Jump to content
Asgard

Измерительная Лаборатория Для Компьютера

Recommended Posts

Здравствуйте, не так давно пробовал работать с pic контроллерами и меня посетила такая мысль: собрать так сказать измерительную лабораторию, которая будет подключаться к usb порту компьютера.

Желаемая функциональность:

Функциональность с компьютером:

-Вольтметр

-Амперметр

-Частотомер

-Осцилограф

-Анализатор спектра

-Генератор синусоидальных сигналов

-рабочий диапазон частот от 0 Гц до 200-500 кГц (можно выше)

-Желательно автоматическое переключение диапазонов (не существенно)

Автономный режим:

-Вольтметр

-Амперметр

-Частотомер

Прибор будет оснащен ЖК индикатором, который будет показывать Напряжение, Ток и Частоту.

Программное обеспечение беру на себя, скачал книгу по usb-буду разбираться.

Теперь вопросы:

-какой лучше АЦП выбрать

-какой лучше выбрать микроконтроллер

-данные с датчиков считывать по запросу программы(в режиме "подключен") или слать потоком.

-обработка сигнала до оцифровки, защита устройства от измеряемого сигнала

Заинтересовавшихся просьба откликнуться, может общими силами сделаем такое чудо.

Прошу идею сильно не критиковать, хочеться поразмять извилины и попрактиковаться в программировании железа, да и в хозяйстве такая штука может пригодится.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Программное обеспечение беру на себя, скачал книгу по usb-буду разбираться.

Программное обеспечение чего именно будете брать на себя?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Был у меня аналогичный проект на работе. Делали школьную лабораторию. Все измерительные приборы у нас были выносными и подключались к блоку коммутации. Связь между блоком коммутации и измерителными приборами осуществлялась по RS-485. Связь между блоком коммутации и компьютером осуществлялась по USB (FT232BM).

Для вольтметра, амперметра, гальвонометра и т.д. подойдёт встроенное АЦП в МК. Тип МК могу посоветовать PIC, так как АЦП у него шустрее чем у Меги в 3 раза, + шумы по питанию ниже. Хотя можешь и на Мегах воять сиё чудо, так как для вольтметра, амперметра и т.д. высокая скорость оцифровки не очень нужна.

Мне только не понятен вопрос "обработка сигнала до оцифровки". Просьба уточнить, что вы имеете в виду.

P.S.

Обращайтесь с вопросами, чем смогу тем помогу.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вебинар "Разбор новых уникальных модулей FMAC и CORDIC в микроконтроллерах общего назначения STM32G4" (15.07.2020)

Компания КОМПЭЛ приглашает вас принять участие в вебинаре 15.07.2020, посвященном новому семейству микроконтроллеров общего назначения – STM32G4. Вебинар рассчитан на технических специалистов и тех, кто знаком с основами цифровой обработки сигналов. Мы разберем алгоритм работы CORDIC, а также рассмотрим пример создания цифрового фильтра на базе FMAC.

Зарегистрироваться на вебинар

Программное обеспечение чего именно будете брать на себя?

Написание программы для МК и программы для компьютера (интерфейс пользователя), на счет драйверов еще посмотрю, может и не надо.

Выкладываю набросок программы для компа ( правда только "каркас" сделан ).

Выскажите пожелания в оформлении виртуального прибора.

Вчера смотрел микросхемы для связи с компом- понравилась FT232BM.

Какая максимальная частота дискретизации у PIC, хочется ведь еще и осцилограф в "кармане" хочется иметь

и на каких диапазонах работы остановиться (макс частота, макс нарпяжение, и т.д.)

И вообще реально ли осцилограф с верхней частотой 100кГц?? :)

Мне только не понятен вопрос "обработка сигнала до оцифровки". Просьба уточнить, что вы имеете в виду.

я имел в виду блок защиты и коммутации, т.е на чем лучше делать переключатель поддиапазонов для напряжения, и защищать устройство от высокого напряжения, превышения тока. Что-то вроде этого.

