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無線電子工学および電気工学の百科事典 温度計と気圧計が付いた時計。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
無線電子工学と電気工学の百科事典 / 時計、タイマー、リレー、負荷スイッチ 提案されたデバイスは AT90LS8535 マイクロコントローラー上に構築されており、時間だけでなく温度、気圧も表示するため、従来の XNUMX つの家庭用電化製品を置き換えることができます。シリアル インターフェイスを介してパーソナル コンピュータに接続でき、温度計や気圧計のスケールを校正したり、必要に応じてデータを収集して、選択した時間間隔での測定値の変化をグラフで表示したりできます。 デバイスの LED インジケータでは、HH.MM の形式で現在の時刻値を確認できます。リモートセンサーが設置されている場所の温度、°C;大気圧、mmHg。美術。バックアップ バッテリーの状態は 50 段階 (「正常 - 注意 - 低」) で表示されます。デバイスは -50 ～ +0,1 °C の範囲で温度を測定します (誤差は 0,2 ～ 700 °C)。圧力測定間隔 - 800 ～ 1 mmHg、誤差は 2 ～ XNUMX mmHg。 構造的には、この装置は、インジケータ用の透明窓が付いた210x160x80 mmのハウジング内に配置されたコントローラ、表示および電源という20つのモジュール（ボード）と、XNUMX線ケーブルでメインユニットに接続されたリモート温度センサで構成されています。最長XNUMXmの大気圧センサーはハウジング内にあります。 Atmel の AT90LS8535 マイクロコントローラーが選択されたのは、次のような状況によるものです。
AT90LS8535マイクロコントローラは、プログラムを変更することなく、より最新のATmega8535Lまたは同じ会社の一般的なATmega10Z、ATMEga603に置き換えることができます。ただし、最後の 64 つのマイクロ回路ははるかに高価で、プレナリー XNUMX ピン パッケージでのみ製造されるため、プリント基板がかなり複雑になります。 コントローラーモジュール コントローラモジュールの図を図に示します。図１では、デバイスの主なコンポーネントが配置されています。マイクロコントローラーの UART 信号を RS-1 インターフェイス (DD2 チップ) の標準レベルに変換します。温度センサーRK232の抵抗を電圧に変換するユニット（チップDAI、DA1、トランジスタVT1、VT2）。圧力センサー (BP1); LED インジケーター制御キー (トランジスタ VT2 ～ VT1); RS-3 インターフェイス プラグ (XP30)、マイクロコントローラー プログラミング (XP232)、およびインジケーターの接続用 (XP1)。
DD2 マイクロコントローラの制御下で、トランジスタ VT3 ～ VT12、VT21 ～ VT30 のスイッチが 13 個の 19 セグメント インジケータの共通アノードの回路の電源に交互に接続され、それらのカソードはトランジスタ VT30 ～ VT29 によって切り替えられます。 VT7 トランジスタは、インジケーターの時間と分の間にある 6 対の LED を制御します。マイクロコントローラーのピン 5 (PC7) からマイナス温度サインの LED に信号が送信され、ピン 6 (PB6) と 7 (PB2) からバックアップ バッテリーの状態を示す XNUMX 色の LED に信号が送信されます。上記のインジケーターはすべてコントローラー モジュールの外部にあります。 DDXNUMX マイクロ回路のピン XNUMX、XNUMX はプログラミングに使用されるため、コントローラとディスプレイ モジュールを接続しているケーブルを HRZ プラグから外してこの操作を実行することをお勧めします。 測定値に比例した電圧が DD2 マイクロコントローラーの 40 つのピンに供給され、内蔵 ADC の 0 つの使用可能なチャンネルのうち 0 つの入力としてプログラムされます。ピン 39 (PA1/ADC1)、温度、38 (PA2/ADC2)。 - 圧力、32 (PA5/ADCXNUMX) - バッテリー電圧。 ADC の標準電圧は、マイクロコントローラーのピン XNUMX (AREF) に印加される +XNUMX V A です。これにより、マイクロコントローラーの安定性に対する要件が大幅に軽減されます。実際、温度センサーと圧力センサーの出力電圧は、測定されたパラメーターだけでなく、電源電圧にも比例します。基準電圧をそれに合わせて変更すると、ADC 出力コードのこの依存性がなくなります。公称値からの基準電圧の偏差により、バッテリ電圧測定結果に追加の誤差が生じますが、この場合、それはそれほど重要ではありません。 サーミスタ RK1 (温度センサー) は、60 °C で 4.569+435/-00 オームの抵抗を持つ RES1900 リレー (パスポート RS120. 380-20) の巻線です。ここでは、リレー巻線 RES49 (パスポート RS4.569.421-00)、RES79 バージョン DLT4.555.011 など、ほぼ同じ抵抗の他の銅巻線を使用できます。 DLT4.555.011-05。 銅巻線の抵抗は温度に直線的に依存し、時間が経っても非常に安定しています。温度 T0 (たとえば 20 °C) での値がわかっている場合、温度 T では抵抗は等しくなります。 R(T) = R(T0)[1 +0,004(T T0)]。 センサーの設計は、図 2 に示すものと同様にすることができます。 XNUMX.
