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".

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).

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 (использована оптопара TLP521-2; резисторы: R2 – 10 кОм; R3 – 5 кОм, стабилизатор 78L05). (ссылка внизу)

Далее фото собранного устройства.

В этом черновом варианте пока еще не предусмотрены выходы.

Далее 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