Analizator NA01

[SP6FRE]

Zasilanie bateryjne do miernika można wykonać z pomocą akumulatorków AAA. Na spodzie obudowy mieszczą się trzy koszyczki na moduły AAA a łączne napięcie powinno wynosić ok. 11V.
Koszyczki przyklejone są do spodu obudowy klejem 'poxipol 10 minut' a dodatkowo, istniejące w obudowie gniazda zasilania i com powinny mieć maksymalnie skrócone końcówki. Nie zaszkodzi również osłonić tylnych, metalowych wsporników głównej płytki izolatorem (np. koszulką termokurczliwą) w celu zmniejszenia ryzyka zwarcia (w rogach obudowy nie ma za dużo miejsca).
Akumulatory łączone są szeregowo i powinny być dołączone przez wyłącznik zasilania wprost na płytkę urządzenia z pominięciem diody wejściowej. Diodę tę należy przenieść (lub dać nową) pomiędzy gniazdem zasilania zewnętrznego a wyłącznikiem zasilania. W ten sposób, po dołączeniu zasilania zewnętrznego można jednocześnie zasilać układ i ładować akumulatory. Napięcie zasilacza zewnętrznego należy tak dobrać aby prąd ładowania baterii nie przekraczał 0.1 pojemności a zatem w pokazanym przykładzie ok. 300mA ponad pobór prądu samego miernika.
Praca na bateriach takich jak na zdjęciu to co najmniej 10 godzin (przy poborze ok. 230mA).
L.J.

[SP6FRE]

Zaczynam realizować obiecane połączenie NA01 z komputerem. Na początek zła informacja, że połączenie możliwe będzie jedynie w nowszej wersji miernika (opis od postu #83). Połączenie realizowane jest jako szeregowe (RS232). Docelowo miernik będzie miał dwa tryby pracy: w pierwszym będzie wysyłał dane z pomiarów do PC, w drugim komunikacja będzie obustronna ze sterowaniem parametrami pomiarowymi miernika z PC. Przy tej okazji mam pytanie do znawców mierników NWT czy jest dostępny protokół połączenia mierników NWT z PC.
Druga zła wiadomość wynika ze skończonej pojemności procesora Mega32. Wszystkie nowsze wersje programu działają na procesorach Mega644 (644p) bo program jest już większy niż 32k.
Od teraz same dobre wiadomości. Jeśli ktoś ma układ z procesorem w podstawce to wystarczy wymienić Mega32 na Mega 644.
Na początek schemat połączenia z PC:



Mój miernik ma wyprowadzone połączenie portu RS232 na złącze mini Jack (F - female) dlatego pokazany kabel to mini Jack M (male) / DB9 F (female). Kabel ma długość ok. 2 m i uzyskałem na nim prędkość pracy 115200b pomimo tego, że kwarc taktujący procesor nie jest dopasowany do transmisji szeregowej.
Do testowania sprawności połączenia napisałem krótki program do połączenia z terminalem:

dla procesora Mega 644
dla procesora Mega 644P

Bity FUSE procesora należy zaprogramować następująco:



Identyczne ustawienia są dla obu typów procesora Mega 644 i 644P.
Program startuje niezwłocznie po wgraniu a jego działanie na terminalu będzie wyglądać następująco:



Parametry połączenia terminala dla tego programu to COM1,9600,8,N,1 bez sprzętowej kontroli przepływu. Nie należy sugerować się pokazaną na rysunku prędkością 38400 bo program działa wyłącznie na prędkości 9600!

Pozytywny test połączenia pozwala na uruchomienie najnowszej wersji oprogramowania NA01 gdzie znaleźć można już elementy nowej funkcjonalności. W główny menu pojawiają się dwie nowe pozycje dotyczące połączenia z PC:



Na razie można włączyć połączenie lub je wyłączyć oraz ustawić prędkość testując prędkość pracy od 9600 do 115200b. W tym celu miernik wysyła już do terminala dwa pomiary: pomiar mocy oraz częstotliwości:





Przy pomiarze mocy miernik wysyła wartość mocy w mW lub W oraz poziom dBm. W obu przypadkach przed mierzoną wartością pojawiają się literowe kody, które prawdopodobnie będą używane do rozróżnienia w programie na PC o jaki pomiar chodzi.
Pokazaną funkcjonalność zapewnia oprogramowanie:

dla procesora Mega 644
dla procesora Mega 644

Docelowo będzie do wyboru tryb pracy polegający wyłącznie na wysyłaniu danych z pomiaru oraz tryb interakcyjny pozwalający na zdalne ustawianie parametrów pomiaru (częstotliwości, kroku) i rejestrujący zadany pomiar. Jeśli protokół sterowania dla NWT da się wykorzystać w tym przypadku to możliwe będzie używanie tego oprogramowania wprost. W przeciwnym razie trzeba będzie napisać program do współpracy NA01 z PC. Ja zacznę pisać takie oprogramowanie na platformę Linux jak tylko ustalę protokół połączenia NA01 <-> PC.
L.J.