リレー１の端子Ａ、Ｂに多芯絶縁接続線４（例えばＭＧＴＦ）を、エポキシ樹脂３が充填されたホルダーチューブ２を通して半田付けする。リレー 1 にしっかりと取り付けられている部分は、粘土などで封止されており、樹脂の重合後に簡単に取り除くことができます。 注ぐ前に、ねじれたワイヤーハーネスに柔軟なポリ塩化ビニルチューブ 5 を置く必要があります。これは、大気の悪影響だけでなく、特にチューブ 2 の出口点での頻繁なねじれによる断線からも保護します。リレーのリード線を曲げたり、未使用のリード線を切断したりしないでください。これによりガラス絶縁体が損傷する可能性があり、密閉されたリレーケース内に湿気が浸透すると腐食が発生し、時間が経つと極細の巻線が破損します。 1.1 つの 1.2 mA 電流スタビライザーがオペアンプ DA1、DA2 と電界効果トランジスタ VT1、VT1 に組み込まれています。それらの同一性は、共通分圧器 R2R3 からの基準電圧の供給と、フィードバック抵抗 R4 と R1 の抵抗値の等しいことによって保証されます。回路による上部スタビライザーの電流は、センサー RK1 と、コネクタ X3 のピン 1 と 5 に接続された 2 本の接続線を流れ、下部スタビライザーの電流は、基準抵抗 (抵抗 R3) と、センサーに接続された 1 本の線を流れます。測定結果はトランジスタ VT2 と VTXNUMX のソースの電圧差であるため、コネクタのワイヤと接点での等しい電圧降下は差し引かれると互いに打ち消し合います。 抵抗器 R5 の値は、最低測定温度におけるセンサー RK1 の抵抗値よりわずかに小さいため、コンバータのほぼゼロの出力信号に相当します。室温での 1850 オームと著しく異なる抵抗値でセンサーを使用する場合は、測定間隔の下限の温度 (たとえば、-50 °C) で上記の式を使用して抵抗値を計算し、 E5 シリーズの最も小さい値を公称 R24 として使用します。許容偏差が ±5% 以内の抵抗器が製造されていますが、許容誤差が +2% の C29-1V などの高精度のものを使用する必要があります。以下の場合、そのような抵抗のみが、デバイスの設置場所の温度変化による測定値への影響を最小限に抑えることができます。 減算演算は、オペアンプ DA2.1、DA2.2 を使用した高精度差動 DC アンプによって実行されます。このような増幅器の動作については、[3] で説明されています。抵抗器 R8 ～ R11 の抵抗値は正確に等しい必要があるため、±0,1 ～ ±0,25% 以内の許容差で選択する必要があります。抵抗器 R3、R4 も同様の許容差を持つ必要があります。 差動アンプのゲインは、温度測定の上限がオペアンプの最大出力電圧（約 4,4 V）に相当するように設定されます。 ゲインの必要な値は、次の式で求められます。
ここで、R0 は室温でのセンサー抵抗 (kOhm) です。 i0=1 mA - センサーと基準抵抗を流れる定格電流。 Tmax、Tmin - それぞれ測定間隔の上限と下限、℃。抵抗器 R8 ～ R11 に等しい値を与えた後 (2 ～ 10 kΩ の任意の値を選択できます)、次の式を使用して抵抗器 R6 の値を計算します。
この抵抗値の精度に対する要件はそれほど高くありません。誤差はソフトウェアで補正できます。ただし、測定ユニットの他の抵抗器と同様に、熱的に安定している必要があります。 圧力センサー BP1 - MPX4115AP は、電子気圧計および気圧高度計専用に Motorola によって製造されています。 0,15 ～ 1,15 kPa (112,5 ～ 862,5 mmHg) の範囲では、圧力に対する出力電圧の依存性は正規化された傾きで線形になります。ただし、異なるセンサー インスタンスのゼロ特性のシフトは 20 mm Hg に達します。美術。本器のオフセット補正はマイコンプログラムに割り当てられています。最初のセンサーピンは、その上の半円形の切り欠きによって簡単に識別できます。 製造されたデバイスの気圧計の読み取り値が不安定な場合、ほとんどの場合、BP1 センサーの出力回路に誘発された干渉が原因です。それらを取り除くには、図には示されていませんが、センサーの端子1と端子2の間に少なくとも0,047μFの容量を持つコンデンサを取り付けるだけで十分です。 回路 R7C11 は、電源投入時に DD2 マイクロコントローラーを元の状態に確実に取り付けることを保証します。コンデンサＣ１〜Ｃ１０、Ｃ１２はブロッキングコンデンサであり、Ｃ１３およびＣ１４は水晶振動子ＺＱ１を励振するために必要である。 コントローラー モジュールのプリント基板は、厚さ 1,5 mm のフォイル グラスファイバー ラミネートで両面作られています。寸法は 190x120 mm、カットアウトは 90x60 mm です。 