Étape 8: Circuit 2 Diagnostics & contrôle
Pour commencer sur le circuit de commande quelques décisions doivent être prises pour décider comment les données va être traitée. Ces configurations alternatives sont les suivantes: A. utiliser un simple contrôleur de microcontrôleur Pic d’aborder plusieurs A.D.Cs distance et utilisez un coqs pour chaque capteur d’entrée. B. utiliser un microcontrôleur Pic simple avec une distance coqs et relais distants permet de basculer entre le capteur fixé pour les coqs d’entrée. C. Utilisez une photo un peu plus complexe avec un bâti en coqs module pour saisir toutes les lectures du capteur directement sur le microcontrôleur.
Pour le projet, qu'il a été décidé que d’un Pic avec l’option C construit en coqs était un meilleur choix à cause de moins les circuits impliqués et donc si tout va bien moins de choses qui peut éventuellement mal se passer au stade de la fabrication. Le commandant de bord qui a été choisie était la 16F870 28 broches comme il accompagnant jusqu'à 5 coqs canaux 21 broches d’entrée/sortie au total. Cela a également été choisi parce que lors de l’exécution à une vitesse d’horloge de 4 Mhz la vitesse du programme réel est de 1 million d’instructions par seconde. C’est évidemment plus que suffisant pour contrôler un simple écran L.C.D, quelques capteurs et des électrodes.
Le premier circuit doit être conçu pour le Pic 16F870 était juste destiné à permettre le microcontrôleur de courir et d’être disponible pour la programmation série circuit ou ICSP (voir fig. 30). Le circuit a été conçu en suivant les instructions pour l’installation électrique et de cadencement sur la feuille de données de puces.
La prochaine étape de développement pour le circuit a été de construire une interface LCD à la Pic16F870. L’écran LCD qui est utilisé est un personnage de 20 par affichage 2 lignes avec rétro-éclairage en option (voir fig. 31).
L’écran LCD est relié par une connexion de 16 broche où 11 ou 7 des broches doivent s’interfacer directement par le microcontrôleur. Sur ces 7 ou 11, 1 est permettre à puce, 1 lire ou ne pas écrire, 1 impulsion données activer et les autres 4 ou 8 broches sont utilisées pour le bus de données d’entrée/sortie. Afin d’éviter d’utiliser trop des broches d’entrée/sortie de microcontrôleur ces 7 broches peuvent être condensées jusqu'à deux broches en utilisant un simple I.C. avec 4 tongs, 74LS174 (voir fig. 32). Les autres 5 broches sur l’écran LCD sont pour sol, entrée tension 5V, contrôle du contraste via le potentiomètre 10K et les deux dernières broches sont utilisées pour la connexion à un onduleur pour alimenter le rétro-éclairage. Avec l’écran LCD fonctionne il s’avérait que le rétro-éclairage n’était pas nécessaire que l’écran LCD fonctionne correctement, donc un onduleur n’a pas été obtenu pour alimenter le circuit. Le 74LS174 dans le circuit ci-dessous fonctionne en prenant une entrée périodique de données et puis déplacer ces données tout au long de la flip flops jusqu'à ce qu’il y a quatre éléments d’information à passer à l’écran LCD via son bus de données quatre ou huit broches. Quand le dernier des données est chargé dans la broche de remise à zéro devient élevé annulant l’effet de la diode 1n914, provoquant une tension plus élevée sur le bus de données puis habituel. Lorsque ce niveau de tension anormale se produit il y a gauche actuelle visant l’exploitation à la broche de l’activer sur l’écran LCD de l’horloge les quatre bits de données dans la mémoire de l’écran LCD.
En combinant le circuit 2 broches de LCD avec le circuit de l’ICSP et de connecter les broches de données et horloge à broches C4 et C5 respectivement, nous avons maintenant un contrôleur LCD programmable de C.P. (voir fig. 33). Le Pic16F870 a été programmée avec le code assembleur pour LCD 2 broches (voir les listes de logiciel) via un programmateur PIC K8048 Velleman ICSP en-tête de sortie. Avec le circuit LCD fonctionne et l’affichage du texte le circuit contrôleur est maintenant prêt à prendre dans les lectures du capteur et les données via l’affichage de sortie. Pour envoyer que les données à l’écran LCD affichent le microcontrôleur doit envoyer les caractères sous forme de deux nombres hexadécimaux ou 8 chiffres binaires.
Pour implémenter les capteurs le microcontrôleur doit utiliser son bord module ADC pour interpréter les valeurs passées dans les ports de l’ADC a permis. Ces ports ADC activé sont les 5 broches de la port situé sur le microcontrôleur Pic16F870. Le module ADC à bord que le microcontrôleur est contrôlé grâce à l’utilisation de plusieurs registres de huit bits embarqué à l’intérieur de quelques uns des endroits de mémoire puces. Ces registres spéciaux de ADC sont appelés ADcon0, ADcon1, AdresL et AdresH. L’emplacement de registre mémoire ADcon0 contrôle le fonctionnement de l’ADC, la vitesse de la comparaison et le déclenchement du processus de conversion. Le registre ADcon1 contrôle l’adressage de broches de sortie et de contrôle pour activer ou désactiver la tension de référence. Pour le projet ports A0 à A2 ont été activés avec la fonction de l’ADC pour fournir ports d’entrée pour le niveau de température, de pression et de batterie. Également dans cette ADcon1 Registre est la possibilité de justifier la réponse 10 bits vers la gauche ou la droite d’un bit 16 enregistrez. Le registre de 16 bits est vraiment fait de deux registres de 8 bits à l’intérieur de la puce, qui sont les précédemment nommé AdresL et AdresH. La tension de référence a été fixé à + 5V ou SCR cela va toujours être stable tant que le courant arrive à traverser le microcontrôleur tel qu’il est fourni d’une source 12 volts un régulateur de tension 74LS05.
La sonde de température ou de la thermistance a été configuré en allant consulter la fiche technique de l’appareil et en regardant la température au graphique de la résistance. Trois valeurs de température ont été choisis pour la configurer de sorte que leur sortie sur l’ADC donnerait une valeur mesurable lisible semblable à la feuille de données. Ceci a été calculé en divisant le 5V par la résistance totale de 5V DC à terre. La tension requise est le divisé par le précédent numéro calculé. Comme peut être vu dans la figure 34, résistances pour la thermistance ont été enregistrées à plusieurs valeurs clés afin de calibrer les circuits d’entrée. La thermistance était alors reliée à la circuiterie du contrôleur au moyen d’une connexion de paire torsadée. Ce type de connexion a été choisi en raison de sa haute immunité au bruit et son faible coût, de mettre en pratique. Pour créer la paire torsadée, les deux extrémités d’un fil long ont été collées sur l’axe de rotation d’une perceuse à main. Au milieu de la longueur du fil a été ensuite fixé, ce qui permet du fil d’être enroulé autour de lui. En gardant le fil légèrement enseigné à tous les temps la torsion du fil est possible uniforme qui contribue à augmenter l’immunité de bruit de câbles. Une valeur à mi-chemin à travers la réponse exponentielle de la sonde thermique a été choisie à environ 145 Ohms. L’erreur peut alors être calculée par le microcontrôleur pour donner une lecture précise.
UC R = V uC / (VCC / total R)
Le détecteur de charge a été construit dans un manoir semblable à la sonde de température avec la tension totale variant au lieu de la résistance. Les 12 volts est passées le régulateur shunt est variable selon l’état de charge et la charge de la batterie. Les 12 volts a été ensuite connecté à travers un circuit diviseur potentiel pour ramener la tension à un niveau lisible par l’ADC sur le microcontrôleur. Pour être en mesure de donner une lecture précise de la tension sur l’écran LCD les résistances doivent encore être calculé et recalculé afin de fournir une tension basse qui est une représentation linéaire de l’entrée de courant de 12 volts. Car la tension du système peut seulement aller vraiment entre 14 volts à un max et 8 volts au minimum ce est les valeurs qui ont servi à calculer les valeurs de résistance diviseur potentiel requises.
Cependant, les capteurs de pression n’étaient pas si faciles à configurer et s’est avéré pour être très gênant pour obtenir le travail de projet. Le schéma de câblage pour le raccordement de la feuille de données périphérique (Fig. 35) montrant le transducteur de pression quatre broches dans un circuit en pont wheatstone résistance. Sur le schéma, qu'elle a été prise que le dispositif est venu le circuit pont d’hébergement et ce serait un cas simple de connecter le Vo positive et négative aux bornes positives et négatives d’entrée sur un ampli op. L’appareil sous tension et semblait fonctionner que j’ai donné une sortie à l’ADC. Cependant la valeur de sortie à l’ADC par le transducteur de pression a été fixée et n’a pas du tout varient avec le changement de pression. Sur le second regard sur le schéma de la feuille de données (Fig. 35), il a été décidé qu’il était possible que l’appareil peut-être pas ont construit dans des résistances du pont. Un circuit a été construit autour du transducteur de pression pour réaliser la fonction de transition équilibrée du pont de wheatstone. La sortie du circuit pont était encore alimentée dans les entrées d’un ampli op de donner la différence entre le positif et le négatif comme une tension. Lorsque le capteur de pression a été mis sous tension dans le pont, circuit elle nourrissait encore un nombre fixe de constant à l’ADC indiquant que ni la partie était défectueux ou il y avait quelque chose à la suite de l’électronique qui n’est pas entièrement comprise. Toute autre tentative pour interfacer le transducteur de pression causé le microcontrôleur de crash ou d’exécuter d’une manière très bizarre.
Échéance des difficultés ci-dessus avec le capteur de pression numérique, il n’était pas possible d’inclure dans le projet. Cependant avec le manomètre analogique sauvegarde la pression à l’intérieur de la chambre de production toujours soit contrôlable avec précision n’est pas une grande perte pour les systèmes de performance globale.
Le prochain appareil à raccorder au circuit contrôleur était le capteur de niveau. Cela consistait en un pôle muni d’un flotteur magnétique qui pourrait se déplacer le long du mât. Aux deux extrémités du pôle étaient casquettes pour arrêter le flotteur de se détacher et interrupteurs reed pour détecter la proximité d’aimants. Les deux interrupteurs sont circuit ouvert lorsque l’aimant se trouve au milieu de la pole. À l’aide d’une simple résistance supérieure à la valeur de 4,7 K Qu'ohms relié de la broche de données microcontrôleur à terre permet pour le courant supplémentaire de l’interrupteur à l’écoulement autour du microcontrôleur sans causer de dommage. Cette résistance est également importante comme un dispositif pour charger la tension d’entrée à travers provoquant la tension à être déterminée à cette jonction. Le logiciel de contrôleur est maintenant mis à jour afin d’inclure tous les dispositifs de télédétection (hormis le capteur de pression numérique) afin que les valeurs d’ADC de chaque capteur ont été lues alternativement et les données des capteurs a été sortie à l’écran LCD.
Le tableau 1 décrit le processus de chaque broche d’entrée / sortie utilisé à partir de la Pic16f870 dans ce projet.