[SQ5TDZ]

no i fajnie to czekamy na efekty
mam tylko pytanie czy w każdym NA01 da się zrobić połączenie z kompem ? w moim jest wejście rzekomo pod komputer ale nie wiem jaki siedzi procesor nie rozkręcałem

[SQ9JXB]

NA-01 kupiłem w Czerwcu od jego autora
U mnie jest wersja v-7, procesor ATMEGA32 16PU 1126 zamontowany w podstawce, więc mam nadzieję że wystarczy wymiana procesora i dorobienie kabla połączeniowego minijack -> DB-9

[blejders]

Dlaczego noga avcc mikrokontrolera jest podłączona bezpośrednio do zasilania, a nie przez dławik z kondensatorem? Oraz dlaczego noga aref zwarta jest do +5v i również brakuje tutaj kondensatora.

[SP6FRE]

Pytanie dotyczy użycia toru A/D mikrokotrolera w konkretnym zastosowaniu i prawdopodobnie opiera się na zalecanej aplikacji tego układu. Wyprowadzenie AVCC to zasilanie toru A/D a Aref to wejściu poziomu odniesienia przetwornika A/D (w NA01 to ok. 5V).
Najkrótsza odpowiedź to, że tak zdecydowałem na podstawie doświadczenia i szacunków poziomów sygnału.
Prawdą jest brakuje dławika ale nie jest on bezwzględnie konieczny. Pin AVCC, podobnie jak Aref odsprzężone są za pomocą kilku kondensatorów 0.1uF oraz kondensatora 100uF. Faktycznie, najlepiej gdyby jakiś kondensator 0.1uF znajdował się tuż przy wyprowadzeniu AVCC ale miernik działa do 30MHz i nie ma wyraźnej różnicy w działaniu ze względu na położenie odsprzężenia. Dla mniejszych częstotliwości odsprzężenie stanowi kondensator 100uF ale przede wszystkim stabilizator 7805 z jego niską opornością wyjściową, która jest dla tych częstotliwości praktycznie zwarciem.
Praktyka pokazuje, że przy użytym sposobie odsprzężania zasilania przetwornik A/D zachowuje rozdzielczość praktycznie od zera (ok. 5mV). Dla przypomnienia, przy zasilaniu Aref z napięcia 5V rozdzielczość to 5V/1024 czyli ok. 4.9mV. Dodatkowo, tło własne detektora AD8307 w tym układzie to nie mniej niż 70 (70*4.9=342mV). To jest właśnie poziom względem którego należy odnosić efekty wynikające z wpływu zakłóceń i niestabilności zasilania w układzie. Wydaje się, że układ jest dość odporny na różne warunki zasilania (zasilacz, baterie, akumulator) co objawia się dużą powtarzalnością wyników. Niemniej chętnie zobaczyłbym badanie szczegółowe wpływu użycia dławika i dodatkowych kondensatorów na pracę miernika.
Zakres pracy detektora szacowałem wstępnie nawet na nieco większym poziomie (post #7 tego wątku):

Tak więc nieznaczne zmiany w torze zasilania i odniesienia przetwornika A/D nie są istotne z punktu widzenia pracy układu.
L.J.

[SQ4AVS]

Od siebie dodam, że czasami wręcz specjalnie łączy się zasilanie cyfrowe i ref-a by wprowadzić zakłócenia, pozwala to zwiększyć rozdzielczość przetwornika ac dzięki sztuczce zwanej oversamplingiem i tak z 10 bitowego przetwornika można uzyskać o parę bitów większą rozdzielczość przetwornika ac.

[SP4EJT]

(23-03-2014 12:57)SQ4AVS napisał(a):  ... dzięki sztuczce zwanej oversamplingiem i tak z 10 bitowego przetwornika można uzyskać o parę bitów większą rozdzielczość przetwornika ac.

Wyciąga się średnią z kilku pomiarów zaszumionego sygnału ??

[SP9FKP]

(23-03-2014 12:57)SQ4AVS napisał(a):  Od siebie dodam, że czasami wręcz specjalnie łączy się zasilanie cyfrowe i ref-a by wprowadzić zakłócenia, pozwala to zwiększyć rozdzielczość przetwornika ac dzięki

Szczegóły znajdziesz w tym dokumencie.

[blejders]

Dziękuję z wyjaśnienie. Ale w takim razie nie rozumiem dlaczego nie zostało zastosowanie zewnętrzne napięcie odniesienia np. 4,096v bo typowy LM7805 nigdy nie da nam napięcia równego 5v(trzeba by było dobierać albo robić poprawki w programie). Jak wspomniał Rafał stosując nadpróbkowanie do 12 bitów i napięcie 4,096v można było by odciążyć mikrokontroler rezygnując z operacji zmiennoprzecinkowych. Jestem ciekaw jak uporałeś się z błędem offsetu przetwornika ADC (choć jest to stosunkowo niewielka wartość)?