モジュールの回路と設計の特別な特徴は、アナログ、デジタル回路、インジケーター用の 3 本の独立した「コモン」ワイヤです。組み立てられたデバイスでは、これらのワイヤはパワー モジュール内でのみ相互に接続されます。この技術により、アナログおよびデジタル ノードとディスプレイ モジュールによって生じる干渉が軽減されます。 「非標準」の電源、たとえば研究室の電源から電力を供給されるコントローラーを個別にチェックおよびセットアップする場合は、後者の共通線を接続することを忘れないでください。 抵抗器 R1 ～ R6、R8 ～ R11 ～ C2 ～ 29V、または事前に指定された許容誤差を持つその他の高精度抵抗器。残りの抵抗は通常の MLT または C4-1 です。すべてのコンデンサはセラミックです。水晶振動子 ZQ1 - NS-49 または希望の周波数の別の振動子。 XP1-HRZ プラグは、4 列の PLD ピン ブロックです。 PC1コネクタ(XXNUMX)のブロック部分は機器本体に取り付けられています。その接点は、プリント回路基板の対応する接点パッドに接続されます。 RS-232インターフェイス信号レベルコンバータMAX202CPE（DD1）は、変換チャンネルの数、コンデンサC4、C5、C9、C10の推奨値およびレベルが異なるだけの多くの類似機能のXNUMXつと置き換えることができます。入力と出力を干渉や過電圧から保護します。 最後の手段として、図 1 に示す回路に従って、DD3 マイクロ回路を 1 つのトランジスタのノードに置き換えることができます。 1. この場合、本格的な TXD 信号を形成するために必要な負の電圧は、VDXNUMXCXNUMX 回路を使用してコンピュータからの RXD 信号を整流することによって得られます。トランスレスコンバータは専用のインターフェースチップに組み込まれており、増加した正電圧と負電圧を生成します。
デュアル高精度オペアンプ MAX478CPA (DA1、DA2) はクワッド MAX479CPD に置き換えられます。同様のオペアンプが Analog Devices によって製造されています (AD8512、AD8513)。最後の手段としては国内用KR140UD26A単体で十分です。 電界効果トランジスタ KPZ0ZE は、インデックス B ～ G の KP302 または n チャネルで初期ドレイン電流が少なくとも 3 ～ 5 mA の他のトランジスタに置き換えることができます。 KT315G トランジスタの代わりに、KT315A ～ KT3102G および KT972A ～ KT817B の代わりに、KT973B または任意の文字インデックスを持つ KT973 をインストールできます。もちろん、輸入品を含め、少なくとも 21 の p100E を持つほぼ同じ出力の他のトランジスタを使用することは許可されます。 表示モジュール このモジュールの目的は名前から明らかであり、図は図に示されています。 4. 高さ 1 mm の桁の時間 (HG2、HG3) と分 (HG4、HG25) の 3 セグメント LED インジケータの間には、LED HL4 と HL0,5 があり、5 Hz の周波数で点滅します。残りのインジケーターは半分のサイズです。 HG7 ～ HG8 は温度、HG9 および HG2 は測定単位 (°C) を示します。抵抗 RXNUMX のおかげで、単位と度の XNUMX 分の XNUMX の間の小数点が点灯します。 コントローラは大気圧値を表示器 HG10 ～ HG12 に表示します。その測定単位 (mm) はデュアル 13 セグメント表示器 HG8 に表示されます。コントローラーはHG9、HG13、HG4インジケーターを制御しませんのでご注意ください。必要なシンボルは、これらのインジケーターのセグメントのカソードを抵抗器 R16 ～ RXNUMX を介して共通のワイヤに接続することによって「プログラム」されます。 HG5 インジケーターの左側 (数十度) には、水平フラット LED HL1 (マイナス記号) があります。 2 色の LED HLXNUMX は、バックアップ バッテリーの状態を示します。電圧が正常の間は緑色に点灯し、グローの色が周期的に変化する場合は、バッテリーの交換時期であることを示します。色が常に赤色の場合は、バッテリーが完全に放電しているか、なくなっています。 モジュールのプリント基板は、厚さ 1,5 mm のフォイルグラスファイバーラミネートで両面作られています。寸法は190x75mmです。 XP1 プラグ (PLD-24、XP コントローラー プラグと同じ) とすべての抵抗はボードの片側に取り付けられています。反対側のインジケータ HG1 ～ HG13 と LED HL1 ～ HL4 - は、その表面とプラグ ピンと抵抗端子のはんだ付け領域をダーク ペイントで事前に塗装しています。これにより、インジケーターの背景が暗くなり、デバイスの詳細がユーザーから見えなくなるため、デバイスの外観が向上します。 図 (図 4 参照) はキングブライト製 LED およびインジケーターの種類を示していますが、国産を含む他社の同様の LED およびインジケーターも同様に使用できます。
