Pomiar napięcia przy pomocy PC

Wykorzystanie przetwornika AC

Sprzęt

Przystawka opiera się na układzie TLC549, 8-bitowym szeregowym przetworniku cyfrowym. Więcej szczegółów na temat TLC549 znajdziesz na http://www.ti.com lub w stosownym PDFie.

Zasada działania i montaż

Zasilanie jest pobierane z linii RTS. Zadaniem kondensatora (oczywiście może być dużo mniejszy niż 1000uF) jest zminimalizowanie tętnień napięcia zasilającego. Rezystory 10k zmniejszają obciążenie portu gdy na na liniach TxD i DTR jest stan "niski". Można je pominąć bez szkody dla układu i PC. Interfejs szeregowy powinien być odporny nawet na zwarcie, ale niektórzy producenci płyt głównych mogą ten szczegół pominąć... Zadaniem diod Zenera 5V1 jest dopasowanie poziomów napięć z RS232C do TTL. Ze względu na prostotę układu montaż najlepiej wykonać na płytce uniwersalnej lub metodą pająka.

Uwaga: układ po załączeniu zasilania potrzebuje ok. 1s na naładowanie kondensatora i ustalenie warunków pracy.

Parametry przystawki

Mierzone napięcie 0 - 2.5V ze "schodkiem" co 10mV lub przy zwarciu nóżki 1 (REF+) z nóżką 8(Vcc) 0 - 5V co 20mV - rezystory 51k i kondensator 0.1u są wtedy niepotrzebne.
Maksymalna częstotliwość na wejściu do 15kHz - zależy od szybkości komputera.
Zasilanie układu odbywa się bezpośrednio z portu. Port szeregowy jest w stanie zapewnić zasilanie jednej kostki TLC549.
Liczba kanałów = 1. Teoretycznie można zwiększyć liczbę kanałów do 4 (tyle jest wejść w porcie szeregowym), ale wtedy zapotrzebowanie na energię do zasilania układu wzrośnie i zajdzie konieczność zastosowania zasilania zewnętrznego.

Przykładowe zastosowania

Pomiar napięcia
Pomiar wielkości dających się przetworzyć na napięcie np. temperatury. Do pomiaru temperatury wykorzystać można układ LM35 (patrz PDF). Pobór prądu przez LM35 jest niewielki i z powodzeniem można ją zasilać równolegle z TLC549 (Vcc). Dodatkowa korzyść płynąca z jednoczesnego zastosowania LM35 i TLC549 jest taka, że przetworzona wartość odczytana z TLC549 zawarta między 0 a 255 odpowiada dokładnie mierzonej temperaturze - rozdzielczość 1 stopień Celsjusza (pod warunkiem, że na wejście REF+ podane zostanie napięcie 2.56V. Krótki wyciąg z PDFa poniżej:

Oprogramowanie

1. Oscyloskopik TLC549 v1.0

Zadaniem programu Oscyloskopik TLC549 v1.0 jest rejestrowanie przebiegów analogowych dzięki przystawce opartej na TLC549. Program jest w stanie zapamiętać 100000 próbek przy próbkowaniu co 10ms lub wyżej. TLCSCO for WIN - 212KB

Znaczenie klawiszy ekranowych:

START - rozpoczęcie rejestracji
STOP - zakończenie rejestracji
Export do pliku - zapisanie w pliku txt zarejestrowanych próbek. Funkcja przydatna, gdy chcesz obrabiać wyniki przy pomocy jakichś bardziej zaawansowanych narzędzi jak arkusze kalkulacyjne itd.
O - informacja o programie.

Istnieje możliwość próbkowania z okresem mniejszym od 10ms zależnym od szybkości komputera. Takie rozwiązanie niesie ze sobą ryzyko przekłamań zarówno czasu jak i odczytywanych wartości. Opcja ta jest uaktywniana przez zaznaczenie CheckBoxa Maksymalna czestotliwosc probkowania.

2. ComTools for DOS v 2.0

W pakiecie znajduje się kilka programików korzystających z przystawki. Po szczegóły odsyłam do dokumentacji. comtools v2.0 for DOS - 226KB

Wykorzystanie przetwornika napięcie - wypełnienie

Sprzęt

Konwersja A/C może być realizowana przez pomiar czasu trwania impulsu.

Schemat przystawki poniżej.

Konwersja A/C jest realizowana przez pomiar czasu trwania impulsu t na wyjściu NE555 po jego wyzwoleniu ujemnym impulsem na wejściu 2. Wartość czasu jest przeliczana na napięcie zgodnie ze wzorem:

Uwe=Vcc*(1-EXP(-t / R*C))

Parametry przystawki

Rezystancja wejściowa: ok. 2k
Zakres mierzonego napięcia: od 2V do 0.9*Vcc (Vcc=ok.9V)
Błąd i powtarzalność pomiarów zależą od szybkości komputera i zastosowanych podzespołów

Oprogramowanie

Wolt555 v. 1.0

Program Wolt555 - 270KB służy do pomiaru napięcia przy pomocy przystawki.

Obsługa programu

W zakładce ustawienia określ port i wartości elementów. Wartości podawane w programie będą się trochę różnić od wartości rzeczywistych - trzeba je dobrać tak aby wartość pomiaru w zakresie pracy była najbliższa rzeczywistej. Celem poprawienia powtarzalności wyników program wykonuje n pomiarów gdzie n to Ilosc pom i uśrednia wynik. Po określeniu parametrów przejdź do zakładki Główny panel i naciśnij przycisk START celem rozpoczęcia rejestracji. Napięcie jest odczytywane w interwale 0.5 sek.

Uwaga:

Gdy wejście 5 "wisi w powietrzu" pojawia się na nim napięcie równe 2/3 Vcc i takowe pokazuje program.

Elektronika, komputer, radio - blog, projekty