www.diagram.com.ua
www.diagram.com.ua

Русский: Русская версия English: English version

Translate it!

+ Поиск по всему сайту
+ Поиск по журналам
+ Поиск по статьям сайта
+ Поиск по каталогу схем
+ Поиск по схемам СССР
+ Поиск по Библиотеке

ВСЕ СТАТЬИ А-Я

БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ
СПРАВОЧНИК
АРХИВ СТАТЕЙ

НОВОСТИ НАУКИ И ТЕХНИКИ, НОВИНКИ ЭЛЕКТРОНИКИ

ФОРУМЫ
ВАШИ ИСТОРИИ ИЗ ЖИЗНИ
ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ
ОТЗЫВЫ О САЙТЕ

КАРТА САЙТА

Бесплатная техническая библиотека РАЗДЕЛЫ БЕСПЛАТНОЙ ТЕХНИЧЕСКОЙ БИБЛИОТЕКИ:
Архив и лента новостей
Книги и сборники
Технические журналы
Архив статей и поиск
Схемы и сервис-мануалы
Электронные справочники
Русские инструкции
Радиоэлектронные и электротехнические устройства

СКАЧАЙТЕ БЕСПЛАТНО:

ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ БЕСПЛАТНО:
Автомобиль
Автомобильные электронные устройства
Аккумуляторы, зарядные устройства
Акустические системы
Альтернативные источники энергии
Антенны
Антенны КВ
Антенны телевизионные
Антенны УКВ
Антенные усилители
Аудио и видеонаблюдение
Аудиотехника
Блоки питания
Бытовая электроника
Бытовые электроприборы
Видеотехника
ВЧ усилители мощности
Галогенные лампы
Генераторы, гетеродины
Гирлянды
Гражданская радиосвязь
Детекторы напряженности поля
Дозиметры
Дом, приусадебное хозяйство, хобби
Зажигание автомобиля
Заземление и зануление
Зарядные устройства, аккумуляторы, батарейки
Защита электроаппаратуры
Звонки и аудио-имитаторы
Измерения, настройка, согласование антенн
Измерительная техника
Индикаторы, датчики, детекторы
Инструмент электрика
Инфракрасная техника
Кварцевые фильтры
Компьютерные интерфейсы
Компьютерные устройства
Компьютерный модинг
Компьютеры
Личная безопасность
Люминесцентные лампы
Медицина
Металлоискатели
Микроконтроллеры
Микрофоны, радиомикрофоны
Мобильная связь
Модернизация радиостанций
Модуляторы
Молниезащита
Музыканту
Начинающему радиолюбителю
Ограничители сигнала, компрессоры
Освещение
Освещение. Схемы управления
Охрана и безопасность
Охрана и сигнализация автомобиля
Охрана и сигнализация через мобильную связь
Охранные устройства и сигнализация объектов
Переговорные устройства
Передатчики
Передача данных
Предварительные усилители
Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы
Применение микросхем
Пускорегулирующие аппараты люминесцентных ламп
Работа с CAD-программами
Радиолюбительские расчеты
Радиолюбителю-конструктору
Радиоприем
Радиостанции портативные
Радиостанции, трансиверы
Радиоуправление
Разная бытовая электроника
Разные компьютерные устройства
Разные узлы радиолюбительской техники
Разные устройства гражданской радиосвязи
Разные электронные устройства
Разные электроустройства
Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы
Регуляторы тембра, громкости
Регуляторы тока, напряжения, мощности
Сварочное оборудование
Светодиоды
Синтезаторы частоты
Смесители, преобразователи частоты
Спидометры и тахометры
Справочник электрика
Справочные материалы
Стабилизаторы напряжения
Студенту на заметку
Телевидение
Телефония
Теория антенн
Техника QRP
Технологии радиолюбителя
Технология антенн
Трансвертеры
Узлы радиолюбительской техники
Усилители мощности
Усилители мощности автомобильные
Усилители мощности ламповые
Усилители мощности транзисторные
Усилители низкой частоты
Устройства защитного отключения
Фильтры и согласующие устройства
Цветомузыкальные установки
Цифровая техника
Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки
Электрику
Электрику. ПТЭ
Электрику. ПУЭ
Электрические схемы автомобилей
Электрические счетчики
Электричество для начинающих
Электробезопасность, пожаробезопасность
Электродвигатели
Электромонтажные работы
Электронный впрыск топлива
Электропитание
Электроснабжение
Электротехнические материалы

СТАТЬИ БЕСПЛАТНО:
Батарейки и аккумуляторы
Большая энциклопедия для детей и взрослых
Биографии великих ученых
Важнейшие научные открытия
Детская научная лаборатория
Должностные инструкции
Домашняя мастерская
Жизнь замечательных физиков
Заводские технологии на дому - простые рецепты
Инструменты и механизмы для сельского хозяйства
Искусство аудио
Искусство видео
История техники, технологии, предметов вокруг нас
И тут появился изобретатель
Конспекты лекций, шпаргалки
Личный транспорт: наземный, водный, воздушный
Любителям путешествовать - советы туристу
Мобильные телефоны
Моделирование
Опыты по физике
Опыты по химии
Нормативная документация по охране труда
Основы безопасной жизнедеятельности (ОБЖД)
Основы первой медицинской помощи (ОПМП)
Охрана труда
Параметры, аналоги, маркировка радиодеталей
Радио - начинающим
Секреты ремонта
Советы радиолюбителям
Строителю, домашнему мастеру
Справочная информация
Типовые инструкции по охране труда (ТОИ)
Функциональный состав импортных ТВ
Функциональный состав, пульты, шасси, эквиваленты импортных телевизоров
Чудеса природы. Увлекательное путешествие вокруг земного шара
Шпионские штучки
Электрик в доме
Эффектные фокусы и их разгадки

