индикаторы - наподобие ламп с 10 цифрами от 0 до 9 (забыл к сожаленью как они правильно называются) ? Ну вот вам вариант решения в лоб. К сожалению не знаком со схемой прибора но вот Вам вариант.
Анализируем напряжение на выводах индикатора. В зависимости от того на каком выводе оно присутсвует, определяем какая цифра на идндикаторе. Далее определяем напряжение. Расчет показывает , что для 5 цифр потребуется 15 выводов, меги 8 или 88 хватит с головой.

- если вы читали топик, там было отмечено, что мы пробовали разработать схему, снимающую данные непосредственно с работающего сейчас вольтметра В7-38 ( с его индикаторов). Но эта версия была отвергнута как неконструктивная...

У него на задней стенке 2 разъема с очень простым двоично-десятичным ТТЛ-интерфейсом, к которому без труда прикручивается любая AVR с добавочным мультиплексором.

Какой тогда микроконтроллер посоветуете? И какие должны быть номиналы внешних элементов. Ведь техника - то советская, наверняка будут проблемы при стыковке (токи не те, напряжения)

[vvs157]

Анализируем напряжение на выводах индикатора. {...}
Добавлено: Вот vss157 говорит, что там даже интерфейс цифровой имеется, тогда вообще никаких извращений типа моей бредовой идеи не потребуется.

У него примитивный интерфейс с гальваноразвязкой от измерительной цепи. Данные идут в параллельном в двоично-десятичном коде (уровни ТТЛ) - каждей цифре по 4 бита в ДДК. Также на разъеме строб готовности данных и вход для внешнего запуска (если нужен). Еще выводится положение запятой. Управления (переключения пределов и режима измерений) нет.

Какой тогда микроконтроллер посоветуете? И какие должны быть номиналы внешних элементов. Ведь техника - то советская, наверняка будут проблемы при стыковке (токи не те, напряжения)

Если использовать 4 мультиплексора типа 555КП7 (74LS151) или 555КП15 (74LS251) (8 на 1) то любой не-8-ногий (Tiny2313, Mega8). Если не использовать мультиплексоры то любой 40-ка ногий - либо что-то из 51-го типа АТ89S52 или например ATMEGA32 (из пушки по воробьям)
Насчет уровней. Там нормальный ТТЛ (155-я серия). Если кабель не будет ловить импульсные помехи (витые пары или все провода в общем экране) то проблем быть не должно. Описание интерфейса (очень краткое) есть в мануале к прибору

Анализируем напряжение на выводах индикатора. В зависимости от того на каком выводе оно присутсвует, определяем какая цифра на идндикаторе. Далее определяем напряжение. Расчет показывает , что для 5 цифр потребуется 15 выводов, меги 8 или 88 хватит с головой. бредовой идеи не потребуется.

Там стоят индикаторы тлеющего разряда типа ИН-12 и у них каждой цифре соответствует свой катод (раб. напряжение >150В) и статическая индикация. Так что потребуется чуть менее 50 входов плюс резистивный преобразователь уровня.

[SIA]

Sanwa PC5000 (или аналогичный ему РС500) - имеет нижний предел 50 мВ. Значит ли это, что значения меньшие 50 мВ измерить не удастся? Т.е. минимум будет 0.05000 или же 0.00001?

Информация о мультиметре:

http://www.multimetr.ru/pc500.html

Они не аналогичны. см. http://www.multimetr.ru/pc5000.html
PC5000 точнее, и по умолчанию имеет на пределе 500 мВ (меньше у него нет) разрешение 10 мкВ, при 5 измерениях в секунду. Погрешность "0" - в пределах примерно 20-30 мкВ.
Можно включить режим 5,5 цифр, как на картинке справа, тогда разрешение на этом пределе (500 мВ) станет 1 мкВ, и 10 мкВ - на пределе 5 В, но при 1,25 измерениях в секунду.
RS-232 или USB у него гальванически развязан на ура - с отдельными светодиодами/фотодиодами.
Все остальное с такой же или сравнимой точностью будет сильно дороже и геморройнее.

[vvvv]

Возьмите старый сов. Вольтметр Щ300 (в Присте ( http://www.prist.ru/produce.php/card/meas.htm?id=-997271533 ) новый складского хранения 10000 тр),прикрутите к нему на АVR интерфейс и будет вам счястье. Лучше все равно не сделаете

Мне стало очень интересно, когда я заглянул в Прист и проверил цену действительно пишут 10000 рублей, в то время как в других фирмах ниже 35000 не опускается.
Я не поленился и отправил запрос, и вот что получил :
"...
Щ300 нашей компанией не поставляется, так как прибор снят с производства еще до 1993 года.
Предлагаю Вам аналог со склада - вольтметр универсальный В7-78/1 по цене 29’500р. Краткие ТТД здесь: http://www.prist.ru/produce.php/card/meas.htm?id=538606077
...
С уважением,
Менеджер по работе с дилерами
Гуркин Павел Борисович
mailto:gurkin@prist.com
ЗАО "ПРИСТ"
"

Так что 10000 за Щ300 это миф...

