wysokościomierz z mikrokontrolerem PIC 2.pdf

P R O J E K T Y Z A G R A N I C Z N E

PROJEKTY ZAGRANICZNE

Wysokościomierz

z mikrokontrolerem PIC,

część 2

Wykonanie

Na rys. 6 przedstawiono sche-

mat rozmieszczenia elementÛw

oraz mozaikÍ úcieøek druku p³yt-

ki, a†takøe sposÛb okablowania

ca³oúci.

Montaø rozpoczynamy od zwo-

rek, nastÍpnie kontynuujemy we-

d³ug wielkoúci elementÛw. Uk³ady

IC1-IC4 naleøy umieúciÊ na pod-

stawkach, takøe przetwornik ciú-

nienia naleøy umieúciÊ w†cztero-

nÛøkowej podstawce SIL. Dwie

zworki biegn¹ pod podstawkami

uk³adÛw IC2 i†IC3. Przetwornik

ciúnienia oferowany jest w†obudo-

wie lub bez. Naleøy uwaønie

odci¹Ê rurki ( rys. 7 ), tak aby

pozostawiÊ otwory. W†otwory te

nie wolno niczego wk³adaÊ.

NastÍpnie naleøy zgi¹Ê pod k¹-

tem prostym wyprowadzenia czuj-

nika w†niewielkiej odleg³oúci od

obudowy, w†kierunku przeciwnym

niø powierzchnia z†kropk¹. D³ugoúÊ

zagiÍtej czÍúci powinna wynosiÊ

oko³o 3mm, aby moøna by³o wsta-

wiÊ przetwornik w†podstawkÍ SIL

tak, by leøa³ na p³ytce. Wyprowa-

dzenie 1†przetwornika (od strony

kropki na obudowie) znajduje siÍ

po lewej stronie, gdy p³ytka jest

usytuowana jak na rys. 6.

Po w³aúciwym wstawieniu

przetwornika w†podstawkÍ naleøy

przylutowaÊ do niej jego wypro-

wadzenia, co zapewni wiÍksz¹

niezawodnoúÊ po³¹czenia.

dowy pozwala³y przypuszczaÊ, øe

jej szerokoúÊ bÍdzie odpowiednia

i†øe zmieúci takøe baterie PP3.

Po odbiorze przesy³ki okaza³o

siÍ jednak, øe obudowa ta ma

pochylone úcianki boczne, ktÛrych

minimalne wymiary s¹ mniejsze

niø oczekiwano. Delikatne opi³o-

wanie krawÍdzi wyúwietlacza LCD

pozwoli³o umieúciÊ go w†tej obu-

dowie, jednak wstawienie go rÛ-

wno z†powierzchni¹ otworu nie

by³o moøliwe. Obudowa pozosta³a,

ale jeúli ktokolwiek trafi na obu-

dowÍ o†wymiarach lepiej dostoso-

wanych do wymagaÒ przedstawia-

nej konstrukcji, proszony jest o†po-

wiadomienie o†tym autora. Wyda-

wa³oby siÍ oczywiste, øe na rynku

powinny byÊ obudowy do wy-

úwietlaczy maj¹cych 2 linie po 16

znakÛw, skoro s¹ do wyúwietlaczy

z 2†liniami po 8†znakÛw.

Rozwi¹zanie alternatywne to

uøycie zwyk³ej obudowy z†tworzy-

wa sztucznego i†wyciÍcie w†niej

otworu we w³asnym zakresie.

W†prototypie wyúwietlacz zo-

sta³ po³¹czony z†p³ytk¹ za pomoc¹

odciÍtych wyprowadzeÒ rezysto-

rÛw. Najpierw zosta³y przylutowa-

ne oba skrajne po³¹czenia, co

pozwoli³o na ustawienie wyúwiet-

lacza w†rÛwnej odleg³oúci od p³yt-

ki, a†nastÍpnie przylutowano po-

zosta³e po³¹czenia.

K¹t pochylenia ekranu wzglÍdem

p³ytki drukowanej zosta³ dobrany

po zamontowaniu p³ytki w†obudo-

wie tak, by wyúwietlacz znalaz³ siÍ

w†otworze obudowy. Odpowiednie

po³oøenie p³ytki naleøy ustaliÊ za

pomoc¹ ko³kÛw dystansowych.

Prze³¹czniki zosta³y zamocowa-

ne z†dala od pojemnika na bate-

riÍ, a†w³¹cznik usytuowano na

tylnej úciance obudowy.

W drugiej czÍúci artyku³u

przedstawiamy sposÛb

wykonania, uruchomienia

i obs³ugi mikroprocesorowego

wysokoúciomierza.