ЖУРНАЛЫ БЕСПЛАТНО:
Блокнот Радиоаматора
Домашний компьютер
Домашний ПК
КВ журнал
КВ и УКВ
Квант
Компьютерра
Конструктор
Левша
Моделист-конструктор
М-Хобби
Наука и жизнь
Новости электроники
Новый Радиоежегодник
Популярная механика
Радио
Радио Телевизия Електроника
Радиоаматор
Радиодело
Радиодизайн
Радиокомпоненты
Радиоконструктор
Радиолюбитель
Радиомир
Радиосхема
Радиохобби
Ремонт и сервис
Ремонт электронной техники
Сам
Сервисный центр
Силовые машины
Схемотехника
Техника - молодежи
Химия и жизнь
ЭКиС
Электрик
Электроника
Юный техник
Юный техник для умелых рук
Я - электрик
A Radio. Prakticka Elektronika
Amaterske Radio
Chip
Circuit Cellar
Electronique et Loisirs
Electronique Pratique
Elektor Electronics
Elektronika dla Wszystkich
Elektronika Praktyczna
Everyday Practical Electronics
Evil Genius
Funkamateur
Nuts And Volts
QEX
QST
Radiotechnika Evkonyve
Servo
Stereophile

КНИГИ СЕРИЙНЫЕ БЕСПЛАТНО:
Библиотека по автоматике
Библиотека электромонтера
Библиотечка Квант
Библиотечка электротехника
Знай и умей
Массовая радиобиблиотека

КНИГИ ПО РАДИОТЕХНИКЕ И ЭЛЕКТРОНИКЕ БЕСПЛАТНО:
Автомобиль
Аппаратура СВЧ
Запись и воспроизведение звука
Ламповая аппаратура
Начинающему радиолюбителю
Охрана и безопасность
Радиолокация, навигация
Радиотехнические технологии
Радиоуправление, моделизм
Робототехника
Схемотехника
Теоретическая электроника, радиотехника
Усилители
Цифровая обработка сигналов
Электроника в быту
Электроника в медицине
Электроника в науке
Электроника для музыканта

КНИГИ ПО РЕМОНТУ БЕСПЛАТНО:
Ремонт аудиотехники
Ремонт бытовая техники
Ремонт видеотехники
Ремонт телевизоров ламповых
Ремонт телевизоров полупроводниковых
Ремонт мониторов
Ремонт оргтехники
Ремонт радиоприемников
Ремонт телефонов и факсов
Спутниковое телевидение
Теория телевидения
Теория ремонта электроники

КНИГИ ПО ИЗМЕРЕНИЯМ БЕСПЛАТНО:
Измерения и метрология
Измерительная аппаратура
Измерительная техника. Схемы и описания

КНИГИ ПО СВЯЗИ БЕСПЛАТНО:
Антенны
Аппаратура любительской радиосвязи
Линии связи, передача данных
Мобильные телефоны
Теория и практика радиосвязи

КНИГИ ПО ЭЛЕКТРИКЕ БЕСПЛАТНО:
Автоматика, автоматизация, управление
Аккумуляторы, элементы питания, зарядные устройства
Альтернативные источники энергии
Источники питания, стабилизаторы, преобразователи
Молниезащита
Осветительная аппаратура
Охрана труда, электробезопасность, пожаробезопасность
Релейная защита
Сварка, сварочное оборудование
Теория электротехники
Устройства телемеханики
Электрику, электромонтажнику, электромеханику
Электрические сети, воздушные и кабельные линии
Электродвигатели
Электрооборудование
Электропривод
Электростанции, подстанции
Электротехнические справочники
Энергетика, электроснабжение

СБОРНИКИ БЕСПЛАТНО:
В помощь радиолюбителю
Радиоаматор-лучшее
Радиоежегодник

СПРАВОЧНИКИ БЕСПЛАТНО:
Зарубежные микросхемы и транзисторы
Измерительная техника. Схемы и описания
Медицинская аппаратура
Механизмы импортной аудио и видеоаппаратуры
Прошивки зарубежной аппаратуры
Пульты ДУ импортных телевизоров
Радиокомпоненты Atmel
Радиокомпоненты Cirrus Logic
Радиокомпоненты Maxim
Радиокомпоненты Microchip
Радиокомпоненты Mitsubishi
Радиокомпоненты Motorola
Радиокомпоненты National Semiconductor
Радиокомпоненты Panasonic
Радиокомпоненты Philips
Радиокомпоненты Rohm
Радиокомпоненты Samsung
Радиокомпоненты Sharp
Радиокомпоненты Sony
Радиокомпоненты Toshiba
Соответствие моделей и шасси телевизоров
Строчные трансформаторы HR
Строчные трансформаторы Konig

СХЕМЫ И СЕРВИС-МАНУАЛЫ БЕСПЛАТНО:
Бытовая техника Beko
Бытовая техника Braun
Бытовая техника Candy
Бытовая техника Elenberg
Бытовая техника Elica
Бытовая техника Gorenje
Бытовая техника Hansa
Бытовая техника Merloni
Бытовая техника SEB
Бытовая техника Snaige
Бытовая техника Stinol
Бытовая техника Universal
Бытовая техника Whirpool

