MODUL K RŮZNÝM PŘEVODNÍKŮM NEELEKTRICKÝCH VELIČIN
PRO MĚŘENÍ S PC
Vágner Vlastimil
Přípravek jsem vyrobil pro kolegu který potřeboval měřit tlak vody kdy použitý převodník převádí tlak vody na napětí a tyto hodnoty potřeboval měřit a dlouhodobě ukládat pro další zpracování pomocí počítače.Přípravek se dá použít i pro jiné převodníky neelektrických veličin převedených na napětí nebo pro dlouhodobé měření a ukládání naměřených hodnot například baterií a různých zdrojů.Přípravek se připojuje na sériový port počítače nebo pomocí redukce USB/COM tato však musí podporovat všechny I/O sériového portu,převodník si neklade za cíl konkurovat továrním zapojením.Modul má hlavně sloužit pro vlastní inspiraci a ti kdož programují si napíší svůj vlastní program dle individuálních potřeb například pod OS Windows.
Popis modulu
Modul je vlastně převodník A/D jde o v mém případě oblíbený integrovaný obvod TLC549 což je osmibitový A/D převodník modul se připojuje na sériový port nebo pomocí redukce USB/COM k počítači osobně ho používám spíše takto s redukcí USB/COM.Napájení tohoto modulu je v terénu možné z devítivoltové baterie nebo ze síťového zdroje jehož napětí nesmí být nižší jak 8VDC,modul má stabilizátor napětí na hodnotu 5V které je současně jak napájecí tak je použito jako referenční napětí pro A/D převodník tím je dána jeho rozlišovací schopnost 5/255= 0.0196V zaokrouhleno je pak 0.02V.Modul umožňuje měřit na dvou rozsazích první rozsah je od 0V do maximálně 5VDC a druhý rozsah umožňuje měřit napětí také od 0V do 50VDC volba rozsahů se provádí přepínačem PŘ.1.Na modulu jsou dvě zdířky modrá a červená,do modré zdířky se připojuje záporný pól od použitých převodníků neelektrických veličin nebo zdrojů(baterií a podobně),do červené zdířky se připojuje kladný pól od použitých převodníků neelektrických veličin nebo zdrojů(baterií a podobně).Kladné napětí připojené do červené zdířky je připojeno na střední kontakt relé RE1A a odtud je pracovním kontaktem RE1A po sepnutí relé RE1 přivedeno na střední vývod přepínače PŘ.1A tímto přepínačem volíme rozsah 0 – 5V nebo 0 – 50V a dále je pak z tohoto přepínače dle volby rozsahu připojeno na vstup IO2 Za zmínku tohoto triviálního zapojení převodníku stojí bočník složený z rezistorů označených ve schématu R4 a R5,na těchto přesných hodnotách záleží při měření napětí na rozsahu 50VDC naměřená hodnota A/D převodníku,proto jsou ve schématu naznačeny trimry TP1 a TP2 kterými nahradíme pokud chceme rezistory R4 a R5 a na trimrech nastavíme hodnoty jenž mají R4 a R5 tím je nastavení bočníku pro měření na rozsahu 50VDC hotovo.Schéma zapojení převodníku je na obrázku č.01.
Popis programu
Ovládací programy pro tento modul jsou dva jeden je pro vytvoření souboru CAS.HOD pro zadávání času mezi odečty napětí ten má název odečet.exe,druhý je pro vlastní ovládání RE1 a měření pomocí modulu ten má název měření.exe,programy jsou v adresáři PROGRAMY,oba programy jsou napsány v Turbo Pascalu.Pokud máme na počítači operační systém Windows 2000,XP,NT tak zde jdou programy spustit POUZE z příkazové řádky pokud jsou uvedené programy nainstalovány jako 32-bitové,pokud jsou však nainstalovány jako 64-bitové tak se programy spustit NEPODAŘÍ,pokud jsou na počítači Windows 95/98 tak programy jdou spustit buď z příkazové řádky nebo po restartu počítače se zvolí klávesou F8 pouze volba DOS.Jdou spustit i na počítačích bez HDD které mají floppy mechaniku kdy na disketu nahrajeme OS a oba uvedené programy.
Program pro zadání hodnoty času má název odečet.exe zde zadáváme hodnotu po jaké se budou provádět a zapisovat naměřené hodnoty do souboru,hodnoty zadáváme na celá čísla to znamená pokud chceme odečítat a ukládat po pěti minutách zadáme hodnotu 300 výpočet je jednoduchý jedna minuta má šedesát vteřin a pět minut je potom násobek to znamená pět krát šedesát je třista.Po spuštění programu odečet.exe se na monitoru zobrazí p = po zadaní hodnoty se program automaticky ukončí a v adresáři kde je tento soubor odečet.exe se vytvoří soubor s názvem CAS.HOD tuto hodnotu můžeme již měnit například v nějakém manažeru.UPOZORNĚNÍ SOUBOR CAS.HOD SE MUSÍ NACHÁZET VE STEJNÉM ADRESÁŘI JAKO VLASTNÍ SOUBOR MĚŘENÍ.EXE.Čas odečetů mezi sebou a tím ukládání hodnot do souboru může být v rozsahu od několika vteřin až po hodnotu kdy dojde k zápisu do souboru jednou za měsíc.
