Система для зчитування масиву аналогових датчиків та відображення матриці результатів

Система призначена для зчитування масиву аналогових датчиків та відображення матриці результатів у зручному вигляді (на екрані ПК).

Для тестування імітації датчиків використовуються дискові («шестерні») потенціометри, аналогічні тим, які зазвичай використовуються для регулювання гучності. Регулятори мають два крайні положення, для переміщення між якими потрібно зробити хоча б один оберт диска. Весь асортимент поділено на розділи (настроюються програмно). Кожен датчик підключається до аналогового входу контролера. Через обмеження кількості аналогових входів використовують кілька контролерів, підключених паралельно. Передача даних між контролерами (кожен підтримує до 16 сенсорів) за протоколом I2C.

Якщо необхідно розмістити датчики на великій площі, то контролери можна з'єднати між собою за інтерфейсом RS-485 (від кількох сотень метрів до 1,2 км). Основний контролер підключається до ПК через USB (емулює COM-порт).

Для підключення до контролера та графічного відображення даних використовуйте віконну програму, яка в режимі реального часу відображає матрицю з поточними значеннями для всіх датчиків з можливістю запису журналів та налаштування параметрів відображення  

Параметри системи:

• Основний контролер – Arduino MEGA – 5шт.
• Процесор – 16 МГц, ATmega2560
• Пам'ять контролера - 256 КБ + 8 КБ SRAM + 4 КБ EEPROM.
• Аналогових датчиків – 80 (5 груп по 16 датчиків на кожен контролер)
• Діапазон аналогового входу – 0..5 В
• Аналогово-цифровий перетворювач – 10 біт (1024 рівня)
• Максимальний дозвіл АЦП – 0,0049 В
• Максимальна частота АЦП – 10 кГц
• Максимальна відстань між групами датчиків

  • до 20 м (для протоколу I2c між контролерами)
  • до 1200 м (для з'єднання RS-485 між контролерами)

• Живлення — 7–12 В (можливо USB 5 В для тестування).
• Розміри

  • 102x54x50 мм (контролери)
  • 240x170x100 мм (весь комплект з контролерами, тестовими потенціометрами та проводкою)

• Вага

  • 250 г (контролери)
  • 700 г (вся упаковка з контролерами, тестовими потенціометрами та проводами)

Програми для відображення значень датчиків

Десктопний додаток для роботи на гравіювальному верстаті. Розроблений на C++ із використанням .Net framework. Може працювати на будь-якому ПК з операційною системою, яка підтримує .NET Framework (Windows 7,10,11)

[Додаток керування масивом датчиків читання](/src/projects/ReadingSensorsArray/ReadingSensorsArray /ReadingSensorsArray.1.1.exe)

Основні функції програми, що управляє

• Панель підключення пристрою з вибором доступних портів

• Статус з'єднання з пристроєм

• Головне вікно із показаннями датчиків у реальному часі у вигляді матриці (10x8)

• Запустити або зупинити процес реєстрації

• Змінити частоту зчитування показань датчиків для ведення журналу та загальну тривалість журналу

• Відображення списку останніх записаних журналів та кнопки відображення папки, в якій були збережені журнали (за замовчуванням папка «журнал» створюється там, де було запущено керуючу програму)

• Налаштування параметрів відображення

  • Відображає лише рівень або абсолютні значення аналогового датчика.
  • Ручне встановлення значення за промовчанням (якщо будь-який з датчиків не підключений, для нього буде відображатися це значення)
  • Зміна кількості відображуваних рівнів
  • Налаштування мітки для кожного рівня (за замовчуванням використовуються серійні номери, але також можна використовувати літери або символи)
  • Завдання для кожного рівня відповідного діапазону значень датчиків (за замовчуванням весь діапазон ділиться на рівні ділянки за кількістю рівнів)

 

Компоненти

• Контролер Arduino MEGA – 5 шт.
• Потенціметр дисковий - R1001G21B1 - 80шт.
• Модуль RS-485 – MAX485 (5 шт.)

Схема підключення

Можливе підключення за RS-485

 

Дальній розвиток системи

• Підключення різних типів датчиків

• Додавання цифрових датчиків через I2C або RS485.

• Додавання незалежного екрана з інтерфейсом керування для використання системи без підключення до ПК

• Додавання спеціальних аварійних сигналів для датчиків або груп датчиків (зі звуковою або світловою сигналізацією)

• Поліпшення зручності використання програми керування

  • додавання графіків
  • відкриття раніше збережених журналів
  • перемикання та тонке налаштування груп датчиків та окремих датчиків

• Веб-інтерфейс

Фотографії

https://github.com/Brabn/ReadingS2 /9c37173d-ba45-4cd9-968d-364d83d57440