Obudowa i†wyúwietlacz

LCD

SposÛb po³¹czenia wyúwietla-

cza z†reszt¹ uk³adu zaleøy od

uøytej obudowy. Autor projektu

przejrza³ niemal wszystkie katalo-

gi obudÛw w†poszukiwaniu tej

w³aúciwej, posiadaj¹cej odpowied-

niej wielkoúci otwÛr na wyúwiet-

lacz. D³ugotrwa³e usi³owania zo-

sta³y uwieÒczone czÍúciowym po-

wodzeniem - jedna z†obudÛw ofe-

rowanych przez firmÍ RS Compo-

nents by³a bliska idea³u. ChoÊ

otwÛr pod wyúwietlacz by³ nieco

wiÍkszy niø to niezbÍdne, moøna

prÛbowaÊ czÍúciowo go zas³oniÊ.

Podane w†katalogu wymiary obu-

Testowanie

Przed w³oøeniem uk³adÛw IC1-

IC4 w†podstawki naleøy w³¹czyÊ

napiÍcie zasilania i†sprawdziÊ na-

piÍcie 5V na wyjúciu uk³adu IC5.

Jeúli napiÍcie na wyjúciu IC5

bÍdzie wyøsze, np. 7V, oznacza

to, øe uk³ad IC5 zosta³ wlutowany

odwrotnie.

Elektronika Praktyczna 4/99

P R O J E K T Y Z A G R A N I C Z N E

Wy³¹czyÊ zasilanie i†wstawiÊ

w†podstawki uk³ady IC1-IC4. Mik-

rokontroler IC3 musi zostaÊ przed-

tem zaprogramowany. Moøe to

byÊ PIC16C84 lub PIC16F84.

Po w³¹czeniu zasilania program

rozpoczyna dzia³anie od inicjaliza-

cji wyúwietlacza, nastÍpnie prze-

chodzi do trybu Ekran 1. Moøe

okazaÊ siÍ, øe trzeba wyregulowaÊ

kontrast (VR1), by informacja pre-

zentowana na wyúwietlaczu sta³a

siÍ widoczna. Na tym etapie dzia-

³ania programu wyprowadzane wy-

niki bÍd¹ produktem przetwarza-

nia przypadkowych wartoúci zna-

jduj¹cych siÍ w†pamiÍci EEPROM,

nieco zmodyfikowanych przez wa-

runki uk³adu, a†wiÍc mog¹ byÊ

pozbawione sensu.

Po upewnieniu siÍ, øe na wy-

úwietlacz wyprowadzane s¹ dane,

naleøy wprowadziÊ do pamiÍci

EEPROM wartoúci domyúlne. Na-

leøy wy³¹czyÊ zasilanie i†odczekaÊ

kilka sekund, by kondensatory

zosta³y roz³adowane. NastÍpnie na-

leøy w³¹czyÊ zasilanie trzymaj¹c

przez kilka chwil przycisk S1

wciúniÍty. Ekran wyúwietlacza nie

zawiera wtedy øadnych informacji.

NastÍpnie zwalniamy przycisk S1.

Wartoúci domyúlne zosta³y wpro-

wadzone do pamiÍci EEPROM,

a†na wyúwietlaczu powinny poja-

wiÊ siÍ nieco bardziej realistyczne

wyniki. Oznaczaj¹ one:

- wysokoúÊ w†metrach;

- wysokoúÊ w†stopach;

- ciúnienie atmosferyczne w†mili-

barach;

- temperaturÍ otoczenia w†stop-

niach Celsjusza lub Fahrenheita.

Podczas normalnej eksploatacji

urz¹dzenia tylko takie informacje

s¹ wyprowadzane na wyúwietlacz.

Urz¹dzenie posiada piÍÊ prze-

³¹czanych za pomoc¹ prze³¹czni-

kÛw trybÛw pracy, umoøliwiaj¹-

cych ustawienie w³aúciwych war-

toúci wysokoúci, ciúnienia i†tem-

peratury.

Na p³ytce znajduj¹ siÍ dwa

punkty testowe: TP1, w†ktÛrym

dostÍpny jest sygna³ prze³¹czaj¹cy

z†czÍstotliwoúci¹ 0,5Hz multiplek-

ser IC2, oraz TP2, w†ktÛrym do-

stÍpny jest sygna³ wyjúciowy prze-

twornika napiÍcie-czÍstotliwoúÊ

(IC3). Punkty te by³y wykorzys-

tywane przez autora podczas op-

racowywania oprogramowania, ale

wykonuj¹cy wysokoúciomierz ama-

torzy nie bÍd¹ z†nich korzystaÊ.

Testy dzia³ania programu

Sprawdzenie poprawnoúci re-

akcji programu na naciúniÍcie

przyciskÛw:

- Nacisn¹Ê i†zwolniÊ przycisk S1

(Mode). Wolno b³yskaj¹ca gwiaz-

dka, znajduj¹ca siÍ w†lewym

gÛrnym rogu wyúwietlacza, po-

winna znaleüÊ siÍ na lewo od

wskazania wysokoúci i†migotaÊ

z†nieco wiÍksz¹ czÍstotliwoúci¹.

