АВО-логгер

Автор: Скворцов Виктор aka Fizikus
Опубликовано 15.09.2012
Создано при помощи КотоРед.
Участник Конкурса "Поздравь Кота по-человечески 2012!"

Всем доброго дня!

Прежде всего, хочу поздравить кота с днем рождения!!! Желаю всего самого наилучшего, побольше интересных статей и конструкций, ну и в подарок от меня небольшая статья с описанием АВО-логгера.  Итак, АВО-логгер – программно-аппаратный тандем, позволяющий регистрировать на компьютере показания ампервольтомметра (мультиметра, тестера). Схема устройства достаточно проста – 3 сдвиговых регистра с параллельной загрузкой 74HC165 и FT245BM в качестве интерфейса USB. Все это хозяйство гальванически развязано с помощью оптопар РС817.

Принцип действия прибора: Для получения данных с мультиметра анализируются сигналы, поступающие на выводы ЖК индикатора. В качестве подопытного был выбран мультиметр DT838, отслуживший мне верой и правдой несколько лет. Входы сдвиговых регистров подключены напрямую к выводам ЖКИ. Так как семисегментный код является избыточным, то достаточно подключить только 5 сегментов (все кроме c и d). Помимо сегментов 4-х цифр проверяется состояние общего вывода и сегмента, отвечающего за полярность. По команде с компьютера входные линии регистров защелкиваются и побитно передаются в FT245BM, та в свою очередь отдает данные в компьютер программному обеспечению через USB интерфейс. Микросхема FTDI работает в режиме асинхронного бит-банга, позволяющего настроить каждый вывод данных на вход или выход независимо друг от друга. Один из выводов используется в качестве последовательного входа (канал №1), на 2-х выводах формируются сигналы защелкивания регистров и тактовые импульсы для сдвига данных. Оставшиеся 5 выводов можно настроить на вход или выход.

Схема прибора:

Для безошибочного считывания данных земля регистров «поднята» над землей тестера с помощью резистивного делителя. Обвязка FT245BM по даташиту, гнездо mini-USB – 5-ти контактное. Минус питания схемы берется непосредственно с вывода батарейки, а плюс – с вывода питания АЦП тестера (8-я ножка по даташиту). Хочу обратить внимание на исполнение схемы тестера, т.к. по даташиту корпус 44-х выводный, а разводка на плате тестера - 42 ноги и микросхема бескорпусная. То есть отсутствуют 1 и 33 вывод. На 14-ти контактный разъем выведены питание, сигналы PL, CLK и входные/выходные каналы CH2-CH6. В остальном правильно собранная схема в настройке не нуждается. Конструкция.В изготовлении прибора нет ничего сложного и, на мой взгляд, описание не требуется, вполне достаточно нескольких фотографий. Одно только «но»: в первоначальном варианте печатки (та, что на фото) присутствовало место под 78l05, выкладываю же исправленный вариант.  

Настройка компьютера:

После подключения прибора операционная система запросит драйвер – указываем папку «driver», после установки заходим в диспетчер устройств, в разделе USB находим наш USB-serial converter, заходим в его свойства, смотрим строку размещение, если не ноль, то запоминаем цифру, далее закладка дополнительно – снимаем галку «загрузить VCP». Перетыкаем прибор.

Программное обеспечение.

Главное окно программы:

    Большую часть окна занимает поле, где идет отображение графика зависимости показаний тестера  от времени. Одновременно можно регистрировать данные до 6-ти приборов. В правой нижней части окна расположено поле с отображением текущих показаний выбранного прибора, выбор отображаемого канала (прибора) производится слева от поля с отображением данных. Зеленый фон этого поля говорит об успешном подключении  программы к прибору, в противном случае фон розового цвета. Подключение программы к прибору осуществляется нажатием соответствующей кнопки в правом верхнем углу (рядом в окошко следует вбить циферку, определяющую размещение устройства, но т.к. чаще всего это ноль, то вписывать ничего не надо). В верхней части окна расположено 6 групп кнопок управления входных каналов. Зеленый фон говорит об активности записи показаний тестера на соответствующем канале. Кнопка «Файл…» вызывает диалоговое окно сохранения файла лога; справа кнопка с крестиком отменяет привязку файла к данному каналу; кнопка «Start» инициирует запись данных в файл с одновременным построением графика; кнопка «Stop» останавливает запись данных. Если файл лога не выбран, то идет только построение графика на экране. Справа от групп кнопка «Start ALL» - стартует все каналы, аналогично «Stop ALL» - останавливает все каналы. Внизу основного поля: «Исходный» - возвращает график в первоначальный масштаб и положение. «Индикатор» - вызывает окно, где идет прямое отображение сегментов принятых данных без декодирования. Может потребоваться, если программа работает некорректно. «Очистка» - очищает поле от графиков. «В начало» - перемещает поле в начало отсчета без изменения масштаба. «Масштаб Y+» - увеличивает масштаб по оси данных. «Масштаб Y-» - уменьшает масштаб по оси данных. «Масштаб Х+» - увеличивает масштаб по оси времени. «Масштаб Х-» - уменьшает масштаб по оси времени. «х10» - равноценно десяти нажатиям соответствующих кнопок масштаба. «Открыть…» - открывает ранее сохраненный лог. «Настройка…» - вызывает окно настройки программы Раздел «Автослежение»:  1) отключено – график рисуется без изменений;  2) масштабирование – когда график доходит до границы поля, масштаб автоматически уменьшается;  3) прокрутка – когда график доходит до границы поля происходит автоматический сдвиг влево. График можно двигать левой кнопкой мыши.  

Окно настройки:

В этом окне настраиваются режимы работы каналов и поведение программы при наступлении тех или иных событий. Первый столбец – список каналов от 1 до 6-ти. Второй столбец – «направление» - определяет режим работы каналов – вход, выход или не используется. Третий – режим – доступен только для каналов, настроенных на вход – ЖКИ (снятие показаний с индикатора) или логический (пока не несет в себе смысла). С четвертого по девятый - доступен только для каналов, настроенных на выход – определяют условия установления на соответствующем канале лог.1 или лог.0 в зависимости от показаний на других каналов. Для этого выбирают источник – канал для слежения, условие срабатывания и параметр.   С описанием вроде разобрались. Теперь о назначении устройства. Лично для меня данный прибор необходим для теста различных аккумуляторов, но это не единственное применение, так как существует огромное количество параметров, которые можно померить мультиметром и часть из них требует контроля с течением времени. Можно реализовать систему автоматической зарядки-разрядки аккумуляторов, которая проведя несколько таких циклов, отображала бы графики разряда, анализ которых давал бы картину о пригодности того или  иного экземпляра. Примерная схема показана ниже:  

Можно реализовать схему одновременного теста нескольких аккумуляторов, используя несколько мультиметров (схема ведомого мультиметра есть в приложении) или схему коммутации одного по нескольким аккумуляторам. Несложной задачей будет и снятие вольт-амперной характеристики, для этого достаточно двух мультиметров для измерения напряжения и тока. Получив логии тока и напряжения, скормить их Exel-ю и получим ВАХ. В общем, все зависит от фантазии. На данный момент в программу вложен минимальный функционал и в связи с поджимающими сроками не лишена недостатков, но здесь на мой взгляд главное – идея, а остальное дело техники.

Для примера фото окна программы (приведено выше) с тестом 3-х свинцовых гелиевых аккумуляторов емкостью 2,7 Ач – очень плохого, плохого и нормального. В качестве нагрузки – две лампы, включенные параллельно, каждая на 12В и 21 Вт.

Удачи!!!

Файлы:
Схема+печатка+драйвер+программа

Все вопросы в Форум.