[Kannikkiy]

Если использовать 4 мультиплексора типа 555КП7 (74LS151) или 555КП15 (74LS251) (8 на 1) то любой не-8-ногий (Tiny2313, Mega8). Если не использовать мультиплексоры то любой 40-ка ногий - либо что-то из 51-го типа АТ89S52 или например ATMEGA32 (из пушки по воробьям)
Насчет уровней. Там нормальный ТТЛ (155-я серия). Если кабель не будет ловить импульсные помехи (витые пары или все провода в общем экране) то проблем быть не должно. Описание интерфейса (очень краткое) есть в мануале к прибору

А вы пробовали такую схему собирать? Будет ли она работать? И с какой скоростью - измерения Щ300 или со скоростью передачи данных на МК? Какой интерфейс посоветуете - USB или RS-232?

[rezident]

И с какой скоростью - измерения Щ300 или со скоростью передачи данных на МК?

Естественно со скоростью обновления результатов измерения прибором. Если только вы не задумаете использовать внешний запуск преобразования.

Какой интерфейс посоветуете - USB или RS-232?

Интерфейс чего именно?

[vvs157]

А вы пробовали такую схему собирать? Будет ли она работать? И с какой скоростью - измерения Щ300 или со скоростью передачи данных на МК? Какой интерфейс посоветуете - USB или RS-232?

Такую точно -нет, но лет 10 назад подключал их к компьютеру через некую плату параллельного ввода - тоже через мультиплексоры. Все работало.
Для простоты вполне достаточно RS на скорости 9600

Щ300 нашей компанией не поставляется, так как прибор снят с производства еще до 1993 года.
Предлагаю Вам аналог со склада - вольтметр универсальный В7-78/1 по цене 29'500р. Краткие ТТД здесь: http://www.prist.ru/produce.php/card/meas.htm?id=538606077

Я давно подозревал, что Прист "гнилая" фирма. Раз не поставляется, зачем держать в прайсе с ремаркой "выпуск до 93 года складского хранения"? Если это сделано для "завлечения" клиентов с последующим "разводом" на продукцию, дилером которой они являются (АКИП - это их торговая марка, под которой они продают как правило китайские приборы)- то это очень плохой прием

[Kannikkiy]

Если можно, скажите, к каким пинам в разъёме на Щ300 подключить? Где пины данных, синхронизатор и т.п.? В документации к прибору этого нет.

[vvs157]

Если можно, скажите, к каким пинам в разъёме на Щ300 подключить? Где пины данных, синхронизатор и т.п.? В документации к прибору этого нет.

Эти данные есть во втором альбоме схем на первой странице. Человеческого описания нет. Но разобраться можно. В ручную надо составлять таблицу кодов пределов измерений. Строб чтения данных - контакт А3 разъема Х13.

Прикрепленные файлы

 cha300_conn.pdf ( 48.79 килобайт ) Кол-во скачиваний: 74

 

[Kannikkiy]

Эти данные есть во втором альбоме схем на первой странице

Спасибо! У нас есть оба альбома...

В ручную надо составлять таблицу кодов пределов измерений. Строб чтения данных - контакт А3 разъема Х13.

А вот это действительно полезная информация... потому что и в правду

Человеческого описания нет

Пробовал искать описание коммутации Щ300 с ЭВМ в интернете, но все глухо. Как будто никто никогда его к компу не подключал... Хотя при таком массовом выпуске это маловероятно...

Если можете, раз вы пробовали это делать, скажите, пожалуйста, как же все-таки коммутировать этот цифровой интерфейс?

[vvs157]

Если можете, раз вы пробовали это делать, скажите, пожалуйста, как же все-таки коммутировать этот цифровой интерфейс?

Что-то вроде этого. За 100% не ручаюсь, так как надергано из старого файла и уверенности, что он был окончательный нет

Эскизы прикрепленных изображений

 

[PaulB]

а прошивки для МК нет?

[vvs157]

а прошивки для МК нет?

Неотлаженная и непроверянная на железе
Добавлено: Нашел опечатки

Прикрепленные файлы

 ch300.zip ( 1.25 килобайт ) Кол-во скачиваний: 30

 

[Kannikkiy]

Доброго времени суток!

Всем кто еще не потерял интерес к этому вопросу!

Итак, прошло уже больше года. Мы за это время изучили микроконтроллеры, попутно собрав много полезных устройств . И вот только вчера мы смогли одолеть наконец этот Щ300. наличие некоторых неточностей в схеме, предложенной vvs157 вызвали некоторые затруднения, которые мы, наконец преодолели. Была написана прошивка на си, разработана печатная плата и уже прошли первые успешные испытания. Сейчас мы проведем некоторые последние штрихи, после чего выложим все материалы в эту тему. Так что это реальность 5 знаков за 200 р

[Kannikkiy]

Доброго времени суток!

Как и было обещано выкладываю поправленную схему, прошивку и фотографии готовой платы.

