Registrador eletrônico de eventos. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Os gravadores de eventos eletrônicos disponíveis comercialmente são projetados principalmente para aplicações industriais e são bastante caros. O dispositivo proposto pode ser feito de forma independente. Não contém peças caras e captura a operação de quatro sensores, contato ou com sinais de saída de níveis lógicos padrão.

Fig. 1

O diagrama do registrador é mostrado na fig. 1. Sua base é o microcontrolador PIC16F628A (DD1). As informações sobre eventos (alterações no estado dos sensores de contato SF1-SF4) são armazenadas no chip de memória não volátil DS1 conectado ao microcontrolador através da interface serial l2C.

A escolha do microcontrolador PIC16F682A deve-se ao seguinte:

- há um USART embutido para organizar a comunicação com um computador;
- Baixo consumo de energia;
- a operacionalidade é mantida quando a tensão de alimentação cai para 2,2 V;
- há um temporizador sincronizado por um ressonador de quartzo separado, conveniente para organizar um relógio em tempo real e trabalhar mesmo no modo "sleep" do microcontrolador.

As informações sobre cada evento ocupam oito bytes na memória do chip DS1. Isso significa que os 32 KB disponíveis são suficientes para registrar 4096 eventos. A leitura e a escrita são realizadas bloco a bloco: o endereço do primeiro byte do bloco é seguido por oito bytes de informação. O incremento (aumento de um) do endereço de cada byte recebido ou transmitido ocorre automaticamente.
Na maioria das vezes, o microcontrolador DD1 está em modo de suspensão, apenas seu temporizador TMR1, sincronizado pelo ressonador de quartzo "relógio" ZQ2, funciona. Uma vez por segundo, este temporizador gera um pedido de interrupção, para processar o qual o microcontrolador "desperta", incrementa o contador de tempo e sonda os sensores. Se seu estado mudou, as informações do evento são gravadas no chip DS1, após o que o microcontrolador "adormece" até a próxima interrupção.
Um registro de evento (com indicação do estado dos sensores, hora e data) resulta na alteração do estado de qualquer um dos quatro sensores. Mas você precisa ter em mente que os sensores SF1 e SF2 são pesquisados ​​uma vez por segundo, portanto, mudanças de curto prazo em seu estado podem ser perdidas. Isso pode ser usado para eliminar os efeitos do salto de contato. Mas as mudanças no estado dos sensores SF1 e SF3 serão registradas, mesmo que tenham ocorrido nos intervalos entre as sondagens, e no momento da sondagem o sensor já voltou ao seu estado original. Esses recursos devem ser levados em consideração ao escolher o design dos sensores e o método de conexão.

O consumo de corrente do gravador a partir de uma pilha de 3 V é de cerca de 200 μA, o que lhe permite funcionar a partir de duas pilhas alcalinas AAA durante pelo menos seis meses.

Para interagir com um computador, o gravador possui uma interface serial RS-232, cujo conector X1 é conectado ao conector da porta COM do computador.

Isso permite:

- transferir a lista de eventos registrados do dispositivo para o computador;
- limpar esta lista no registrador;
- ajuste a hora exata no relógio do gravador.

O sinal RTS gerado pela porta COM do computador não foi usado para o propósito pretendido, mas para alimentar o chip de conversão de nível DA1. Isso reduz a corrente consumida da bateria GB1 e prolonga sua vida útil. A tensão de alimentação do chip DA1 é limitada pelo diodo zener VD1 a 3,3 V. Isso é menor que o valor típico para o chip MAX232CPE aplicado, mas é suficiente para sua interação normal com um dispositivo físico ou virtual (organizado usando um USB- conversor RS-232) porta COM do computador.
Uma tensão de 3,3 V da linha RTS também é fornecida ao LED HL1, que indica sua presença, e à entrada RA2 do microcontrolador. 

Tabela 1

Observação. O tempo é transmitido em seis bytes na seguinte ordem, segundos, minutos, horas, dia, mês, ano.

Ao detectá-lo, o microcontrolador acorda e inicializa sua USART. A troca é realizada a uma velocidade de 19200 bauds.
O microcontrolador é colocado em seu estado inicial quando a energia é ligada por um sinal interno. A entrada MCLR não é usada.

Os resistores internos são conectados programaticamente às linhas da porta B do microcontrolador, conectando-os ao power plus. Eles fornecem uma corrente fluindo de cada linha de cerca de 200 µA. Os sensores de eventos podem ser não apenas contatos físicos (interruptores reed, botões), mas também quaisquer dispositivos com sinais lógicos de saída que tenham níveis TTL padrão.
Soquete X1 - DB-9F. Como X2, qualquer conector conveniente pode ser usado para conectar sensores. Ao conectar o gravador a dispositivos que possuem fontes de alimentação próprias, especialmente as de rede (por exemplo, para corrigir falhas de energia, falhas de equipamentos), é necessário cuidar do isolamento galvânico usando optoacopladores ou relés.
Para interagir com o logger, foi desenvolvido um programa informático logger.exe que permite dar-lhe os comandos listados na tabela, receber respostas aos mesmos e guardar a lista de eventos registados num ficheiro no disco do computador. A janela deste programa é mostrada na Fig. 2.

Fig. 2

Quando o gravador está conectado, ele exibe o número de eventos registrados por ele, bem como a hora e data atuais de acordo com o relógio interno do gravador.

Ao abrir o item do menu principal "Diário", você pode sincronizar os relógios do gravador e do computador, salvar a lista de eventos em um arquivo CSV (Comma Separated Values) e também limpar a memória do gravador. O formato CSV é escolhido como o mais versátil, tal arquivo pode ser aberto, por exemplo, no Microsoft Excel ou em outra planilha, não é difícil escrever seu próprio programa para processá-lo.

O formato do registro do evento é o seguinte: dia, mês, ano, hora, minuto, segundo, sensor 1, sensor 2, sensor 3, sensor 4. Todos os valores nele contidos são texto decimal. O caractere que os separa (neste caso, um ponto e vírgula) é definido na janela que se abre quando você seleciona o item de menu "Opções". Na mesma janela, selecione a porta COM do computador ao qual o registrador está conectado e o período para sondagem pelo computador (não confundir com o período para sondagem dos sensores pelo registrador).

O programa pode ser baixado por isso.

Autor: S. Kuleshov, Kurgan; Publicação: radioradar.net

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