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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Zwei Versionen des LCD-Strahlungsstatistikmessgeräts Nokia 5110. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Messtechnik Unter der Vielzahl von Instrumenten zur Messung der Strahlungswerte ist es schwierig, eines zu finden, das nicht nur den aktuellen Wert, sondern auch die Dynamik seiner Veränderung im Laufe einer Stunde, eines Tages oder eines Monats anzeigt. Diese Informationen könnten bei der Beurteilung der tatsächlichen Strahlengefahr hilfreich sein. Die vorgeschlagenen Geräte schließen diese Lücke teilweise. Während ihrer Entwicklung und Implementierung musste der Autor das Problem lösen, das Zusammenspiel des als Mittel zur Anzeige von Messergebnissen ausgewählten LCD-Indikators vom Mobiltelefon Nokia 5110 mit einem Mikrocontroller der PIC-Familie und nicht nur mit Arduino-Modulen zu organisieren. für die es im Internet entsprechende Bibliotheken gibt [1]. Es wurden zwei Geräte erstellt, die auf dem Foto in Abb. zu sehen sind. 1. Das links im Bild befindliche Gerät arbeitet mit einem zuvor vom Autor [2] entwickelten Strahlungsmesser-Indikator zusammen, der im Hintergrund sichtbar ist. Das zweite Gerät kann unabhängig betrieben werden, da es einen Miniatur-Geiger-Müller-Zähler SBM-21 [3] und alle für den Betrieb dieses Zählers erforderlichen Elemente enthält.
Das statistische Indikator-Add-on basiert auf dem Mikrocontroller PIC12F683-I/P [4], der alle notwendigen Berechnungen durchführt und das LCD vom Nokia 5110-Telefon aus steuert. Das Gerät führt eine statistische Verarbeitung der empfangenen Geiger-Müller-Zählerimpulse durch den Indikatorzähler über ein festes Zeitintervall. Die Dauer dieses Intervalls kann einfach geändert werden, indem der gewünschte Wert in die entsprechende EEPROM-Zelle des Set-Top-Box-Mikrocontrollers geschrieben wird. Damit die Set-Top-Box mit der Zähleranzeige [2] zusammenarbeitet, müssen die Codes aus der dem Artikel beigefügten Datei Ind_Stat_ UNIVERSAL_SBM1.HEX in den Speicher des DD20-Mikrocontrollers geladen werden. Um sie herunterzuladen, habe ich einen selbstgebauten Programmierer [5] verwendet, auf dem das Programm WinPic800 v3.60 ausgeführt wurde. Jeder andere, der mit dem Mikrocontroller PIC12F683 arbeiten kann, reicht aus. Das Programm belegt fast den gesamten FLASH-Speicher dieses Mikrocontrollers. Zusammen mit einem Strahlungsmessgerät [2] ermittelt das Gerät statistische Indikatoren für die Höhe der radioaktiven Strahlung für eine Stichprobe von 50 Messungen (maximal) und zeigt sie auf dem LCD in drei Modi an: 1. Erstellen eines Histogramms der Ergebnisse der letzten fünfzig Messungen mit einer Dauer von 34 Sekunden. Es ist die Anzahl der während dieser Zeit im Gerät [2] des Geiger-Müller-Zählers SBM-20 berechneten Impulse, die der Strahlungsintensität in Mikroröntgen pro Stunde entspricht. Der LCD-Bildschirm des Statistikindikators sieht in diesem Modus wie in Abb. 2. Außerdem werden Bereiche zur Anzeige verschiedener Parameter auf dem Bildschirm angezeigt.
2. Erstellung eines Histogramms der letzten fünfzig Werte der durchschnittlichen stündlichen Strahlungsintensität (Abb. 3). Bei ihrer Berechnung wird nur einer von 106 Impulsen des Geiger-Müller-Zählers berücksichtigt. Genau so viele 34-Sekunden-Intervalle passen in eine Stunde.
