ETC Embedded Technology Club 5. setkání

Podobné dokumenty
ETC Embedded Technology Club 6. setkání

ETC Embedded Technology Club setkání 3, 3B zahájení třetího ročníku

ETC Embedded Technology Club setkání 6, 3B zahájení třetího ročníku

ETC Embedded Technology Club 4. setkání

ETC Embedded Technology Club setkání

ETC Embedded Technology Club 10. setkání

ETC Embedded Technology Club 7. setkání

ETC Embedded Technology Club setkání 4, 3B zahájení třetího ročníku

ETC Embedded Technology Club setkání 5, 3B zahájení třetího ročníku

Programování mikropočítačů platforma Arduino

ETC Embedded Technology Club setkání 1, 3B zahájení třetího ročníku

ETC Embedded Technology Club setkání

11. Odporový snímač teploty, měřicí systém a bezkontaktní teploměr

ETC Embedded Technology Club setkání 4 2B druhý ročník

Kurs praktické elektroniky a kutění

ETC Embedded Technology Club setkání zahájení druhého ročníku

ETC Embedded Technology Club setkání zahájení druhého ročníku

Projekt - Voltmetr. Přednáška 3 - část A3B38MMP, 2015 J. Fischer kat. měření, ČVUT - FEL, Praha. A3B38MMP, 2015, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 1

MĚŘENÍ NA INTEGROVANÉM ČASOVAČI Navrhněte časovač s periodou T = 2 s.

NTIS-VP1/1: Laboratorní napájecí zdroj programovatelný

Číslicové multimetry. základním blokem je stejnosměrný číslicový voltmetr

Napájení mikroprocesorů. ČVUT- FEL, katedra měření, přednášející Jan Fischer. studenty zapsané v předmětu: A4B38NVS

Cvičení 2. Obsah a cíle cvičení. Obsah. A5MPL Programování mikropočítačů Digitální vstupy a výstupy - LED a tlačítka.

5. A/Č převodník s postupnou aproximací

Měření kmitočtu a tvaru signálů pomocí osciloskopu

Návrh konstrukce odchovny 2. dil

Elektronika pro informační technologie (IEL)

Harmonický ustálený stav pokyny k měření Laboratorní cvičení č. 1

Na trh byl uveden v roce 1971 firmou Signetics. Uvádí se, že označení 555 je odvozeno od tří rezistorů s hodnotou 5 kω.

Úloha- Systém sběru dat, A4B38NVS, ČVUT - FEL,

Čísla, reprezentace, zjednodušené výpočty

Přednáška A3B38MMP. Bloky mikropočítače vestavné aplikace, dohlížecí obvody. 2015, kat. měření, ČVUT - FEL, Praha J. Fischer

Přednáška - Čítače. 2013, kat. měření, ČVUT - FEL, Praha J. Fischer. A3B38MMP, 2013, J.Fischer, ČVUT - FEL, kat. měření 1

18A - PRINCIPY ČÍSLICOVÝCH MĚŘICÍCH PŘÍSTROJŮ Voltmetry, A/D převodníky - principy, vlastnosti, Kmitoměry, čítače, fázoměry, Q- metry

Cvičení předmětu A4B38NVS Návrh vestavěných systémů, kat. měření, ČVUT FEL, Praha, 2011

Laboratoře z průmyslové elektroniky a senzorů. Katedra měření, ČVUT FEL, Praha, letní semestr 2017/18

2-LC: Měření elektrických vlastností výkonových spínačů (I)

Binární data. Číslicový systém. Binární data. Klávesnice Snímače polohy, dotykové displeje, myš Digitalizovaná data odvozená z analogového signálu

Externí 12V / 200 ma (adaptér v příslušenství)

Ṁikroprocesory v přístroj. technice. Ohm-metr ... Petr Česák

MĚŘENÍ HRADLA 1. ZADÁNÍ: 2. POPIS MĚŘENÉHO PŘEDMĚTU: 3. TEORETICKÝ ROZBOR. Poslední změna

Multifunkční dataloger s displejem EMD-1500

14. AKCELEROMETR. Úkol měření. Postup měření

VETRONICS 760. Technická specifikace mobilní jednotky

Elektrická měření pro I. ročník (Laboratorní cvičení)

evodníky Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně Ústav elektrotechniky a měření Přednáška č. 14 Milan Adámek adamek@fai.utb.cz U5 A

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol CZ.1.07/1.5.00/

Střední průmyslová škola elektrotechnická a informačních technologií Brno

Řádkové snímače CCD. zapsané v předmětu: Videometrie a bezdotykové měření, ČVUT- FEL, katedra měření, přednášející Jan Fischer


DIGITÁLNÍ MULTIMETR AX-585

Střední průmyslová škola elektrotechnická a informačních technologií Brno

Čísla, reprezentace, zjednodušené výpočty

Úloha Ohmetr zadání úlohy


Manuální, technická a elektrozručnost

MĚŘENÍ NAPĚTÍ A PROUDŮ VE STEJNOSMĚRNÝCH OBVODECH.

