Patrick Göll: Hur man förvandlar en persondator till ett mätsystem. Göll P
Läs också
Den moderna datorn är svårast elektronisk anordning. Genom att kombinera den tekniska komplexiteten hos de individuella komponenterna och den strukturella enkelheten i deras kombination och expansion, har användaren aldrig varit mer fri att ansluta olika kringutrustning till den, vilket utökar dess kapacitet utan slut. En av dessa möjligheter är att använda en dator som ett mätkomplex. Det räcker faktiskt att överföra någon signal eller ett uppmätt värde till den, eftersom möjligheter öppnar sig för dem. digital bearbetning, samt visning i en godtycklig, användarvänlig form. Om allt om denna bok av Patrick Göll "Hur man vänder sig Personlig dator» till mätkomplexet.
Boken börjar med en kort introduktion som introducerar läsaren till grunderna för att bygga mätsystem. Författaren uppmärksammar huvudstadierna av mätningar, delar med sig av grunderna för analog-till-digital signalbehandling. Ämnet ADC behandlas i detalj i motsvarande kapitel. Vad är en ADC, hur fungerar en ADC, vad är grunden för principen att omvandla ett analogt värde till en digital form, med vars hjälp detta kan göras, beskrivs i denna bok.
Uppgiften att mäta olika mängder är mycket vanligt i produktionen. Vilka standarder och standardlösningar som finns för att lösa detta problem i professionell produktion beskrivs i bokens tredje kapitel. Författaren uppehåller sig vid industriell utveckling som ägnas åt detta ämne. Avslöjar de typiska egenskaperna hos sådana enheter.
I bokens fjärde kapitel vi pratar O hemgjorda enheter för digitalisering av analoga värden. System och tryckta kretskort liknande enheter. Det berättas om driftprinciperna, så att läsaren i framtiden kan skapa en liknande enhet av sin egen design.
Naturligtvis kan en datormätkomplex inte fungera utan speciell programvara. Den senare bör kunna läsa signalen, utvärdera dess absoluta värde, presentera det erhållna värdet på datorskärmen i en bekväm form. Hur sådana applikationer utvecklas beskrivs i bokens femte kapitel.
En viktig roll för mätningarnas tillförlitlighet spelas av sensorer, eller primära omvandlare som är anslutna till en dator. En översikt över sådana sensorer ges i det sjätte kapitlet.
Introduktion
1. Konceptet att bygga ett virtuellt mätkomplex
2. Analog till digital signalkonvertering
3. Industriprodukter
4. Montering av mätgränssnittet
5. Programvara för det virtuella mätkomplexet
6. Sensorer och tillbehör
7. Ansökningar
Göll Patrick
"Hur man förvandlar en persondator till ett mätkomplex"
Din PC: testare, oscilloskop, datalogger...
Introduktion
Vilken IBM-kompatibel persondator (PC) som helst, även några år som ligger bak i ett skåp som onödig, kan förvandlas till ett kraftfullt mätkomplex om den är utrustad med en eller flera analoga ingångar. Dess tangentbord och skärm är mycket kraftfullare än en multimeter eller oscilloskop, och dess diskenhet och skrivare är utmärkta för att fånga en lång process. Dessutom gör datorkraften hos en PC att du kan utsätta informationsdata som samlats in med dess hjälp för vilken som helst, till och med mycket komplex bearbetning. Fram till för några år sedan krävde att förvandla en PC till ett virtuellt mätinstrument att man installerade ett eller flera komplexa och dyra kort i datorn.
Detta tillvägagångssätt används fortfarande i industri- och vetenskapliga laboratorier, men idag kan du också uppnå anständiga resultat helt enkelt genom att ansluta små analog-till-digital-omvandlare till vanliga seriella eller parallella portar. Det finns färdiga produkter på marknaden som erbjuds till ett överkomligt pris, men sådana enheter kan monteras oberoende, styrda av diagrammen och rekommendationerna i den här boken.
Tack vare biblioteket med drivrutiner som är designade för de beskrivna enheterna kommer den här boken och filerna på www.dmk.ru-servern att göra det möjligt för läsaren att snabbt hoppa till praktiskt arbete, oavsett hans kunskapsnivå inom elektronikområdet.
För alla problem som diskuteras här finns program redo att användas, och du kan anpassa dem för att möta andra behov med bara några få ändringar i BASIC-språket. Det som är mycket viktigt är att det virtuella mätkomplexet är omprogrammerbart.
Idag är det vanligt att kalla "virtuella" alla åtminstone till viss del icke-standardiserade applikationer för persondatorer. Många användbara saker kan enkelt simuleras på en bra färgskärm med hög upplösning, och resultatet kommer ofta att se "bättre ut än vad det verkligen är."
