Újrakonfigurálható eszközök

Hasonló dokumentumok
Újrakonfigurálható eszközök

Újrakonfigurálható eszközök

Újrakonfigurálható eszközök

Újrakonfigurálható eszközök

Újrakonfigurálható eszközök

Újrakonfigurálható eszközök

Újrakonfigurálható eszközök

Hobbi Elektronika. A digitális elektronika alapjai: Újrakonfigurálható logikai eszközök

Analóg elektronika - laboratóriumi gyakorlatok

1. Visszacsatolás nélküli kapcsolások

M ű veleti erő sítő k I.

A/D és D/A átalakítók gyakorlat

Újrakonfigurálható eszközök

MSP430 programozás Energia környezetben. Kitekintés, további lehetőségek

Szimmetrikus bemenetű erősítők működésének tanulmányozása, áramköri paramétereinek vizsgálata.

A töltőfolyadék térfogatváltozása alapján, egy viszonyítási skála segítségével határozható meg a hőmérséklet.

X. ANALÓG JELEK ILLESZTÉSE DIGITÁLIS ESZKÖZÖKHÖZ

Analóg elektronika - laboratóriumi gyakorlatok

ÁLTALÁNOS SZENZORINTERFACE KÉSZÍTÉSE HANGKÁRTYÁHOZ

DR. KOVÁCS ERNŐ MŰVELETI ERŐSÍTŐK MÉRÉSE

4. Laboratóriumi gyakorlat A HŐELEM

ÖNÁLLÓ LABOR Mérésadatgyűjtő rendszer tervezése és implementációja

Multi-20 modul. Felhasználói dokumentáció 1.1. Készítette: Parrag László. Jóváhagyta: Rubin Informatikai Zrt.

Analóg elektronika - laboratóriumi gyakorlatok

D/A konverter statikus hibáinak mérése

MSP430 programozás Energia környezetben. Analóg jelek mérése

Áramkörszámítás. Nyílhurkú erősítés hatása

Mérésadatgyűjtés, jelfeldolgozás.

DTMF Frekvenciák Mérése Mérési Útmutató

A/D és D/A konverterek vezérlése számítógéppel

BMF, Kandó Kálmán Villamosmérnöki Kar, Híradástechnika Intézet. Aktív Szűrő Mérése - Mérési Útmutató

10.1. ANALÓG JELEK ILLESZTÉSE DIGITÁLIS ESZKÖZÖKHÖZ

T Bird 2. AVR fejlesztőpanel. Használati utasítás. Gyártja: BioDigit Kft. Forgalmazza: HEStore.hu webáruház. BioDigit Kft, Minden jog fenntartva

Bevezetés a méréstechnikába és jelfeldolgozásba 7. mérés RC tag Bartha András, Dobránszky Márk

RC tag mérési jegyz könyv

Feszültségérzékelők a méréstechnikában

Mintavételezés tanulmányozása. AD - konverzió. Soros kommunikáció

Modulációk vizsgálata

Műveleti erősítők. Előzetes kérdések: Milyen tápfeszültség szükséges a műveleti erősítő működtetéséhez?

Első egyéni feladat (Minta)

T Bird 2. AVR fejlesztőpanel. Használati utasítás. Gyártja: BioDigit Kft. Forgalmazza: HEStore.hu webáruház. BioDigit Kft, Minden jog fenntartva

E-Laboratórium 5 Közös Emitteres erősítő vizsgálata NI ELVIS-II tesztállomással Mérés menete

Mechatronika és mikroszámítógépek. 2016/2017 I. félév. Analóg-digitális átalakítás ADC, DAC

Eduino mérőpanel. Alapötlet:

Jelfeldolgozás a közlekedésben. 2017/2018 II. félév. Analóg-digitális átalakítás ADC, DAC

TxBlock-USB Érzékelőfejbe építhető hőmérséklet távadó

Elektronika laboratóriumi mérőpanel elab panel NEM VÉGLEGES VÁLTOZAT! Óbudai Egyetem

Hobbi Elektronika. Bevezetés az elektronikába: Műveleti erősítők - 2. rész

Villamos jelek mintavételezése, feldolgozása. LabVIEW 7.1

Logaritmikus erősítő tanulmányozása

Programozható Vezérlő Rendszerek. Hardver

Mérési jegyzőkönyv a 5. mérés A/D és D/A átalakító vizsgálata című laboratóriumi gyakorlatról

Elektronika Előadás. Modulátorok, demodulátorok, lock-in erősítők

Áramkörök számítása, szimulációja és mérése próbapaneleken

1. ábra A Wien-hidas mérőpanel kapcsolási rajza

Yottacontrol I/O modulok beállítási segédlet

Fizikai mérések Arduino-val

EBBEN A VIZSGARÉSZBEN A VIZSGAFELADAT ARÁNYA

Mûveleti erõsítõk I.