FILIP SCHWANK. Katedra měření, listopad 2017

Pracovní list - Laboratorní práce č. 7 Jméno: Třída: Skupina:

Návod k obsluze výukové desky CPLD

Příloha A návod pro cvičení 1. SESTAVENÍ MODELU V PROSTŘEDÍ MATLAB SIMULINK Zapojení motoru

Digitální panelové přístroje typové řady N24, N25 rozměr 96 x 48 x 64 mm

ČVUT FEL. Obrázek 1 schéma zapojení měřícího přípravku. Obrázek 2 realizace přípravku

Pracoviště 1. Vliv vnitřního odporu voltmetru na výstupní napětí můstku. Přístroje: Úkol měření: Schéma zapojení:

Obrázek 1 schéma zapojení měřícího přípravku. Obrázek 2 realizace přípravku

- + C 2 A B V 1 V 2 - U cc

Unipolární tranzistor aplikace

11. Logické analyzátory. 12. Metodika měření s logickým analyzátorem

Úloha 5 Řízení teplovzdušného modelu TVM pomocí PC a mikropočítačové jednotky CTRL

Střední průmyslová škola elektrotechnická a informačních technologií Brno

KATEDRA ELEKTRICKÝCH MĚŘENÍ

Impulsní regulátor ze změnou střídy ( 100 W, 0,6 99,2 % )

Úloha 1 Multimetr. 9. Snižte napájecí napětí na 0V (otočením ovládacího knoflíku výstupního napětí zcela doleva).

Laboratorní cvičení z předmětu Elektrická měření 2. ročník KMT

Analogové měřicí přístroje

b) Vypočtěte frekvenci f pro všechny měřené signály použitím vztahu

Návod k použití výkonového modulu KP10M

Návrh a analýza jednostupňového zesilovače

EduKit84. Výuková deska s programátorem pro mikrokontroléry PIC16F84A firmy Microchip. Uživatelská příručka

Číslicový Voltmetr s ICL7107

Napájení mikroprocesorů

1.1 Pokyny pro měření

MĚŘENÍ Laboratorní cvičení z měření. Měření parametrů logického obvodu, část 3-6-5

Kompenzovaný vstupní dělič Analogový nízkofrekvenční milivoltmetr

1. GPIB komunikace s přístroji M1T330, M1T380 a BM595

Manuál sady přípravků do cvičení PMN (Pokročilé metody návrhu)

T-DIDACTIC. Motorová skupina Funkční generátor Modul Simatic S7-200 Modul Simatic S7-300 Třífázová soustava

PROCESNÍ KALIBRÁTOR M505 (D)

1.3 Bipolární tranzistor

I/O modul VersaPoint. Analogový výstupní modul, 16 bitový, napětí, 1 kanál IC220ALG321. Specifikace modulu. Spotřeba. Vlastnosti. Údaje pro objednávku

DESKA ANALOGOVÝCH VSTUPŮ ±24mA DC, 16 bitů

Mikrokontroléry. Doplňující text pro POS K. D. 2001

Tester akčních členů M-PWM2-A (sw v1.4) - PWM generátor - (technická specifikace)

FVZ K13138-TACR-V004-G-TRIGGER_BOX

1. Navrhněte RC oscilátor s Wienovým článkem, operačním zesilovačem a žárovkovou stabilizací amplitudy, podle doporučeného zapojení, je-li dáno:

Převodník Ethernet ARINC 429

I/O řídící/měřící deska pro PC VELLEMAN K8055N

M8 Tester elektronických součástek (ver )

I/O modul VersaPoint. Analogový výstupní modul, 16 bitový, napětí/proud, 1 kanál IC220ALG320. Specifikace modulu. Spotřeba. Údaje pro objednávku

A/D a D/A PŘEVODNÍK 0(4) až 24 ma DC, 16 bitů

Transkript:

ETC Embedded Technology Club 5. setkání 10.1. 2017 Katedra telekomunikací, Katedra měření, ČVUT- FEL, Praha doc. Ing. Jan Fischer, CSc. ETC club - 5, 10.1.2017, ČVUT- FEL, Praha 1

