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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Interfaçage avec un multimètre numérique informatique série 830. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / microcontrôleurs La connexion d'un multimètre de petite taille à un ordinateur personnel permet un traitement statistique des résultats d'une série de mesures. Par exemple, il est possible d'étudier la propagation des paramètres d'un groupe de composants ou les changements de tension et de capacité des batteries pendant la décharge. On peut imaginer un certain nombre d'autres applications d'un tel "tandem. Récemment, les multimètres de la série 830, par exemple DT830 ou M-830, se sont répandus parmi les radioamateurs. Ils ont une erreur relativement faible, ce qui leur permet d'être utilisés pour une large gamme de mesures. À l'aide de l'appareil proposé, vous pouvez saisir les données du multimètre dans un ordinateur pour un traitement ultérieur. Les multimètres dotés de cette fonctionnalité ont généralement une interface RS232 et sont relativement coûteux.
L'adaptateur proposé est fabriqué à partir de composants peu coûteux largement disponibles. Les données numériques sont lues directement à partir des broches ADC du multimètre et transmises via une liaison série. Il n'est pas recommandé d'utiliser des multimètres pour ce raffinement, dans lequel une puce ADC est installée dans une version sans cadre. Le cœur des multimètres de la série 830 est le CAN ICL7106 (analogue domestique du K572PV5 ; la description peut être trouvée dans [1]). La description du fonctionnement et le schéma du multimètre se trouvent dans [2, 3]. L'ADC interagit avec l'écran LCD via un contrôle statique [4] - chaque élément d'image est contrôlé via une sortie séparée du microcircuit, à laquelle des impulsions de tension rectangulaires sont appliquées, déphasées de 0° ou 180° par rapport aux impulsions appliquées au fil indicateur commun. Si les phases des sorties LCD coïncident, le segment n'est pas excité. Le dispositif proposé se compose de deux parties : un bloc de conversion des données de l'ADC (multimètre LCD) et un bloc de transmission des données vers un ordinateur. Dans l'unité de conversion, des registres à décalage CMOS à chargement parallèle DD1-DD3 sont utilisés pour déterminer l'état des sorties de commande à faible courant de l'indicateur (Fig. 1). L'appareil fonctionne comme suit. A un niveau bas sur la broche 1 des registres DD1-DD3, un chargement asynchrone est effectué. Après qu'un niveau haut est appliqué à cette broche (via la ligne RD), les données sont fixes, qui sont décalées le long du front des impulsions d'horloge à la broche 2. Les données sont prises de la broche 9 du registre DD3 vers le bus DATA. Etant donné que le code à sept segments est redondant (les bits c et d sont "superflus"), des informations sur les virgules peuvent en outre être transmises dans ces bits. Cette information est issue des bornes 12 et 16 du multimètre LCD. Ces broches peuvent être connectées aux collecteurs des transistors ou directement au commutateur multiposition du multimètre. Cet interrupteur, à son tour, les commute directement sur le positif de la batterie (élevé). Cet état ne permet pas de distinguer des virgules à un niveau haut sur la sortie du VR (broche 21 de l'ADC). Les deux virgules seront annulées, puisqu'il y a un niveau haut sur les sorties 12 et 16 du LCD. L'unité de transfert de données peut être construite de diverses manières. Sa version simplifiée est illustrée à la Fig. 2. Il sert à correspondre au port LPT et est entièrement logé dans un boîtier de connecteur XS1 approprié.
L'alimentation est fournie par une source externe avec une tension de 9 ... 15 V. Les connecteurs XP2 et ХРЗ sont connectés à l'aide d'un câble plat avec les connecteurs correspondants - IDC-10F. La prise XP2 peut ne pas être présente si le câble est connecté directement au port. Avec le connecteur XP2 déconnecté, les microcircuits DD1-DD3 sont mis hors tension et le multimètre peut être utilisé de la manière habituelle. La transmission des données est entièrement contrôlée par l'ordinateur. Le code source du programme de contrôle pour DOS se trouve dans le fichier mjpt.cpp de l'archive du programme. La version donnée du bloc n'a pas d'isolation galvanique, elle doit donc être utilisée avec beaucoup de précautions. Par exemple, une tension de 30V entrant dans le port LPT lors d'une panne de la puce ADC peut endommager la carte mère. Pour éliminer cette lacune, un schéma plus complexe de l'unité de transmission de données a été développé (Fig. 3). Il s'agit d'un microcontrôleur avec isolation galvanique et transmission de données via un canal série RS232. L'utilisation d'un microcontrôleur à puce unique a permis de minimiser la consommation d'énergie et de réduire les dimensions. Le microcontrôleur PIC12F629 possède 1024 mots FLASH de mémoire de programme, 64 octets de mémoire de données, 6 ports d'E/S et une horloge interne de 4 MHz. Il n'a pas d'émetteur-récepteur matériel (USART), donc le protocole RS232 est reproduit par logiciel. Tableau 1
