Главная » Промышленная электроника
Призовой фонд
на октябрь 2018 г.
1. Осциллограф DSO138
Паяльник
2. Тестер компонентов LCR-T4
Паяльник
3. 350 руб.
От пользователей

ЖКИ дисплей показаний двух расходомеров

Рассматривается реализация дисплея данных с частотных выходов расходомеров для воды фирмы «Взлет» отечественного производства, один из которых рассчитан на условный проход 25мм, а другой на условный проход 60мм. В качестве первичного источника информации использованы частотные выходы данных расходомеров. Вывод осуществляется как мгновенного расхода в (м**3/час), так и суммарного (в М**3)расхода одновременно для обоих расходомеров. При отключении питания все выводимые данные автоматически записываются в энергонезависимую память приборы и восстанавливаются в ОЗУ микроконтроллера при повторном включении прибора. В качестве LCD индикатора для дисплея использован LCD марки WH1602D-NGG с известной системой команд от фирмы Hitachi.   

Следует отметить следующие преимущества использования частотного выхода (ЧВ) расходомера перед использованием RS485 или токового выхода:

  1. Данный тип выходного сигнала имеет место практически на всех видах расходомеров, включая самые простые такие как турбинные или крыльчатые.
  2. ЧВ наименее подвержен воздействию помех и наводок от силовых цепей, поскольку потеря нескольких импульсов слабо влияет на достоверность передаваемых расходомером данных.
  3. Для частотного выхода, как правило, предусмотрена гальваническая развязка в виде встроенной оптопары, что защищает прибор от попадания посторонних напряжений и не влияет на достоверность передаваемых данных
  4. Частотный сигнал достаточно легко преобразуется в ток диапазона 4-20мА для подключения к АЦП аналогового ввода микроконтроллера или ПЛК.


Рис 1.

Принципиальная схема прибора показана на рис 1 

По сути, данный прибор является двухканальным частотомером. Калибровочные коэффициенты для перевода значений частоты в показания расхода были получены экспериментально и занесены в программу микроконтроллера прибора. Для простоты реализации, в качестве опорного генератора секундных интервалов была использована отечественная микросхема  D3 типа КР175ИЕ5. Принцип работы этой микросхемы и схема включения подробно описаны в литературе [1]. Причиной ее использования явилось желание экономии одного из аппаратных таймеров-счетчиков микроконтроллера с целью упрощения программы.   Именно её применение делает данный прибор двухканальным частотомером, а  вырабатываемые ею кварцеванные секундные интервалы служат для подсчета импульсов с частотных выходов обоих расходомеров одновременно. Эти выходы подключены, через цепочки защитных диодов VD1—VD4, которые не допускают появления на входах PB0 и PB1  микроконтроллера ATMega8515 опасных напряжений из внешних цепей. Эти входы сконфигурированы как источники тактовых импульсов для таймеров-счетчиков микроконтроллера Т0 и Т1 соответственно. Естественно, что данные таймеры – счетчики настроены для работы от внешнего тактируемого сигнала. Их содержимое подсчитывается по прерыванию INT1, ежесекундно и обнуляется для выполнения последующих подсчетов. Далее программа выполняет коррекцию значения измеренной частоты с целью преобразования значений частоты в значения расхода и вывод  этих показаний на верхнюю строчку ЖКИ. Каждый отсчет суммируется ежесекундно со значением суммарного расхода, которое, также, подлежит сохранению в EEPROM микроконтроллера и выводу на вторую строку ЖКИ.

По сигналу прерывания INT0 (сразу по пропаданию напряжения питания 9—24В) происходит запись отображаемых на дисплее данных в энергонезависимую память микроконтроллера.


Фото 1 

На фото 1 показан внешний вид прибора при отображении данных. В качестве корпуса для устройства применен корпус под автоматические выключатели подходящего размера.

В качестве прототипа схемы была использована плата AVR-P40B-8515 [4]  от Olimex.

На фото 2 показан вид платы со стороны установки компонентов.


