Paso 8: Circuito 2 diagnóstico y Control
Para empezar en el circuito de control deben hacerse algunas decisiones para decidir cómo los datos va a ser procesado. Estas configuraciones alternativas son las siguientes: A. Use un simple controlador de microcontrolador Pic para abordar múltiples A.D.Cs remoto y utilizar un A.D.C para cada sensor de entrada. B. Utilice un sencillo microcontrolador Pic con un remoto A.D.C y relés remotos para cambiar entre el sensor de la A.D.C de la entrada. C. use una foto un poco más compleja con una A.D.C construido en módulo a la entrada de las lecturas del sensor hacia el microcontrolador.
Para el proyecto que se decidió que la opción C de un Pic con construido en A.D.C fue una mejor opción por menos circuitos involucrados y por lo tanto que menos cosas que pueden posiblemente fallar en la etapa de fabricación. El Pic que eligieron fue el 16F870 28 pin esta prevista hasta 5 canales A.D.C con 21 pins entrada/salida en total. Esto también fue elegido porque cuando se ejecuta a una velocidad de reloj de 4 Mhz la velocidad real del programa es de 1 millón de instrucciones por segundo. Esto es obviamente más que suficiente para controlar una simple pantalla LCD, unos sensores y unos electrodos.
El primer circuito diseñado para el Pic 16F870 sólo fue pensado para permitir que el microcontrolador ejecute y estar disponibles para la programación serial circuito o ICSP (véase Fig. 30). El circuito fue diseñado siguiendo las instrucciones para la configuración de sincronización y eléctrica en la hoja de datos de chips.
La siguiente etapa de desarrollo del circuito era construir una interfaz de pantalla LCD para el Pic16F870. La pantalla LCD que se utiliza es un personaje 20 por pantalla de 2 líneas con luz de fondo opcional (véase Fig. 31).
La pantalla LCD está integrada por una conexión de 16 pines donde 11 o 7 de los pernos debe conectarse directamente por el microcontrolador. De estos 7 u 11, 1 es habilitar chip, 1 es leer o escribir no 1 es pulso de datos permiten y los otros 4 u 8 pines se utilizan para el bus de entrada/salida de datos. Con el fin de evitar el uso de muchos de los pines de entrada/salida de microcontrolador estos 7 pines pueden condensarse hasta dos pernos utilizando un I.C. simple con 4 fracasos de tirón, 74LS174 (véase Fig. 32). Los otros 5 pines en la pantalla LCD son de tierra, entrada voltaje 5V, control de contraste mediante el potenciómetro de 10K y los dos últimos pines se utilizan para la conexión a un inversor para alimentar la iluminación de fondo. Con la pantalla LCD trabajando fue comprobado que la luz de fondo no era necesaria para el LCD funcione correctamente para que no se obtuvo un inversor para alimentar el circuito. 74LS174 en el circuito de abajo funciona teniendo una entrada serial de los datos y luego cambiar estos datos a lo largo de la tapa de los fracasos hasta que hay cuatro bits de información para pasar a la pantalla LCD a través de su bus de datos de pin de cuatro u ocho. Cuando el último de los datos se carga en el pin reset se convierte alta cancelar el efecto del diodo 1n914 causando una mayor tensión en el bus de datos entonces generalmente. Cuando se produce este nivel de voltaje anormal queda actual para llevar a cabo con el conector de activar en la pantalla LCD al reloj los cuatro bits de datos en la memoria de la pantalla LCD.
Combinando el circuito de LCD 2 pin con el circuito ICSP y conectar los pines de datos y reloj a pines C4 y C5 respectivamente ahora tenemos un regulador programable de LCD de P.C. (ver Fig. 33). El Pic16F870 fue programado con el código ensamblador para pin 2 LCD (ver Software de anuncios) mediante un programador de PIC de Velleman K8048 con ICSP cabecera de salida. El circuito controlador está listo para tomar lecturas de sensor y salida de los datos a través de la pantalla con el circuito de LCD trabajando y mostrar el texto. Para enviar que los datos a la pantalla LCD muestra el microcontrolador necesita enviar caracteres en forma de dos números hexagonales o 8 números binarios.
Para implementar los sensores el microcontrolador debe utilizar su a bordo del módulo de ADC para interpretar los valores pasados en los puertos ADC habilitado. Estos puertos ADC habilitado son los 5 pines de un puerto en el microcontrolador Pic16F870. El módulo ADC a bordo que el microcontrolador es controlado mediante el uso de varios registros de 8 bits integrado dentro de algunos de los lugares de memoria de chips. Estos registros especiales de ADC se denominan ADcon0, ADcon1, AdresL y AdresH. La ubicación de registro de memoria de ADcon0 controla la operación de la ADC, la velocidad de la comparación y la activación del proceso de conversión. El registro ADcon1 controla el direccionamiento de los alfileres de salida y el control para activar o desactivar la tensión de referencia. Para el proyecto puertos A0 a A2 se habilitaron con la función del ADC para proporcionar los puertos de entrada para el nivel de temperatura, presión y la batería. También en este ADcon1 registro es la opción para justificar la respuesta de 10 bits a la izquierda o la derecha de 16 bits registro. El registro de 16 bits se hace realmente de dos registros de 8 bits en el microchip que son la anteriormente nombrada AdresL y AdresH. El voltaje de referencia fue ajustado a + 5V o VCC esto siempre va a ser estable como poder manejar el microcontrolador como se suministra de una fuente de 12 voltios a través de un regulador de voltaje 74LS05.
El sensor de temperatura o termistor se configuró por consultar hoja de datos del dispositivo y mirando la temperatura al gráfico de la resistencia. Tres valores de temperatura fueron elegidos para configurar de forma que su salida en el ADC le daría un valor medible legible similar a la hoja de datos. Esto se calculó dividiendo la resistencia total de 5V DC a tierra a 5V. El voltaje requerido es la dividida por el número calculado. Como puede verse en la figura 34, las resistencias para el termistor se han registrado en varios valores para calibrar los circuitos de entrada. El termistor se conecta al circuito controlador mediante una conexión de par trenzado. Este tipo de conexión fue elegido debido a su alta inmunidad al ruido y su bajo coste para poner en práctica. Para crear el par, los dos extremos de un alambre largo fueron grabados para el eje de rotación de un taladro de mano. Fue asegurado el centro de la pieza de alambre, permitiendo que el cable se enrolle en sí mismo. Manteniendo el cable un poco enseñado a todos veces la torcedura del alambre puede hacerse uniforme que ayuda a aumentar la inmunidad de ruido de cables. Fue elegido un valor de medio camino a través de la respuesta exponencial el termistor en alrededor de 145 ohmios. El error entonces se puede calcular por el microcontrolador para dar una lectura exacta.
R uC = V uC / (VCC / total R)
El sensor de batería fue construido en una mansión similar al sensor de temperatura con el voltaje total de variables en lugar de la resistencia. 12 voltios desde el regulador de la desviación es variable según el estado de carga y la carga de la batería. Los 12 voltios se conecta a través de un circuito divisor potencial para llevar la tensión hasta un nivel de lectura por la ADC en el microcontrolador. Para poder dar una lectura precisa de la tensión en la pantalla LCD las resistencias otra vez que se calcula y recalcula para proporcionar un bajo voltaje que es una representación lineal de la entrada de 12 voltios. Viendo como la tensión del sistema puede sólo ir entre 14 voltios a un máximo y 8 voltios como mínimo estos es los valores que se utilizaron para calcular los valores de resistencia requeridos de potencial divisor.
Los sensores de presión sin embargo no fueron tan fáciles de configurar y resultaron para ser bastante problemático conseguir el trabajo de proyecto. El diagrama del circuito para la conexión de la ficha técnica de dispositivo (Fig. 35) que muestra el transductor de presión de 4 pin en un circuito de puente de resistencia wheatstone. Del diagrama que fue tomado del dispositivo vino acoge el circuito de puente y sería un caso simple de conectar el positivo y negativo Vo a los terminales positivos y negativos de entrada en un amplificador operacional. El dispositivo de encendido y parece estar funcionando como di una salida a la ADC. Sin embargo el valor de salida a la ADC del transductor de presión se fija y no varía en absoluto con el cambio de presión. El segundo aspecto en el esquema de hoja de datos (Fig 35) se decidió que era posible que el dispositivo tal vez no han construido en resistencias del puente. Un circuito se construyó en el transductor de presión para realizar la función de puente equilibrada del puente de wheatstone. La salida del circuito puente se alimentó otra vez en las entradas de un amplificador operacional para dar la diferencia de la positiva y la negativa como una tensión. Cuando se enciende el transductor de presión en el puente del circuito otra vez alimentó a un número fijo de la constante a la ADC, lo que indica que dicha pieza era defectuosa o algo más lejos de la electrónica que no era comprendida plenamente. Todo otro intento para el transductor de presión causada el microcontrolador crash o ejecutar de una manera muy extraña.
Vencimiento de las dificultades anteriores con el sensor de presión digital no fue posible incluir en el proyecto. Sin embargo con el copia de seguridad Manómetro analógico la presión dentro de la cámara de producción todavía controlables con precisión por lo que no es una gran pérdida para los sistemas de rendimiento general.
El siguiente dispositivo para ser conectado al circuito de regulador era el sensor de nivel. Esto consistió en un poste con un flotador magnético que podría moverse a lo largo de la longitud del poste. En cualquiera de los extremos del poste eran casquillos para detener la carroza de salir y reed switches para detectar la proximidad de imanes. Ambos interruptores son circuito abierto cuando el imán está en el centro del polo. Usando un simple resistor sobre el valor de K de 4,7 que ohmios conectado desde el pin de datos del microcontrolador al suelo permite extra corriente desde el interruptor rodee el microcontrolador sin causar ningún daño. Esta resistencia también es importante como un dispositivo de carga el voltaje de entrada en causar la tensión de ser determinable en ese cruce. El software de controlador ahora se actualizó para incluir todos los dispositivos de detección (aparte del sensor de presión digital) de modo que los valores de ADC de cada sensor se leen bien y los datos de los sensores fueron salida a la pantalla LCD.
Tabla 1 describe el proceso de cada pin de entrada / salida de Pic16f870 en este proyecto.
