Telefone celular - voltímetro e osciloscópio. Esquema, descrição

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O artigo descreve um decodificador para um celular Siemens, que permite visualizar em sua tela um oscilograma de um sinal alimentado na entrada do decodificador em relação à escala ao longo dos eixos de tempo e tensão. Outros telefones celulares que possuem porta serial e suporte para Java versão MIDP 2.0 podem ser usados de maneira semelhante.

O celular tornou-se um item familiar no dia a dia, e muitos não suspeitam que se trata de um computador bastante potente (alguns telefones têm uma velocidade de clock do processador superior a 100 MHz) com tela colorida, teclado e boa capacidade de som. Muitos telefones possuem uma porta serial que pode ser acessada programaticamente por aplicativos Java (Midlets) com suporte para Java (plataforma J2ME) e MIDP 2.O. Através desta porta, você pode interagir com diversos dispositivos externos, ampliando bastante o conjunto padrão de funções de um celular. Entre os produtos da Siemens, a especificação MIDP 2.0 é suportada pelos telefones celulares das séries 65, 75 (por exemplo, M65, S75).

Telefone celular - voltímetro e osciloscópio

O anexo proposto transforma um celular em uma espécie de osciloscópio com impedância de entrada de 1 MΩ, taxa de varredura de 0,001 ... 1 s / div e sensibilidade de 0,5 ... 50 V / div. O valor médio do sinal de entrada (seu componente constante) é exibido em formato digital

O set-top box, cujo circuito é mostrado na figura, é controlado pelo microcontrolador PIC16F688 (DD2), que inclui blocos ADC e controladores de porta serial. Infelizmente, o ADC embutido é bastante lento, mas para um osciloscópio de baixa frequência, sua velocidade (a taxa de amostragem máxima é de dezenas de kilohertz) é bastante suficiente.

Telefone celular - voltímetro e osciloscópio

Diferentemente dos níveis de sinal adotados no padrão RS232, a porta serial de um telefone celular é caracterizada pelos níveis usuais para circuitos lógicos: log. 0 - cerca de 0 V, log. 1 - no mínimo 3,6 V. Isso simplifica o pareamento do telefone com o MK, permitindo conectá-los diretamente. A taxa de troca de informações é escolhida para ser 9600 bauds. Com um valor maior, alguns modelos e instâncias de telefones funcionam de forma instável. O LED HL1 acende quando um pacote está sendo transmitido do microcontrolador para o telefone.

O set-top box é alimentado pelo telefone. Como os pinos 5-7 do conector XS1 conectado ao conector do sistema do telefone estão conectados a um fio comum, o controlador do telefone considera que um cabo de dados DCA-500 está conectado a ele e fornece tensão de 1 V de sua bateria ao pino 3,6 deste conector. A tensão negativa para alimentar o amplificador operacional do set-top box foi obtida usando o conversor de polaridade DA3. Em um regulador de tensão paralelo DA1 e op-amp DA2.2, conectado de acordo com o circuito repetidor, é feita uma fonte de tensão de referência de 2,5 V.

Um atenuador eletrônico é montado no multiplexador DD1 e no amplificador operacional DA2.1, que permite alterar a sensibilidade do dispositivo dependendo do código que o MK define nas entradas de endereço do multiplexador (pinos 9 e 10 do DD1). O multiplexador comuta os resistores R1-R3 no circuito de feedback do amplificador operacional, cuja resistência deve corresponder com alta precisão à indicada no diagrama. Com o código 00 nas entradas de endereço do multiplexador, o sinal aplicado ao conector XW1 é transmitido para a saída do amplificador operacional DA2.1 sem alteração. Para outros valores do código, o sinal de entrada é atenuado por um fator de 10, 100 ou 1000 vezes. O último valor não é usado devido à força elétrica insuficiente do resistor R4 e do capacitor C1. Os diodos VD1-VD4 limitam a tensão no terminal 13 do multiplexador ao nível de 1,2 V (em valor absoluto). A cascata no amplificador operacional DA2.3 muda o nível dos sinais que chegam à entrada AN1 do MK de modo que o meio da escala ADC corresponda à tensão zero no conector XW1.

O funcionamento do osciloscópio é controlado por um midlet (programa Java) carregado em um telefone celular na forma de um arquivo jar. Este MIDlet é responsável por controlar o modo de operação, alterar a escala ao longo dos eixos de tempo e tensão e exibir as informações provenientes do set-top box. O prefixo é controlado transferindo bytes de controle para ele. Os três bits menos significativos do byte contêm o código que define a frequência de início do ADC e os dois bits mais significativos contêm a posição do atenuador eletrônico. O resto dos bits não são usados. No caso de receber um byte de controle igual a zero, o set-top box opera no modo "idle", sem transmitir informações ao telefone.

Trabalhar com uma porta serial em J2ME é organizado através da interface CommConnection, e a própria porta tem o nome COM0. Antes de enviar e receber informações, você deve usar o método Connection.open para estabelecer uma conexão. Para evitar o bloqueio do aplicativo durante a troca de informações, todas as leituras e gravações na porta são movidas para um thread separado. Para obter mais informações sobre como trabalhar com a porta serial de um telefone celular, consulte a publicação da Internet "Using Serial on Motorola J2ME telefones" - .

O MC do set-top box, tendo recebido o byte de controle, define o modo de operação especificado do atenuador eletrônico e, em seguida, inicia o ADC em uma frequência especificada e grava os resultados de seu trabalho no buffer interno. estiver cheio, o MC interrompe o ADC e transmite o byte de sincronização para o celular, seguido do conteúdo do buffer. Tendo recebido essa informação, o telefone a exibe como uma curva na tela, calcula e exibe o valor médio da tensão.

Se o osciloscópio operar no modo de escala automática de tensão (a letra A é exibida na tela), então com um valor médio de tensão próximo de zero ou o máximo permitido, o telefone gerará um byte de controle com o código de posição do atenuador alterado no direção apropriada. Mas isso afetará o próximo ciclo de medição.

O osciloscópio é controlado por um joystick de telefone celular: movendo-o na vertical e na horizontal altera a escala do oscilograma ao longo do eixo correspondente. Ativando a seleção automática de zoom e saindo do aplicativo - através do menu.

O programa de telefone celular é instalado nele como um aplicativo Java normal. Basta copiar os arquivos osc.jar (programa compilado) e osc.jad (sua descrição) para o diretório java/osc criado na memória do telefone. Isso é feito usando um software especial que acompanha o telefone. Após iniciar o aplicativo, o telefone fará perguntas sobre a permissão de acesso à porta do celular e ao acessório. Ambas devem ser respondidas afirmativamente.

O prefixo foi montado por montagem em superfície em uma placa de ensaio, o impresso não foi desenvolvido. ConnectorXS1 -especial para conectar a um telefone celular. Fones de ouvido e carregadores são equipados com esses conectores. Conector de entrada XW1 - СР-50-73Ф ou série BNC importada.

Em vez do chip TL431, você pode usar KR142EN19 e, em vez de K561KP2 - CD4052. O amplificador operacional AD8054 substituirá qualquer outro amplificador operacional quad de baixa corrente, como o MC3403.

Antes de iniciar o trabalho com um osciloscópio, é necessário atingir um valor de tensão média zero exibido na tela do telefone com uma entrada em curto do decodificador com um resistor de sintonia R11.

Programas para o microcontrolador do set-top box e celular podem ser baixados por isso.

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

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