3. Erstellung eines Histogramms der letzten fünfzig Werte der durchschnittlichen täglichen Strahlungsintensität (Abb. 4). Das Programm berechnet jeden davon als Durchschnittswert von 24 Stundenmessungen.
Unabhängig vom eingestellten Modus berechnet das Gerät folgende Informationen und zeigt sie auf dem LCD-Bildschirm an: - Minimal-, Maximal- und Durchschnittswerte der Ergebnisse abgeschlossener und auf dem Bildschirm angezeigter Messungen. Das Programm berechnet den Durchschnittswert, indem es die Ergebnisse dieser Messungen summiert (Werte über 99 Einheiten werden ignoriert) und die Summe durch ihre Zahl dividiert und den Quotienten auf eine ganze Zahl rundet; - Histogramm der Messergebnisse. Mit zunehmender Anzahl werden rechts neue Histogrammelemente hinzugefügt. Sobald die maximale Anzahl an Messungen (50) erreicht ist, verschiebt das Programm vor dem Hinzufügen jedes neuen Ergebnisses das gesamte Histogramm um eine Position nach links und löscht dabei das allererste angezeigte Ergebnis. Der im Histogramm angezeigte Maximalwert beträgt 40 µR/h. Bei Überschreitung akkumuliert das Programm das Ergebnis weiter bis zu 99 μR/h, das Bild auf dem Indikator wird jedoch negativ. Dadurch ist es nicht erforderlich, die Messwerte des Geräts ständig zu überwachen, um Überschreitungen des Schwellenwerts zu erfassen. Um zur positiven Anzeige zurückzukehren, klicken Sie auf die Schaltfläche im Statistikindikator; - den aktuellen Ladezustand des im Gerät eingebauten Akkus. In den Modi 2 und 3 speichert das Programm alle auf dem Bildschirm angezeigten Ergebnisse der stündlichen und täglichen Messungen im EEPROM des Mikrocontrollers und stellt anhand dieser Informationen das auf dem Bildschirm angezeigte Bild wieder her, bevor es bei der Rückkehr zu einem dieser Modi verlässt . Bei der Analyse der erhaltenen Histogramme kann man feststellen, dass der durchschnittliche Strahlungspegel nicht zuverlässig aus dem Ergebnis einer einzelnen Messung bestimmt werden kann. Am aussagekräftigsten war das Histogramm der stündlichen Messungen. In der Abbildung dargestellt. In Beispiel 3 wurde im ersten Teil des Histogramms ein starker Anstieg der Strahlungswerte beim Besuch der Steingrotten des Landschaftsparks verzeichnet, der Grenzwert wurde jedoch immer noch nicht überschritten. Dann lässt sich der Höhenunterschied innerhalb der Beton- und Backsteingebäude nachvollziehen – eigenartige Wellen von etwa zwölf Stunden Dauer. Der Grund für die erhöhte Strahlungsbelastung in der Steingrotte liegt auf der Hand, die Schlussfolgerung über den Einfluss des Baumaterials ist jedoch spekulativ. Das Histogramm der täglichen Messungen zeigt ein relativ stabiles Niveau. Bei Bedarf kann die Hintergrundbeleuchtung des LCD-Bildschirms im Gerät eingeschaltet werden. Ohne sie überschreitet die Stromaufnahme des Geräts nicht mehr als 0,55 mA, was bei einer Akkukapazität von 650 mAh eine Betriebsbereitschaft von etwa 49 Tagen im Rund-um-die-Uhr-Betrieb ermöglicht. In Abb. dargestellt. In Abb. 5 bedarf das schematische Diagramm der Set-Top-Box keiner besonderen Erläuterung, da ihre Hauptfunktionen in Software implementiert sind. Der Anschluss XS1 (miniUSB) der Ladesteuerplatine für den in der Konsole eingebauten G1-Lithium-Ionen-Akku wird von jedem Standard-Ladegerät oder von einem Computer-USB-Anschluss mit einer konstanten Spannung von 5 V versorgt.