Oznacza to moøliwoúÊ modyfika-

cji wskazania wysokoúci. Doko-

nuje siÍ jej naciskaj¹c przyciski

S2 (zmiana w†gÛrÍ) lub S3 (zmia-

na w†dÛ³). Jeúli jeden z†tych

przyciskÛw jest wciúniÍty, wska-

zanie na wyúwietlaczu powinno

zmieniaÊ siÍ w†sposÛb ci¹g³y

w†odpowiednim kierunku. Wy-

nik podawany w†stopach bÍdzie

zmienia³ siÍ rÛwnolegle z†wyni-

kiem wyúwietlanym w†metrach

(nie ma moøliwoúci oddzielnej

regulacji). Wprowadzony wspÛ³-

czynnik koryguj¹cy wskazanie

zostaje zapamiÍtany w†pamiÍci

EEPROM mikrokontrolera, gdzie

pozostanie do momentu dokona-

nia nastÍpnej modyfikacji. Po

uzyskaniu w³aúciwego wskazania

naleøy ponownie nacisn¹Ê przy-

cisk S1 (Mode), po czym gwiaz-

dka powinna pojawiÊ siÍ obok

wskazania ciúnienia w†miliba-

rach. Moøna je skorygowaÊ po-

s³uguj¹c siÍ przyciskami S2 i†S3,

analogicznie jak przy wskazaniu

wysokoúci. To nowe wskazanie

zostanie zapamiÍtane w†pamiÍci

EEPROM.

- Kolejne naciúniÍcie przycisku

S1 spowoduje przesuniÍcie

gwiazdki obok wskazania wyni-

ku pomiaru temperatury. Wska-

zanie to moøe byÊ takøe zmie-

nione w†taki sam sposÛb jak

poprzednie, a†nastÍpnie zapa-

miÍtane.

Rys. 6. Schemat rozmieszczenia elementów, mozaika ścieżek druku oraz

okablowanie podzespołów wysokościomierza.

Elektronika Praktyczna 4/99

P R O J E K T Y Z A G R A N I C Z N E

- Po kolejnym naciúniÍciu przy-

cisku S1 w†miejsce gwiazdki na

wyúwietlaczu pojawi siÍ znak

zapytania. NaciúniÍcie przycisku

S2 lub S3 spowoduje zmianÍ

skali wyúwietlanych wartoúci

temperatury ze stopni Celsjusza

na stopnie Fahrenheita lub od-

wrotnie. Naleøy wybraÊ odpo-

wiedni¹ skalÍ. WybÛr skali nie

wp³ywa na dzia³anie podprogra-

mu dokonuj¹cego obliczania

wartoúci temperatury.

- Po nastÍpnym naciúniÍciu S1

nastÍpuje czÍúciowa zmiana in-

formacji wyprowadzanych na

wyúwietlacz - wskazanie tempe-

ratury i†wysokoúci nie ulega

zmianie, natomiast zamiast od-

czytu ciúnienia pojawia siÍ in-

formacja umoøliwiaj¹ca wpro-

wadzenie temperaturowej korek-

cji ciúnienia w†postaci <T

∏†23 * > , przy czym znak ì * î

migocze. Wyprowadzona liczba

to wspÛ³czynnik, przez ktÛry

dzielona jest rÛønica miÍdzy

zapamiÍtan¹ a†bieø¹c¹ wartoúci¹

odniesienia, w†celu uzyskania

wskazania temperatury w†stop-

niach Celsjusza lub Fahrenheita.

Przyciski S2 i†S3 umoøliwiaj¹

zmianÍ i†zapamiÍtanie tej war-

toúci. Jej ustawianie zostanie

omÛwione dalej.

czas wprowadzania wspÛ³czynni-

ka koryguj¹cego wp³yw tempera-

tury na wyniki pomiaru ciúnienia.

Po nastÍpnym naciúniÍciu

przycisku S1 pojawia siÍ Ekran 3,

zawieraj¹cy domyúlne wartoúci

wysokoúci i†napiÍcia odniesienia.

Wartoúci te bÍd¹ zmieniane pod-

czas ustawiania wysokoúci.

wrÛciÊ do Ekranu 1 (naciskaj¹c

S4) i†nieco zmieniÊ nastawÍ VR2,

po czym ponownie sprawdziÊ le-

w¹ gÛrn¹ wartoúÊ Ekranu 2†(uwa-

ga - zmiany po³oøenia VR2 s¹

rejestrowane przez oprogramowa-

nie tylko wtedy, gdy wyúwietlacz

znajduje siÍ w†trybie pierwszym

- Ekran 1).