Le microcontrôleur est alimenté par un générateur d'horloge interne de 4 MHz, pour lequel un étalonnage logiciel est fourni. De plus, le bloc peut utiliser le microcontrôleur PIC12F675, identique au PIC12F629 avec un CAN supplémentaire à quatre canaux (10 bits). D'autres paramètres de ces microcontrôleurs et la documentation technique peuvent être trouvés dans [5, 6]. La programmation peut être effectuée à l'aide du programmateur EPY. Le micrologiciel est indiqué dans le tableau 1. Tous les éléments du bloc selon le schéma de la Fig. 3, à l'exception du connecteur XP4, peut être placé à l'intérieur du boîtier du multimètre, connecté au port COM avec un câble de modem conventionnel. Les données d'information sont émises par paquets de deux octets sur demande. Une requête à travers l'optocoupleur U3 est formée sur la broche 7 DD5 par une chute du signal de haut en bas, ce qui correspond à la transmission d'un octet zéro par le calculateur. Après réception de la requête, dans les 3 ms, les données sont chargées à partir des registres DD1-DD3 et converties. Ensuite, le premier octet est transmis (2 ms pour une vitesse de 4800 bps) et une pause de 3 ms est maintenue. Après cela, le deuxième octet est transmis et le bloc de transfert de données est désactivé jusqu'à la prochaine demande. Le format des octets transmis est illustré à la fig. 4. NUM1 - le chiffre le plus significatif de l'écran LCD, NUM4 - le chiffre le moins significatif, respectivement. KF - coefficient par lequel la valeur de l'indicateur obtenue est divisée. Par exemple, les lectures de l'indicateur (-12,36) correspondront à : NUM = 1, NUM2 = 2, NUM3 = 3, NUM4 = 6, KF = 100, ZNAK = 1.
Les optocoupleurs à isolation galvanique relativement lents ne peuvent pas fonctionner à des vitesses supérieures à 9600 bps, bien que 2400 bps soient suffisants dans ce dispositif. Le micrologiciel du microcontrôleur spécifie un débit en bauds de 4800 bps. Le noeud de sortie de l'unité de transmission est réalisé sur les optocoupleurs U1 et U2 selon un schéma symétrique. Les niveaux différents aux broches 5 et 6 de DD5 allument la diode émettrice de l'un des optocoupleurs. Les résistances R5 et R6 sont utilisées pour protéger le port COM en cas d'installation incorrecte ou d'autres dysfonctionnements. Le circuit de demande d'optocoupleur (U3) est réalisé selon un circuit asymétrique. La diode VD1 sert à protéger la LED de l'optocoupleur contre la tension inverse à l'entrée. Maintenant quelques mots sur le fonctionnement du logiciel. Le logiciel de contrôle de l'ordinateur et du contrôleur PIC est construit de la même manière [7]. Chaque cycle de conversion de données numériques à partir de l'écran LCD du multimètre comprend les étapes suivantes. Tout d'abord, les informations sont enregistrées (écrites) dans les registres, puis elles sont séquentiellement décalées et lues en mémoire, tous les chiffres sont inversés à un niveau élevé sur la broche 21 (VR) de l'ADC, le signe, les virgules et le chiffre de poids fort de l'écran LCD est lu, les chiffres restants de l'écran LCD sont convertis, vérification des erreurs. Le programme du contrôleur PIC compresse en outre les données sur deux octets et les transfère sur un canal série.
Au lieu des optocoupleurs U1, U2 indiqués sur le schéma, vous pouvez utiliser le dispositif double TLP521-2. Condensateurs C2, C3 - K50-35 ou autres petits. Condensateurs C1, C4 - céramique. Résistances - toutes, conçues pour un montage en surface (taille 1206). Le type de connecteur XS1 dépend du câble d'extension utilisé (dans le schéma, il est indiqué pour un câble d'imprimante standard). La carte de circuit imprimé est fabriquée individuellement pour le modèle de multimètre existant et placée à l'intérieur de celui-ci. Les puces DD1-DD3 sont montées sur la surface de la carte de circuit imprimé des deux côtés. Sur le même circuit imprimé, les éléments du dispositif représenté sur la Fig. 3. La prise XP4 est installée directement sur le boîtier du multimètre. Vous pouvez utiliser un analogue importé du registre KR1564IR9 - 74NS165 dans un boîtier de montage en surface. Ensuite, les microcircuits DD1-DD3 sont montés sur une carte de circuit imprimé simple face mesurant 50x13 mm, et les éléments restants sont montés sur une carte de circuit imprimé séparée. Cependant, en raison du pas réduit des broches (1,27 mm), l'installation est beaucoup plus compliquée. Dans le régulateur de tension DA1, il est possible d'utiliser 78L05, KR1157EN5A ou KR1157EN502A, en tenant compte de la différence de numérotation des broches. télécharger archive de logiciels pour interfacer un multimètre numérique avec un ordinateur. littérature
Auteur : V. Stepnev ; Publication : cxem.net
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