AVT5278 - Elektroniczny barometr z mikrokontrolerem PSoC.pdf

(981 KB) Pobierz

Elektronika Praktyczna

Elektroniczny barometr z mikrokontrolerem PSoC

PROJEKTY

Elektroniczny barometr

z mikrokontrolerem PSoC

AVT

5278

Dodatkowe materiały

na CD i FTP

AVT-5278 w ofercie AVT:

AVT-5278A – płytka drukowana

Podstawowe informacje:

• Pomiar ciśnienia atmosferycznego w hPa

• Wyświetlanie wartości zmierzonego ciśnienia:

w postaci cyfrowej, bargrafu na wyświetlaczu

LCD, za pomocą 14 diod LED (zakres od

950 do 1050 hPa)

• Napięcie zasilania 12 VDC

• Prosta konstrukcja

• Czujnik MPAXZ6115A

• Mikrokontroler PSoC CY8C27443PXI

Dodatkowe materiały na CD i FTP:

ftp://ep.com.pl , user: 17855 , pass: 4s406qj2

• wzory płytek PCB

• karty katalogowe i noty aplikacyjne

elementów oznaczonych w Wykazie

elementów kolorem czerwonym

Ciśnienie atmosferyczne jest ważnym czynnikiem wpływającym na

nasze samopoczucie. Informacje o ciśnieniu oraz prognozy jego

spadku bądź wzrostu są podawane przez stacje meteorologiczne.

Mimo że wiele osób nie zwraca uwagi na jego wartość, to

tak zwani atmosferycy czują się lepiej, gdy mogą samodzielnie

monitorować wartość ciśnienia atmosferycznego. Niżej opisano

projekt nowoczesnego barometru elektronicznego, umożliwiającego

dokładny (wyświetlacz) oraz zgrubny (bargraf) pomiar ciśnienia

atmosferycznego już na pierwszy rzut oka.

Rekomendacje: barometr przyda się w każdym domu, może też być

niebanalnym prezentem, np. od wnuczka dla dziadka.

Projekty pokrewne na CD i FTP:

(wymienione artykuły są w całości dostępne na CD)

AVT-1440 Elektroniczny barometr (EP 9/2006)

AVT-916 Wysokościomierz (EP 2/2006)

Rezystory:

R1: 51 k V

R2: 22 V

R3...16: 470 V

P1: Potencjometr montażowy leżący 10 k V

Kondensatory:

C1, C3, C5, C7: 100 nF (MKT)

C2, C4: 220 M F/16 V

C6: 47 pF

Półprzewodniki:

U1: CY8C27443PXI

U2: 7805

U3: MPXAZ6115A (czujnik ciśnienia)

D1...D14: diody LED 5 mm (zielona)

Inne:

W1: LCD alfanumeryczny 2*16 znaków

Z1: goldpin 1x2

W projekcie zastosowano specjalizo-

wany czujnik z analogowym wyjściem

napięciowym, a do oceny i wizualizacji

zmierzonego ciśnienia atmosferycznego

wykorzystano rekonigurowalny mikro-

kontroler PSoC z programem przygotowa-

nym w sposób graiczny za pomocą PSoC

Designera .

Wartość ciśnienia jest wskazywana na

3 sposoby: za pomocą linijki 14-diod LED,

za pomocą bargrafu na wyświetlaczu LCD

i wreszcie cyfrowo, za pomocą wyświetlacza

LCD.

Miernik nie wymaga kalibracji i działa

od razu po dołączeniu napięcia zasilające-

go, wskazując wartość ciśnienia powietrza

w hPa.

R E K L A M A

Fotograia 1. Czujnik ciśnienia irmy Fre-

escale typu MPXAZ6115A

Czujnik ciśnienia

W mierniku zastosowano czujnik ciśnie-

nia irmy Freescale oznaczony symbolem

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 2/2011

45

Wykaz elementów

741711440.198.png

741711440.209.png

741711440.220.png

741711440.231.png

PROJEKTY

MPXAZ6115A ( fotograia 1 ). Mierzy on ciśnienie w zakresie od 15 do

115 kPA, co w przeliczeniu na hektopaskale stosowane w meteorolo-

gii daje zakres 150...1150 hPa.

Na rysunku 2 pokazano schemat blokowy czujnika ciśnienia.