Podczas wykonywanych przez

program obliczeÒ wartoúÊ odnie-

sienia jest mnoøona przez 4. Jest

bardzo waøne, by wynik mnoøe-

nia nie przekroczy³ 65535, mak-

symalnej wartoúci liczby zapisanej

w†dwubajtowym rejestrze, ponie-

waø jej przekroczenie oznacza

spadek zawartoúci rejestru do zera

i†zliczanie od pocz¹tku.

Po zakoÒczeniu powyøszych

czynnoúci nie ma potrzeby jakich-

kolwiek regulacji potencjometrem

VR2, chyba øe nast¹pi uszkodze-

nie i†wymiana jednego z†uk³adÛw

scalonych lub przetwornika.

PowrÛt do Ekranu 1

Kolejne naciúniÍcie przycisku

S1 powoduje powrÛt do Ekranu

1, na ktÛrym podane s¹ wyniki

pomiaru wysokoúci, ciúnienia

i†temperatury, wraz z†b³yskaj¹c¹

w†lewym gÛrnym rogu gwiazdk¹.

Podczas normalnej eksploatacji

uøytkownik najpewniej bÍdzie

chcia³ korygowaÊ wy³¹cznie war-

toúÊ wysokoúci, a†pozosta³e nasta-

wy po poprawnym wprowadzeniu

raczej nie bÍd¹ zmieniane. Moøe

oczywiúcie zaistnieÊ potrzeba ich

skorygowania, na skutek np. pew-

nych niedok³adnoúci pope³nionych

podczas ich wprowadzania. W†ta-

kiej sytuacji naleøy nacisn¹Ê przy-

cisk S1 odpowiedni¹ liczbÍ razy,

tj. tyle, by gwiazdka znalaz³a siÍ

obok w³aúciwej wartoúci.

NaciúniÍcie przycisku S4 (Set)

powoduje powrÛt do Ekranu 1

z†dowolnego innego stanu wy-

úwietlacza.

Nastawa zakresu

temperatury

Program ma wpisan¹ domyúln¹

wartoúÊ zakresu temperatury, ale

najpewniej bÍdzie j¹ trzeba uak-

tualniÊ. Dla zmiany tej wartoúci

jest wymagane posiadanie zwyk³e-

go termometru. WartoúÊ rzeczywis-

ta temperatury i†wartoúÊ odniesie-

nia s¹ mierzone w†dwÛch rÛønych

temperaturach otoczenia. Najpierw

naleøy wiÍc umieúciÊ wysokoúcio-

mierz w†pomieszczeniu zamkniÍ-

tym na odpowiednio d³ugi okres,

by zapewniÊ wyrÛwnanie tempe-

ratury otoczenia i†urz¹dzenia. Na-

ciskaÊ S1 do momentu pojawienia

siÍ Ekranu 2. ZapisaÊ wskazanie

temperatury (w stopniach Celsju-

sza lub Fahrenheita) - bÍdzie to

Ekrany 2 i 3

Po nastÍpnym naciúniÍciu przy-

cisku S1 na wyúwietlaczu pojawi

siÍ kolejny zestaw informacji, tzw.

Ekran 2. Za liczb¹ znajduj¹c¹ siÍ

w†gÛrnym wierszu po lewej stro-

nie jest znak R. Oznacza on

pocz¹tkow¹ wartoúÊ napiÍcia od-

niesienia, odczytywan¹ podczas

procedury startowej. Za liczb¹ zna-

jduj¹c¹ siÍ po prawej stronie tego

samego wiersza jest wyúwietlany

znak H†- jest to bieø¹ca wartoúÊ

napiÍcia odniesienia. Za liczb¹

znajduj¹c¹ siÍ po prawej stronie

dolnego wiersza wyúwietlacza wid-

nieje znak D, ktÛry oznacza rÛø-

nicÍ miÍdzy podanymi w†gÛrnym

wierszu wartoúciami napiÍÊ odnie-

sienia. Liczby te nie s¹ wartoúcia-

mi napiÍcia, a†jedynie wynikami

ich przetworzenia na czÍstotli-

woúÊ, podanymi w†Hz.

Po lewej stronie dolnego wier-

sza wyúwietlacza widnieje komu-

nikat <Dx 14 * >, przy czym znak

gwiazdki gaúnie i†zapala siÍ. Ten

element jest wykorzystywany pod-

Pierwsza regulacja

Ze wzglÍdu na tolerancje uøy-

tych elementÛw, naleøy ustawiÊ

zakresy pomiaru wysokoúci i†tem-

peratury. Obie te czynnoúci s¹

proste, ale wymagaj¹ nieco cier-

pliwoúci.

