Registratore elettronico di eventi. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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I registratori di eventi elettronici disponibili in commercio sono progettati principalmente per applicazioni industriali e sono piuttosto costosi. Il dispositivo proposto può essere realizzato indipendentemente. Non contiene parti costose e cattura il funzionamento di quattro sensori, a contatto o con segnali di uscita di livelli logici standard.

Fig. 1

Lo schema del registratore è mostrato in fig. 1. La sua base è il microcontrollore PIC16F628A (DD1). Le informazioni sugli eventi (cambiamenti nello stato dei sensori di contatto SF1-SF4) sono archiviate nel chip di memoria non volatile DS1 collegato al microcontrollore tramite l'interfaccia seriale l2C.

La scelta del microcontrollore PIC16F682A è dovuta a quanto segue:

- c'è un USART integrato per organizzare la comunicazione con un computer;
- basso consumo energetico;
- l'operatività è mantenuta quando la tensione di alimentazione scende a 2,2 V;
- è presente un timer sincronizzato da un risonatore al quarzo separato, comodo per organizzare un orologio in tempo reale e lavorare anche nella modalità "sleep" del microcontrollore.

Le informazioni su ciascun evento occupano otto byte nella memoria del chip DS1. Ciò significa che i 32 KB disponibili sono sufficienti per registrare 4096 eventi. La lettura e la scrittura vengono eseguite blocco per blocco: l'indirizzo del primo byte del blocco è seguito da otto byte di informazioni. L'incremento (incremento di uno) dell'indirizzo di ogni byte ricevuto o trasmesso avviene automaticamente.
Il più delle volte, il microcontrollore DD1 è in modalità di sospensione, funziona solo il suo timer TMR1, sincronizzato dal risonatore al quarzo "orologio" ZQ2. Una volta al secondo, questo timer genera una richiesta di interruzione, per l'elaborazione che il microcontrollore si sveglia, incrementa il contatore del tempo ed esegue il polling dei sensori. Se il loro stato è cambiato, le informazioni sull'evento vengono scritte sul chip DS1, dopodiché il microcontrollore "si addormenta" fino all'interruzione successiva.
Una registrazione di un evento (con indicazione dello stato dei sensori, ora e data) comporta una modifica dello stato di uno qualsiasi dei quattro sensori. Ma devi tenere a mente che i sensori SF1 e SF2 vengono interrogati una volta al secondo, quindi i cambiamenti a breve termine nel loro stato potrebbero non essere rilevati. Questo può essere utilizzato per eliminare gli effetti del rimbalzo del contatto. Ma i cambiamenti nello stato dei sensori SF1 e SF3 verranno registrati, anche se si sono verificati negli intervalli tra i sondaggi, e al momento del sondaggio il sensore è tornato allo stato originale. Queste caratteristiche dovrebbero essere prese in considerazione quando si sceglie la progettazione dei sensori e il metodo della loro connessione.

Il consumo di corrente del registratore da una batteria da 3 V è di circa 200 μA, il che gli consente di funzionare da due batterie alcaline AAA per almeno sei mesi.

Per interagire con un computer, il registratore dispone di un'interfaccia seriale RS-232, il cui connettore X1 è collegato al connettore della porta COM del computer.

Questo permette:

- trasferire l'elenco degli eventi registrati dal dispositivo al computer;
- cancellare questo elenco nel registrar;
- impostare l'ora esatta nell'orologio del registratore.

Il segnale RTS generato dalla porta COM del computer non è stato utilizzato per lo scopo previsto, ma per alimentare il chip di conversione del livello DA1. Ciò riduce la corrente assorbita dalla batteria GB1 e ne prolunga la durata. La tensione di alimentazione del chip DA1 è limitata dal diodo zener VD1 a 3,3 V. Questo è inferiore al valore tipico per il chip MAX232CPE applicato, ma è sufficiente per la sua normale interazione con un dispositivo fisico o virtuale (organizzato tramite USB- convertitore RS-232) porta COM del computer.
Viene inoltre fornita una tensione di 3,3 V dalla linea RTS al LED HL1, che ne segnala la presenza, e all'ingresso RA2 del microcontrollore. 

Tabella 1

Nota. L'ora viene trasmessa in sei byte nell'ordine seguente, secondi, minuti, ore, giorno, mese, anno.

Dopo averlo rilevato, il microcontrollore si riattiva e inizializza il suo USART. Lo scambio avviene ad una velocità di 19200 baud.
Il microcontrollore viene impostato allo stato iniziale quando l'alimentazione viene attivata da un segnale interno. L'ingresso MCLR non viene utilizzato.

I resistori interni sono collegati in modo programmatico alle linee della porta B del microcontrollore, collegandoli al power plus. Forniscono una corrente che fluisce da ciascuna linea di circa 200 µA. I sensori di evento possono essere non solo contatti fisici (interruttori reed, pulsanti), ma anche qualsiasi dispositivo con segnali logici di uscita che hanno livelli TTL standard.
Presa X1 - DB-9F. Come X2, qualsiasi connettore conveniente può essere utilizzato per collegare i sensori. Quando si collega il registratore a dispositivi che dispongono di proprie fonti di alimentazione, in particolare quelle di rete (ad esempio, per rilevare interruzioni di corrente, guasti alle apparecchiature), è necessario occuparsi dell'isolamento galvanico utilizzando fotoaccoppiatori o relè.
Per interagire con il logger è stato sviluppato un programma per computer logger.exe che permette di dargli i comandi elencati nella tabella, ricevere risposte ad essi e salvare l'elenco degli eventi registrati in un file sul disco del computer. La finestra di questo programma è mostrata in Fig. 2.

Fig. 2

Quando il registratore è collegato, visualizza il numero di eventi registrati da esso, nonché l'ora e la data correnti in base all'orologio interno del registratore.

Aprendo la voce del menu principale "Journal" è possibile sincronizzare gli orologi del registratore e del computer, salvare l'elenco degli eventi in un file CSV (Comma Separated Values) e cancellare la memoria del registratore. Il formato CSV è scelto come il più versatile, un file del genere può essere aperto, ad esempio, in Microsoft Excel o in un altro foglio di calcolo, è facile scrivere il proprio programma per elaborarlo.

Il formato di registrazione dell'evento è il seguente: giorno, mese, anno, ora, minuti, secondi, sensore 1, sensore 2, sensore 3, sensore 4. Tutti i valori in esso contenuti sono testo decimale. Il carattere che li separa (in questo caso un punto e virgola) viene impostato nella finestra che si apre selezionando la voce di menu "Opzioni". Nella stessa finestra, selezionare la porta COM del computer a cui è collegato il registrar e il periodo per il polling da parte del computer (da non confondere con il periodo per il polling dei sensori da parte del registrar).

Il programma può essere scaricato quindi.

Autore: S. Kuleshov, Kurgan; Pubblicazione: radioradar.net

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