Handy - Voltmeter und Oszilloskop. Schema, Beschreibung

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Handy - Voltmeter und Oszilloskop. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Der Artikel beschreibt eine Set-Top-Box für ein Siemens-Handy, auf deren Bildschirm ein Oszillogramm eines am Set-Top-Box-Eingang eingespeisten Signals in Bezug auf die Skala entlang der Zeit- und Spannungsachse angezeigt wird. Andere Mobiltelefone, die über einen seriellen Anschluss verfügen und die Java-Version MIDP 2.0 unterstützen, können auf ähnliche Weise verwendet werden.

Das Handy ist zu einem vertrauten Gegenstand im Alltag geworden, und viele vermuten nicht, dass es sich um einen ziemlich leistungsstarken Computer (einige Telefone haben eine Prozessortaktrate von über 100 MHz) mit einem Farbbildschirm, einer Tastatur und guten Soundfähigkeiten handelt. Viele Telefone verfügen über einen seriellen Anschluss, auf den programmgesteuert von Java-Anwendungen (Midlets) mit Unterstützung für Java (J2ME-Plattform) und MIDP 2.O zugegriffen werden kann. Über diesen Anschluss können Sie mit verschiedenen externen Geräten interagieren und so die Standardfunktionen eines Mobiltelefons erheblich erweitern. Unter Siemens-Produkten wird die MIDP 2.0-Spezifikation von Mobiltelefonen der 65er-, 75er-Serie (z. B. M65, S75) unterstützt.

Handy - Voltmeter und Oszilloskop

Der vorgeschlagene Aufsatz verwandelt ein Mobiltelefon in eine Art Oszilloskop mit einer Eingangsimpedanz von 1 MΩ, einer Sweep-Rate von 0,001 ... 1 s/div und einer Empfindlichkeit von 0,5 ... 50 V/div. Der Durchschnittswert des Eingangssignals (seine konstante Komponente) wird in digitaler Form angezeigt

Die Set-Top-Box, deren Schaltung in der Abbildung dargestellt ist, wird vom Mikrocontroller PIC16F688 (DD2) gesteuert, der ADC- und serielle Port-Controller-Blöcke enthält. Leider ist der eingebaute ADC ziemlich langsam, aber für ein Niederfrequenz-Oszilloskop ist seine Geschwindigkeit (die maximale Abtastrate beträgt mehrere zehn Kilohertz) völlig ausreichend.

Handy - Voltmeter und Oszilloskop

Im Gegensatz zu den Signalpegeln des RS232-Standards ist die serielle Schnittstelle eines Mobiltelefons durch die für Logikschaltungen üblichen Pegel gekennzeichnet: log. 0 - etwa 0 V, log. 1 - mindestens 3,6 V. Dies vereinfacht die Kopplung des Telefons mit dem MK, sodass Sie diese direkt verbinden können. Die Informationsaustauschrate wird mit 9600 Baud gewählt. Bei einem größeren Wert funktionieren einige Modelle und Instanzen von Telefonen instabil. Die HL1-LED leuchtet auf, wenn ein Paket vom Mikrocontroller zum Telefon übertragen wird.

Die Set-Top-Box wird vom Telefon mit Strom versorgt. Da die Pins 5-7 des XS1-Anschlusses, der mit dem Systemanschluss des Telefons verbunden ist, mit einem gemeinsamen Draht verbunden sind, geht die Telefonsteuerung davon aus, dass ein DCA-500-Datenkabel daran angeschlossen ist, und liefert 1 V Spannung von seiner Batterie an Pin 3,6 davon Verbinder. Die negative Spannung zum Betreiben des Operationsverstärkers der Set-Top-Box wurde unter Verwendung des DA3-Polaritätswandlers erhalten. An einem parallelen Spannungsregler DA1 und Operationsverstärker DA2.2, die gemäß der Repeaterschaltung angeschlossen sind, wird eine Referenzspannungsquelle von 2,5 V hergestellt.

Auf dem DD1-Multiplexer und dem DA2.1-Operationsverstärker ist ein elektronisches Dämpfungsglied montiert, mit dem Sie die Empfindlichkeit des Geräts in Abhängigkeit von dem Code ändern können, den der MK an den Adresseingängen des Multiplexers (Pins 9 und 10 von DD1) einstellt. Der Multiplexer schaltet die Widerstände R1-R3 in den Rückkopplungskreis des Operationsverstärkers, deren Widerstandswert mit hoher Genauigkeit dem im Diagramm angegebenen entsprechen muss. Mit Code 00 an den Adresseingängen des Multiplexers wird das am Stecker XW1 anliegende Signal unverändert an den Ausgang des Operationsverstärkers DA2.1 übertragen. Bei anderen Werten des Codes wird das Eingangssignal um den Faktor 10, 100 oder 1000 gedämpft. Der letzte Wert wird aufgrund der unzureichenden Spannungsfestigkeit des Widerstands R4 und des Kondensators C1 nicht verwendet. Die Dioden VD1–VD4 begrenzen die Spannung am Anschluss 13 des Multiplexers auf den Pegel von 1,2 V (als Absolutwert). Die Kaskade am Operationsverstärker DA2.3 verschiebt den Pegel der am AN1-Eingang des MK ankommenden Signale so, dass die Mitte der ADC-Skala der Nullspannung am XW1-Anschluss entspricht.

Der Betrieb des Oszilloskops wird von einem Midlet (Java-Programm) gesteuert, das in Form einer JAR-Datei in ein Mobiltelefon geladen wird. Dieses MIDlet ist verantwortlich für die Steuerung des Betriebsmodus, die Änderung der Skala entlang der Zeit- und Spannungsachse und die Anzeige von Informationen, die von der Set-Top-Box kommen. Das Präfix wird gesteuert, indem Steuerbytes an es übertragen werden. Die drei niedrigstwertigen Bits des Bytes enthalten den Code, der die ADC-Startfrequenz einstellt, und die beiden höchstwertigen Bits enthalten die Position des elektronischen Dämpfungsglieds. Die restlichen Bits werden nicht verwendet. Beim Empfang eines Steuerbytes gleich Null arbeitet die Set-Top-Box im "Leerlauf"-Modus, ohne Informationen an das Telefon zu übertragen.

Die Arbeit mit einem seriellen Port in J2ME wird über die CommConnection-Schnittstelle organisiert, und der Port selbst hat den Namen COM0. Vor dem Senden und Empfangen von Informationen müssen Sie die Connection.open-Methode verwenden, um eine Verbindung herzustellen. Um ein Blockieren der Anwendung während des Informationsaustauschs zu vermeiden, werden alle Lese- und Schreibzugriffe auf den Port in einen separaten Thread verschoben.Weitere Informationen zum Arbeiten mit dem seriellen Port eines Mobiltelefons finden Sie in der Internetpublikation „Using Serial on Motorola J2ME Handys" - .

Der MC der Set-Top-Box stellt nach Erhalt des Steuerbytes den angegebenen Betriebsmodus des elektronischen Dämpfungsglieds ein und startet dann den ADC mit einer angegebenen Frequenz und schreibt die Ergebnisse seiner Arbeit in den internen Puffer voll ist, stoppt der MC den ADC und sendet das Synchronisationsbyte an das Mobiltelefon, gefolgt vom Inhalt des Puffers. Nach Erhalt dieser Informationen zeigt das Telefon sie als Kurve auf dem Bildschirm an, berechnet und zeigt den durchschnittlichen Spannungswert an.

Wenn das Oszilloskop im automatischen Spannungsskalierungsmodus arbeitet (der Buchstabe A wird auf dem Bildschirm angezeigt), generiert das Telefon bei einem durchschnittlichen Spannungswert nahe Null oder dem maximal zulässigen Wert ein Steuerbyte mit dem geänderten Positionscode des Dämpfungsglieds entsprechende Richtung. Dies wirkt sich jedoch auf den nächsten Messzyklus aus.

Das Oszilloskop wird mit einem Handy-Joystick gesteuert: Durch vertikale und horizontale Bewegungen ändert sich die Skalierung des Oszillogramms entlang der entsprechenden Achse. Aktivieren der automatischen Zoomauswahl und Beenden der Anwendung - über das Menü.

Das Handyprogramm wird darin wie eine normale Java-Anwendung installiert. Es reicht aus, die Dateien osc.jar (kompiliertes Programm) und osc.jad (seine Beschreibung) in das Verzeichnis java/osc zu kopieren, das im Speicher des Telefons erstellt wurde. Dies geschieht mit einer speziellen Software, die mit dem Telefon geliefert wird. Nach dem Start der Anwendung stellt das Telefon Fragen zum Zulassen des Zugriffs auf den Mobilfunkanschluss und das Zubehör. Beide müssen mit Ja beantwortet werden.

Das Präfix wurde durch Oberflächenmontage auf einem Steckbrett zusammengesetzt, ein gedrucktes wurde nicht entwickelt. ConnectorXS1 -speziell für den Anschluss an ein Mobiltelefon. Headsets und Ladegeräte sind mit solchen Anschlüssen ausgestattet. Eingangsanschluss XW1 - СР-50-73Ф oder importierte BNC-Serie.

Anstelle des TL431-Chips können Sie KR142EN19 und anstelle von K561KP2 - CD4052 verwenden. Der Operationsverstärker AD8054 ersetzt jeden anderen Quad-Operationsverstärker mit niedrigem Strom wie den MC3403.

Bevor Sie mit der Arbeit mit einem Oszilloskop beginnen, müssen Sie mit einem kurzgeschlossenen Eingang der Set-Top-Box mit einem Abstimmwiderstand R11 einen auf dem Telefonbildschirm angezeigten Durchschnittsspannungswert von Null erreichen.

Programme für den Mikrocontroller der Set-Top-Box und des Handys können heruntergeladen werden daher.

Autor: S. Kuleshov, Kurgan; Veröffentlichung: radioradar.net

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