W pierwszym kroku naleøy do-

braÊ po³oøenie suwaka potencjo-

metru VR2 ustalaj¹cego zakres pra-

cy przetwornika napiÍcie-czÍstotli-

woúÊ. W†pierwszym trybie pracy

wyúwietlacza (Ekran 1†- gwiazdka

po lewej stronie gÛrnego wiersza)

trzeba regulowaÊ VR2 do momentu

uzyskania wyniku oko³o 1013mb.

Zmieni¹ siÍ takøe wskazania wy-

sokoúci i†temperatury, ale na tym

etapie moøna je zignorowaÊ.

W kolejnym kroku sprawdza-

my, czy znajduj¹ca siÍ po lewej

stronie gÛrnego wiersza (Ekran 2)

wartoúÊ znajduje siÍ w†przedziale

15000R - 15500R. Takie ustawie-

nie wyúwietlacza wymaga szeúcio-

krotnego naciúniÍcia przycisku S1.

Jeúli wartoúÊ ta nie mieúci siÍ

w†podanym przedziale, naleøy po-

Rys. 7. Organizacja wyprowadzeń

przetwornika ciśnienia SCC15AN.

Elektronika Praktyczna 4/99

P R O J E K T Y Z A G R A N I C Z N E

temperatura T1. ZanotowaÊ war-

toúÊ odniesienia znajduj¹c¹ siÍ

w†lewym gÛrnym rogu ekranu -

bÍdzie to wartoúÊ R1. ZanotowaÊ

wartoúÊ wysokoúci znajduj¹c¹ siÍ

w†prawym gÛrnym rogu ekranu -

bÍdzie to wartoúÊ H1. PowrÛciÊ do

Ekranu 1†naciskaj¹c przycisk S4.

PrzenieúÊ termometr i†wysokoú-

ciomierz do innego pomieszcze-

nia, o†temperaturze znacznie rÛø-

ni¹cej siÍ od poprzedniej. Nie

naleøy wykorzystywaÊ w†tym celu

lodÛwki, poniewaø skraplaj¹ca siÍ

na p³ytce para wodna moøe spo-

wodowaÊ w†uk³adzie powaøne

uszkodzenia. Moøna wynieúÊ oba

urz¹dzenia na dwÛr, ale pogoda

powinna byÊ odpowiednia - zbyt

silny wiatr bÍdzie powodowa³

wahania wyniku pomiaru ciúnie-

nia. Naleøy umieúciÊ wysokoúcio-

mierz mniej wiÍcej na takiej sa-

mej wysokoúci nad poziomem

ziemi, jak w†przypadku poprzed-

niego pomiaru i nieco odczekaÊ,

by temperatura obydwu urz¹dzeÒ

ustabilizowa³a siÍ. NaciskaÊ S1 do

momentu pojawienia siÍ Ekranu

2. ZapisaÊ wskazanie temperatury

T2, wartoúÊ odniesienia R2 oraz

wartoúÊ wysokoúci H2. NastÍpnie

naleøy od R1 odj¹Ê R2, oznaczaj¹c

rÛønicÍ RT; od T1 odj¹Ê T2

i†oznaczyÊ rÛønicÍ TT, zaú od H1

odj¹Ê H2 i†oznaczyÊ rÛønicÍ HT,

pomijaj¹c wszystkie znaki minus.

PodzieliÊ RT przez TT, by uzys-

kaÊ zmianÍ napiÍcia odniesienia

na jednostkÍ temperatury, a†wy-

nik oznaczyÊ CT. PowrÛciÊ do

Ekranu 1†naciskaj¹c przycisk S4.

Nacisn¹Ê 5-krotnie przycisk S1

(Mode). W†drugiej linii wyúwiet-

lacza powinien pojawiÊ siÍ komu-

nikat <T∏23 * > z†b³yskaj¹c¹ gwiaz-

dk¹. Uøywaj¹c przyciskÛw S2 i†S3

zast¹piÊ wartoúÊ 23 obliczon¹ war-

toúci¹ CT, odpowiednio zaokr¹g-

lon¹. Nacisn¹Ê kolejny raz przy-

cisk S1, tak by w†dolnej linii

wyúwietlacza pojawi³ siÍ komuni-

kat <Dx 14 * >. ObliczyÊ HD dzie-

l¹c HT przez CT. Uøywaj¹c przy-

ciskÛw S2 i†S3 zast¹piÊ wartoúÊ

14 obliczon¹ wartoúci¹ HD, odpo-

wiednio zaokr¹glon¹. PowrÛciÊ do

Ekranu 1†naciskaj¹c przycisk S4.

Nacisn¹Ê S1 - gwiazdka powinna

znaleüÊ siÍ w†prawym dolnym

rogu ekranu. Uøywaj¹c przycisku

S2 lub S3 zmieniÊ wyúwietlan¹

wartoúÊ temperatury na zgodn¹ ze

wskazaniem termometru.

Zakres pomiaru temperatury

zosta³ w†ten sposÛb ustawiony

i†przyrz¹d powinien úledziÊ zmia-

ny temperatury otoczenia w†zakre-

sie odpowiadaj¹cym CT. Wyso-

koúciomierz bÍdzie odnotowywa³

zmiany temperatury wolniej niø

bÍd¹ one w†rzeczywistoúci zacho-

dzi³y.

Podczas opisanych czynnoúci

okreúlony zosta³ takøe temperatu-

rowy wspÛ³czynnik korekcji wska-

zaÒ wysokoúci. Teraz moøna przy-

st¹piÊ do ustawienia zakresu po-

miaru wysokoúci.

Nie powinna ona wymagaÊ powta-

rzania. Jeúli jednak do tego doj-

dzie, naleøy zawsze dokonaÊ jej

w†dwÛch punktach o†rÛønych wy-

sokoúciach, a†przy transportowaniu

przyrz¹du z†jednego punktu do

drugiego nie wolno wy³¹czaÊ za-

silania. Jedyna, pozosta³a do prze-

prowadzenia czynnoúÊ, to skorygo-

wanie podawanej wysokoúci. Jeúli

wiemy, øe np. nasz dom znajduje

siÍ na wysokoúci 60m, wartoúÊ tÍ

naleøy wprowadziÊ wyruszaj¹c na

wycieczkÍ, podczas ktÛrej chcemy

úledziÊ zmiany wysokoúci.

Jedynie w†ekstremalnych wa-

runkach atmosferycznych (usytu-

owane blisko siebie izobary) is-

tnieje prawdopodobieÒstwo, øe

ciúnienie zmieni siÍ na tyle, by

w†sposÛb znacz¹cy wp³yn¹Ê na

odczyty wysokoúci dokonywane

podczas wycieczki.

Nastawa zakresu

pomiarowego wysokoúci

Aby ustawiÊ zakres mierzonej

wysokoúci, niezbÍdna jest odpo-

wiednio dok³adna mapa, pokazu-

j¹ca wysokoúÊ ponad poziomem

morza (w†metrach) w†dwÛch miej-

scach. Najlepsze bÍd¹ mapy

w†skali 1:25000. Im wiÍksza rÛø-

nica wysokoúci miÍdzy wybrany-

mi przez nas punktami, tym do-

k³adniejsze bÍd¹ wyniki pomiaru.

W†przypadku prototypu nastawy

dokonano dla wysokoúci 64m

i†142m. WybÛr kolejnoúci wyso-

koúci nie ma tu znaczenia.

Po dotarciu do pierwszego

z†wybranych punktÛw naleøy

przez kilka minut pozwoliÊ usta-

bilizowaÊ siÍ warunkom pracy

przyrz¹du. Nacisn¹Ê raz przycisk

S1 - gwiazdka znajdzie siÍ obok

wyniku pomiaru wysokoúci. Przy

pomocy przycisku S2 lub S3

ustawiÊ odczyt zgodnie z†podan¹

na mapie wysokoúci¹. NastÍpnie

nacisn¹Ê przycisk S4. Przytrzymu-

j¹c S4 nacisn¹Ê i†przytrzymaÊ S1.

W†drugiej linii wyúwietlacza po-

winien pojawiÊ siÍ komunikat

ìH1 SETî (wysokoúÊ H1 ustawio-

na). ZwolniÊ oba przyciski. Wy-

sokoúÊ zosta³a wprowadzona do

pamiÍci, a†gwiazdka powinna

b³yskaÊ ponownie w†lewym gÛr-

nym rogu wyúwietlacza.

Naleøy teraz wybraÊ siÍ do

drugiego miejsca ustawiania wyso-

koúci. NIE WY£•CZAÆ URZ•-

DZENIA . W†drugim z†wybranych

punktÛw powtarzamy opisane wy-

øej czynnoúci. Komunikat wypro-

wadzony po ich zakoÒczeniu bÍ-

dzie brzmia³: ìH2 SETî. ZwolniÊ

oba przyciski. WysokoúÊ drugiego

punktu zosta³a wprowadzona. Na

tym koÒczy siÍ procedura ustawia-

nia zakresu pomiaru wysokoúci.

Kalibracja barometru

Ustawienie zakresu pomiaru

wysokoúci powoduje automatycz-

ne ustawienie zakresu pomiaru

ciúnienia, poniewaø w†przyrz¹dzie

wykorzystano liniow¹ zaleønoúÊ

ciúnienia od wysokoúci ponad

poziomem morza (1mb/10m). Nie-

zbÍdne do dok³adnego odczytu

ciúnienia jest podanie wartoúci

ciúnienia dla znanej wysokoúci.

