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