Die Ladesteuerplatine ist fertig [6], davon gibt es heute viele auf dem Markt. Auf Wunsch können Sie es mit dem TP4056-Chip selbst herstellen. Die Ladespannung vom Anschluss XS1 wird auch an den Anschluss XS2 angeschlossen, so dass beim Anschluss eines Statistikzählers an einen Anzeigezähler auch dessen Batterie geladen wird. Damit Impulse vom Messgerät-Indikator an Pin 3 des Steckers XS2 des Statistik-Indikators ankommen, muss der Messgerät-Indikator, dessen Diagramm in Abb. 2 in [2], minimale Änderungen vorbehalten. Pin 3 seines XS1-Steckers ist über einen 10-kOhm-Widerstand mit dem Kollektor des Transistors VT1 verbunden. Im statistischen Indikator gelangen diese Impulse über den Widerstand R1 zum Pin GP2 des Mikrocontrollers DD1, der im Programm als Eingang von Interrupt-Anforderungen bezeichnet wird, die durch fallende Tropfen eingehender Impulse erzeugt werden. Die gesamte weitere Verarbeitung der Informationen und die Anzeige der Ergebnisse auf dem HGl-LCD erfolgt durch den Mikrocontroller. Die Batteriespannung G1 wird dem Stromkreis des Mikrocontrollers DD1 und der HG1-Anzeige über den integrierten 1-V-Stabilisator DA2980 (LP3.0-7 [3]) zugeführt. Ein wichtiges Merkmal dieses Stabilisators ist sein geringer interner Stromverbrauch, der 170 nicht überschreitet μA bei einem Laststrom von 1 mA. Die Bezeichnungen und Nummern der LCD-Pins im Diagramm entsprechen den Markierungen, die auf der Platine in der Nähe der Kontaktpads für externe Anschlüsse aufgedruckt sind. Es gibt zwei Reihen davon – unterhalb des Anzeigebildschirms und darüber. Beide Reihen sind gleich; jede besteht aus acht Kontaktpads, die einfach die Pads der anderen Reihe duplizieren. Dies geschieht, um das LCD bequem mit dem Gerät zu verbinden, das es steuert. Der Zweck der LCD-Pads ist wie folgt: 1. RST – Eingang des Signals, um den im Anzeigegerät eingebauten PCD8544-Controller [8] in seinen Ausgangszustand zu versetzen (niedriger Pegel – Installation, hoher Pegel – Betrieb). 2. CE – Eingang des Signals, um die Informationseingabe in die Anzeigesteuerung zu ermöglichen (niedriger Pegel – zulässig, hoher Pegel – nicht zulässig). 3. DC – Eingabe des Zielsignals für den in die Steuerung geladenen Code (niedriger Pegel – Befehl, hoher Pegel – Informationen zur Anzeige). 4. DIN - Informationseingang der seriellen Schnittstelle. 5. CLK - Takteingang der seriellen Schnittstelle. 6. VCC – plus LCD-Versorgungsspannung (2,7...3,3 V). Im Internet findet man Berichte, dass die Versorgungsspannung 5 V erreichen kann. Ich habe das aber nicht überprüft. 7. Licht – Stromversorgung für die Hintergrundbeleuchtung des Bildschirms. Es gibt zwei Modifikationen des Nokia 5110 LCD auf blauen und roten Leiterplatten. Um die Hintergrundbeleuchtung einzuschalten, müssen Sie eine Spannung mit positiver Polarität an das Lichtpad anlegen, wenn die Platine blau ist, oder es an den gemeinsamen Draht anschließen, wenn die Platine rot ist. In beiden Fällen empfiehlt es sich, in den Lichtkreis einen strombegrenzenden Widerstand in Reihe zu schalten, obwohl die rote Platine bereits solche 300-Ohm-Widerstände für jede der vier Hintergrundbeleuchtungs-LEDs enthält. Mit einem zusätzlichen 100-Ohm-Widerstand (R3) verbraucht die Hintergrundbeleuchtung auf der roten Platine etwa 3 mA Strom. 8. GND - gemeinsamer Draht. Nachdem das Nokia 5110 LCD mit Versorgungsspannung versorgt wurde, muss das DD1-Mikrocontrollerprogramm für den normalen Betrieb den Initialisierungsvorgang durchführen. Es sendet zunächst ein Signal, um den eingebauten LCD-Controller in seinen Ausgangszustand zu versetzen, und schreibt anschließend alle für den Betrieb des LCD erforderlichen Parameter in den Controller, einschließlich des Verfahrens zum automatischen Ändern der Adressen entlang der X- und Y-Achse , das Vorzeichen eines positiven oder negativen Bildes auf dem Bildschirm usw. Einzelheiten zur Prozedurinitialisierung sind in [8] beschrieben. Befehle oder Informationen werden in einem seriellen Byte-für-Byte-Code an das LCD übertragen, beginnend mit dem höchstwertigen Bit jedes Bytes. Jede Ziffer des an den DIN-Eingang gelieferten Codes wird vom LCD-Controller basierend auf der steigenden Flanke des nächsten Impulses am CLK-Eingang gelesen. Das Nokia 5110 LCD zeigt 48x84 = 4032 Punktelemente auf seinem Bildschirm an. Tatsächlich besteht das Anzeigefeld aus sechs Zeilen mit einer Höhe von acht Punkten und einer Länge von 84 Punkten. Bei dem betrachteten Gerät ist das LCD um 180 gedreht eingebautо um die Senkrechte zur Mitte des Bildschirms relativ zur Standardposition. Daher wird in der unteren rechten Ecke des Bildschirms ein Byte mit Nulladressen entlang der horizontalen (X) und vertikalen (Y) Achse angezeigt. Der Autor hält diese Option für die bequemste Anzeige von Histogrammspalten, da in diesem Fall mit zunehmender Höhe der Spalte und Bewegung ihres Endes zum nächsten Byte auch die Adresse dieses Bytes entlang der Y-Achse zunimmt. Da sich der Ursprung oben links auf dem Bildschirm befindet, würde eine Vergrößerung der Höhe der Histogrammleiste eine Verringerung der Y-Adresse erfordern. Durch die Drehung des LCD ergeben sich zwei Funktionen bei der Anzeige von Informationen auf dem Bildschirm. Zunächst wird jedes Informationsbyte von oben nach unten auf dem Bildschirm angezeigt, beginnend mit dem höchstwertigen Bit und endend mit dem niedrigstwertigen Bit. Zweitens werden aufgrund der Tatsache, dass während der Initialisierung der Modus der automatischen Inkrementierung der Adresse entlang der X-Achse eingestellt ist, Zeichen (in der Regel in Sätzen von sechs Bytes dargestellt) auf dem Bildschirm in der Richtung von rechts nach links angezeigt . Genau so müssen Sie die Ausgabebezeichnungen im Programm einstellen. Das Format jedes Zeichens mit Sechs-Byte-Kodierung beträgt 5x7 Punkte. Das sechste Byte des Codes und die niederwertigen Bits der vorherigen fünf Bytes, die Nullwerte haben, erzeugen Lücken auf dem Bildschirm zwischen den Zeichen und ihren Zeilen. Mit dem LCD des Nokia 5110 können Sie den Inhalt von 504 Byte an Informationen auf dem Bildschirm anzeigen, der Mikrocontroller des Geräts kann jedoch nicht den aktuellen Inhalt des Bildschirms lesen. Daher wird die Aufgabe, einen Teil seines für die weitere Verwendung notwendigen Inhalts zu speichern, dem Mikrocontroller übertragen, dessen EEPROM nur 256 Byte groß ist. Nachdem ein Informationsbyte auf dem Bildschirm angezeigt wurde, bleibt sein Bild unverändert, bis die Versorgungsspannung abgeschaltet wird oder bis ein weiteres Byte an dieselbe Adresse geschrieben wird. In diesem Zusammenhang musste ich den Bildschirm programmgesteuert löschen. Wenn Sie andernfalls versuchen, eine Histogrammspalte mit einer Höhe von beispielsweise sieben Punkten an der Stelle anzuzeigen, an der sich zuvor eine Spalte mit einer Höhe von 16 Punkten befand, bleibt nur eine Spalte mit einer Höhe von 16 Punkten auf dem Bildschirm mit dem achten Punkt ausgeblendet. Die Montage des Aufsatzes erfolgt durch Aufputzmontage auf einem Steckbrett. Der DD1-Mikrocontroller ist in einem Standardpanel installiert, was eine einfache Neuprogrammierung bei Bedarf gewährleistet. Die Platine wird in einem Gehäuse mit den Außenmaßen 74x53x17 mm von einer Mini-DV-Videokassette untergebracht. Für den Netzschalter SA1, den Steuerknopf SB1, den Hintergrundbeleuchtungsknopf SB2 und für die Anschlusskabel an die Anschlüsse XS1 und XS2 sind im Gehäuse Löcher ausgeschnitten. Schauen wir uns die Funktionen des DD1-Mikrocontroller-Programms an, die vor allem für diejenigen wichtig sind, die es ändern möchten. Das Programm in Assemblersprache wurde mit der Programmentwicklungs- und Debugging-Umgebung MPLAB IDE v8.30 erstellt und übersetzt. Um die Menge des Programmtextes zu reduzieren und ihn besser lesbar zu machen, wurde eine Reihe von Makrobefehlen verwendet, deren Definitionen in der Datei KOROT-KO.inc gesammelt sind. Diese Datei muss im selben Ordner liegen wie der Quellcode des Programms (*.asm-Datei), sonst werden die Makrobefehle vom Assembler nicht akzeptiert. Es ist auch zu berücksichtigen, dass bei der Verwendung von Anweisungen wie BTFSS, die unter bestimmten Bedingungen das Überspringen der nächsten Anweisung vorsehen, nicht die gesamte Makroanweisung übersprungen wird, sondern nur die erste Anweisung davon. In solchen Situationen müssen Sie den unbedingten Sprungbefehl GOTO als Sprungbefehl verwenden und einen Makrobefehl nur an der Sprungadresse einfügen. Wie oben erwähnt, ist es aufgrund der Größe des EEPROM des Mikrocontrollers nicht möglich, alle auf dem Bildschirm angezeigten Informationen zu speichern, insbesondere für drei Modi. Wenn die Ergebnisse außerdem alle 34 s geschrieben würden, wäre die EEPROM-Ressource von 1000000 Schreibzyklen in etwa einem Betriebsjahr erschöpft. Daher schreibt das Programm nur am Ende jeder Betriebsstunde und nur in den Modi 2 und 3 in das EEPROM. Im Modus 1 erfolgt keine Aufzeichnung, daher beginnt beim Umschalten in diesen Modus die Erstellung des Histogramms von neuem. Die Logik des Programms ist wie folgt: - 50 Register REZULT1-REZULT50 werden im Registerspeicher des Mikrocontrollers zugewiesen, um die Ergebnisse abgeschlossener Messungen zu speichern, die das Programm dann auf dem LCD-Bildschirm anzeigt. Um eine stündliche oder tägliche Aufzeichnung im EEPROM zu gewährleisten, verfügt das Programm über einen Zähler für Minuten, Stunden und Betriebstage; - beim Umschalten auf Modus 2 oder 3 die im EEPROM gespeicherten Informationen, Das Programm schreibt in die Register REZULT1-REZULT50 (oder in einen Teil davon, wenn die Anzahl der durchgeführten Messungen nicht 50 erreicht hat) und zeigt sie dann auf dem Bildschirm an. Mit anderen Worten, der LCD-Bildschirm zeigt immer den Inhalt derselben Register an, aber wenn sich der Modus ändert, überträgt das Programm Informationen aus dem EEPROM, die dem neuen Modus entsprechen, an diese. Weitere Informationsänderungen in den Registern erfolgen entsprechend der gewählten Betriebsart des Gerätes. Der direkte Zugriff auf eine so große Anzahl von Registern wäre zu umständlich, daher wurde eine indirekte Adressierung verwendet. Sein Kern besteht darin, dass das Programm die Adresse des Registers, mit dem es arbeiten soll, zum Beispiel REZULT1, in das FSR-Register eingibt, woraufhin alle Operationen, die am Inhalt des physisch nicht vorhandenen INDF-Registers ausgeführt werden, tatsächlich am Inhalt ausgeführt werden des REZULT1-Registers. Wenn sich der Inhalt des FSR-Registers um eins erhöht, passiert dasselbe mit dem REZULT2-Register usw. Selbstverständlich müssen alle verarbeiteten Register lückenlos und in der Reihenfolge im Speicher liegen, in der ihr Inhalt verarbeitet werden muss. Analog zum Systemregister des STATUS-Mikrocontrollers erstellte das Programm die Register KONTR_REG und KONTR_IND_REG, deren Wert jeder Ziffer der Erfüllung bestimmter Bedingungen entspricht (z. B. dem Erreichen der maximalen Anzahl der im Histogramm angezeigten Messungen oder der muss eine gestrichelte Linie angezeigt werden). Dadurch können Sie nicht jedes Mal die Erfüllung dieser Bedingungen überprüfen, sondern nur den Zustand der entsprechenden Bits der Register überwachen. Beim Laden von Codes aus einer HEX-Datei in den Mikrocontroller wird ein Satz Bytes in die ersten 84 EEPROM-Zellen (von den Adressen 0x00 bis 0x53) geschrieben und bildet die oberste Zeichenzeile auf dem LCD-Bildschirm, die sich während der Programmausführung nicht ändert . Der restliche EEPROM-Inhalt wird vom Programm während der Ausführung generiert: - Inhalt von sechs Dienstregistern und 50 Messergebnissen im Modus 2; - Inhalt von sechs Dienstregistern und 50 Messergebnissen im Modus 3; - an Adresse 0xFB die Anzahl der Tage, die die Batterie verbraucht hat. Anfangswert - 0; - an Adresse 0xFC die Anzahl der Stunden, die die Batterie am aktuellen Tag noch arbeiten muss. Anfangswert - 24 (0x18); - bei Adresse 0xFD die geplante Anzahl Tage Batteriebetrieb; - bei Adresse 0xFE Anzahl Messungen pro Stunde; - bei Adresse 0xFF die Dauer einer Messung in Sekunden. Der Inhalt der letzten drei Zellen kann bei Bedarf mit dem Programmierer geändert werden. Die Codetabelle für alle Zahlen- und Buchstabenbezeichnungen der vom Programm auf dem Anzeigegerät angezeigten Modi befindet sich am Ende des Programmspeichers (FLASH) des Mikrocontrollers, beginnend bei Adresse 0x760. Dabei wird berücksichtigt, dass Zeichen auf dem Bildschirm von rechts nach links angezeigt werden. Der Mikrocontroller PIC12F683-I/P verfügt über 96 Allzweckregister in Bank Null und 32 solcher Register in Bank Eins. Es war nicht möglich, im Programm nur die Nullbank zu verwenden, da 50 Register nur für Messergebnisse reserviert waren. Die Arbeit mit den Registern der ersten Bank führte dazu, dass die Nummer der verwendeten Bank während der Programmausführung immer wieder geändert werden musste. Dies muss bei eventuellen Programmänderungen berücksichtigt werden. Die Hauptschleife des Programms ist leer. Das Programm führt alle seine Aufgaben in den folgenden Interrupt-Verarbeitungsvorgängen aus: - durch fallende Pegeldifferenz am Eingang GP2 (Verarbeitung eines Impulses von einem Geiger-Müller-Zähler); - durch Änderung des Pegels am GP3-Eingang (Verarbeitung eines Drucks auf die SB1-Taste). Zusätzlich zum Umschalten der Betriebsarten der Statistikanzeige können Sie mit dieser Taste den Zähler der vom Akku nach dem Laden verbrauchten Zeit zurücksetzen. Schalten Sie dazu das Gerät ein, während Sie die Taste drücken. Wenn Sie nach einem solchen Einschalten die Taste länger als 3 s gedrückt halten, werden die Messergebnisse zusätzlich vollständig zurückgesetzt; - durch Überlauf von Timer 1. Bei einer Frequenz des internen Oszillators des Mikrocontrollers von 2 MHz beträgt die Überlaufdauer 1 s (unter Berücksichtigung von Softwareanpassungen). Basierend auf dem beschriebenen Anhang wurde ein zweites Gerät entwickelt – ein autonomes statistisches Strahlungsmessgerät, dargestellt auf dem Foto in Abb. 1 auf der rechten Seite. Zu diesem Zweck wurde dem betrachteten Indikatoranhang ein Block hinzugefügt, dessen Diagramm in Abb. dargestellt ist. 6 (die Nummerierung der Elemente führt das fort, was in Abb. 5 begonnen wurde), entwickelt auf der Grundlage eines Indikatormessgeräts [2]. In Abb. markierte Drähte. 6 Buchstaben A, B und C sollten mit den gleichnamigen Punkten im Diagramm in Abb. verbunden werden. 5, und Stecker XS2 abziehen.
Im Gegensatz zu [2] wurde ein Miniatur-Geiger-Müller-Zähler SBM-21 (BD1) verwendet, dessen Abmessungen (Länge - 21 mm, Durchmesser - 6 mm) es ermöglichten, ein voll funktionsfähiges Gerät im gleichen Gehäuse von a unterzubringen Mini-DV-Videokassette wie oben im Präfix betrachtet. Das Erscheinungsbild eines eigenständigen Geräts in einem Gehäuse, jedoch ohne Overlay mit erklärenden Beschriftungen auf der Frontplatte, ist in Abb. dargestellt. 7.
Hinweis. Auf dem LCD-Bildschirm in Abb. 7 gibt es Inschriften auf Ukrainisch: Jahr (godina) – Stunde, vimir. (vimipiв) – Messungen. An der Oberseite der Platine befinden sich der SBM-21-Zähler, ein Spannungsvervielfacher (Dioden VD1-VD7, Kondensatoren C4, C6-C9, C11, C12) und ein zusätzlicher Mikrocontroller DD2. Dazu musste ich die LCD-Platine zerschneiden, indem ich ihre untere (obere in Abb. 7) Reihe von Kontaktpads entfernte. Der Vibrationsmotor M1 mit Transistor VT2 und der Spannungsregler DA1 befinden sich unter der Batterieladesteuerplatine im unteren rechten Teil der Hauptplatine. Wandmontage. Für Mikrocontroller sind Panels vorgesehen. Der Betrieb und die Konfiguration des Geiger-Müller-Zählerblocks ähneln der ausführlichen Beschreibung in [2], daher werden wir nur die an der Schaltung und dem Programm vorgenommenen Änderungen berücksichtigen. Anstelle eines Hochspannungs-Bipolartransistors wurde als elektronischer Schalter im Hochspannungstreiber für das BD1-Messgerät ein Feldeffekttransistor mit isoliertem Gate BS107A (VT3) verwendet, was den Stromverbrauch dieses Geräts um etwa das Dreifache reduzierte mal. Ausgenommen sind LED-Anzeigen für Batteriespannung und Strahlungsniveau, da diese Funktionen dem HG1-LCD zugeordnet sind, das bereits im Anzeige-Aufsatz vorhanden ist. In der Einheit wurde ein Transistor verwendet, um den Mikrocontroller im Gerät in seinen Ausgangszustand zu versetzen [2]. Aufgrund von Programmänderungen wird dieser Knoten nicht mehr benötigt und der freigegebene Transistor (VT2) wird zur Steuerung des Vibrationsmotors M1 von einem Mobiltelefon aus verwendet. Der DD2-Mikrocontroller schaltet diesen Motor für kurze Zeit ein und signalisiert die Versorgung mit Versorgungsspannung. Bei intermittierendem Betrieb meldet der Vibrationsmotor, dass der Strahlungspegel 99 µR/h überschritten hat. Der Mikrocontroller schaltet die Ton- (Piezo-Emitter HA1) und Licht- (LED HL1) Impulsverstärker des BD1-Zählers ein, wenn der Strahlungspegel mehr als 40 μR/h beträgt oder wenn die SB3-Taste gedrückt wird. Die Betriebsspannung des Messgeräts SBM-21 beträgt 260...320 V [3] und liegt damit unter der des Messgeräts SBM-20. Die vom Mikrocontroller DD2 am Gate des Transistors VT3 erzeugten Impulse sorgen für eine Spannung am Zähler von 300 V. Das Gerät mit dem SBM-20-Zähler führt 50 Messungen in ca. 28 Minuten durch. Mit dem SBM-21-Messgerät ist dieses Intervall jedoch viel länger – 4 Stunden und 10 Minuten. Um die Analyse der Instrumentenwerte zu vereinfachen, wurden im stündlichen Messmodus zusätzlich zu den kurzen gepunkteten Linien, die jede zehnte Messung oben auf dem Bildschirm markieren, und den vertikalen gepunkteten Linien, die alle 24 Stunden markieren, gepunktete Linien hinzugefügt, die stündliche Intervalle markieren. Der Countdown auf dem Bildschirm läuft von rechts nach links. Dadurch lässt sich leichter feststellen, wie hoch die Strahlenbelastung vor einer Stunde oder einem Tag war. Um den Stromverbrauch zu reduzieren, wird die Taktfrequenz der Mikrocontroller DD1 und DD2 auf 250 kHz reduziert. Die Wiederholungsperiode für Timer-1-Überläufe wurde in beiden Mikrocontrollern auf 6 s erhöht. Dies führte zu einer recht langsamen Darstellung des Bildes auf dem Bildschirm beim Einschalten und Wechseln des Modus, ermöglichte es jedoch, den vom Gerät verbrauchten Gesamtstrom auf 0,66 mA zu bringen. Mit einem 650-mAh-Akku kann das autonome Gerät mehr als 40 Tage lang betrieben werden. Um mit dem Zählerblock SBM-21 zusammenzuarbeiten, müssen Sie das Programm aus der Datei Ind_Stat_SBM1.HEX in den DD21-Mikrocontroller laden. Wenn ein Programm aus der Datei HV_SBM2.HEX in den DD21-Mikrocontroller geladen wird, werden die Werte der für seinen Betrieb erforderlichen Parameter automatisch in das EEPROM des Mikrocontrollers eingetragen: - an der Adresse 0x00 steht die Dauer einer Messung in Sechs-Sekunden-Perioden des Timer-1-Überlaufs (0x32); - An der Adresse 0x01 gibt es einen experimentell ausgewählten Wert 0x61 des Parameters, der die Versorgungsspannung des SBM-21-Zählers einstellt. Je höher dieser Wert ist, desto niedriger ist die Spannung; - Adresse 0x02 enthält den Wert der ersten Schwelle (0x28 - 40 μR/h); - Adresse 0x03 enthält den Wert der zweiten Schwelle (0x63 - 99 µR/h). Bei Bedarf können diese Werte einfach geändert werden, indem die Inhalte der entsprechenden EEPROM-Zellen angepasst werden. Abschließend möchte ich betonen, dass die Leistung beider in diesem Artikel beschriebenen Geräte fast zwei Monate lang getestet wurde. Allerdings erhebt ihre Software nicht den Anspruch, optimal zu sein, da sie mit einer Methode der fortschreitenden Komplikation entwickelt wurde. Der Autor hat bereits während der Erstellung des Artikels einige Änderungen an den Programmen vorgenommen. Bemerkenswert ist, dass die Erweiterung der Funktionalität der Geräte keine Änderung ihrer Schaltkreise und ihres Designs erforderte. Mikrocontroller-Programme finden Sie unter ftp://ftp.radio.ru/pub/2017/03/stat-izm.zip. Literatur
Autor: S. Makaretz
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