Plán klubu 13.12.2016 Přednáška: Uspořádání kitu, napájení kitu a regulátor napětí, výklad ke způsobu sestavení kitu F0-Lab, využití nepájivého kontaktního pole, způsob nahrání programu Laboratoř: ozdělení materiálu, sestavování kitu 20.12.2016 Přednáška: On line IDE embed a jeho využití pro programování kitu F0-Lab Laboratoř: sestavování kitu, (Pozn.: někteří již 20.12 sestavili kit, proto je na 3.1. zařazen výklad) 3.1.2017 Laboratoř: Sestavování kitu, oživování, nahrání firmware 10.1.2017 Přednáška: Použití F0-Lab pro měření napětí a odporů, záznam proměnného děje Laboratoř: Experimety, měření odporu pomocí F0-Lab, řízení jasu LED pomocí PWM, záznam proměnného napětí Pozn.: Případný posun náplně dopředu v případě rychlejšího postupu při sestavování kitu ETC club - 5, 10.1.2017, ČVUT- FEL, Praha 2

Náplň Výklad: Opakování minulého výkladu pro dnešní experimenty: ezistory, barevné značení rezistorů, Způsob měření odporu pomocí F0-Lab, zapojení obvodu pro mě Záznam proměnného děje Ovládání LED pomocí PWM, řízení jasu LED Vysvětlení přístroje Osciloskop Logic analyser s dlouhým záznamem Činnost: Dokončit sestavení F0 Lab na kontaktním poli a oživit, ověřit funkci voltmetr, osciloskop, PWM generátor Ověřit ovládání LED pomocí PWM rychlost blikání, řízení jasu LED Změřit odpor pomocí F0 Lab ETC club - 5, 10.1.2017, ČVUT- FEL, Praha 3

Materiál Materiál LED, rezistor 470 Ohmů, rezistory 10 k, měřené rezistory (22 k, 68 k, 1 M) odporový trimr ETC club - 5, 10.1.2017, ČVUT- FEL, Praha 4

Barevný kód značení odporu rezistorů (opakování) Barevné značení velikosti odporu standardních rezistorů s drátovými vývody 430 kohmů =43 x 10 4 označení 434 Tolerance výroby, značena na konci samostat. proužkem Pokud jsou smíchané rezistory o různých hodnotách odporu nespoléhat na čtení, ale raději zkontrolovat Ohmetrem, Dle: http://www.soucastky.chytrak.cz/odpory/%20-%20uhlikove.html ETC club - 5, 10.1.2017, ČVUT- FEL, Praha 5

Měření proudu při našich experimentech (opakování) Změří se napětí na známém snímacím rezistoru S v obvodu I = U / S, resp. I = U x (1/ S ), 1/ S - konstanta K I a jen násobení konstantou podobně budeme určovat proud i my při experimentech Odpor snímacího rezistoru 470 Ohmů 1/470 = 0,0021276 zaokrouhleně K I = 2. 10-3 = 0,002. Tedy napětí 1 V na odporu 470 Ohmů představuje proud rezistorem I = 2,13 x 10-3 A, zhruba = 2 ma, Použitím konstanty K I = 2. 10-3 = 0,002 jsme se dopustili odchylky relativní chyby měření, (0,002-0,0021276) / 0,0021276 = 0,0599 = 6 %, pro hrubé určení velikosti proudu diodou LED to bude postačovat. Problém volby velikosti snímacího odporu S při experimentech?? Zařazení rezistoru S do obvodu ovlivní obvod. V experimentech napájení + 3,3 V, někdy + 5 V. Snaha volit S co nejmenší ale pak je malé změřené napětí U P. Náš voltmetr rozlišení na cca 1 mv, I p S U p V ETC club - 5, 10.1.2017, ČVUT- FEL, Praha 6

Odporový napěťový dělič (opakování) Napěťový dělič se využívá pro snížení vyššího napětí U 1 na nižší napětí U 2 ( např. v multimetru) Sériově zapojené rezistory 1 a 2 Protéká jimi proud U 1 1 U 1 Napětí se na (nezatíženém) odporovém napěťovém děliči rozdělí v poměru velikosti odporů) Velikost výstupního napětí děliče U 2 I nd U1 1 2 I nd U 1 1 U U 2 2 2 U 1 2 1 2 U 2 2 U 2 ETC club - 5, 10.1.2017, ČVUT- FEL, Praha 7