Visual_Multimeter.rar

Share this post


Link to post
Share on other sites
                     

Новые контроллеры VIPerPLUS для ИП – видео и материалы вебинара STMicroelectronics

Видеозапись и материалы вебинара ST о семействе AC/DC регуляторов VIPerPLUS производства компании STMicroelectronics. Инженерами ST было детально рассмотрено новое семейство микросхем VIPerPLUS со встроенным транзистором, их возможности и топологии применения. Продемонстрировано испытание из лаборатории ST в Праге и моделирование в среде E-DesignSuite.

Подробнее

Вольтметр, амперметр, частотомер на МК - проблем нет, генератор - так себе, а вот осцилограф и тем более, анализатор спектра - выше звуковых частот будет не прыгнуть, тут бы надо хороший сигнальный процессор применить.

Share this post


Link to post
Share on other sites
                     

Конденсаторы ECWFG от Panasonic: теперь и для высоковольтных применений

Компания Panasonic анонсировала существенное расширение серии пленочных конденсаторов ECWFG: на сегодняшний день диапазон рабочих напряжений серии составляет 630…1100 В (DC). Серия ECWFG поддерживает уникальную функцию микропредохранителей.

Подробнее

В догонку: можно применить быстродействующий параллельный АЦП, данные от него быстро пересылать в комп, а там обрабатывать, ведь для построения анализатора спектра надо делать преобр. Фурье, или придется строить аналоговый преобразователь на входе.

Edited by ВВЛ

Share this post


Link to post
Share on other sites

Я и хочу почти всю обработку делать на компе, а с микроконтроллера принимать "сырые" данные.

На счет генератора: обычный синусоидальных хотелось бы с управления от компа, но в принципе можно подоткнуть просто ЦАП или сделать отдельно.

Для меня важны функции: измерения напряжения, частотомер и осцилограф. Я думаю вообще можно все эти функции реализовать на компьютере, самое главное НА СКОЛЬКО БЫСТРО БУДУТ ПОСТУПАТЬ ДАННЫЕ С МК!! а остальное дело программы.

Анализатор спектра не обязателен, но желателен.

Как думаете подойдет PIC18F242 ?

В догонку: можно применить быстродействующий параллельный АЦП, данные от него быстро пересылать в комп...

Хотите сказать без МК? А какие знаете из не очень дорогих.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Честно говоря, давно не ходил в тему "АЦП" и не в курсе чего там нового, но вот из старого, советского - К1107ПВ3(ПВ4) - частота преобразования до 100 МГц!!!, ЭСЛ - технология, 6 разрядов (ПВ4 - 8 разрядов), параллельная, возможность наращивания, помнится я такой АЦП даже VIDEO в SECAMе оцифровывал. Наверное есть что-нибудь поновее из буржуйского.

Edited by ВВЛ

Share this post


Link to post
Share on other sites

из буржуйских есть AD9054 со временем преобразования до 200*10^6 пр/с, с ТТЛ выходом и паралельным интерфейсом. Есть МАХ108- 1500*10^6 пр/с с ЭСЛ выходными уровнями и также параллельным интерфейсом. Оба АЦП 8-разрядные. Но вот за низкую стоимость таких "игрушек" я не ручаюсь ;). В принципе все быстродействующие АЦП дороговаты.

А вот щас есть очень интересные системы сбора данных, включающие очень мощную аналоговую часть и цифр часть обработки. К примеру ADuC812 имеет 12 разрядный АЦП со скоростью до 200 кпр/с и с возможностью непрерывной работы и работы в режиме ПДП; есть два ЦАП, ИОН, датчик температуры; 8051 совместимый процессор+еще куча цифровых модулей управляют и обрабатывают все это дело... Также е встроенный модуль UART! По цене сравнимо с быстродействующими АЦП. Я думаю на основе этой микрухи можно будет создать неплохой измеритель при минимуме деталей!

А еще у это штуки есть старший брат ADuC824 там ваще ппц наворочено.

P.S. ссори за двойной пост, накосячил чуток... :(

косяк устранил

Duhas

Edited by Duhas

Да возвеличится Россия! Да сгинут наши имена!

Share this post


Link to post
Share on other sites

Хм, я думаю пока не потяну такие навороченные АЦП.

Вольтметр, амперметр, частотомер на МК - проблем нет...