Зарубежные DVD-плееры
Зарубежные автомагнитолы
Зарубежная аудиоаппаратура
Зарубежные видеокамеры
Зарубежные видеомагнитофоны и видеоплееры
Зарубежные мониторы
Зарубежные моноблоки
Зарубежные телевизоры
Зарубежные телефоны
Зарубежные факсы

Мобильники Benq-Siemens
Мобильники Eastcom
Мобильники Ericsson
Мобильники Fly Bird
Мобильники LG
Мобильники Maxon
Мобильники Mitsubishi
Мобильники Motorola
Мобильники Nokia
Мобильники Panasonic
Мобильники Pantech
Мобильники Samsung
Мобильники Sharp
Мобильники Siemens
Мобильники Sony-Ericsson
Мобильники TCL
Мобильники Voxtel

Отечественные телевизоры
Отечественная аудиоаппаратура

Справочники по вхождению в режим сервиса

Схемы блоков питания импортных телевизоров и видеотехники

Телевизоры Avest
Телевизоры Beko
Телевизоры, аудио, видеотехника Elenberg, Cameron, Cortland
Телевизоры Erisson
Телевизоры Rainford
Телевизоры Roadstar
Телевизоры Rolsen
Телевизоры Vestel
Телевизоры Витязь
Телевизоры Горизонт
Телевизоры Рекорд
Телевизоры Рубин

Станки металлообрабатывающие
Электроинструмент Bocsh
Электроинструмент Makita

БЕСПЛАТНЫЙ АРХИВ СТАТЕЙ
(150000 статей в Архиве)

АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ СТАТЕЙ:
Библиотечка Квант указатель
Библиотека по автоматике указатель
Библиотека электромонтера указатель
Библиотечка электротехника указатель
Блокнот Радиоаматора указатель
В помощь радиолюбителю указатель
Знай и умей указатель
Массовая радиобиблиотека указатель
КВ и УКВ указатель
КВ журнал указатель
Квант указатель
Конструктор указатель
Моделист-конструктор указатель
Наука и жизнь указатель
Новости электроники указатель
Новый Радиоежегодник указатель
Популярная механика указатель
Радио указатель
Радиоаматор указатель
Радиоаматор-лучшее указатель
Радиоежегодник указатель
Радиодело указатель
Радиодизайн указатель
Радиокомпоненты указатель
Радиоконструктор указатель
Радиолюбитель указатель
Радиомир указатель
Радиосхема указатель
Радиохобби указатель
Ремонт и сервис указатель
Ремонт электронной техники указатель
Сам указатель
Сервисный центр указатель
Силовая электроника указатель
Схемотехника указатель
Техника - молодежи указатель
Химия и жизнь указатель
ЭКиС (Электронные компоненты и системы) указатель
Электрик указатель
Электроника указатель
Юный техник указатель
Я - электрик указатель

СПРАВОЧНИК БЕСПЛАТНО

ПАРАМЕТРЫ РАДИОДЕТАЛЕЙ БЕСПЛАТНО

ДАТАШИТЫ БЕСПЛАТНО

ПРОШИВКИ БЕСПЛАТНО

РУССКИЕ ИНСТРУКЦИИ БЕСПЛАТНО


Стол заказов СТОЛ ЗАКАЗОВ:

СХЕМЫ ПОД ЗАКАЗ:
Импортные DVD
Импортные автоаудио
Импортные аудио
Импортные видеокамеры
Импортные видеомагнитофоны
Импортные кондиционеры
Импортные мониторы
Импортные моноблоки
Импортные проекторы
Импортные СВЧ-печи
Импортная спутниковая аппаратура
Импортные стиральные машины
Импортные телевизоры
Импортные телефоны
Импортные факсы
Импортные фотоаппараты
Импортные холодильники

Отечественные автоаудио
Отечественные видеомагнитофоны
Отечественные магнитофоны
Отечественные мониторы
Отечественные приборы
Отечественные радиолы
Отечественные радиоприемники
Отечественные усилители
Отечественные цветные телевизоры
Отечественные черно-белые телевизоры
Отечественные электрофоны


Бонусы БОНУСЫ:

НА ДОСУГЕ:
Интерактивные флеш-игры
Игры он-лайн
Ваши истории
Знаете ли Вы, что...
Зрительные иллюзии
Веселые задачки
Каталог Вивасан
Палиндромы

ИСТОРИИ ИЗ ЖИЗНИ

ССЫЛКИ

ДОБАВИТЬ В ЗАКЛАДКИ

Оставить отзыв о сайте

ДИАГРАММА
© 2000-2017

Дизайн и поддержка:
Александр Кузнецов

Техническое обеспечение:
Михаил Булах

Программирование:
Данил Мончукин

Маркетинг:
Татьяна Анастасьева

Перевод:
Наталья Кузнецова

Контакты

При использовании материалов сайта обязательна ссылка на http://www.diagram.com.ua

сделано в Украине
сделано в Украине

Диаграмма. Бесплатная техническая библиотека

Бесплатная техническая библиотека Бесплатная техническая библиотека Как скачивать файлы с сайта? Как скачивать файлы с сайта? Добавить в закладки, оставить отзывДобавить в закладки, оставить отзыв