Odporový napěťový dělič a poměrové měření odporu (opak.) N známý odpor, X - neznámý odpor oběma rezistory protéká stejný proud I I U N N U X X U 1 N U N X U X U 2 V A V B X N U U X N N U2 U U 1 2 X N U2 U U 1 2 pokud U 2 = U 1 / 2, pak X = N Pozn.:Tento způsob poměrového měření odporu - je využit při měření odporu pomocí F0 Lab ETC club - 5, 10.1.2017, ČVUT- FEL, Praha 8

Měření odporu pomocí F0- Lab (opakování) Hrubé měření odporu pro kontrolu, zda jsem správně přečetli barevný kód N známý odpor, např. 10 k F0-Lab určuje přímo rozdíl napětí N U N U 1 X U X U 2 V A V B X N U2 U U 1 2 N U UA U B A pokud U 2 = U 1 / 2, pak X = N Pozn.:Tento způsob poměrového měření odporu - je využit při měření odporu pomocí F0 Lab ETC club - 5, 10.1.2017, ČVUT- FEL, Praha 9

Experiment s LED a PWM Na výstup PWM, pin č.14 procesoru připojte LED s rezistorem 470 Ohmů (původně byl připojen na pin č. 10. Pozor na polaritu katoda LED na ZEM. Aktivovat PWM tlač. STAT. 1) Pozorujte chování LED při PWM s nastavenou frekvencí 1 Hz a střídou 50 procent a pak měňte střídu (0 až 100 procent). 2) Pozorujte chování LED při PWM s nastavenou střídou 50 procent a měňte frekvenci. Při jaké frekvenci již přestáváte pozorovat blikání a při jaké frekvenci se LED jeví, jako by neblikala? 3) Pozorujte chování LED při PWM s nastavenou frekvencí 100 Hz a měňte střídu (0 až 100 procent). Jak se jeví svit LED při změně střídy? Poznámka - toto je princip řízení intenzity podsvícení přístrojů v automobilu, i princip řízení jasu displeje v telefonu, tabletu, Podobně se používá řízení jasu LED na různých panelech. ETC club - 5, 10.1.2017, ČVUT- FEL, Praha 10

Úkol, experiment (opakování) Změřte velikosti odporu předložených rezistorů (s barevným kódem) pomocí F0 Lab a referenčního odporu 10 k a porovnejte výsledek s rozpoznaným barevným kódem na rezistoru. Zapište si výsledky a posuďte použitelnost mertody Pro měření odporu mezi vstup (voltmetru) F0-lab (např. pin č. 11) a zem (GND pin č. 14) zapojte keramický kondenzátor o kapacitě cca 100 nf (22 nf a větší). Nyní zjednodušené vysvětlení (detaily až později v kursu) : Při převodu se interní vzorkovací kapacitor (,který je po procesu předchozího převodu AD nabit na jisté napětí (zde u STM32F042 cca na polovinu napájecího napětí) připojuje na vstup a musí se nabít na měřené napětí. Pokud se měří velké odpory, tento vzorkovací kapacitor se nabíjí pomalu a v procesu vzorkování neproběhne plné nabití na měřené napětí, čímž dochází k chybě). Použitím keramického blokovacího kondenzátoru 100 nf (který zde slouží jako lokální zdroj měřeného napětí ) připojeného přímo na vstup ADC (mezi pin GND č. bez omezení odporem vnějšího obvodu. Pozn. Toto je již problematika na vyšší úrovni, se kterou se ani drtivá většina studentů ve výuce na FEL nesetká. ETC club - 5, 10.1.2017, ČVUT- FEL, Praha 11

Ověření působení odporu vnějšího obvodu na vstupu ADC Experiment: (pro zájemce). Zapojte odporový dělič rezistory 1 M a na 2 M (složené ze dvou 1 M rezistorů) na vstupu. Proveďte měření napětí (s průměrováním ze 100 až 200 odměrů) s blokovacím kondenzátorem 100 nf na vstupu ADC a bez blokovacího kondenzátoru). Stejné měření ověřte v režimu osciloskop (režim auto) s použitím různé vzorkovací frekvence a opět porovnejte výsledky měření s kondenzátorem a bez něj. ETC club - 5, 10.1.2017, ČVUT- FEL, Praha 12

Opakování Piny využité ve funkci voltmetr, osciloskop Pro oživení- v STM32F042 nahraný testovací program blikání na PA4: Aplikační program firmware PC aplikace společná Voltmetr + osciloskop PWM out pin 14 generátor PWM pro funkci voltmetr i osciloskop CH1 pin 11 pro funkci voltmetr i osciloskop CH2 pin 12 pro funkci voltmetr i osciloskop CH1 pin 13 pro funkci voltmetr i osciloskop ETC club - 5, 10.1.2017, ČVUT- FEL, Praha 13

Pulsní šířková modulace Pulsní šířková modulace pulse width modulation = PWM) Impulsní signál, obdélníkového průběhu, pouze dvě napěťové úrovně, obvykle 0 a U m Logický (číslicový) výstup z mikrořadiče dva stavy logický signál log 0 (nízká napěť. úroveň, též Low nebo L (u mikrořadičů je obvykle pro L napětí nulové U OUT_L = 0 V logický signál log 1 (vysoká napěť. úroveň, též High nebo L ) (u mikrořad. je pro H napětí dané napájecím. nap. U CC ) U OUT_H = 0 V U m T per t ETC club - 5, 10.1.2017, ČVUT- FEL, Praha 14

Parametry signálu PWM PWM parametry střída a perioda (frekvence) (pulse width modulation = PWM) střída různé způsoby vyjádření poměru k s = T+/ T per, 0,5 nebo pro názornost 50 % ( délka impulsu T+ vůči periodě) PWM - změna střídy změna šíře impulsu T+ width při stálé periodě T per U H T + T - t T per střední hodnota signálu PWM změřená (pomalým stejnosměrným) voltmetrem) U střed = k s x U m PWM. řízení jasu LED, proměnné podsvícení LCD v telefonu, Experimenty: PWM použít pro blikání LED, pozorovat LED pro různé frekvence a pro různou střídu dle úkolu z minulého klubu. ETC club - 5, 10.1.2017, ČVUT- FEL, Praha 15

Osciloskop a logický analyzátor s dlouhým záznamem Osciloskop a logický analyzátor (Oscilloscope and Logic Analyzer OLA) podporuje funkci dlouhého záznamu. Osciloskop OLA vznikl v laboratoři videometrie katedry měření, ČVUT FEL. Jeho autorem je Bc. Martin Hubík. OLA používá zcela odlišný způsob záznamu oproti kombinované přístrojové funkci PWO (PWM generátor, Voltmer, Osciloskop) prezentované na ETC 3. Napětí se digitalizuje pomocí ADC a průběžně se posílá prostřednictvím rozhraní USB do PC, které realizuje funkci hledání spouštěcí události (trigger) a záznam. OLA poskytuje délku záznamu 32 k vzorů v jednokanálovém režimu, 2x 16k vzorků ve dvoukanálovém režimu. Vzorky z ADC jsou přenášeny s rozlišením 8 bitů. OLA je možno přepnout též do funkce logického analyzátoru, kde spouštění je odvozeno od kanálu D0 na pinu č.7. OLA poskytuje funkci PWM na pinu č. 6. Časování PWM i vzorkování je odvozeno od vnitřního V generátoru, takže může mít odchylky frekvence PWM a vzorkovací rychlosti až do cca 0,5 1 %. ETC club - 5, 10.1.2017, ČVUT- FEL, Praha 16

OLA rychlost záznamu Nejvyšší standardní vzorkovací frekvence je 522 ks/s Nejvyšší dosažitelná vzorkovací frekvenceje až 702 ks/s, její dosažení však závisí na rychlosti a stavu PC, což následně ovlivňuje rychlost komunikace po USB. Pokud PC nestíhá odebírat některé vzorky, pak tyto vzorky v záznamu chybí a dochází k jistému zkreslení ( zkrácení signálu ). Délku záznamu je možno prodlužovat pomocí volby signal length, čímž se snižuje efektivní vzorkovací frekvence tak, že se do vybírá jen každý n-tý vzorek decimace. (eálná vzorkovací frekvence ADC zůstává dle nastavení sampling rate a nemění se.) ETC club - 5, 10.1.2017, ČVUT- FEL, Praha 17

Obrazovka osciloskopu OLA ETC club - 5, 10.1.2017, ČVUT- FEL, Praha 18

Využití pinů STM32F042 v osciloskopu OLA ETC club - 5, 10.1.2017, ČVUT- FEL, Praha 19

Instalace OLA SW osciloskopu OLA vyžaduje oper. systém Windows s nainstalovaným.net 4.0 a vyšším. Současně musí být nainstalován ovládač USB VCP -virtual com port driver. Ovládací SW pro OLA se na PC neinstaluje, ale pouze se spustí. ETC club - 5, 10.1.2017, ČVUT- FEL, Praha 20