Может тогда на приборе сделать отдельные входы для измерения напряжения, тока и частоты, у PIC18F242 как помнится 5 10-битных АЦП. И прилепить к нему нормальный АЦП для осцилографа. Тогда можно получить сразу 4!!! прибора, работающих одновременно.

Как считаете какую наибольшую частоту можно оцифровывать этим МК, и если использовать АЦП.

На счет К1107ПВ3(ПВ4) подумаю, цена в инете около 100р, может и такой пойдет, правда лучше бы 10-битный.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Хм, я думаю пока не потяну такие навороченные АЦП.
Вольтметр, амперметр, частотомер на МК - проблем нет...

Может тогда на приборе сделать отдельные входы для измерения напряжения, тока и частоты, у PIC18F242 как помнится 5 10-битных АЦП. И прилепить к нему нормальный АЦП для осцилографа. Тогда можно получить сразу 4!!! прибора, работающих одновременно.

Как считаете какую наибольшую частоту можно оцифровывать этим МК, и если использовать АЦП.

На счет К1107ПВ3(ПВ4) подумаю, цена в инете около 100р, может и такой пойдет, правда лучше бы 10-битный.

У PIC18F242 один АЦП. У него 5 каналов ввода аналогового сигнала. Работать можно только с одним каналом. Можно переключать эти каналы. Для вольтметра, амперметра и т.д. вполне пойдёт. А вот для осциллографа это не проканает, так как полоса пропускания будет слишком маленький. Для осциллографа лучше применить связку, например, К1107ПВ3(ПВ4) и FT245BM.

Share this post


Link to post
Share on other sites

То есть если даже использовать связку К1107ПВ3(ПВ4)+PIC18F242 ничего не получится? кстати, у этого МК можно частоту поднять до 40МГц.

Share this post


Link to post
Share on other sites

40 МГц - это тактовая, а частота выполнения простых команд в 4 раза меньше (если я правильно понимаю), т.е. 10 МГц - короче, если АЦП будет выдавать данные с частотой 100 МГц то ни один PIC за ним не угонится, да и в компьютер данные с такой скоростью тоже не загнать, ни один порт с такой скоростью работать, по-моему, не сможет (или я ошибаюсь?).

Edited by ВВЛ

Share this post


Link to post
Share on other sites

USB 2.0 обеспечивает скороть до 480 мегабит в секунду..

То есть, 60 мегабайт в секунду, теоретически..

Думаю, что реально 30-40 мегагерц ацп сможет схавать.

Если надо выше - то тогда делать только на PCI..

Share this post


Link to post
Share on other sites

На сколько я знаю, есть разные платы сбора данных, платы АЦП и т.д., которые вставляются в PCI - они очень даже скоростные, может их применить, добавив разные входные устройства (делители, аттенюаторы и т.д.)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Мда звучит круто, только я хочу собрать не навороченную штуку, которая будет стоит 2-5 т.р., а средненький приборчик до 1000р за детали.(МК-до 200р, АЦП-до 120р, ЖК-до 300р FT232BM-до 150р + обвязка микрух).

Причем FT232BM по даташиту развивает скорость всего 2-8 Мбит/сек. А что такого, если АЦП будет посылать данные со скоростью 100МГц, а МК брать каждое 10ое значение. Я невижу ничего страшного. Если МК будет отсылать данные со скоростью 8Мбит/сек или 1Мбайт/сек, то этого должно хватить для осцилографа, правда с хорошей точностью можно исследовать цепи с частотой до 30кГц. (40 значений на период синусойды) или, если МК будет выдавать данные сразу в байтах(параллельная передача в FT232), то можно получить соответственно 30кГц*8=240кГц :) , что более чем достаточно. Если я в чем то ошибаюсь, пожалуйста поправте.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Мда звучит круто, только я хочу собрать не навороченную штуку, которая будет стоит 2-5 т.р., а средненький приборчик до 1000р за детали.(МК-до 200р, АЦП-до 120р, ЖК-до 300р FT232BM-до 150р + обвязка микрух).