Фото 2

На схеме (Рис. 1) не показаны те элементы платы, которые характерны для микроконтроллера типа AT90S8515 AVR, под который эта плата изначально была разработана (напр. драйвер питания). Прибор оборудован интерфейсом последовательного обмена типа RS232, который, в данном проекте не задействован, однако, обеспечивает необходимую гибкость при адаптации данного прибора под другие типы расходомеров с частотным выводом данных. Именно через него можно, достаточно оперативно, обновлять калибровочные коэффициенты, используя для этой цели даже терминальную программу на ПК. Немаловажно и то, что данные с расходомеров, по этому же каналу, могут быть доставлены, в реальном времени, на удаленный терминал.

Прошивка микроконтроллера приведена во вложении. Фьюз-биты (Fuses) оставлены заводскими.

Литература:

  1. Бирюков С.А. – Цифровые устройства на МОП интегральных микросхемах, М. :Радио и связь,1991.-184с
  2. Практическое программирование микроконтроллеров Atmel AVR на языке ассемблера. 2-е изд., испр.Автор: Ревич Ю.В.
  3. 8 bit microcontroller with 8Kb Flash Data Sheet ATMEGA8515 Atmel
  4. http://www.olimex.com/dev AVR-P40B-8515 PROTOTYPE BOARD WITH 10 PIN ICSP CONNECTOR FOR AT90S8515 AVR MICROCONTROLLERS

Автор выражает благодарность компании  ООО «ЭВС» за содействие в реализации данного проекта.

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
D1 МК AVR 8-бит
ATmega8515
1 Поиск в Utsource В блокнот
D2 ИС RS-232 интерфейса
MAX232
1 Поиск в Utsource В блокнот
D3 МикросхемаКР176ИЕ51 Поиск в Utsource В блокнот
U Линейный регулятор
LM7805
1 Поиск в Utsource В блокнот
VD1-VD4 Диод4 Поиск в Utsource В блокнот
VD5 Стабилитрон5.1 В1 Поиск в Utsource В блокнот
VD6 Выпрямительный диод
1N4007
1 Поиск в Utsource В блокнот
С1 Конденсатор1 мкФ1 Поиск в Utsource В блокнот
С2-С5 Электролитический конденсатор4.7 мкФ4 Поиск в Utsource В блокнот
С6 Конденсатор22 пФ1 Поиск в Utsource В блокнот
С7 Конденсатор62 пФ1 Поиск в Utsource В блокнот
С8 Электролитический конденсатор100 мкФ 16 В1 Поиск в Utsource В блокнот
С9 Электролитический конденсатор220 мкФ 25 В1 Поиск в Utsource В блокнот
R1 Подстроечный резистор10 кОм1 Поиск в Utsource В блокнот
R2-R4 Резистор
4.7 кОм
3 Поиск в Utsource В блокнот
R5 Резистор
10 кОм
1 Поиск в Utsource В блокнот
R6 Резистор
560 кОм
1 Поиск в Utsource В блокнот
R7 Резистор
22 МОм
1 Поиск в Utsource В блокнот
R8 Резистор
47 кОм
1 Поиск в Utsource В блокнот
Х1 Кварцевый резонатор32768 Гц1 Поиск в Utsource В блокнот
J Разьем com-портаRS-2321 Поиск в Utsource В блокнот
J1 LCD-дисплейWH1602D-HGG1 Поиск в Utsource В блокнот
J2 Разьем для программатораICP1 Поиск в Utsource В блокнот
Разьем для подключения блока питания1 Поиск в Utsource В блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: 0 0
Я собрал 0 1
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 4.6 Проголосовало: 1 чел.

Комментарии (0) | Я собрал (0) | Подписаться

Статью еще никто не комментировал. Вы можете стать первым.
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется электрическая мощность?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Печатная плата для усилителя "LM3886 + AD825"
Печатная плата для усилителя "LM3886 + AD825"
Набор для сборки - LED лампа Катушка Тесла
вверх