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники. Большая подборка статей со схемами, иллюстрациями, комментариями Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатная библиотека / Схемы радиоэлектронных и электротехнических устройств

Два варианта статистического измерителя уровня радиации с ЖКИ от Nokia 5110

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Измерительная техника

Комментарии к статье Комментарии к статье

Среди всего многообразия приборов, измеряющих уровень радиации, трудно найти такой, который показывал бы не только текущий уровень, но и динамику его изменения на протяжении часа, суток, месяца. Эта информация была бы нелишней при оценке реальной радиационной опасности. Предлагаемые приборы в какой-то мере заполняют этот пробел. В ходе их разработки и реализации автору пришлось решить задачу организации взаимодействия выбранного в качестве средства отображения результатов измерения индикатора ЖКИ от мобильного телефона Nokia 5110 с микроконтроллером семейства PIC, а не только с модулями Arduino, для которых в Интернете имеются соответствующие библиотеки [1].

Были созданы два прибора, показанные на фотоснимке рис. 1. Тот, что расположен на снимке слева, работает совместно с ранее разработанным автором измерителем-индикатором радиации [2], который виден на заднем плане. Второй прибор способен работать самостоятельно, поскольку содержит миниатюрный счетчик Гейгера-Мюллера СБМ-21 [3] и все элементы, необходимые для работы этого счетчика.

Два варианта статистического измерителя уровня радиации с ЖКИ от Nokia 5110
Рис. 1. Приборы, измеряющие уровень радиации

Статистический индикатор-приставка построен на микроконтроллере PIC12F683-I/P [4], который производит все необходимые вычисления и управляет ЖКИ от телефона Nokia 5110. Прибор выполняет статистическую обработку импульсов счетчика Гейгера-Мюллера, поступивших от измерителя-индикатора за фиксированный интервал времени. Длительность этого интервала легко изменить записью нужного значения в соответствующую ячейку EEPROM микроконтроллера приставки.

Для совместной работы приставки с измерителем-индикатором [2] в память микроконтроллера DD1 должны быть загружены коды из файла Ind_Stat_ UNIVERSAL_SBM20.HEX, приложенного к статье. Для их загрузки я использовал самодельный программатор [5] под управлением программы WinPic800 v3.60. Подойдет и любой другой, способный работать с микроконтроллером PIC12F683. Программа занимает почти всю FLASH-память этого микроконтроллера.

Совместно с измерителем-индикатором радиации [2] прибор определяет и выводит на ЖКИ статистические показатели уровня радиоактивного излучения по выборке объемом 50 измерений (максимально) в трех режимах:

1. Построение гистограммы результатов пятидесяти последних измерений длительностью 34 с. Именно подсчитанное за такое время число импульсов в приборе [2] счетчика Гейгера-Мюллера СБМ-20 равно интенсивности излучения в микрорентгенах в час. Экран ЖКИ статистического индикатора в этом режиме выглядит, как показано на рис. 2. На нем же обозначены зоны вывода на экран различных параметров.

Два варианта статистического измерителя уровня радиации с ЖКИ от Nokia 5110
Рис. 2. Экран ЖКИ статистического индикатора

2. Построение гистограммы пятидесяти последних значений среднечасовой интенсивности излучения (рис. 3). При их вычислении учитывается только один из каждых 106 импульсов счетчика Гейгера-Мюллера. Именно столько 34-секундных интервалов укладываются в одном часе.

Два варианта статистического измерителя уровня радиации с ЖКИ от Nokia 5110
Рис. 3. Гистограммы значений среднечасовой интенсивности излучения

3. Построение гистограммы пятидесяти последних значений среднесуточной интенсивности излучения (рис. 4). Каждое из них программа вычисляет как среднее значение 24-х ежечасных измерений.

Два варианта статистического измерителя уровня радиации с ЖКИ от Nokia 5110
Рис. 4. Гистограммы значений среднесуточной интенсивности излучения

Независимо от установленного режима прибор вычисляет и выводит на экран ЖКИ следующую информацию:

- минимальное, максимальное и среднее значения результатов законченных и отображаемых на экране измерений. Среднее значение программа вычисляет суммированием результатов этих измерений (причем значения, превышающие 99 единиц, игнорируются) и делением суммы на их число с округлением частного до целого числа;

- гистограмму результатов измерений. По мере роста их числа новые элементы гистограммы добавляются справа. По достижении максимального числа измерений (50) перед добавлением каждого нового результата программа смещает всю гистограмму на одну позицию влево, стирая при этом самый первый из отображенных результатов. Максимальное значение, отображаемое на гистограмме, - 40 мкР/ч. В случае его превышения программа продолжает накопление результата вплоть до 99 мкР/ч, но изображение на индикаторе становится негативным. Благодаря этому нет необходимости вести постоянное наблюдение за показаниями прибора, чтобы зафиксировать превышение порога. Для возврата к позитивному отображению следует нажать на имеющуюся в статистическом индикаторе кнопку;

- текущий уровень заряженности встроенного в прибор аккумулятора.

В режимах 2 и 3 программа запоминает все отображенные на экране результаты ежечасных и ежесуточных измерений в EEPROM микроконтроллера и по этой информации восстанавливает изображение, выведенное на экран перед выходом из одного из этих режимов, при возвращении в него.