Jego napięcie wyjściowe odpowiada zmierzonemu ciśnieniu zgod-

Rysunek 2. Schemat blokowy czujnika ciśnienia

Rysunek 5. Oprogramowanie barometru – ekran PSoC Designera

Rysunek 3. Zależność napięcia wyjściowego MPXAZ6115A od

mierzonego ciśnienia

Rysunek 6. Blok funkcji obsługi wyświetlacza LCD

Rysunek 4. Schemat ideowy barometru elektronicznego

46

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 2/2011

741711440.011.png

741711440.022.png

741711440.033.png

741711440.044.png

741711440.055.png

741711440.066.png

741711440.077.png

741711440.088.png

741711440.099.png

741711440.110.png

741711440.121.png

741711440.132.png

741711440.143.png

741711440.154.png

741711440.163.png

741711440.164.png

741711440.165.png

741711440.166.png

741711440.167.png

741711440.168.png

741711440.169.png

741711440.170.png

741711440.171.png

741711440.172.png

741711440.173.png

741711440.174.png

741711440.175.png

741711440.176.png

741711440.177.png

741711440.178.png

741711440.179.png

741711440.180.png

741711440.181.png

741711440.182.png

741711440.183.png

741711440.184.png

741711440.185.png

741711440.186.png

741711440.187.png

741711440.188.png

741711440.189.png

741711440.190.png

741711440.191.png

741711440.192.png

741711440.193.png

741711440.194.png

741711440.195.png

741711440.196.png

741711440.197.png

741711440.199.png

741711440.200.png

741711440.201.png

741711440.202.png

741711440.203.png

741711440.204.png

741711440.205.png

741711440.206.png

741711440.207.png

741711440.208.png

741711440.210.png

741711440.211.png

741711440.212.png

741711440.213.png

741711440.214.png

741711440.215.png

741711440.216.png

741711440.217.png

741711440.218.png

741711440.219.png

741711440.221.png

741711440.222.png

741711440.223.png

741711440.224.png

741711440.225.png

741711440.226.png

741711440.227.png

741711440.228.png

741711440.229.png

741711440.230.png

741711440.232.png

741711440.233.png

741711440.234.png

741711440.235.png

741711440.236.png

741711440.237.png

741711440.238.png

741711440.239.png

741711440.240.png

741711440.241.png

741711440.001.png

741711440.002.png

741711440.003.png

741711440.004.png

741711440.005.png

741711440.006.png

741711440.007.png

741711440.008.png

741711440.009.png

741711440.010.png

741711440.012.png

741711440.013.png

741711440.014.png

741711440.015.png

741711440.016.png

741711440.017.png

741711440.018.png

741711440.019.png

741711440.020.png

741711440.021.png

741711440.023.png

741711440.024.png

741711440.025.png

741711440.026.png

741711440.027.png

741711440.028.png

741711440.029.png

741711440.030.png

741711440.031.png

741711440.032.png

741711440.034.png

Elektroniczny barometr z mikrokontrolerem PSoC

nie z charakterystyką z rysunku 3 . Układ

czujnika jest kompletnym rozwiązaniem

przetwornika ciśnienia atmosferycznego

na napięcie. Wystarczy do niego dołączyć

napięcie zasilania, a jego wyjście sygna-

łowe można doprowadzić wprost do wej-

ścia pomiarowego przetwornika A/C np.

umieszczonego w strukturze mikrokon-

trolera.

Rysunek 7. Koniguracja

bloku wyświetlacza

Opis działania układu

Schemat ideowy elektronicznego barometru pokazano na rysun-

ku 4 . Zastosowano w nim mikrokontroler PSoC typu CY8C27443,

który bezpośrednio steruje wyświetlaczem LCD (W1), wskaźnikiem

diodowym oraz mierzy napięcie pochodzące z wyjścia czujnika ci-

śnienia U3. Potencjometr P1 służy do ustawienia kontrastu wyświet-

lacza LCD. Kondensator C6 iltruje dodatkowo sygnał napięciowy

z czujnika ciśnienia. Rezystory R2...R15 ograniczają prąd diod wy-

świetlacza LED, natomiast rezystor R1 ogranicza prąd podświetlenia

wyświetlacza LCD.

Miernik ma wbudowany zasilacz napięcia +5 V składający się ze

stabilizatora U2 oraz kondensatorów iltrujących C1...C5.

Program sterujący barometrem został przygotowany w sposób gra-

iczny, a jego wygląd pokazano na rysunku 5 . Jest on bardzo prosty

i składa się tylko z kilku elementów.

Element C_Cis jest wejściem czujnika ciśnienia, a dokładniej:

przetwornika A/C skonigurowanego do pracy z czujnikiem MPXA-

Rysunek 10. Schemat montażowy barometru elektronicznego

Z6115A. Element LCD jest blokiem wyświetlacza LCD, z którego na-

stępnie czerpią informację bloki diod LED, z których jest zbudowany

LED-owy bargraf. Przeliczenie odczytanej wartości z przetwornika na

hPa odbywa się w bloku funkcji obsługi wyświetlacza LCD, co widać

na rysunku 6 .

Konigurację bloku wyświetlacza pokazano na rysunku 7 .

W pierwszej linii LCD jest wyświetlana cyfrowa wartość ciśnienia

w hPa, natomiast w drugiej linii ciśnienie w postaci paska bargrafu

o zakresie od 950 do 1050 hPa. Wyświetlacz diodowy, składający się

z 14 diod LED, działa w oparciu o wartości wyświetlane na wyświe-

tlaczu LCD. Przykładowe działanie diody D9 pokazano na rysunku 8 .