Foglalkozási napló a 20 /20. tanévre

The modular mitmót system. 433, 868MHz-es ISM sávú rádiós kártya

Elvis általános ismertető

I. C8051Fxxx mikrovezérlők hardverfelépítése, működése. II. C8051Fxxx mikrovezérlők programozása. III. Digitális perifériák

Felhasználói kézikönyv

1. ábra A PWM-áramkör mérőpanel kapcsolási rajza

2. Érzékelési elvek, fizikai jelenségek. a. Termikus elvek

ems2.cp04d [18010] Keriterv Mérnök Kft Programozható Automatikai állomás 14 multifunkcionális bemenet, 6 relé kimenet, 4 analóg kimenet DIGICONTROL

LCD kijelzős digitális tároló szkóp FFT üzemmóddal

Mérés és adatgyűjtés

* Egyes méréstartományon belül, a megengedett maximális érték túllépését a műszer a 3 legkisebb helyi értékű számjegy eltűnésével jelzi a kijelzőn.

ANALÓG ÉS DIGITÁLIS TECHNIKA I

Nagyfrekvenciás rendszerek elektronikája házi feladat

Mérés 3 - Ellenörzö mérés - 5. Alakítsunk A-t meg D-t oda-vissza (A/D, D/A átlakító)

A 27/2012 (VIII. 27.) NGM rendelet (12/2013 (III. 28.) NGM rendelet által módosított) szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

Lars & Ivan THA-21. Asztali Headamp A osztályú Erősítő Használati útmutató

KANDÓ KÁLMÁN VILLAMOSMÉRNÖKI FŐISKOLAI KAR. Mikroelektronikai és Technológiai Intézet. Aktív Szűrők. Analóg és Hírközlési Áramkörök

Laborgyakorlat Logikai áramkörök számítógéppel segített tervezése (CAD)

Labor 2 Mikrovezérlők

3. A DIGILENT BASYS 2 FEJLESZTŐLAP LEÍRÁSA

Hőelem kalibrátor. Model AX-C830. Használati útmutató

Erősítő tanfolyam Keverők és előerősítők

Mintavételes szabályozás mikrovezérlő segítségével

PCS-1000I Szigetelt kimenetű nagy pontosságú áram sönt mérő

Silabs STK3700, Simplicity Studio laborgyakorlat

Laborgyakorlat Logikai áramkörök számítógéppel segített tervezése (CAD)

Szenzorhálózatok. MITMÓT hardver bemutatása. Orosz György

Felhasználói kézikönyv

Laborgyakorlat Logikai áramkörök számítógéppel segített tervezése (CAD)

Mechatronika szigorlat Írásbeli mintafeladat

KINCO PLC és HMI, frekvenciaváltó árlista

Felhasználói kézikönyv

Nyomtatóport szintillesztő 3V3

Analóg-digitális átalakítás. Rencz Márta/ Ress S. Elektronikus Eszközök Tanszék

Iványi László ARM programozás. Szabó Béla 6. Óra ADC és DAC elmélete és használata

Alapvető információk a vezetékezéssel kapcsolatban

Digitális hangszintmérő

MaxiCont. MOM690 Mikroohm mérő

Ismerkedés az MSP430 mikrovezérlőkkel

Hordozható adatgyűjtő

Átírás:

Újrakonfigurálható eszközök 13. Cypress PSOC 5LP analóg perifériák 3. rész 1

Felhasznált irodalom és segédanyagok Cypress: CY8C58LP FamilyDatasheet Cserny István: PSOC 5LP Mikrokontrollerek programozása Cypress: PSOC 5LP Architecture Technical Reference Manual) Cypress: CY8CKIT-059 Prototyping Kit Guide Cypress: AN777759: Geting Started with PSoC 5LP Cypress: PSoC Creator User Guide Yuri Magda: Cypress PSoC 5LP Prototyping Kit Measurement Electronics U. Tietze Ch. Schenk: Analóg és digitális áramkörök 2

Termopár (hőelem) A hőelem elektromotoros ereje a termopár meleg és hideg vége közöti hőmérsékletől és az anyagától függ A mért feszültség tehát Tsense és Tref különbségét adja meg, a mért értéket tehát korrigálni kell Tref értékével Az ábrán az iparban elterjedten használt K-típusú NiCr Ni termopár látható, amely 200 to +1350 tartományban használható hőmérséklet mérésre 3

Különféle termopárok jelleggörbéi A legelterjedtebben használt hőelemek Ni ötvözetekből készülnek Chromel: Ni 90 %, Cr 10 % Type E (NiCr CuNi): : 68 µv/ Type J (Fe CuNi) : 54 µv/ Type M (NiMo NiCo) : 50 µv/ Type K (NiCr Ni) : 41 µv/ Konstantán: Cu 55 %, Ni 45 % Alumel: Ni 95 %, Al 2 %, Mg 2 %, Si 1 % (a NiCr Ni termopár újabban chromel alumel páros) 4

Hőmérés termoelemmel Egy Aoyue 907 forrasztópáka hőmérsékletét monitorozzuk, a termopár kivezetéseinek felhasználásával 32 x 0 25 mv 0 800 mv 5

PGA konfigurálása A programozható erősítésű műveleti erősítő konfgurálásánál a referencia bemenetet belső földre kötjük Lassú jel esetén nem kell nagy sávszélesség, a Low Power mód is megfelel Az erősítést 32-re állítjuk (szofverből is állítható) 6

Az ADC konfigurálása A delta-sigma ADC-t single ended módban használjuk, 20 bites felbontással A bemeneti tartomány 0 1.024 V legyen A belső referenciát a P0.3 lábon keresztül kötjük be (beépítet szűrőkondenzátor) A bemenet Bypass Bufer, vagy Level shif legyen 7

Az UART modul konfigurálása Ezútal csak egyirányú forgalmat kérünk (Tx only), mivel csak az eredményt kívánjuk kiíratni Programmegszakítást nem kérünk az Advanced lapon Az adatsebesség és adatformátum: 9600, N, 1 8

További konfigurációs lépések Kivezetések hozzárendelése A hőelemet J típusúra (vas-konstantán) állítsuk be! A Termocouple modul nem hardver alkatrész, hanem két API függvényt biztosít: int32 Thermocouple_GetTemperature(int32 voltage) a termofeszültségből meghatározza a hőmérsékletet int32 Thermocouple_GetVoltage(int32 temperature) a megadot hőmérséklethez tartozó termofeszültséget adja meg Mértékegységek a fenti függvényekben: C/100 és μv 9

main.c #include "project.h" #include <stdio.h> char buf[64]; int main(void) { int32 result, microvolts, temperature, correction; PGA_1_Start(); PGA_1_SetGain(PGA_1_GAIN_32); PGA_1_SetPower(PGA_1_LOWPOWER); ADC_DelSig_1_Start(); UART_1_Start(); CyGlobalIntEnable; // Enable global interrupts. ADC_DelSig_1_StartConvert(); correction = Thermocouple_1_GetVoltage(2500); // Correction for room tempereature for(;;) { while(!adc_delsig_1_isendconversion(adc_delsig_1_return_status)); result = ADC_DelSig_1_GetResult32(); microvolts = ADC_DelSig_1_CountsTo_uVolts(result)/32; // assume gain of 32 temperature = Thermocouple_1_GetTemperature(microVolts + correction); sprintf(buf,"%lu uv %lu C\n",microVolts,temperature/100); UART_1_PutString(buf); CyDelay(1000); } } 10

Mérési adatok Felfűtés kb. 1 perc T [ C] t [s] 350 Lehűlési görbe kikapcsolás után 8 10 percig nem érdemes tapogatni! 300 250 200 150 100 50 80 10 6 13 2 15 8 18 4 21 0 23 6 26 2 28 8 31 4 34 0 36 6 39 2 41 8 44 4 47 0 49 6 52 2 54 8 57 4 60 0 62 6 65 2 2 28 54 0 11

Mérési adatok Az általunk mért eredmények az alábbi táblázatban láthatók A skálán beállítot hőmérséklet és a termofeszültségből számolt értékek jelentős eltérést mutatnak nem kielégítő a kalibráció Skála Uthermo Tcalc 30,0 25,0 200 15,4 282 250 17,1 313 300 18,5 340 15,0 350 20,3 371 10,0 400 22,2 406 450 23,9 437 480 25,2 460 20,0 5,0 0,0 150 200 12 250 300 350 400 450 500

Aoyue 936 forrasztóállomás triac Opto triac 13

Hőmérőből hőszabályozó? Néhány lehetőség a hőmérő kiegészítéséhez További analóg modulok felhasználásával hardveres analóg szabályozót alakíthatunk ki (PID szabályozó OPA felhasználásával) A digitalizált jel felhasználásával digitális szabályozót alakíthatunk ki (pl. PWM) A digitalizált jel felhasználásával a mért hőmérsékletet digitálisan kijelezhetjük (7 szegmenses LED, vagy alfanumerikus LCD kijelző) Kapacitív érintésérzékelés, és VDAC segítségével beállíthatjuk a kívánt hőmérsékletet 14

PID szabályozó Az egyszerű PID szabályozó frekvenciamenete két töréspontal rendelkezik f 1= 1 R2C 2 2π f 2= 1 R C 2π 1 1 Probléma: kis és nagy frekvenciánál bezajosodik 15

Javítot PID szabályozó A PID szabályozó gyakorlati kivitelénél két további ellenállással korlátozzuk az erősítést a nagyon kis és nagy frekvenciákon. Ezzel két új töréspontot hozunk létre: 16

Kisjelű AC erősítő Forrás: Yury Magda: Cypress PSoC 5LP Prototyping Kit Measurement Electronics hardware and software 17

Szimuláció Az áramkör működését a www.systemvision.com online szimulátorában kipróbálhatjuk Az AC (váltóáramú) jelet az unipoláris táplálás miat csak a nullapont eltolásával tudjuk kezelni A bemenőjel 500 mv-ra ültetet 150 mv amplitúdójú jel, az erősítés 3-szoros 18

WaveDAC konfigurálás Az 1 khz-es színuszjelet egy WaveDAC segítségével állítjuk elő A DAC töltése DMA csatornán történik, 100 khz-es gyakorisággal A színuszjel amplitúdója 150 mv az eltolás 510 mv A szinuszjelet egy 100 mintás hullámtábla tartalmazza A frekvencia mintavételi arány és a mintaszám hányadosa (100 khz/100) 19

Az erősítő konfigurálása Az erősítőt egy invertáló PGA modul felhasználásával alakítjuk ki Az erősítést 3-szorosra állítjuk 20

DVDAC konfigurálása A nullapont eltolást egy 12 bites DVDAC (dithered DAC) segítségével állítjuk be. Az időben változó jel kisimítására egy szűrőkondenzátort kell csatlakoztatni a DVDAC kimenetére 21

main.c A főprogram feladata a perifériák elindítása, a műveletvégzés a továbbiakban DMA csatornán és megszakítási szinten zajlanak A WaveDAC8 elindítása a DMA átvitelt is elindítja A főprogram listája: #include <project.h> int main() { CyGlobalIntEnable; /* Enable global interrupts. */ WaveDAC8_1_Start(); Opamp_1_Start(); DVDAC_1_Start(); PGA_Inv_1_Start(); for(;;) { /* Place your application code here. */ } } 22

Szegény ember oszcilloszkópja Az időben változó analóg jelet oszcilloszkóppal lehet vizsgálni, de az drága műszer, az amatőr műhelyében ritkán található meg. Egy áthidaló megoldást hangfrekvenciás jelek vizsgálatához a Soundcard Oscilloscope alkalmazás, amely a hangkártya bemenetére vezetet jel(ek)et a számítógép képernyőjén jeleníti meg Ügyeljünk arra, hogy a vizsgálni kívánt jel AC csatolású legyen (azaz egy kondenzátorral válasszuk le az egyenfeszültségű komponenst) és túl nagy jelet ne engedjünk a bemenetre Az alábbi ábrán látható az a bekötés, amelyet a projektünkben előállítot jelek vizsgálatához használtunk. Mikrofonbemenet esetén csak egy csatornát tudunk használni 23

A bemenőjel (P1_6 kivezetés) 24

A felerősítet jel (P2_3 kivezetés) 25

CY8CKIT-059 fejlesztői kártya USB csatlakozás a PC-hez USB UART Kivezetések KitProg programozó és hibavadász C8C5868LTI-LP039 PSOC 5LP Target áramkör LED1 (2.1 kivezetés) A tápellátás történhet a programozó felől (5V), Az alkalmazói USB csatlakozóról (5V), vagy a VDD csatlakozáson keresztül (3,3 5 V). SW1 (2.2 kivezetés) Utóbbi esetben a D1 és D2 diódákat el kell távolítani az USB-re csatlakozás előtt! RESET gomb helye CY8C5888LTI-LP097 JTAG csatlakozás USB alkalmazói csatl. 26

A céláramkör kapcsolási rajza 27