Så, på den virtuella skärmen mätinstrument säkert kommer en komplex, rik bild att presenteras, där det finns knappar och olika indikatorer och skalor och till och med oscilloskopskärmar. Funktioner i grafiska gränssnitt Windows typ tillhandahålla ett mycket bredare utbud av applikationer än ett konventionellt mätinstrument kan ha - för att inte tala om den potentiella användningen av skrivare, diskenheter och ett modem anslutet till Internet.
Egentligen är ett virtuellt instrument mer eller mindre komplex programvara installerad på en persondator, och någon form av gränssnittsenhet som gör att PC:n kan komma åt de fysiska kvantiteter och processer som den kommer att behöva bearbeta. I regel fungerar en analog-till-digital-omvandlare med en eller flera ingångar, eventuellt utrustad med eng, som ett sådant gränssnitt.
I princip kan ett virtuellt instrument förväntas ge sin ägare mycket mer breda möjligheter, och priset kommer att vara jämförbart med en klassisk mätanordning med samma nivå av tekniska egenskaper.
Detta tillvägagångssätt gör att vi kan begränsa oss till minimala kostnader om kraven på mätkomplexet inte är särskilt stränga. En sådan lösning är idealisk för behoven hos radioamatörer, lärare och till och med vissa forskningslaboratorier som hanterar relativt långsamma fysiska processer. Dessutom gör detta det möjligt att återgå till aktivt och användbart arbete den äldsta av de IBM-kompatibla datorerna, som, det verkar, är dömda att tyst samla damm i djupet av skåp och skafferier tack vare den häpnadsväckande utvecklingen av datorteknik (och PC-tillverkarnas och programvarans policy).
Göll Patrick
"Hur man förvandlar en persondator till ett mätkomplex"
Din PC: testare, oscilloskop, datalogger...
Introduktion
Vilken IBM-kompatibel persondator (PC) som helst, även några år som ligger bak i ett skåp som onödig, kan förvandlas till ett kraftfullt mätkomplex om den är utrustad med en eller flera analoga ingångar. Dess tangentbord och skärm är mycket kraftfullare än en multimeter eller oscilloskop, och dess diskenhet och skrivare är utmärkta för att fånga en lång process. Dessutom gör datorkraften hos en PC att du kan utsätta informationsdata som samlats in med dess hjälp för vilken som helst, till och med mycket komplex bearbetning. Fram till för några år sedan krävde att förvandla en PC till ett virtuellt mätinstrument att man installerade ett eller flera komplexa och dyra kort i datorn.
Detta tillvägagångssätt används fortfarande i industri- och vetenskapliga laboratorier, men idag kan du också uppnå anständiga resultat helt enkelt genom att ansluta små analog-till-digital-omvandlare till vanliga seriella eller parallella portar. Det finns färdiga produkter på marknaden som erbjuds till ett överkomligt pris, men sådana enheter kan monteras oberoende, styrda av diagrammen och rekommendationerna i den här boken.
Tack vare biblioteket med drivrutiner som är designade för de beskrivna enheterna kommer den här boken och filerna på servern www.dmk.ru att göra det möjligt för läsaren att snabbt gå vidare till praktiskt arbete, oavsett kunskapsnivå inom elektronikområdet .
För alla problem som diskuteras här finns program redo att användas, och du kan anpassa dem för att möta andra behov med bara några få ändringar i BASIC-språket. Det som är mycket viktigt är att det virtuella mätkomplexet är omprogrammerbart.
Idag är det vanligt att kalla "virtuella" alla åtminstone till viss del icke-standardiserade applikationer för persondatorer. Många användbara saker kan helt enkelt simuleras på en bra högupplöst färgskärm, och resultatet kommer ofta att se "bättre ut än vad det verkligen är".
Så på skärmen på en virtuell mätenhet kommer troligen en komplex, rik bild att presenteras, där det finns knappar och olika indikatorer, och skalor och till och med oscilloskopskärmar. Möjligheterna hos grafiska gränssnitt av Windows-typ ger ett mycket bredare utbud av applikationer än vad ett konventionellt mätinstrument kan ha - för att inte tala om den potentiella användningen av skrivare, diskenheter och ett internetuppkopplat modem.
Egentligen är ett virtuellt instrument mer eller mindre komplex programvara installerad på en persondator, och någon form av gränssnittsenhet som gör att PC:n kan komma åt de fysiska kvantiteter och processer som den kommer att behöva bearbeta. I regel fungerar en analog-till-digital-omvandlare med en eller flera ingångar, eventuellt utrustad med eng, som ett sådant gränssnitt.
I princip kan man räkna med att det virtuella instrumentet kommer att ge sin ägare mycket fler möjligheter, och samtidigt kommer det att vara jämförbart i pris med ett klassiskt mätinstrument med samma nivå av tekniska egenskaper.
