Rozdíly

Zde můžete vidět rozdíly mezi vybranou verzí a aktuální verzí dané stránky.

--- 2017:digitizer [2018/01/14 20:49]
Jonáš Čech
+++ 2017:digitizer [2018/01/14 22:55] (aktuální)
Jonáš Čech
@@ Řádek 1: / Řádek 1: @@
 ====== Řízení digitizeru ======
 Vypracoval Jonáš Čech
 ===== Zadání =====
@@ Řádek 7: / Řádek 6: @@
 ===== Úvod =====
+Na obrázku níže je blokové schéma měřícího systému pro měření s můstkovými tlakovými senzory. Tento projekt je vypracováván v rámci diplomové práce. Možnost změny parametrů měření a použitých obvodů slouží k vyhodnocení vlivu dvou zesilovačů s programovatelným ziskem na měřený signál a následný výběr jediného obvodu zesilovače.
 {{ :2017:digitizer:blok_sch.png?600  |Obr 1.1: Blokové schéma }}
@@ Řádek 17: / Řádek 16: @@
 Tato část byla navržena v rámci semestrálního projektu. Její shcématické zapojení je na obrázku níže. Hlavními obvody (pro tento projekt) jsou dva přístrojové zesilovače s programovatelným ziskem, [[http://www.analog.com/en/products/amplifiers/instrumentation-amplifiers/ad8557.html|AD8557]] od Analog Devices a [[http://www.ti.com/product/PGA308|PGA308]] od Texas Instruments a také AD převodník [[http://www.analog.com/en/products/analog-to-digital-converters/ad7175-2.html|AD7175-2]] od Analog Devices. Zbylé obvody jsou na digitální části nezávislé, jako přístrojový zesilovač s OZ a napěťové stabilizátory.
-{{ :2017:digitizer:fips_sch.png?600  |Obr 1.1: Celkové schéma analogově-digitální části }}
+{{ :2017:digitizer:fips_sch.png?600  |Obr 1.2: Celkové schéma analogově-digitální části }}
 Zapojení je realizováno na 4vrstvé DPS, pro zajištění co nejlepšího rozvodu zemí (digitální a analogová), referenčního a napájecího napětí, čímž bylo také dosaženo získání většího prostoru k rozmístění obvodů tak, aby byly minimalizováno jejich vzájemné ovlivňování.
-{{ :2017:digitizer:fips_top.jpg?200 |Obr 1.2: DPS analogově-digitální části}}
-{{ :2017:digitizer:fips_bot.jpg?200 |Obr 1.3: DPS analogově-digitální části}}
 Výsledná sestava je napájena ze zdroje napětí v rozashu 7-12 V. Toto napětí je stabilizováno na 5 V, kterým je napájena analogová část zapojení a některé obvody digitální části, na jejíž desce je toto napětí stabilizováno na 3,3 V pro většinu obvodů a také pro napájení digitální části AD převodníku.
+{{ :2017:digitizer:fips_top.jpg?200 |Obr 1.3: DPS analogově-digitální části}}
+{{ :2017:digitizer:fips_bot.jpg?200 |Obr 1.4: DPS analogově-digitální části}}
 === Digitální část ===
-Digitální část zapojení je realizována v rámci komerční vývojové desky [[http://www.st.com/en/evaluation-tools/32f746gdiscovery.html|STM32F746G-DISCO]] od STMicroelectronics. Tato deska poskytuje veškeré potřebné periferie pro záznam dat a komunikaci s uživatelem.
+Digitální část zapojení je realizována v rámci komerční vývojové desky [[http://www.st.com/en/evaluation-tools/32f746gdiscovery.html|STM32F746G-DISCO]] od STMicroelectronics. Tato deska poskytuje veškeré potřebné periferie pro záznam dat a komunikaci s uživatelem, jako je displej s dotykovou vrstvou, paměť typu SDRAM, připojený slot pro SD kartu a ethernetové rozhraní pro další rozšíření. SDRAM paměť má celkovou kapacitu 128 Mbit, ovšem z důvodu zapojení jen části datových a adresních pinů je k dispozici pouze polovina její velikosti, což ovšem dostačuje pro měření o maximální délce 8 vteřin.
 {{  https://os.mbed.com/media/uploads/adustm/disco_f746ng_mbed_pinout_v5.png?600  }}
@@ Řádek 43: / Řádek 42: @@
 ===== Firmware =====
 Řídící firmware je psán ve vývojovém prostředí [[https://www.mbed.com/en/|Mbed]], jelikož je kompatibilní s použitou vývojovou deskou a poskytuje některé knihovny k jejím periferiím (LCD s dotykovou vrstvou apod.), což zjednodušuje tvorbu firmwaru pro tento prototyp. Tyto knihovny slouží většinou ve své podstatě jako "převdení" BSP knihoven (poskytovaných výrobcem pro své konkrétní vývojové desky) na C++ knihovny, jelikož Mbed pracuje s tímto programovacím jazykem. I přes tuto skutečnost byla snaha psát kód v jazyku C, z důvodu možného pozdějšího převzetí částí kódu do finální verze firmwaru (psané v C).
+Exportovaný projekt z prostředí Mbed (pro SW4STM32) je k dispozici zde: {{ wiki:mpoa_fips_sw4stm32_disco_f746ng.zip}}
 <code cpp>
@@ Řádek 399: / Řádek 400: @@
 Přístrojový zesilovač s programovatelným ziskem [[http://www.ti.com/product/PGA308|PGA308]] od Texas Instruments je přímo určen k použití při měření s můstkovými senzory. Tomu odpovídají jeho vnitřní funkce a možnosti jeho nastavení. Zesílení lze nastavovat v rozsahu od 2,66 až 9600. Nastavení zesílení probíhá pomocí více stupňů, je tedy možné dosáhnout jeho různých hodnot.Dále je také možné nastavit offset v rozsahu -2,5 V do 2,5 V při referenčním napětí 5 V.
 Konfigurace tohoto bvodu probíhá přes rozhraní 1W, které je v tomto případě kompatibilní s UART rozhraním. Lze tedy využít výstupní pin UARTu na MCU. Rychlosti komunikace se mohou pohybovat v rozsahu 4,9 kbit/s až 114 kbit/s, přičemž pro každý jednotlivý přenos lze využít jinou rychlost. Při komunikaci je nejdříve vyslán inicializační byte (hodnota 0x55), pomocí kterého se nastaví datová rychlost na přijímači. Dále je odeslán řídící byte, nastavující čtení/zápis registru a jeho adresu. Následují dva datové byty v pořadí LSB, MSB.
 Pro tento obvod byla také napsána knihovna obsahující strukturu (jako v případě AD8557) a dále funkci sestavující jednotlivé byty a jejich odesílání na UART. Funkce této knihovny nebyla zatím prakticky ověřena.
+===== Závěr =====
+Vytvořený firmware dokáže pomocí GUI uživatelsky volit různé parametry použitého AD převodníku a programovatelného zesilovače, kromě PGA308 u něhož nebyla zatím ověřena funkčnost konfigurační knihovny - bude provedeno později. Dále je schopen zajišťovat spouštění měření a to jak úrovní signálu (viz demonstrační video), tak externím signálem (který je v tomto případě simulován tlačítkem). Měření probíhá po zvolenou dobu, což lze také vyvodit z počtu vzorků a zvolené vzorkovací frekvence (v demonstračním videu: čas měření 100 ms, datová výstupní rychlost AD převodníku 100 kSa/s, počet vzorků 11). Ukládání dat na SDRAM a SD kartu probíhá v pořádku, viz obrázek níže.
+Bylo by vhodné doplnit firmware o část, zajišťující práci se souborovým systémem na SD kartě a ukládání dat do csv souboru. Dále by bylo uživatelsky přívětivější, kdyby zvolený parametr byl zvýraznět, ovšem není to nutné pro tyto potřeby.
+V další fázi dojde k ověření funkčnosti konfigurační knihovny pro PGA308, porovnání obou programovatelných zesilovačů a implementaci ethernetového rozhraní.
+{{ :2017:digitizer:termite_vypis.png?500  |Obr 3.1: Výpis naměřených dat (z SDRAM a SD karty) do terminálu }}
+Na videu je zachycen způsob spouštění měření pomocí úrovně signálu. Úroveň měřeného signálu je změněna zatlačením na membránu připojeného tlakového snímače.
+{{ youtube>aAxsckU9gyo?medium }}

Individální projekty MPOA

Uživatelské nástroje

Nástroje pro tento web

Rozdíly

Nástroje pro stránku