Анализируя полученные гистограммы, можно заметить, что средний уровень излучения не может быть достоверно определен по результату однократного измерения. Наиболее информативной оказалась гистограмма ежечасных измерений. В приведенном на рис. 3 примере в начальной части гистограммы зафиксирован резкий подъем уровня излучения при посещении каменных гротов ландшафтного парка, хотя норма все-таки не превышена. Затем прослеживается разница уровней внутри бетонного и кирпичного зданий - своеобразные волны примерно двенадцатичасовой длительности. Причина повышенного уровня излучения в каменном гроте очевидна, но вывод о влиянии материала здания носит предположительный характер. Гистограмма ежесуточных измерений показывает относительно стабильный уровень.

В случае необходимости в приборе может быть включена подсветка экрана ЖКИ. Без нее потребляемый прибором ток не превышает 0,55 мА, что при емкости аккумулятора 650 мА·ч позволяет ему при круглосуточной работе сохранять работоспособность на протяжении около 49 суток.

Представленная на рис. 5 принципиальная схема приставки не нуждается в особых пояснениях, поскольку основные ее функции реализованы программно. На разъем XS1 (miniUSB) платы управления зарядкой встроенного в приставку литий-ионного аккумулятора G1 подают постоянное напряжение 5 В от любого стандартного зарядного устройства или от USB-разъема компьютера.

Два варианта статистического измерителя уровня радиации с ЖКИ от Nokia 5110
Рис. 5. Принципиальная схема приставки

Плата управления зарядкой - готовая [6], таких на рынке сегодня множество. При желании ее можно изготовить самостоятельно, применив микросхему TP4056. Напряжение зарядки с разъема XS1 подведено и к разъему XS2, чтобы при соединении статистического измерителя с измерителем-индикатором аккумулятор последнего тоже заряжался.

Чтобы импульсы от измерителя-индикатора поступали на контакт 3 разъема XS2 статистического индикатора, измеритель-индикатор, схема которого изображена на рис. 2 в [2], подвергнут минимальной доработке. Контакт 3 его разъема XS1 соединен через резистор сопротивлением 10 кОм с коллектором транзистора VT1. В статистическом индикаторе эти импульсы через резистор R1 попадают на вывод GP2 микроконтроллера DD1, назначенный в программе входом запросов прерывания, формируемых по спадающим перепадам поступающих импульсов. Всю дальнейшую обработку информации и вывод ее результатов на ЖКИ HGl выполняет микроконтроллер.

Напряжение аккумулятора G1 поступает в цепи питания микроконтроллера DD1 и индикатора HG1 через интегральный стабилизатор DA1 (LP2980-3.0 [7]) на 3 В. Важная особенность этого стабилизатора - малый собственный потребляемый ток, не превышающий 170 мкА при токе нагрузки 1 мА.

Обозначения и номера выводов ЖКИ на схеме соответствуют маркировке, нанесенной на его плату вблизи контактных площадок для внешних соединений. Их два ряда - под экраном индикатора и над ним. Оба ряда равноценны, каждый состоит из восьми контактных площадок, которые просто дублируют площадки другого ряда. Так сделано для удобства соединения ЖКИ с управляющим им устройством.

Назначение контактных площадок ЖКИ следующее:

1. RST - вход сигнала установки встроенного в индикатор контроллера PCD8544 [8] в исходное состояние (низкий уровень - установка, высокий уровень - работа).

2. CE - вход сигнала разрешения ввода информации в контроллер индикатора (низкий уровень - разрешено, высокий уровень - не разрешено).

3. DC - вход сигнала назначения загружаемого в контроллер кода (низкий уровень - команда, высокий уровень - информация для отображения).

4. DIN - информационный вход последовательного интерфейса.

5. CLK - вход тактовых импульсов последовательного интерфейса.

6. VCC - плюс напряжения питания ЖКИ (2,7...3,3 В). В Интернете можно встретить сообщения о том, что питающее напряжение может достигать 5 В. Но этого я не проверял.

7. Light - питание подсветки экрана. Существуют две модификации ЖКИ Nokia 5110 на печатных платах синего и красного цветов. Чтобы включить подсветку, на контактную площадку Light нужно подать напряжение положительной полярности, если плата синяя, или соединить ее с общим проводом, если плата красная. В обоих случаях последовательно в цепь Light желательно установить токоограничивающий резистор, хотя на красной плате уже имеются такие резисторы сопротивлением 300 Ом для каждого из четырех светодиодов подсветки. С добавочным резистором сопротивлением 100 Ом (R3) подсветка на красной плате потребляет ток около 3 мА.

8. GND - общий провод.

После подачи на ЖКИ Nokia 5110 напряжения питания для его нормальной работы программой микроконтроллера DD1 должна быть выполнена процедура инициализации. Она начинается с подачи сигнала установки встроенного контроллера ЖКИ в исходное состояние, после чего записывает в контроллер все необходимые для работы ЖКИ параметры, в том числе порядок автоматического изменения адресов по осям X и Y, признак позитивного или негативного изображения на экране и пр. Подробно процедура инициализации описана в [8].

Команды или информацию передают в ЖКИ побайтно последовательным кодом, начиная со старшего разряда каждого байта. Каждый разряд кода, подаваемого на вход DIN, контроллер ЖКИ считывает по нарастающему перепаду очередного импульса на входе CLK.

