PIC18F45K20 registrador de datos de laboratorio de calidad

Un nuevo diseño de un registrador de datos de laboratorio de calidad se ha desarrollado utilizando un microcontrolador PIC y un convertidor de 20-bit delta-sigma. El registrador de datos dispone de 8 canales de entradas de CC y las entradas digitales opcionales. El intervalo de muestreo puede ser programado desde 1 minuto a 1 hora. El dispositivo utiliza una tarjeta de memoria barata para el almacenamiento de datos. Además, el puerto serie opcional también proporciona la secuencia de datos para la visualización de la señal en tiempo real en el terminal.

1. Introducción

La tecnología de convertidor de datos nueva con la delta-sigma simplifica el diseño del dispositivo de grabación de alta resolución de los datos. Uno de los chips interesante es lineal Technolgy LTC2400, de 24-bit ADC. Algunos de mis diseños se usaron este convertidor. Otro chip de interés LTC2420, de 20-bit ADC. El chip tiene pines y salida de datos compatible con el LTC2400.Yo diseño el registrador de datos nueva con el LTC2420 y utilizar la tarjeta de memoria barata para el almacenamiento de datos.

Figura 1: G5 Data Logger incluido con la caja de plástico estándar 145x145x80mm.

2. Harware descripción

El schemtaic de hardware se muestra en la Figura 2. El microcontrolador es el PIC18F45K20. El paquete es de 40 pines PDIP. El chip funciona con un oscilador interno 2MHz. El oscilador SA relacionada con OSC1 y OSC2 es opcional. El oscilador de baja potencia utilizando un cristal de 32768 Hz es connecetd a RC0 y RC1. RC7 RC6 y están al mismo nivel TTL UART interfaz.Proporciona 9600bit / s stearm de datos para conectar el PC. El puerto SPI, RC3/SCK, RC4/SDI y RC5/SDO se utilizan para la interfaz de la tarjeta de memoria en modo SPI a través de la toma de la tarjeta de memoria J2. RD5, RD6 y RD7 son controlados SPI puerto de software para interconectar el convertidor delta-sigma, LTC2420 U5. D2 es un diodo de referencia bandgap proporcionar 1.2Vref para el convertidor de analógico a digital U5. El multiplexor de la entrada analógica utiliza conmutador analógico CMOS, U3 CD4051. CH1 a CH4 se 1V a gran escala.CH5 a CH8 son 10V a gran escala. CH5 a CH8 usar el divisor de tensión de entrada. El reloj de tiempo real es proporcionada por U4, DS1302. BT1 es un condensador 0.33F super de energía de respaldo a la viruta de RTC. El DS1302 está programado para proporcionar carga cosquillas a la BT1. U9 es TTL al convertidor RS232 utilizando MAX3232 . La fuente de alimentación proporciona 5 V y 3.3 V lógicas. Todas las lógicas se utilizan 3,3 V. El V 5 es para el sensor de la interconexión. Los reguladores de voltaje se fijan los reguladores lineales de salida, LM1117 , U7 de 3,3 V y U8 5 V. J7 es para celular conector de la batería seca. La batería recomendada es de 6 V 2.8AH pila seca. U6 es regulador de corriente construido con LM317 y R19. Proporciona la carga de la batería actual de las fuentes de CC, adaptador de CA oa SLAR panel de células pequeñas. La corriente de carga se calcula 1.25V/Icharge.

Figura 2: esquema de hardware.

2. Prototipo

La placa PCB es de doble capa. La Figura 3 muestra la capa de componentes, el chip central es PIC18F45K20.

Figura 3: la capa de componentes.

La capa inferior o el lado de soldadura es para los terminales de entrada y la toma de la tarjeta de memoria.

Figura 4: la capa inferior.

3. Terminal de entrada analógica

El terminal de entrada analógica es de tipo tornillo. CH1-CH4 acepta 0-1VCC y CH5-CH8 para la entrada final de 0 a 10 VDC sola. Pin 16 proporciona 5 V para los sensores de la interconexión. La resolución de lectura para CH1-CH4 es un microvoltios, y 10 microvoltios por CH5-CH8.

Las señales digitales de entrada opcional es el terminal de la fila inferior.

Cada pin tiene su funcionales como se describe a continuación.

Contador de pulsos = TTL1 (CH16)
Contador de frecuencia = PULSE2 (canal 17)
Entrada lógica = TTL1 (CH13)
Entrada lógica = TTL2 (CH14)
Entrada lógica = TTL3 (CH15)

TTL2 TTL1 y TTL3 puede ser usado para monitorear el estado de los contactos entre 0 V o 12 V de entrada. El valor "1" se muestra en el registro de entrada significa 12 V y el valor "0" para la entrada de 0V.

Por la señal de pulso, TTL1 (Pin4) acepta el pulso TTL. El contador de CH16 es totallizer de 32 bits.

Para la medición de la frecuencia, PULSE2 (pin2) acepta la señal TTL con frecuencia desde DC a 15 kHz. La lectura es de + /-1Hz.

Los terminales digitales también ofrecen una resolución opcional ADC de 10 bits para la entrada 0-3VDC en AN1 (CH9), AN2 (CH10), y AN3 (CH11).

CH12 es controlado por voltaje de la batería firmware interno

4. Uso del dispositivo analógico TMP36, sensor de temperatura Celsius con G5-Data Logger

El TMP36 es un circuito integrado diseñado para medir la temperatura de-40C a +125 C. Se proporciona una salida de DC que es linealmente proporcional a la unidad de temperatura Celsius.El chip no requiere ninguna calibración externa para proporcionar una precisión de 1 C a 25 º C y dos más de-40C a +125 C.

La relación entre la tensión de salida y la temperatura Celsius es,

Temperatura en ° C = (Vout - 0,500) x 100

Por ejemplo, a 25C, Vout se 0.750V. A-40C, Vout se 0.100V. Podemos usar la ecuación anterior para convertir la lectura en voltios a la unidad C fácilmente.

El paquete de TMP36 A-92 es de plástico. Dispone de 3 pines, Vout VCC y GND. Para VCC podemos usar 5 V, siempre en el terminal de entrada analógica. Vout puede atar a una entrada analógica dado directamente.

5. Especificaciones

Número de entradas analógicas: 4 canales 0-1VCC, 4 canales de 0 a 10 VDC.
Entrada digital: TTL de 3 canales, pulso 1-ch, la frecuencia de 1-ch
Controlador: microcontrolador CMOS nonowatt
Reloj: super condensador de copia de seguridad de la viruta de RTC
Lectura intervalo: 10s programable para 1 Hora
ADC: la tecnología de 20 bits delta-sigma
Capacidad de almacenamiento de hasta 2GB
Formato de archivo: FAT
Tipo de registro: CSV, hojas de cálculo compatibles
Fuente de alimentación: 6 V 2.8AHr pila seca (aprox. 10 días de registro)
Dimensión: 145x145x80mm (WxLxH)

5. Descargar

Esquemática , firmware , Inicio rápido , folleto , registro de muestras de TMP36

Información de Contacto

Wichit Sirichote
Departamento de Física
Facultad de Ciencias
Rey Mongkut Instituto de Tecnología de Ladkrabang
Bangkok 10520 Tailandia
E-mail: wichit.sirichote @ gmail.com