Универсальный многоканальный АЦП УМ-АЦП1

УМ-АЦП1 – универсальный многоканальный аналогово-цифровой преобразователь (версия 1).

УМ-АЦП1 может использоваться для:

• мониторинга напряжения на входах;
• контроля крайних значений;
• регистрации показаний;
• управления выходами (нагрузкой).

К устройству можно подключать разнообразные датчики, например, температуры, давления, влажности и пр. Гибкие настройки комплекса могут найти широкое применение в различных сферах – от университетских измерений до автоматизации процессов и технологий "умного дома".

На сайте www.miliamper.narod.ru планируется разместить схемы подключения датчиков и схемы согласования с нагрузкой. В силу нехватки времени на обновление материалов по УМ-АЦП1, убедительно прошу посещать форум (обсуждения), либо оставлять оперативные сообщения в жалобной книге. Таким образом Вы сможете поделиться своими идеями, схемами, конструкторскими решениями и задать вопросы.

УМ-АЦП1 представляет собой программно-аппаратный комплекс, состоящий из:

• устройства приема и оцифровки аналоговых сигналов (см. схему ниже);
• программы сбора и обработки полученных сигналов (см. интерфейс ниже, скачать программу).

Обмен осуществляется через интерфейс RS-232 (COM-порт). Устройство имеет гальваническую развязку и допускает "горячее" включение и выключение.

Подбор делителей на входе устройства позволяет измерять сигналы в широком диапазоне. Программно можно корректировать смещение сигнала +/- в случае погрешности номиналов сопротивлений делителя.

Точность измерения определяется по формуле:

Например, если делителями задан диапазон 10 В, то точность составляет 10 / 1023 = 0,0097 В или 9,7 мВ.

В программе каждый управляемый выход можно сопоставить с любым входом (каналом) и настроить напряжение срабатывания и отключения по показаниям выбранного канала. В программе имеется возможность эмулирования входного сигнала, что позволяет оценить сделанные настройки. Программно можно задать вывод данных в других единицах измерения и других числовых диапазонах, т.е. адаптировать в случае использования конкретных датчиков. В программе реализована визуальная и звуковая сигнализация, в случае пересечения допустимых границ сигнала. Графики данных можно сохранять в виде графических файлов. Возможен просмотр и печать данных. Гибкие настройки программы позволяют установить желаемую скорость регистрации, ширину измеряемого диапазона. Люди с ограниченными возможностями зрения могут настроить цветовую палитру программы под себя. Программа автоматически сохраняет сделанные настройки.

Схема устройства сбора и управления (5 входов, 6 выходов)

Данная схема предназначена для некоммерческого использования и направлена на изучение возможностей комплекса УМ-АЦП1. Коммерческая версия включает 40 входов и 40 выходов (количество может быть другим).

Устройство собрано на PIC16F876A. Скорость обмена по RS-232 - 9600. Делители (R10-R19) определяют ширину диапазона и рассчитываются таким образом, чтобы на вход контроллера подавалось максимум и не более 5 вольт. Увеличение максимального напряжения на любом из входов ведёт к искажениям на других входах.

Можно воспользоваться формулой, рассчитав для нашей схемы R15 и R10:

Например, предполагается измерять максимум 25В, то R10 по умолчанию 5 кОм, а R15 – 20 кОм. По другим входам, используются сопротивления с аналогичными номиналами, т.к. программно по всем входам задается одинаковое напряжение. На приведенной схеме делители R10-R19 задают ширину диапазона равную 10В. Схема устройства проста и доступна для повторения.

Далее вариант печатной платы (скачать рисунок в формате Sprint Layout) (использована оптопара TLP521-2; резисторы: R2 – 10 кОм; R3 – 5 кОм, стабилизатор 78L05).

Далее фото собранного устройства.

В этом черновом варианте пока еще не предусмотрены выходы.

На сайте www.miliamper.narod.ru вы можете найти описание по сборке программатора и пошаговые инструкции по прошивке ПИК-контроллера.

Текст прошивки (hex-файл):

:10000000830100308A001028F30003088301A70051
:100010008301A10A0B1127088300F30E730E090058
:100020002030840027301B2083010A128A110E2FF2
:0E00300004068001840A0406031D182800340B
:100DC0008301A500C23083169F00413083129F002B
:100DD0002508F1000310F10D0310F10D0310710D42
:100DE0009F04A601000000000000A60AFA302602B7
:100DF000031CF22E1F151F19FB2E1E08F200F10115
:100E000083161E08F104831208008301A5008312D3
:100E100003130C1E072F2508990008008B1364008C
:100E2000831603138D018C018B010B172830810071
:100E30002F3085008601C03087008312850186012E
:100E400087019201940197019D01073083169C0050
:100E50009D018312900119308316990090308312FE
:100E6000980026308316980083128C018D01F8308B
:100E70008B0581018B168B17A82F41300527443035
:100E800005274330052720300527563005276530D4
:100E90000527723005272E300527313005272E30E3
:100EA000052735300527A62F20080739F1007103E3
:100EB000E0267108A3007208A4002408052723086F
:100EC000A72F210805270108A72FA1010B118101D8
:100ED000A82F0608A72F07083F39A72F0714A82F08
:100EE0000710A82F8714A82F8710A82F0715A82F41
:100EF0000711A82F8715A82F8711A82F0716A82F2D
:100F00000712A82F8716A82F8712A82F0614A82F1C
:100F10000610A82F8614A82F8610A82F0615A82F14
:100F20000611A82F8615A82F8611A82F0616A82F00
:100F30000612A82F8616A82F8612A82F0617A82FEC
:100F40000613A82F8617A82F8613A82F2E30052743
:100F500064008C1EA82F1A08A000981CB12F18122C
:100F600018162008F100913E0318A62F3E3E031CE0
:100F7000A62F3130F10207308A00C2307107031802
:100F80008A0A8200542F542F542F542F542FA62FE7
:100F9000A62FA62FA62FA62FA62FA62FA62FA62FA9
:100FA000A62FA62F6E2F722F762F7A2F7E2F822FAD
:100FB000862F8A2F8E2F922F962F9A2F9E2FA22F19
:100FC000A62F692F612F6B2F652F3D2FA62FA62FE0
:100FD000A62FA62FA62FA62FA62FA62FA62FA62F69
:100FE000A62FA62F702F742F782F7C2F802F842F61
:100FF000882F8C2F902F942F982F9C2FA02FA42FC9
:02400E00723FFF
:00000001FF

Интерфейс программы УМ-АЦП1 (скачать программу).

Если будут какие-то вопросы - пишите