ЖКИ Nokia 5110 отображает на своем экране 48x84 = 4032 точечных элемента. Фактически поле индикации представляет собой шесть строк высотой по восемь точек и длиной по 84 точки. В рассматриваемом приборе ЖКИ установлен повернутым на 180о вокруг перпендикуляра к центру экрана относительно стандартного положения.

Поэтому байт с нулевыми адресами по горизонтальной (X) и вертикальной (Y) осям экрана будет выведен в его правом нижнем углу. Автор считает такой вариант наиболее удобным для вывода столбцов гистограммы, поскольку в этом случае при увеличении высоты столбца и переходе его окончания в следующий байт адрес этого байта по оси Y также увеличивается. При начале координат в левом верхнем углу экрана увеличение высоты столбца гистограммы требовало бы уменьшения адреса по оси Y.

В результате поворота ЖКИ возникают две особенности вывода информации на его экран. Во-первых, каждый информационный байт отображается на экране сверху вниз, начиная со старшего разряда и заканчивая младшим. Во-вторых, ввиду того что при инициализации задан режим автоматического увеличения адреса по оси X, символы (представленные, как правило, наборами из шести байтов) выводятся на экран в направлении справа налево. Именно так нужно задавать в программе выводимые надписи. Формат каждого символа при шестибайтном кодировании - 5x7 точек. Шестой байт кода и младшие разряды предыдущих пяти байтов, имеющие нулевые значения, создают на экране зазоры между символами и их строками.

ЖКИ Nokia 5110 позволяет отобразить на экране содержимое 504 байтов информации, но не позволяет микроконтроллеру прибора прочитать текущее содержимое экрана. Поэтому задача хранения необходимой для дальнейшего использования части его содержимого возложена на микроконтроллер, объем EEPROM которого всего 256 байтов.

После вывода информационного байта на экран его изображение остается неизменным до выключения питающего напряжения или до записи по тому же адресу другого байта. В связи с этим пришлось программно выполнять очистку экрана. Иначе при попытке вывести на экран столбец гистограммы высотой, предположим, семь точек на то место, где ранее был столбец высотой 16 точек, на экране останется столбец высотой 16 точек, только с погашенной восьмой точкой.

Приставка собрана навесным монтажом на макетной плате. Микроконтроллер DD1 установлен в стандартную панель, что обеспечивает его легкое перепрограммирование в случае необходимости. Плата помещена в футляр с внешними размерами 74x53x17 мм от видеокассеты стандарта Mini DV. Для выключателя питания SA1, кнопки управления SB1, кнопки включения подсветки SB2 и для подключения кабелей к разъемам XS1 и XS2 в корпусе вырезаны отверстия.

Рассмотрим особенности программы микроконтроллера DD1, важные в первую очередь для тех, кто захочет ее изменить. Программа на языке ассемблера создана и оттранслирована с помощью среды разработки и отладки программ MPLAB IDE v8.30. Чтобы сократить объем текста программы и сделать его более читаемым, использован набор макрокоманд, определения которых собраны в файле KOROT-KO.inc. Этот файл должен находиться в одной папке с исходным текстом программы (файлом *.asm), иначе макрокоманды не будут восприняты ассемблером.

Необходимо также учесть, что при использовании инструкций подобных BTFSS, предусматривающей при некоторых условиях пропуск следующей за ней инструкции, пропущена будет не макрокоманда целиком, а лишь первая инструкция из нее. В таких ситуациях приходится применять в качестве пропускаемой инструкцию безусловного перехода GOTO и вставлять макрокоманду лишь по адресу перехода.

Как было упомянуто выше, объем EEPROM микроконтроллера не позволяет сохранить в нем всю выводимую на экран информацию, тем более для трех режимов. Кроме того, при записи результатов каждые 34 с ресурс EEPROM в 1000000 циклов записи был бы исчерпан примерно за год работы.

Поэтому запись в EEPROM программа выполняет лишь в конце каждого часа работы, причем только в режимах 2 и 3. В режиме 1 запись не выполняется, поэтому при переходе в этот режим построение гистограммы начинается заново.

Логика работы программы следующая:

- в регистровой памяти микроконтроллера выделены 50 регистров REZULT1-REZULT50 для хранения результатов законченных измерений, которые программа затем выводит на экран ЖКИ. Для обеспечения ежечасной или ежесуточной записи в EEPROM в программе работает счетчик минут, часов и суток работы;

- при переключении в режим 2 или 3 информацию, хранящуюся в EEPROM,

программа переписывает в регистры REZULT1-REZULT50 (или в часть из них, если число выполненных измерений не достигло 50), а затем выводит на экран. Иными словами, на экране ЖКИ всегда отображено содержимое одних и тех же регистров, но при изменении режима программа переносит в них соответствующую новому режиму информацию из EEPROM. Дальнейшее изменение информации в регистрах происходит в соответствии с выбранным режимом работы прибора.

Непосредственное обращение к такому большому числу регистров было бы слишком громоздким, поэтому применена косвенная адресация. Суть ее в том, что адрес регистра, с которым предстоит работать, например REZULT1, программа заносит в регистр FSR, после чего все операции, выполняемые над содержимым физически не существующего регистра INDF, фактически выполняются над содержимым регистра REZULT1. При увеличении на единицу содержимого регистра FSR все то же самое станет происходить с регистром REZULT2 и т. д. Естественно, все обрабатываемые регистры должны быть расположены в памяти без пропусков и в том порядке, в котором их содержимое должно быть обработано.