Pomoc¹ s³uøyÊ tu mog¹ mapy

pogody prezentowane przez np.

telewizjÍ BBC. Podaj¹ one prze-

biegi izobar i†odpowiadaj¹ce im

wartoúci ciúnienia, odniesione do

poziomu morza. Dysponuj¹c do-

stÍpem do Internetu moøna takøe

dostaÊ siÍ na stronÍ:

http://www.meto.gov.uk

Po klikniÍciu ikony MetWEB

pojawi siÍ aktualna mapa izoba-

ryczna. Naleøy odczytaÊ wartoúÊ

odpowiadaj¹c¹ interesuj¹cemu nas

obszarowi, skorygowaÊ do wyso-

koúci ponad poziom morza miej-

sca, w†ktÛrym siÍ znajdujemy,

a†nastÍpnie wprowadziÊ wynik do

wysokoúciomierza. W†tym celu na-

leøy dwukrotnie nacisn¹Ê S1, a†na-

stÍpnie zmodyfikowaÊ wartoúÊ kla-

wiszem S2 lub S3. Po zakoÒczeniu

wprowadzania nacisn¹Ê S4, by

powrÛciÊ do Ekranu 1. Np. jeúli

nasz dom znajduje siÍ na wyso-

koúci 60m nad poziomem morza,

a†z†mapy izobar odczytaliúmy war-

toúÊ 1020mb, wysokoúÊ 60m ozna-

cza spadek ciúnienia o†60/10=6mb,

naleøy wiÍc o†6mb zmniejszyÊ od-

Elektronika Praktyczna 4/99

P R O J E K T Y Z A G R A N I C Z N E

czytan¹ wartoúÊ i†wynik wprowa-

dziÊ do pamiÍci wysokoúciomie-

rza. Na tym koÒczy siÍ procedura

ustawiania wysokoúciomierza,

a†wprowadzone dane nie powinny

wymagaÊ korekcji.

staci ürÛd³owej jak i†zbioru ³ado-

wanego do pamiÍci mikrokontro-

lera PIC, jest dostÍpny w†Redakcji

EPE i w†Internecie. Program na-

pisany zosta³ w†TASM, ale moøna

poddaÊ go konwersji do MASM.

Interesuj¹cy moøe byÊ sposÛb

wykorzystywania pamiÍci EEP-

ROM mikrokontrolera. Kaøda

z†wykorzystywanych komÛrek zo-

sta³a zadeklarowana w†nag³Ûwku

programu. Podczas gdy nadawanie

nazw zmiennym jest rzecz¹ po-

wszechn¹, nie jest tak w†przypad-

ku komÛrek pamiÍci.

W†umiarkowanie intensywny

sposÛb s¹ wykorzystywane tabele

- jest ich w†programie 8 i†s¹

uøywane do inicjalizacji ekranu

ciek³okrystalicznego, przechowy-

wania domyúlnych wartoúci para-

metrÛw, komunikatÛw, rozga³ÍzieÒ

programu, mapowania wyúwietla-

cza oraz przetwarzania liczb bi-

narnych na dziesiÍtne.

Aby ograniczyÊ obszar pamiÍci

zajmowany przez program, inten-

sywnie s¹ wykorzystywane pod-

programy (funkcje). Wiele z†nich

jest bardzo krÛtkich, ale nawet

oszczÍdnoúÊ kilku bajtÛw moøe

byÊ cenna.

CzÍstotliwoúÊ sygna³u wyjúcio-

wego przetwornika napiÍcie-czÍs-

totliwoúÊ jest obliczana na podsta-

wie zegara mikrokontrolera. Sygna³

TMRO jest dzielony najpierw przez

64, a†nastÍpnie skalowany do 1/

25 sekundy i†do 1 sekundy. W†ta-

kich jednostkach s¹ wyznaczane

wartoúci odniesienia, st¹d teø wy-

niki ich pomiaru s¹ wyraøone

w†Hz (Ekran 2 i†3). G³Ûwna pÍtla

obliczania czasu rozpoczyna siÍ

w†kodzie ürÛd³owym od instrukcji

INTCLR, ktÛra powoduje wyzero-

wanie flagi przerwania timera.

W†nastÍpnych 19 liniach kodu

dokonywany jest odczyt rejestru

przerwaÒ, linii sygna³u z†konwer-

tera napiÍcie-czÍstotliwoúÊ oraz sta-

nÛw przyciskÛw.

Kaødej zmianie stanu linii nio-

s¹cej sygna³ z†przetwornika napiÍ-

cie-czÍstotliwoúÊ towarzyszy inkre-

mentacja stanu 16-bitowego liczni-

ka. Co sekundÍ nastÍpuj¹ skoki do

podprogramÛw wykonuj¹cych ob-

liczenia, a wykorzystuj¹cych stan

tego licznika. Co dwie sekundy

sygna³ docieraj¹cy do licznika zo-

staje prze³¹czony - jest to sygna³

proporcjonalny do ciúnienia lub

sygna³ zwi¹zany z†napiÍciem od-

niesienia. RÛønica miÍdzy bieø¹c¹

i†pocz¹tkow¹ wartoúci¹ odniesie-

nia jest wykorzystana do oblicze-

nia temperatury, a†takøe do sko-

rygowania pomiaru ciúnienia.

WysokoúÊ zostaje obliczona

w†dwÛch etapach. W†pierwszym

etapie skorygowany wynik pomia-

ru ciúnienia jest przetwarzany na

u³amek zakresu wysokoúci okreú-

lonego przez wartoúci wprowa-

dzone podczas ustawiania przy-

rz¹du. NastÍpnie u³amek ten jest

przetwarzany na wartoúÊ wyso-

koúci, do ktÛrej moøe zostaÊ do-

dana poprawka, wprowadzona po

wyjúciu z†domu, na pocz¹tku wy-

SprzÍt czy

oprogramowanie

Na pierwszy rzut oka procedu-

ra ustawiania parametrÛw wyso-

koúciomierza moøe wydawaÊ siÍ

z³oøona, w†rzeczywistoúci jest jed-

nak ca³kiem prosta. Dobrze jest

jednak przeprowadziÊ prÛbne

wprowadzanie nastaw przed ich

ostatecznym wprowadzeniem.

Øadna z†omÛwionych czynnoú-

ci nie jest ostateczna, a†jej skutki

- definitywne, mimo øe wprowa-

dzane nastawy s¹ utrzymywane

nawet po wy³¹czeniu napiÍcia

zasilania. W†kaødej chwili moøna

zmieniÊ nastawy zgodnie z†omÛ-

wion¹ wyøej procedur¹.

Moøna sobie wyobraziÊ, jak

wygl¹da³oby wprowadzanie na-

staw w†przypadku wysokoúciomie-

rza ca³kowicie uk³adowego, nie

posiadaj¹cego oprogramowania.

Przedstawiany na ³amach Every-

day Practical Electronics w†listo-

padzie 1992 roku wysokoúcio-

mierz posiada³ szeúÊ regulacji po-

tencjometrycznych w†uk³adzie

oraz zewnÍtrzny potencjometr.

Wszystkie regulacje odbywa³y siÍ

przy uøyciu úrubokrÍta, metod¹

prÛb i†b³ÍdÛw. Przygotowanie op-

rogramowania przedstawianego

dziú wysokoúciomierza by³o bar-

dzo czasoch³onne (ponad 1000

instrukcji), ale dziÍki temu wyko-

nanie elektroniki oraz czynnoúci

zwi¹zanych z†wprowadzeniem na-

staw s¹ znacznie prostsze niø

w†poprzednim przypadku.

Z†punktu widzenia amatora bu-

duj¹cego wysokoúciomierz, mikro-

kontroler PIC stanowi po prostu

jeszcze jeden element, ktÛry na-

leøy wstawiÊ w†p³ytkÍ. Uøytkow-

nik nie musi wnikaÊ w†to, co

dzieje siÍ we wnÍtrzu mikrokon-

trolera, podobnie jak nie intere-

suje siÍ tym, co dzieje siÍ we-

wn¹trz wzmacniacza operacyjnego

czy innego uk³adu scalonego.

WYKAZ ELEMENTÓW

Rezystory

R1, R9..R12, R16..R20: 10k

R2: 3,3k

R3: 750

, 1%, metalizowany

R5, R7: 4,7k

Ω

R8: 2,2k

Ω

R13..R15: 100k

, potencjometr

subminiaturowy cermetowy,

okrągły

VR2: 10k

, potencjometr

subminiaturowy cermetowy,

okrągły

Kondensatory

C1: 2,2nF, polistyrenowy

C2, C3: 10pF, polistyrenowy

C4: 22

F/16V, wyprowadzenia

jednostronne

C5: 100nF, polistyrenowy

Półprzewodniki

IC1: LM324

IC2: 4052

IC3: 4046

IC4: PIC16C84 lub PIC16F84,

zaprogramowany

IC5: 78L05

Różne

S1, S4: jednobiegunowy

przełącznik chwilowy

S5: przełącznik jednobiegunowy

jednopozycyjny

X1: SCC15AN

X2: rezonator 3.2768MHz

X3: inteligentny wyświetlacz LCD

2x16 znaków

Obudowa z tworzywa sztucznego

(patrz tekst), podstawka 4−

nóżkowa SIL, podstawka 14−

nóżkowa, podstawka 16−nóżkowa

(2 szt.), podstawka 18−nóżkowa,

bateria PP3 9V plus złączka,

przewody, cyna itp.

Informacje

o†oprogramowaniu

Oto kilka informacji o†oprogra-

mowaniu dla entuzjastÛw soft-

ware'u. Program, zarÛwno w†po-

Elektronika Praktyczna 4/99

R4: 56

R6: 68

VR1: 5k

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: