Projekto data 2003
Prietaisas skirtas fizikinių dydžių registravimui ir išsaugojimui EEPROM atmintyje. Del mažų įrenginio matmenų ir mažo energijos sunaudojimo gali buti taikomas netik kaip įrankis laboratorijose atlikti ilgai trunkančius matavimus, bet ir pritaikytas krovinių pervežimo kontrolėje. Įtaisą įmontavus tarp pervežamų produktų bus galima žinoti ar produktai buvo laikomi tinkamose sąlygose transportavimo ar laikino sandėliavimo metu. Tokia kontrolė svarbi pervežant produktus, kurie gali prarasti savo vertę dėl netinkamos temperatūros, apšvietimo ar drėgmės. Žinant tikslias datas, kai buvo netinkamos produktų laikymo sąlygos, lengvai galima išsiaiškinti, kas tuo metu buvo atsakingas už krovinį.
Techninis aprasymas
Prietaisas kiekviename iš 5 kanalų skaičiuoja laiką, kvantais po 1 min., kurio metu daviklio varža yra mažesnė už užduotą ribą. Be to, yra matuojama oro temperatūra ir apšviestumas. Per dieną užfiksuotos mažos varžos buvimo trukmės yra išskirstomos į 8 temperatūrų ir 8 apšviestumo intervalus. Taigi vieno daviklio dienos ataskaitą sudaro 8*8=64 trukmės (minutėmis, išskirstytos pagal apšviestumą ir temperatūrą.)
TR turi vidinį laikrodį, pagal kurį rašo dienos ataskaitas. Laikrodį galima nustatyti, prie TR trumpam prijungus specialų laikrodinį blokelį,o apie sėkmingą nustatymą signalizuoja 2 žali indikatoriaus blykstelėjimai. Tiesa, galima dirbti ir be laiko nustatymo, tačiau tada ataskaitose nebus realių datų.
TR turi 5 varžų matavimo kanalus, vieną temperatūros, vieną apšviestumo ir vieną tarnybinį maitinimo įtampos matavimo kanalą. Visi davikliai, jungia,i prie prietaiso, turi būti varžiniai, jų varža gali būti intervale 0.01-7 MOm. Varžos ribos paklaida ne didesnė negu 10%. Temperatūros paklaida priklauso nuo naudojamo termorezistoriaus tipo ir yra apie +/- 1..2 C, apšviestumo intervalo nustatymas priklauso nuo fotovaržos stabilumo ir jos sukalibravimo (temperatūros intervalai nurodomi laipsniais, o apšviestumo intervalai nusakomi ribinėmis fotoelemento varžomis)
Duomenys rašomi i keičiama EEPROM bloką per nuoseklu interfeisą. Kiekvieną minutę, jei kanalo varža mažesnė už ribinę, prietaisas padidina skaitiklį, kurio vietą atmintyje nusako esama apšviestumo ir temperatūros reikšmė. Kiekvienam skaitikliui skirta 1.5 baito (per diena yra 1440 minučių), taigi 1.5 baito *5 kanalai=7.5 baito/skaitiklių grupei => 8 * 64 = 512 baitu/dienai. Kad galima būtų matyti, jog prietaisas dirba, kas 10 s registruojant mirkteli raudonas indikatorius (tiksliau mirksi pagal tokią schemą: 8-18-28-38-48-58-0(60) s, o paskutinis intervalas tiesiog pažymi minutės pabaigoje vykdomą matavimą).
Dienos pabaigoje (0 val. 0 min.), į atmintį įrašoma praėjusios dienos suminė ataskaita, ištrina būsimosios dienos ataskaitos sritį ir pereinama prie naujų trukmių registravimo. Atminties blokelyje (64 K baitai) telpa 124 dienos ataskaitos. Vėliau TR nustoja registruoti, o indikatorius vietoje raudono pradeda mirksėti žaliai.
Pirmąsyk pajungus atminties blokelį TR įrašo į jį pasijungimo laiką ir sumirksėjęs dusyk raudonai (pirmojo pajungimo požymis), pradeda registruoti.
Eilinis pajungimas yra lydimas 2 geltonų blyksnių. Po to TR pradeda registruoti į paskutinę neįrašytą dienos ataskaitą (galima tokia situacija- jei 0 val. 0 min. atminties blokas yra nepajungtas, o vėliau pajungiamas, tai TR skaičiuos laiką į senąją ataskaitą). Kiekvienas atminties kasetės pajungimas priverčia TR pereiti prie kasetėje laikomų, kompiuteriu įrašytų, R, T ir L ribų konstantų.
Kad galima būtų kontroliuoti, kada TR atminties blokas yra atjungtas, TR kas valandą į jį įrašo einamą laiką.
Kiekvienos dienos gale į kasetę įrašoma informacija apie maitinimo įtampą. Be to, kiekvienas prietaisas turi savo serialinį numeri, kuris yra įrašomas į atminties kasetę pirmojo pajungimo momentu.
EEPROM ir laikrodžio moduliai yra nuskaitomi ir programuojami kompiuteriu, programos NUSK430A.EXE pagalba. Ši programa nuskaito iš EEPROM modulio informaciją binariniame formate į failą .REZ, paruošia EEPROM modulį naujam registravimui pagal faile .RIB nurodytas L, T ir R ribas, o taip pat leidžia nustatinėti laiką laikrodžio modulyje. Programa DES430.EXE skirta dekoduoti .REZ failą, ir sukuria suminės(kiekvienai dienai) .SUM, detalios (pasiskirstymai pagal T ir L) ataskaitų failus ir klaidų failą, kuriame nurodo, kuriuos dienos detalioji ir suminė ataskaitos nesutapo (taip gali atsitikti kasetės prijungimo/ atjungimo dieną). Kasetė yra jungiama prie specialaus kasečių nuskaitytuvo, prijungto prie kompiuterio LPT porto.