Но сначала немного о том, как это работает. Щ300 работает, как многие другие советские приборы на интерфейсе 1-2-4-8. Среди данных, которые он передает 5 значащих цифр (причем первая из них может быть только 0 или 1), знак, положение запятой (таких положений всего 3) и тип измеряемой величины (для Щ300 опытным путем определено наличие трех типов - А, Ом и мВ, В). Цифры считываются из числовых регистров: 1-ая из 11С, 21С, 41С и 81С; 2-ая из регистров 21С, 22С, 42С и 82С и т.д. Пределы, знак и тип измерения передаются по соответствующим регистрам П (см. схему). Для поочередного считывания этих данных используются селекторы-мультиплексоры КР1533КП15 или 74НС595N. Очередность обеспечивается изменением входных регистров селекторов (А0-А2). Для синхронизации прибор выдает сигнал на пин ТоП. По руководству по эксплуатации прибор может выполнять до 12.5 изм/с. Поэтому скорости передачи в порт достаточно 9600 (хотя мы используем большую).

Первый эксперимент на аттини2313 был неудачным. Второй вариант был собран на атмеге 16 (фотография этой платы прилагается), с которой прибор наконец заработал. Но вследствие ошибки при разводке платы (перепутана последовательность опроса регистров селекторов мультиплексоров).

CODE

// ***********************************************************
// Project: Щ300
// Author: Крючков А.С. Дунаев А.М.
// Module description:
// ***********************************************************

#include <avr\io.h> // Most basic include files
// Add the necessary ones
#include <avr\signal.h>
#include <avr\pgmspace.h>
#include <stdio.h>
#include <avr\iotn2313.h>
#include <avr\interrupt.h>

// Function prototypes
//
int UART_putchar(char c);
int UART_getchar(void);
void UART_first_init(void);
void send_data(int dts);
void get_data(void);
// Define here the global static variables
// Buffer sizes must be 2^n
//
#define TBUFSIZE 32
#define RBUFSIZE 32

#define TMASK (TBUFSIZE-1)
#define RMASK (RBUFSIZE-1)

// Static variables
//
volatile unsigned char tbuf[TBUFSIZE]; // TX buffer
volatile unsigned char rbuf[RBUFSIZE]; // RX buffer

volatile unsigned char t_in; // TX buffer in index
volatile unsigned char t_out; // TX buffer out index

volatile unsigned char r_in; // RX buffer in index
volatile unsigned char r_out; // RX buffer out index
int i,j;

SIGNAL(SIG_INTERRUPT1) { /* signal handler for external interrupt int0 */
get_data();
}

void UART_first_init(void) {
//***********************
// The function fdevopen(..) must contain as parameters the
// corresponding ..putchar() and ..getchar() functions, defined before.
//
UBRRL = 12; // 115200 BPS
UCSRB = (1<<RXCIE)|(1<<RXEN)|(1<<TXEN); // 8 Databits, receive and transmit enabled, receive and transmit complete interrupt enabled
}

void get_data(void) {
//чтение данных идет слева направо для удобства представления в посылке
PORTB = 32; //знаки и 5-я цифра
j = PINB;
i = j&4;
if (i==4) send_data(45);// = '-'; //45 -
else send_data(43); //UDR = '+'; //43 +
i = j&1;
send_data(i+'0');//UDR = i;

PORTB = 64; //4 цифра
j = PINB;
j = j & 0xf;
j = j + '0';
send_data(j);

PORTB = 96; //3 цифра
j = PINB;
j = j & 0xf;
j = j + '0';
send_data(j);

PORTB = 128; //2 цифра
j = PINB;
j = j & 0xf;
j = j + '0';
send_data(j);

PORTB = 160; //1 цифра
j = PINB;
j = j & 0xf;
j = j + '0';
send_data(j);

PORTB = 192;
j = PINB;
j = j & 0xf;
j = j + '0';
send_data(j);//UDR = j;//измеряемая вел-на В, Ом, А*/

PORTB = 224;
j = PINB;
j = j & 0x3;
j = j + '0';
send_data(j);//UDR = j;//положение запятой*/

send_data(13);//UDR = 13;
}
//
void send_data(int dts) {
UDR = dts;
while ( !( UCSRA & (1<<UDRE)) );
}

void io_init(void) {
//io ports init
DDRB = 240; // три последних пина - на выход, остальные - на вход
asm ("nop");
PORTB = 0;
GIMSK = (1<<INT0)|(1<<INT1); /* enable external int0, int1 */
MCUCR = (1<<ISC01)|(1<<ISC10)|(1<<ISC11);/* falling egde: int0, rising edge: int 1 */
sei(); /* enable interrupts */
}

// ***********************************************************
// Main program
//
int main(void) {
UART_first_init();
io_init();
while(1)
{
asm ("nop");
// в коментариях принудительный опрос прибора, если не использовать прерывания
//for (i=0;i<20000;i++){}
//get_data();
}
}

На фото неприпаянный провод - это прерывание идущее на вывод ТоП (устанавливается опционально)

Благодарим всех участвующих в дискуссии, особенно vvs157. Спасибо всем! Тема закрыта!

Причина редактирования: Простыня неформатированного исходника

Эскизы прикрепленных изображений