Jeśli wartość wyświetlana na LCD jest większa lub równa 1005 hPa

i mniejsza od 1010 hPa, jest zaświecana dioda D9. W przeciwnym

wypadku dioda D9 jest gaszona. Podobnie działają pozostałe diody,

z tym że różnią się przedziały wartości ciśnienia, przy których świeci

dana dioda.

Program przygotowany w sposób graiczny można poddać symu-

lacji działania, co pokazano na rysunku 9 . Oprogramowanie umoż-

liwia przypisanie elementów współpracujących do wyprowadzeń

wybranego mikrokontrolera PSoC, a także wygenerowanie wykazu

elementów oraz schematu. Po skompilowaniu otrzymuje się plik wy-

nikowy, którym można zaprogramować mikrokontroler za pomocą

odpowiedniego programatora.

Rysunek 8. Przykład: obsługa diody świecącej D9

(1005...1010 hPa)

Montaż i uruchomienie

Schemat montażowy barometru przedstawiono na rysunku 10 .

Montaż miernika jest typowy i należy go rozpocząć od elementów

najmniejszych. Po zmontowaniu, barometr należy zasilić z zasilacza

o napięciu wyjściowym 9...12 VDC.

Barometr nie wymaga kalibracji i od razu po zmontowaniu po-

winien pracować prawidłowo. Jako wyświetlacz można zastosować

alfanumeryczny wyświetlacz LCD (wskazanie w postaci cyfrowej

i bargrafu) i/lub wskaźnik w postaci diod LED.

W handlu jest dostępnych wiele obudów, które pasują do barome-

tru i które można też dopasować do zastosowania, ponieważ zapre-

zentowany przyrząd może znaleźć zastosowanie nie tylko w domu,

ale również w bardziej wymagających zastosowaniach, w których

miernik można wykorzystać też do regulacji wartości ciśnienia, a do

załączania układu wykonawczego można użyć sygnałów z wyjść ste-

rujących wyświetlaczem LED.

Marcin Wiązania

marcin.wiazania@ep.com.pl

Rysunek 9. Symulacja działania programu

http://forum.ep.com.pl

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 2/2011

47

741711440.035.png

741711440.036.png

741711440.037.png

741711440.038.png

741711440.039.png

741711440.040.png

741711440.041.png

741711440.042.png

741711440.043.png

741711440.045.png

741711440.046.png

741711440.047.png

741711440.048.png

741711440.049.png

741711440.050.png

741711440.051.png

741711440.052.png

741711440.053.png

741711440.054.png

741711440.056.png

741711440.057.png

741711440.058.png

741711440.059.png

741711440.060.png

741711440.061.png

741711440.062.png

741711440.063.png

741711440.064.png

741711440.065.png

741711440.067.png

741711440.068.png

741711440.069.png

741711440.070.png

741711440.071.png

741711440.072.png

741711440.073.png

741711440.074.png

741711440.075.png

741711440.076.png

741711440.078.png

741711440.079.png

741711440.080.png

741711440.081.png

741711440.082.png

741711440.083.png

741711440.084.png

741711440.085.png

741711440.086.png

741711440.087.png

741711440.089.png

741711440.090.png

741711440.091.png

741711440.092.png

741711440.093.png

741711440.094.png

741711440.095.png

741711440.096.png

741711440.097.png

741711440.098.png

741711440.100.png

741711440.101.png

741711440.102.png

741711440.103.png

741711440.104.png

741711440.105.png

741711440.106.png

741711440.107.png

741711440.108.png

741711440.109.png

741711440.111.png

741711440.112.png

741711440.113.png

741711440.114.png

741711440.115.png

741711440.116.png

741711440.117.png

741711440.118.png

741711440.119.png

741711440.120.png

741711440.122.png

741711440.123.png

741711440.124.png

741711440.125.png

741711440.126.png

741711440.127.png

741711440.128.png

741711440.129.png

741711440.130.png

741711440.131.png

741711440.133.png

741711440.134.png

741711440.135.png

741711440.136.png

741711440.137.png

741711440.138.png

741711440.139.png

741711440.140.png

741711440.141.png

741711440.142.png

741711440.144.png

741711440.145.png

741711440.146.png

741711440.147.png

741711440.148.png

741711440.149.png

741711440.150.png

741711440.151.png

741711440.152.png

741711440.153.png

741711440.155.png

741711440.156.png

741711440.157.png

741711440.158.png

741711440.159.png

741711440.160.png

741711440.161.png

741711440.162.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

AVT1026 - Elektroniczna klepsydra.pdf (458 KB)
AVT1022 - Migająca lampa dużej mocy.pdf (238 KB)
AVT1016 - Tester tranzystorów bipolarnych.pdf (207 KB)
AVT1025 - Prosty podwajacz napięcia.pdf (199 KB)
AVT1015 - Przystawka do miernika uniwersalnego.pdf (214 KB)

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin