Individální projekty MPOA

Mikroprocesory s architekturou ARM

Uživatelské nástroje

Nástroje pro tento web


2017:digitizer

Rozdíly

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

Odkaz na výstup diff

Obě strany předchozí revize Předchozí verze
Následující verze
Předchozí verze
2017:digitizer [2018/01/14 21:00]
Jonáš Čech
2017:digitizer [2018/01/14 22:55] (aktuální)
Jonáš Čech
Řádek 1: Řádek 1:
 ====== Řízení digitizeru ====== ====== Řízení digitizeru ======
 Vypracoval Jonáš Čech Vypracoval Jonáš Čech
- 
  
 ===== Zadání ===== ===== Zadání =====
Řádek 7: Řádek 6:
  
 ===== Úvod ===== ===== 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 }} {{ :​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. 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. 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.
Řádek 23: Řádek 22:
 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. 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 1.2: DPS analogově-digitální části}} +{{ :​2017:​digitizer:​fips_top.jpg?​200 |Obr 1.3: DPS analogově-digitální části}} 
-{{ :​2017:​digitizer:​fips_bot.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 ===
Řádek 43: Řádek 42:
 ===== Firmware ===== ===== 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). 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> <code cpp>
Řádek 402: Řádek 403:
  
 ===== Závěr =====  ===== 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 }}
  
2017/digitizer.1515960024.txt.gz · Poslední úprava: 2018/01/14 21:00 autor: Jonáš Čech