Причем FT232BM по даташиту развивает скорость всего 2-8 Мбит/сек. А что такого, если АЦП будет посылать данные со скоростью 100МГц, а МК брать каждое 10ое значение. Я невижу ничего страшного. Если МК будет отсылать данные со скоростью 8Мбит/сек или 1Мбайт/сек, то этого должно хватить для осцилографа, правда с хорошей точностью можно исследовать цепи с частотой до 30кГц. (40 значений на период синусойды) или, если МК будет выдавать данные сразу в байтах(параллельная передача в FT232), то можно получить соответственно 30кГц*8=240кГц :) , что более чем достаточно. Если я в чем то ошибаюсь, пожалуйста поправте.

FT245BM имеет параллельный интерфейс и максимальная скорость 8 Мбит/с. Так что можно обойтись без МК, так как МК будет самым тормозным элементом в этой системе. Взять нормальную 8 разрядную АЦП ( например от Analog Device) с частотой выборки не более 10 Мбит/с. И подцепить к фтшке с минимальной обвязкой. Получиться самый простой осциллограф.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Подобная стать я была в жкрнале РАДИО 5'2005 FT232BM+AD7495AR+OP474AR 12 разрядов

Всётаки ппомой-му надо "сырой" сигнал ужимать, а потом на комп лить, так можно будет получить дето до 1МГц на FT232 при 10-ти разрядах


Жизнь не белая или чёрная, а в мелкую серенькую полосочку...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Хотелось бы чтоб прибор мог работать автономно. А так получается 2 отдельных прибора.

Share this post


Link to post
Share on other sites

для этой задачи был бы хорошь камень типа ап7000 из авр32.. или чтонибудь на него похожее.. по причине наличия усб, скорости выше 100МГц интерфейса для дисплея.. но тут несколько но, стройство выйдет стоимостью больше тысячи это точно... я вообще не понимаю какой можно купить дисплей за 300р, символьный? то осциллограф обламыватся.. а если графику то она я думаю будет и дороже и ресурсов чтобы ею управлять нада больше

я считаю нада выбирать из:

1 - собрать простенький измерительный прибор, жоступный всеми вся для повторения

2 - куда более серьезное устройство, которое и без компьютера потянет все эти задачи я думаю при 130 МГц тактовой можно будет и в смпектр разложить и на дисплей данные отдать ...


«Как сердцу выразить себя? … Мысль изреченная есть ложь!»

Share this post


Link to post
Share on other sites
для этой задачи был бы хорошь камень типа ап7000 из авр32.. или чтонибудь на него похожее.. по причине наличия усб, скорости выше 100МГц интерфейса для дисплея.. но тут несколько но, стройство выйдет стоимостью больше тысячи это точно... я вообще не понимаю какой можно купить дисплей за 300р, символьный? то осциллограф обламыватся.. а если графику то она я думаю будет и дороже и ресурсов чтобы ею управлять нада больше

я считаю нада выбирать из:

1 - собрать простенький измерительный прибор, жоступный всеми вся для повторения

2 - куда более серьезное устройство, которое и без компьютера потянет все эти задачи я думаю при 130 МГц тактовой можно будет и в смпектр разложить и на дисплей данные отдать ...

Тогда уже лучше делать на ПЛИС. Так как у ПЛИС скорость обработки будет выше чем у авр32. Можно будет выводить сигнал на ТВ + запихать в неё преобразование Фурье для спектра анализатора. А для сервиса прикрутить простенький МК.

Edited by ИнЖеНиГеР

Share this post


Link to post
Share on other sites

ПЛИС ет конечно хорошо, правда я никогда с ними не работал и что они могут до конца не знаю, но тот же авр32 эт и встроенное усб и при желании выход на монитор и тд в одном флаконе .. но увы пока невспаханная целина.. я себе купил один из первых наборов NGW100? тогда они стоили порядка 2тыс сейчас говорят что уже все 3.. но можно брать и сам каменьвзможно уже есть в TQFP корпусе.. если делать свое устроство то и проблема прошивки отпадет.. можно и своими средствами прошить память еслплата собирается своими руками.. а то платить за джтаг айс мк2 еще 8 тыс как то неприятно((


«Как сердцу выразить себя? … Мысль изреченная есть ложь!»

