Cellulare - voltmetro e oscilloscopio. Schema, descrizione

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Cellulare - voltmetro e oscilloscopio. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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L'articolo descrive un set-top box per cellulare Siemens, che permette di visualizzare sul suo schermo un oscillogramma di un segnale inviato all'ingresso del set-top box rispetto alla scala lungo gli assi del tempo e della tensione. Altri telefoni cellulari che dispongono di una porta seriale e supportano la versione Java MIDP 2.0 possono essere utilizzati in modo simile.

Il telefono cellulare è diventato un elemento familiare nella vita di tutti i giorni e molti non sospettano che si tratti di un computer abbastanza potente (alcuni telefoni hanno una velocità di clock del processore di oltre 100 MHz) con uno schermo a colori, una tastiera e buone capacità audio. Molti telefoni dispongono di una porta seriale a cui è possibile accedere in modo programmatico da applicazioni Java (Midlet) con supporto per Java (piattaforma J2ME) e MIDP 2.O. Attraverso questa porta è possibile interagire con vari dispositivi esterni, ampliando notevolmente il set di funzioni standard di un telefono cellulare. Tra i prodotti Siemens, la specifica MIDP 2.0 è supportata dai telefoni cellulari delle serie 65, 75 (ad esempio, M65, S75).

Cellulare - voltmetro e oscilloscopio

L'allegato proposto trasforma un telefono cellulare in una sorta di oscilloscopio con un'impedenza di ingresso di 1 MΩ, una velocità di scansione di 0,001 ... 1 s / div e una sensibilità di 0,5 ... 50 V / div. Il valore medio del segnale di ingresso (la sua componente costante) viene visualizzato in forma digitale

Il set-top box, il cui circuito è mostrato in figura, è controllato dal microcontrollore PIC16F688 (DD2), che include blocchi di controller ADC e porta seriale. Sfortunatamente, l'ADC integrato è piuttosto lento, ma per un oscilloscopio a bassa frequenza, la sua velocità (la frequenza di campionamento massima è di decine di kilohertz) è abbastanza sufficiente.

Cellulare - voltmetro e oscilloscopio

A differenza dei livelli di segnale adottati nello standard RS232, la porta seriale di un telefono cellulare è caratterizzata dai livelli usuali per i circuiti logici: log. 0 - circa 0 V, log. 1 - almeno 3,6 V. Questo semplifica l'accoppiamento del telefono con l'MK, consentendo di collegarli direttamente. Il tasso di scambio delle informazioni è scelto per essere 9600 baud. Con un valore maggiore, alcuni modelli e istanze di telefoni funzionano in modo instabile. Il LED HL1 si accende durante la trasmissione di un pacchetto dal microcontrollore al telefono.

Il set-top box è alimentato dal telefono. Poiché i pin 5-7 del connettore XS1 collegato al connettore di sistema del telefono sono collegati a un filo comune, il controller del telefono considera che il cavo dati DCA-500 sia collegato ad esso e fornisce una tensione di 1 V dalla batteria al pin 3,6 di questo connettore. La tensione negativa per l'alimentazione dell'amplificatore operazionale del set-top box è stata ottenuta utilizzando il convertitore di polarità DA3. Su un regolatore di tensione parallelo DA1 e un amplificatore operazionale DA2.2, collegati secondo il circuito del ripetitore, viene realizzata una sorgente di tensione di riferimento di 2,5 V.

Sul multiplexer DD1 e sull'amplificatore operazionale DA2.1 è montato un attenuatore elettronico, che consente di modificare la sensibilità del dispositivo a seconda del codice che l'MK imposta agli ingressi di indirizzo del multiplexer (pin 9 e 10 di DD1). Il multiplexer commuta i resistori R1-R3 nel circuito di feedback dell'amplificatore operazionale, la cui resistenza deve corrispondere con elevata precisione a quella indicata nel diagramma. Con il codice 00 agli ingressi dell'indirizzo del multiplexer, il segnale applicato al connettore XW1 viene trasmesso all'uscita dell'amplificatore operazionale DA2.1 senza modifiche. Per altri valori del codice, il segnale di ingresso viene attenuato di un fattore di 10, 100 o 1000 volte. L'ultimo valore non viene utilizzato a causa dell'insufficiente rigidità dielettrica del resistore R4 e del condensatore C1. I diodi VD1-VD4 limitano la tensione al morsetto 13 del multiplexer al livello di 1,2 V (in valore assoluto). La cascata sull'amplificatore operazionale DA2.3 sposta il livello dei segnali che arrivano all'ingresso AN1 dell'MK in modo che il centro della scala dell'ADC corrisponda a una tensione zero sul connettore XW1.

Il funzionamento dell'oscilloscopio è controllato da un midlet (programma Java) caricato in un telefono cellulare sotto forma di un file jar. Questa MIDlet ha il compito di controllare la modalità di funzionamento, cambiare la scala lungo gli assi del tempo e della tensione e visualizzare le informazioni provenienti dal set-top box. Il prefisso è controllato trasferendovi i byte di controllo. I tre bit meno significativi del byte contengono il codice che imposta la frequenza di avvio dell'ADC ei due bit più significativi contengono la posizione dell'attenuatore elettronico. Il resto dei bit non viene utilizzato. In caso di ricezione di un byte di controllo uguale a zero, il set-top box funziona in modalità "idle", senza trasmettere informazioni al telefono.

Il lavoro con una porta seriale in J2ME è organizzato tramite l'interfaccia CommConnection e la porta stessa ha il nome COM0. Prima di inviare e ricevere informazioni, è necessario utilizzare il metodo Connection.open per stabilire una connessione. Per evitare di bloccare l'applicazione durante lo scambio di informazioni, tutte le letture e le scritture sulla porta vengono spostate in un thread separato.Per ulteriori informazioni sull'utilizzo della porta seriale di un telefono cellulare, consultare la pubblicazione Internet "Using Serial on Motorola J2ME portatili" - .

L'MC del set-top box, dopo aver ricevuto il byte di controllo, imposta la modalità di funzionamento specificata dell'attenuatore elettronico, quindi avvia l'ADC a una frequenza specificata e scrive i risultati del suo lavoro nel buffer interno. è pieno, l'MC interrompe l'ADC e trasmette il byte di sincronizzazione al cellulare, seguito dal contenuto del buffer. Dopo aver ricevuto queste informazioni, il telefono le visualizza come una curva sullo schermo, calcola e visualizza il valore medio della tensione.

Se l'oscilloscopio funziona in modalità scala di tensione automatica (sullo schermo viene visualizzata la lettera A), quindi a un valore di tensione medio vicino a zero o al massimo consentito, il telefono genererà un byte di controllo con il codice di posizione dell'attenuatore modificato in la direzione appropriata. Ma questo influenzerà il prossimo ciclo di misurazione.

L'oscilloscopio è controllato tramite un joystick del cellulare: spostandolo verticalmente e orizzontalmente si cambia la scala dell'oscillogramma lungo l'asse corrispondente. Abilitazione della selezione automatica dello zoom e uscita dall'applicazione - tramite il menu.

Il programma del cellulare viene installato al suo interno come una normale applicazione Java. È sufficiente copiare i file osc.jar (programma compilato) e osc.jad (la sua descrizione) nella directory java/osc creata nella memoria del telefono. Questo viene fatto utilizzando un software speciale fornito con il telefono. Dopo aver avviato l'applicazione, il telefono farà domande su come consentire l'accesso alla porta cellulare e all'accessorio. Entrambi devono essere risolti in senso affermativo.

Il prefisso è stato assemblato mediante montaggio superficiale su una breadboard, non ne è stato sviluppato uno stampato. ConnectorXS1 -speciale per il collegamento a un telefono cellulare. Cuffie e caricabatterie sono dotati di tali connettori. Connettore di ingresso XW1 - СР-50-73Ф o serie BNC importata.

Invece del chip TL431, puoi usare KR142EN19 e invece di K561KP2 - CD4052. L'amplificatore operazionale AD8054 sostituirà qualsiasi altro amplificatore operazionale quad a bassa corrente come l'MC3403.

Prima di iniziare a lavorare con l'oscilloscopio, è necessario ottenere un valore di tensione medio zero visualizzato sullo schermo del telefono con un ingresso in cortocircuito del set-top box con un resistore di sintonia R11.

È possibile scaricare i programmi per il microcontrollore del set-top box e del cellulare quindi.

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

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