Detta tillvägagångssätt gör att vi kan begränsa oss till minimala kostnader om kraven på mätkomplexet inte är särskilt stränga. En sådan lösning är idealisk för behoven hos radioamatörer, lärare och till och med vissa forskningslaboratorier som hanterar relativt långsamma fysiska processer. Dessutom gör detta det möjligt att återgå till aktivt och användbart arbete den äldsta av de IBM-kompatibla datorerna, som, det verkar, är dömda att tyst samla damm i djupet av skåp och skafferier tack vare den häpnadsväckande utvecklingen av datorteknik (och PC-tillverkarnas och programvarans policy).
1. KONCEPTET ATT BYGGA ETT VIRTUELLT MÄTKOMPLEX
Konceptet att bygga ett virtuellt mätkomplex baserat på en persondator ges nedan, och de uppgifter som lösts med hjälp av komponenterna i detta komplex beaktas.
DATORNS ROLL
En dator (oftast IBM-kompatibel, stationär eller bärbar) som den centrala delen av alla virtuella mätsystem utför först och främst funktionerna i gränssnittet "mänskliga - mätobjekt". Skärmen på vilken bildskärm som helst ger mycket fler alternativ för indikering än skärmen på ett oscilloskop (även om det är ett minne), och naturligtvis är en monitorskärm mycket större än en multimeterskärm. Tangentbordet och speciellt musen är mycket bekvämare att arbeta med än knappar, och skrivaren – även den enklaste – ger ovärderliga möjligheter att skriva ut resultat på papper. Dessutom har vilken dator som helst, även om den är väldigt "urgammal", en stor datorkraft som kan användas för att tillämpa olika typer av bearbetning av mätresultat: normalisering (skalreduktion), linjärisering, timing, medelvärdesberäkning, statistik, etc. e. Slutligen kommer en diskenhet att vara mycket bekväm för att ackumulera stora mängder data för efterföljande bearbetning, arkivering eller överföring över kommunikationslinjer med hjälp av ett modem.
GRÄNSSNITTSENHETERS ROLL
Mätning av fysiska parametrar som spänning, ström, temperatur eller tryck kräver en noggrann utvärdering av analoga värden. Datorn, å andra sidan, arbetar uteslutande med diskreta kvantiteter. Av detta är det tydligt att processen att förvandla en PC till en virtuell mätenhet innebär att man ansluter en analog-till-digital-omvandlare (ADC). ADC:n kan kommunicera med en dator antingen via seriella eller parallella portar, eller direkt via bussar om analog-till-digital-omvandlaren är gjord i form av ett expansionskort eller ett PCMCIA-kort.
Det första alternativet garanterar maximal enkelhet och låg kostnad, och när du använder det andra kan du få utmärkt prestanda, men bara på bekostnad av komplexitet och högt pris. Gränssnittsenheten kan också utföra andra nödvändiga funktioner, till exempel galvanisk isolering av signalkällor från PC-kretsar, matchning av signaler som genereras av vissa typer av sensorer genom impedans, spänning, polaritet, etc., samt byte av flera ingångskanaler.
PROGRAMVARANS ROLL
Användningsområdet för ett virtuellt instrument bestäms nästan helt av programvarans egenskaper, medan egenskaperna hos gränssnittsenheter i de flesta fall är ganska tydliga för användaren.
Industriprodukter av detta slag används nästan alltid när man arbetar med ett mer eller mindre utvecklat grafiskt gränssnitt (förresten, inte alltid under Windows), som låter dig välja ett eller annat läge med tangentbordet eller musen genom olika menyer (Fig. 1.1).
Fig 1.1. Exempel på OSD-menyer för det virtuella mätinstrumentet
Som kommer att visas senare är det mycket bekvämt att skapa små program speciellt utformade för att utföra en viss praktisk uppgift. Ofta är de skrivna i en sådan populär och enkelt språk som BASIC. En liten strukturering av dessa program kommer att tillåta användningen av både industriella gränssnittsenheter och enheter som är självmonterade från individuella element genom att helt enkelt installera om lämplig drivrutin. Nedan kommer en jämförelse av båda alternativen att göras, så att läsarna kan välja den lösning som bäst passar deras personliga behov, tekniska och ekonomiska möjligheter och, slutligen, talanger inom programmeringsområdet.
Förutom att köra datainsamlingsprogram kommer VIU-användaren ofta att kunna exportera mätresultat till mer avancerade applikationer såsom kalkylblad eller diagramprogram. Dessa kontorsapplikationer gör de mest abstrakta posterna eller datamängderna begripliga, och lyfter fram till synes omärkliga trender eller sammankopplingar i dem. Och naturligtvis kan digitala datafiler som erhålls vid registrering av de uppmätta fysiska parametrarna överföras över kommunikationslinjer med hjälp av ett modem, i synnerhet via e-post och via Internet.
PRECISION OCH HASTIGHET
När man jämför mellan verkliga och virtuella enheter, utöver de möjligheter och driftsätt som tillhandahålls, måste man också ta hänsyn till deras huvudsakliga egenskaper, nämligen noggrannhet och hastighet.