Министерство Высшего и среднего специального образования республики узбекистан

ГЛАВА II. Разработка структурной и принципиальной схемы блока контроля и обработки данных микропроцессорного устройства экспресс –метода измерения влажности хлопка-сырца.

2.1. Структурная схема блока контроля и обработки данных микропроцессорного устройства измерения влажности хлопка-сырца.

Структурная схема блока контроля и обработки данных микропроцессорного устройства измерения влажности приведена на рис. 3.1.



Рис. 3.1. Структурная схема блока контроля и обработки данных микропроцессорного устройства измерения влажности.

Структурная схема блока контроля и обработки данных микропроцессорного устройства измерения влажности состоит из следующих основных блоков: (ИПВ) измерительный преобразователь влажности, (БООД) блок обработки и отображения данных; в них содержатся следующие блоки: измерительный конденсатор (ИК); преобразователь емкости (ПЁ); блок обработки информации (БОИ); БУ – блок управления; блока визуализации или дисплея (БВ).

Микроконтроллер предназначен для приема, преобразования и программной обработки данных измерительного преобразователя, корректировки значений на основе сохраненных данных об измерении заданного (эталонного) значения и выдачи конечного значения влажности на дисплей.

Органы управления предназначены для включения питания, выбора режима работы и управления работой микропроцессорного устройства контроля влажности.

Дисплей предназначен для отображения измеренных и обработанных данных (влажности измеряемого образца, заряда батареи).

Принцип работы блока контроля и обработки данных заключается в следующем: микропроцессорное устройство работает согласно заранее встроенной программе в его внутреннюю память.

После запуска устройства оно само, в соответствии с программой, производит предварительную настройку. Далее устройство переходит в режим непрерывного измерения значений. При этом запускается подпрограмма измерения. Согласно этой подпрограмме данные с датчика, отражающие влажность измеряемого образца, поступает на вход микроконтроллера и обрабатывается согласно подпрограмме. Далее обработанная информация о влажности измеряемого образца проходит корректировку на основе сохраненных данных об измерении заданного (эталонного) значения. Мгновенные значения влажности сразу выводятся на дисплей устройства. Чтобы запустить процесс подсчета среднего значения необходимо нажать на кнопку. По второму нажатию микропроцессор произведет подсчет среднего значения за промежуток времени между двумя нажатиями и выдаст результат на дисплей.

Микропроцессорное устройство измерения влажности питается от стабилизированного источника питания 5В.

Для разработки принципиальной схемы блока контроля и обработки данных микропроцессорного устройства производим выбор и обоснования каждого отдельного его блока.



Рис. 3.2. Принципиальная схема основных узлов экспресс-измерителя влажности хлопка-сырца.

Первичный и вторичный преобразователи влажности заключены в корпусе датчика DHT-11, компактного размера. Датчик характеризуется невысокой ценой и приемлемыми показателями точности и скорости работы.

Преимущество выбранного микроконтроллера Microchip ATmega328P перед другими решениями заключается в сбалансированности относительно поставленных задач. Микроконтроллер (МК) располагает несколькими портами, обеспечивающими достаточное количество выводов для подключения датчика, жидкокристаллического дисплея, блока управления; имеет в своем составе аналогово-цифровой преобразователь, позволяющий контролировать состояние питающей батареи и включает в себя достаточный объем памяти для хранения большого объема констант, обработки большого количества данных измерений и для сохранения результатов измерений в энергонезависимую память. Наличие трех встроенных в МК таймеров обеспечивает возможность осуществления сложных операций, распределенных по времени, необходимых для решения таких задач как дешифровка поступающих с датчика данных, их обработка и визуализация.