Techniniai duomenys
Kanalų, kurių varža lyginama su duotąja kiekis 5
Matuojamų varžų diapazonas 0.01-7* Mom
Sisteminė varžos matavimo paklaida +/-10 Kom
Atsitiktinė paklaida priklauso nuo trukdžių lygio ir idealiu atveju yra +/-8 %
Matuojamų temperatūrų diapazonas -40..+100 C
Temperatūros matavimo paklaida priklauso nuo termovaržos ir su
esama termovarža (47 Kom prie 25 C; B=4090 K) yra <+/- 4 C
Vidutinė naudojama srovė registravimo režime <4 mkA
Pikinė naudojama srovė atminties trynimo režime <100mA Baterijos talpa >0.3 Ah
Maitinimo įtampos Um diapazonas 2.1..3,8 V
* Maksimalus bandinio RC (C-greitosios dalies talpa, įskaitant
matavimo talpą (2.7nF)) 28 ms
Matavimų periodiškumas 1 min-1
Vieno matavimo metu per bandinį pratekėjęs krūvis (įskaitant
ir bandinio išsikrovimą po matavimo) <(3e-9+2*C)*Um, C
Matuojama dviem etapais: pradžioje matuojama trukmė, per kurią bandinys išsielektrina per vidinę varžą nuo Um iki Um/2. Vėliau pradžioje matuojama trukmė, per kurią bandinys ir lygiagrečiai pajungta 2.7nF talpa išsielektrina per vidinę varžą nuo Um iki Um/2. Bandinio varža skaičiuojama iš šių trukmių skirtumo.
Gedimai
Jei prietaisas 1 minutės bėgyje nerodo jokių spalvinių signalų, reikia išjungti maitinimą (atjungti J1) ir vėl pajungti po 3-5 minučių.
Kasetės atminties žemėlapis:
0000-000dH 7 ribos *2 baitai dėl L. Šiuos baitus įrašo IBM; ribų dydžiai lyginami su išmatuotais*kalibracinė_konstanta_laikoma_programų_FLASH’e
000e-001bH 7 ribos *2 baitai dėl L. Šiuos baitus įrašo IBM; ribų dydžiai lyginami su išmatuotais*kalibracinė_konstanta _laikoma_programų_FLASH’e
001c:0027H Tarnybiniai:
1cH-20H Prijungimo laikas 5 (s,min,h,diena,mėnuo)+
21H-23H atsijungimo(einamas) laikas 3 (h,diena,mėnuo))+
24H-27H(serijinis (W),versijos (B:B)numeris).
Formatas HDEC, kaip 8593. Jei prijungimo laikas =0,pradedamas naujas registravimas- viskas ištrinama.
0030-0039H R ribų word’ai
003E-003FH 2 baitai naudojami atminties bloko testavimui
0040-07FFH 10H*124 dienos ataskaitos:
5 *2baitai (+0..+9)
2 baitai maitinimo U_verte: U=Uref*exp(ln2*T_ref/T_dalikl) (+AH,+BH)
2 baitai: diena,mėnuo(jei=0,tos ataskaitos dar nėra- pagal ji žiūrima ieškant paskutines įrašytos))(+CH,+DH)
0800-FFFFH 200H*124 dienos ataskaitos 8*8*5 *1.5 baito forma
Pagal pirmąjį tuščią dienos ataskaitos įrašą nustatoma, kiek kasete užpildyta (jei lygus nuliui 0-tos dienos registravimas dar nebaigtas, bet jau pradėtas- tos dienos įrašo netrins). Ar yra įrašas, žiūrima pagal pajungimo mėnesį ir diena.
Matavimo algoritmas
Matuojant varžas, yra skaičiuojamas laikas, per kiek talpa C pasikrauna iki 0.5 maitinimo įtampos. Vėliau visu kanalų laikai dalinami is nulinio kanalo laiko (kurio varža 113 Kom) ir dauginami iš 512. Gautas rezultatas yra matavimas. Kiekvienos dienos pabaigoje yra papildomai matuojama maitinimo įtampa (tiksliau laikas, per kuri iki Uref užsikrauna per kalibracinę varžą. Tada U randama pagal formule U=Uref*exp(-ln(K_dalybos)*T_ref/T_dalikl).
Temperatūra nustatoma pagal formule R=R0 exp(B/T-B/T0) (T0=25 C, R0=47 K)
Indikacija
1 raudonas – normalus matavimas (kas 10 s; minutes ataskaita įrašoma, kai mirkteli po paskutinio mirktelėjimo praėjus 2 S; įrašymo trukme priklauso nuo kanalų varžu ir yra apie 60 ms) Tuo atveju vidutinė naudojama srovė I<=3mkA @3V
1 žalias– atmintis pilna, periodiškumas kaip ir raudonos) I<2 mkA @3V
1 geltona– nepajungta(arba bloga) atmintis; mirksi kas 1 s. I<20 mkA @3V
2 raudoni- pirmas įsijungimas
2 žali -laikrodžio nustatymas
2 geltoni -eilinis įsijungimas (tuo pačiu prisiderina prie kasetėje esančių konstantų)