По аналогии с системным регистром микроконтроллера STATUS в программе созданы регистры KONTR_REG и KONTR_IND_REG, значение каждого разряда которых соответствует выполнению определенных условий (например, достижению максимального отображаемого на гистограмме числа измерений или необходимости вывести на экран штриховую линию). Это позволяет не проверять каждый раз выполнение этих условий, а следить лишь за состоянием соответствующих разрядов регистров.

При загрузке кодов из HEX-файла в микроконтроллер в первые 84 ячейки EEPROM (с адреса 0x00 по 0x53) будет записан набор байтов, образующих на экране ЖКИ верхнюю строку символов, которая при исполнении программы не изменяется. Остальное содержимое EEPROM программа формирует в процессе исполнения:

- содержимое шести служебных регистров и 50 результатов измерений в режиме 2;

- содержимое шести служебных регистров и 50 результатов измерений в режиме 3;

- по адресу 0xFB число суток, отработанных аккумулятором. Начальное значение - 0;

- по адресу 0xFC число часов, которое осталось отработать аккумулятору в текущих сутках. Начальное значение - 24 (0х18);

- по адресу 0xFD планируемое число суток работы аккумулятора;

- по адресу 0xFE число измерений в течение часа;

- по адресу 0xFF длительность одного измерения в секундах.

Содержимое трех последних ячеек при необходимости можно изменять с помощью программатора.

Таблица кодов всех выводимых программой на индикатор цифр и буквенных обозначений режимов находится в конце программной (FLASH) памяти микроконтроллера, начиная с адреса 0x760. При этом учтено, что символы выводятся на экран справа налево.

Микроконтроллер PIC12F683-I/P имеет 96 регистров общего назначения в нулевом банке и 32 таких регистра в первом банке. Использовать в программе только нулевой банк не удалось, поскольку лишь под результаты измерений отведено 50 регистров. Работа же и с регистрами первого банка привела к необходимости неоднократно изменять номер используемого банка в процессе исполнения программы. Это нужно учитывать при возможной модификации программы.

Основной цикл программы - пустой. Все свои задачи программа выполняет в процедурах обработки следующих прерываний:

- по спадающему перепаду уровня на входе GP2 (обработка импульса от счетчика Гейгера-Мюллера);

- по изменению уровня на входе GP3 (обработка нажатия на кнопку SB1). Кроме переключения режимов работы статистического индикатора, эта кнопка позволяет обнулить счетчик времени, отработанного аккумулятором после зарядки. Для этого следует включить прибор при нажатой кнопке. Если после такого включения держать кнопку нажатой более 3 с, дополнительно произойдет полное обнуление результатов измерений;

- по переполнению таймера 1. При частоте внутреннего генератора микроконтроллера 2 МГц период переполнения равен 1 с (с учетом программной корректировки).

На основе описанной приставки был разработан второй прибор - автономный статистический измеритель радиации, изображенный на фотоснимке рис. 1 справа. Для этого к рассмотренному индикатору-приставке был добавлен блок, схема которого изображена на рис. 6 (нумерация элементов продолжает начатую на рис. 5), разработанный на базе измерителя-индикатора [2]. Провода, помеченные на рис. 6 буквами А, Б и В, следует соединить с одноименными точками на схеме рис. 5, а разъем XS2 удалить.

Два варианта статистического измерителя уровня радиации с ЖКИ от Nokia 5110
Рис. 6. Схема блока

В отличие от [2], применен миниатюрный счетчик Гейгера-Мюллера СБМ-21 (BD1), размеры которого (длина - 21 мм, диаметр - 6 мм) позволили уместить полнофункциональный прибор в таком же футляре от видеокассеты формата Mini DV, что и рассмотренную выше приставку.

Внешний вид автономного прибора в корпусе, но без накладки с пояснительными надписями на передней панели, показан на рис. 7.

Два варианта статистического измерителя уровня радиации с ЖКИ от Nokia 5110
Рис. 7. Внешний вид автономного прибора в корпусе

Примечание. На экран ЖКИ на рис. 7 выведены надписи на украинском языке: год (година) - час, вимiр. (вимipiв) - измерений.

Счетчик СБМ-21, умножитель напряжения (диоды VD1-VD7, конденсаторы С4, С6-С9, С11, С12) и дополнительный микроконтроллер DD2 размещены в верхней части платы. Для этого пришлось обрезать плату ЖКИ, удалив ее нижний (верхний по рис. 7) ряд контактных площадок. Вибромотор M1 с транзистором VT2 и стабилизатор напряжения DA1 находятся под платой управления зарядкой аккумулятора в правой нижней части основной платы. Монтаж навесной. Для микроконтроллеров предусмотрены панели.

Работа и настройка блока счетчика Гейгера-Мюллера аналогична подробно описанной в [2], поэтому рассмотрим только внесенные в схему и программу изменения. В качестве электронного ключа в формирователе высокого напряжения для счетчика BD1 вместо высоковольтного биполярного транзистора применен полевой транзистор с изолированным затвором BS107A (VT3), что уменьшило ток, потребляемый этим узлом, примерно в три раза. Исключены светодиоды-индикаторы напряжения аккумулятора и уровня радиации, так как выполнение этих функций возложено на ЖКИ HG1, уже имеющийся в индикаторе-приставке.