Program MĚŘENÍ.EXE je vlastní program na ovládání A/D převodníku a ovládání relátka pro zobrazení naměřené hodnoty napětí na monitoru počítače a pro ukládání hodnot na počítači PC.Po spuštění programu zvolíme port kde je připojený A/D modul,volbu portu volíme stiskem <1> ,<2> , <3> , <4> , stiskem klávesy s číslem <1> volíme port com1, stiskem klávesy s číslem ,<2> volíme port com2 atd., po volbě portu volíme zda budeme měřit napětí do 5V tuto volbu volíme stiskem klávesy D nebo zda budeme měřit napětí nad 5V tuto volbu zvolíme stiskem klávesy N.Po této volbě se na monitoru PC zobrazí ZADEJ MAXIMÁLNÍ HODNOTU NAPĚTÍ V = zde zadáváme hodnotu po jejímž překročení bude do souboru tato hodnota zapsána společně s časem kdy k tomu došlo hodnotu napětí zadáváme při rozsahu 0 – 5V například takto 3.123,nebo při rozsahu 0 – 50V například takto 23.456,v obou případech jde o to jakou hodnotu potřebujeme znát jako maximální a zda k jejímu naměření pomocí převodníku došlo.Pokud chceme pouze měřit napětí a zapisovat hodnoty do souboru ZADÁME TAKOVOU HODNOTU KTEROU PŘEVODNÍK NEDOSÁHNE.Po jejím zadání program provede sepnutí relé RE1,dále se na monitoru počítače začne zobrazovat naměřené napětí.Pokud dojde k překročení maximální zadané hodnoty napětí na monitoru se zobrazí PŘEKROČENA ZADANÁ HODNOTA A JEJÍ HODNOTA,současně se tato hodnota společně s časem uloží do souboru tento nápis se na monitoru počítače zobrazuje tak dlouho dokud tato naměřená hodnota převyšuje MAXIMÁLNÍ ZADANOU HODNOTU a současně se po zadané době i zapisuje do souboru.Pokud dojde k poklesu naměřeného napětí pod zadanou MAXIMÁLNÍ HODNOTU opět se na monitoru počítač začne zobrazovat pouze napětí a jeho hodnota,pokles napětí POD ZADANOU MAXIMÁLNÍ HODNOTU SE AUTOMAITCKY ZAPÍŠEŠE DO SOUBORU S ČASEM A HODNOTOU NAPĚTÍ. Program ukončíme stiskem klávesy mezerník po jejímž stisknutí program ukončí měření vypne RE1 smaže obrazovku a ukončí se.Program MĚŘENÍ.EXE si sám vytvoří v adresáři kde se nachází soubor s názvem NAMĚŘENO.TXT.
V SOUBORU NAMĚŘENO.TXT JE PROVEDENA UKÁZKA MĚŘENÍ PROGRAMEM
S PŘEVODNÍKEM PRO SNAŽŠÍ POCHOPENÍ.
Seznam součástek :
Rezistory R1…M2 , R2,R3…10K , R4…27K , R5…3K , R6…10K
Trimry : TP1…50K , TP2…10K , víceotáčkové ,
KONDENZÁTORY : C1,C2 , KERAMIKA 100NF ,
POLOVODIČE :
Diody : D1 ,D2…ZENERKY NAPĚTÍ 4V7 , D3…..1N4007 ,
Tranzistory : T1….BC639 ,
Integrované obvody :
IO1…..7805 , IO2….TLC549 + patice k IO
Relé napětí cívky 5VDC / 1A -1* spínací kontakt
Zdířky : červená …..1 , modrá….1 ,
Přepínač.PŘ.1 - 1KS - 2 páry přepínacích kontaktů
Použité převodníky neelektrických veličin budou čistě individuální záležitostí v případě kolegy byl použit na měření tlaku vody v potrubí manometr k tomu určený doplněný dvojitým odporovým vysílačem zapojeným do série.Tento vysílač již pracuje do OZ který provádí zesílení signálu tak aby tlak zobrazený pomocí ručičky manometru odpovídal napětí pro A/D v rozsahu 0 – 50V.
Vágner Vlastimil
vagnervlastimil@seznam.cz
Tel.: +420 607 405 007
Hotový modul
Pohled na přepínače
Připojovací zdířky