Share this post


Link to post
Share on other sites
ПЛИС ет конечно хорошо, правда я никогда с ними не работал и что они могут до конца не знаю, но тот же авр32 эт и встроенное усб и при желании выход на монитор и тд в одном флаконе .. но увы пока невспаханная целина.. я себе купил один из первых наборов NGW100? тогда они стоили порядка 2тыс сейчас говорят что уже все 3.. но можно брать и сам каменьвзможно уже есть в TQFP корпусе.. если делать свое устроство то и проблема прошивки отпадет.. можно и своими средствами прошить память еслплата собирается своими руками.. а то платить за джтаг айс мк2 еще 8 тыс как то неприятно((

Если делать игрушку, а не осциллограф, то на МК вполне сойдёт. Если делать приличный осциллограф, то однозначно на ПЛИС. Главное преимущество ПЛИС перед МК - возможность распаралелить процессы. МК как известно в каждый момент выполняет лишь одну операцию.

P.S.

Кстати, в каких пределах варьируются цены на авр32?

Edited by ИнЖеНиГеР

Share this post


Link to post
Share on other sites

написал в гостевухе вопрос.. вообще я думаю что поряка 20-30 баксов за чип..

а зачем осциллогафу распаралеливание процессов ? чтобы сделать мнгоканальность ?


«Как сердцу выразить себя? … Мысль изреченная есть ложь!»

Share this post


Link to post
Share on other sites
написал в гостевухе вопрос.. вообще я думаю что поряка 20-30 баксов за чип..

а зачем осциллогафу распаралеливание процессов ? чтобы сделать мнгоканальность ?

Например одновременно цифровать входной сигнал (несколько каналов, каждый со своим АЦП), выполнять преобразование Фурье над предыдущей выборкой, выводить на дисплей или на ТВ картинку.

P.S.

Сейчас посмотрел документацию на AVR32. Реальный чип!!!!!!!! На нём можно сделать, вполне приличный осциллограф! Плюс переферия на любой вкус. Мне понравился. Надо бы отдельную ветку сделать для обсуждения AVR32.

Edited by ИнЖеНиГеР

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Restore formatting

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Loading...

  • Сообщения

    • не пробовал, но только за. 33*2 получится 66кОм. Ближайший на 68кОм. поставлю его. Поставлю один. 47*4=188кОм. тут либо 180кОм или 200кОм. а если тут критично сопротивление, то тогда уже может 180кОм и 8,2кОм. поставлю 2 резистора, а если можно 180кОм - вместо второго впаяю перемычку. В оригинальной схеме вообще стоит 18+18+18+33=87кОм, а на плате стоят 4 резистора по 47кОм. может не просто так 4 штуки поставили... вообще изначально дорожки рисую 1-1.5мм, где не критична толщина, а потом, если позволяет расположение деталей, то уже увеличиваю дорожки и делаю полигонами. R3 оставил пока так, но можно и перенести. С4 тоже можно вынести к R3, если его расположение не критично возле 5 вывода микросхемы... 6551.zip
    • Я могу сформулировать зеркальный эффект. Это когда "служба поддержки" или советчики настойчиво пытаются решить проблему т.с. клиента неприемлемым для него способом. Так как у них уже есть готовый стереотип решения данного класса проблем. Хотя у "клиента" ситуация не обязательно типичная. Я бы назвал это "нам лучше знать что вам нужно".
    • По одному выходу из каждого моста смотреть не вариант?
    • Устройство Гумерова? где я могу найти это?
    • legik - значит все в помойку...   меня интересовал один вопрос, который я озвучил в самом начале IMXO - просто вы наступаете на детские грабли , которые многие уже прошли. Как преподаватель с приличным стажем,  могу только озвучить  - такая "беда" совершенно неизбежна по любому предмету при возрастном обучаемом. Тут нельзя  "тыкать носом" в дилетантские ошибки. И совершенно "безболезненно" проходит разъяснение грамотного освоения основ предмета. Типа - что считать "дурным"  тоном в программировании и пути (как правило их не один) как возможно и правильно по "школе". Далее с "мелочами"  человек (чай не мальчик ) разберётся во всём сам. legik, удачи вам в освоении программирования.
×
×
  • Create New...