В узле установки микроконтроллера в исходное состояние в приборе [2] был применен транзистор. В результате изменений, внесенных в программу, этот узел больше не нужен, а освободившийся транзистор (VT2) использован для управления вибромотором М1 от сотового телефона. Сигнализируя о подаче питающего напряжения, микроконтроллер DD2 включает этот мотор на короткое время, а работая прерывисто, вибромотор сигнализирует о превышении уровня излучения 99 мкР/ч. Звуковой (пьезоизлучатель HA1) и световой (светодиод HL1) повторители импульсов счетчика BD1 микроконтроллер включает при уровне излучения более 40 мкР/ч или при нажатой кнопке SB3.

Рабочее напряжение счетчика СБМ-21 - 260...320 В [3], что меньше, чем у СБМ-20. Сформированные микроконтроллером DD2 импульсы на затворе транзистора VT3 обеспечивают напряжение на счетчике 300 В.

Прибор со счетчиком СБМ-20 выполняет 50 измерений примерно за 28 мин. Но со счетчиком СБМ-21 этот интервал значительно больше - 4 ч 10 мин. Для удобства анализа показаний прибора, кроме коротких пунктирных линий, отмечающих каждое десятое измерение в верхней части экрана, и вертикальных пунктирных линий, отмечающих каждые 24 часа, в режиме ежечасных измерений добавлены пунктирные линии, отмечающие часовые интервалы. Отсчет времени на экране идет справа налево. Так легче определить, каким был уровень излучения час или сутки назад.

Чтобы уменьшить потребляемый ток, тактовая частота микроконтроллеров DD1 и DD2 снижена до 250 кГц. Период повторения переполнений таймера 1 в обоих микроконтроллерах доведен до 6 с. Это повлекло за собой довольно медленную прорисовку изображения на экране при включении и смене режима, но позволило довести общий потребляемый прибором ток до 0,66 мА. С аккумулятором емкостью 650 мА·ч автономный прибор может проработать более 40 суток.

Для совместной работы с блоком счетчика СБМ-21 в микроконтроллер DD1 нужно загрузить программу из файла Ind_Stat_SBM21.HEX. При загрузке в микроконтроллер DD2 программы из файла HV_SBM21.HEX значения параметров, необходимых для ее работы, автоматически заносятся в EEPROM микроконтроллера:

- по адресу 0х00 находится длительность одного измерения в шестисекундных периодах переполнения таймера 1 (0x32);

- по адресу 0х01 находится экспериментально подобранное значение 0x61 параметра, задающего напряжение питания счетчика СБМ-21. Чем это значение больше, тем меньше напряжение;

- по адресу 0х02 находится значение первого порога (0х28 - 40 мкР/ч);

- по адресу 0x03 находится значение второго порога (0x63 - 99 мкР/ч).

В случае необходимости эти значения легко изменить, откорректировав содержимое соответствующих ячеек EEPROM.

В заключение хотелось бы подчеркнуть, что работоспособность обоих описанных в этой статье приборов проверялась в течение почти двух месяцев. Тем не менее их программное обеспечение не претендует на оптимальность, поскольку разработано методом последовательного усложнения. Некоторые доработки программ автор проводил уже в процессе написания статьи. Примечательно то, что расширение функциональных возможностей приборов не требовало изменения их схем и конструкции.

Программы микроконтроллеров можно найти с ftp://ftp.radio.ru/pub/2017/03/stat-izm.zip.

Литература

  1. Модуль дисплея Nokia 5110, подключение к Arduino. - URL: http:// zelectro.cc/nokia5110_module_arduino.
  2. Макарец С. Измеритель-индикатор уровня радиации. - Радио, 2015, № 5, с. 42- 44.
  3. Счетчик СБМ21. Этикетка. - URL: htt p: //www. istok2. com/d at a/2399/.
  4. PIC12F683 8-Pin Flash-Based, 8-Bit CMOS Microcontrollers with nanoWatt Technology. - URL: http://ww1.microchip.com/ downloads/en/DeviceDoc/41 211 D_.pdf.
  5. Макарец С. Программатор для PIC, AVR и микросхем памяти. - Радио, 2007, № 10, с. 31, 32.
  6. Зарядное устройство для Li-ion на ТР4056. - URL: http://we.easyelectronics. ru/part/zaryadnoe-ustroystvo-dlya-li-ion--na-tr4056.html.
  7. LP2980-N Micropower 50-mA Ultra-Low-Dropout Regulator in SOT-23 Package. - URL: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lp2980-n. pdf.
  8. PCD8544 48x84 pixels matrix LCD controller/driver. - URL: https://www.sparkfun. com/datasheets/LCD/Monochrome/ Nokia5110.pdf.

Автор: С. Макарец

Смотрите другие статьи раздела Измерительная техника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

Рекомендуем скачать в нашей Бесплатной технической библиотеке:

журналы Радио 1933 (архив за год)

журналы М-Хобби 1996 (архив за год)

книга Поведение энергоблоков ТЭС при перерывах электроснабжения собственных нужд. Часть 1. Георгиади В.Х., 2003

книга Автоматическое слежение за частотой. Кривицкий Б.X., 1974

статья Инженер по автоматизации и механизации производственных процессов. Должностная инструкция

статья Полярные и северные растения

справочник Вхождение в режим сервиса зарубежных телевизоров. Книга №39

Оставьте свой комментарий к этой статье:

Имя:

E-mail (не обязательно):

Комментарий:

[lol][;)][roll][oops][cry][up][down][!][?]