インジケーター HG1 ～ HG4 は黄色、HG5 ～ HG7 は緑色、残りは赤色です。もちろん、自分の好みに応じて他の色を選択することもできます。 LED HL1 の色は、インジケータ HG5 ～ HG7 および LED HL3、HL4 の色と同じである必要があります (インジケータ HG1 ～ HG4 と同様)。 拡散光散乱を備えた LED (曇りレンズ付き) を使用することをお勧めします。デバイスの構造要素の不必要な照明を排除するには、HL1 および HL2 LED の側面を不透明なペイントで覆います。 パワーモジュール 図では、図 5 は、デバイスのアナログ コンポーネントに電力を供給するために、+5 V (A) と -5 V の 5 つの電圧を生成するモジュールの図を示しています。 +12 V (D) - デジタルノード用。脈動 (フィルターなし) 電圧 +1 V - インジケーター用。変圧器 T1 の対応する巻線からの電圧は、ダイオード ブリッジ VD4 ～ VD12 による整流後、フィルタ コンデンサ C1 ～ C3 および統合安定器 DA1 ～ DA3 に供給されます (+XNUMX V 電圧を除く)。モジュールには XNUMX つのコモン ワイヤ端子があります。 コモン。 (A) - 「アナログ」。一般的な(C) - 「デジタル」。一般的な(I) - インジケーター用。それらはパワーモジュール基板上の一点でのみ相互に接続されており、他のすべてのモジュールでは電気的に接続されていません。これは、コントローラ モジュールのデジタル コンポーネントとアナログ コンポーネントによって生じる干渉のレベルを低減するために必要です。
トランス T1 - リング磁気コアを備えた TP112-19。既存の巻線 I ～ III に加えて、さらに 80 つの巻線が巻かれています: IV (PEV-2 ワイヤ 0,2 mm を 120 回巻く) と V (PEV-2 ワイヤを 0,5 回巻く) 15ワイヤー7mm）。必要な数の二次巻線 (I-IV - 9...0,05 V/12 A; V - 15...0.5V/XNUMXA) を備えた合計電力が少なくとも XNUMX W の他の変圧器を使用できます。 スタビライザ DA1 の出力に対応する電圧がない場合、バックアップ ガルバニック バッテリ GB1 の電圧は、スイッチ SA6 およびダイオード VD5 を介して +3 V (C) 出力に供給されます。これは、デバイスがネットワークから切断されたときのコントローラーの動作をサポートします。これは、ネットワーク障害時の障害から保護するだけでなく、デバイスをある部屋から別の部屋に移動する場合などにも必要です。 GB1 バッテリーは、直列に接続された XNUMX つの単三サイズのガルバニ電池で構成されています。ほとんどの場合、バッテリーから消費される電流は無視できるほど小さいため、最小限の自己放電と最大の許容保存寿命を特徴とするアルカリ電解液を含むセルを使用することをお勧めします。最も信頼できるのは、有名なメーカーの「ブランド」要素です。交換せずに数年間使用できるほか、安価な模造品はわずか数週間で動作しなくなることもあります。 スイッチＳＡ１は、バッテリＧＢ１の電圧制御回路を共通線に接続する（後者が存在しない場合）。これにより、インジケーターの誤った読み取り値が排除されます。 電源モジュールのプリント基板は片面に複数のジャンパ線が付いています。ボード寸法 - 120x100 mm。統合スタビライザー DA1 および DA3 は、5 V の正電圧の場合は国産または輸入品 (KR1158EN5、78L05、LM2931AZ-5.0)、DA2 は同じ負電圧の場合 (79L05、LM2990T-5.0) と置き換えることができます。酸化物コンデンサ - K50-35 または輸入された類似品。ダイオード VD5、VD6 - 低電力のもの。可能であれば、ここにショットキー ダイオードまたはゲルマニウム ダイオードを取り付けてください。確かに、後者のかなり大きな逆電流は、GB1 バッテリの耐用年数に悪影響を与える可能性があります。 マイクロコントローラ プログラム プログラムのソーステキストはAVRアセンブラで書かれています。プログラムを翻訳した結果得られる hex ファイルの内容を表に示します。 1. DD2 マイクロコントローラーのプログラム メモリにロードする必要があるのはこれです。
電源投入後、プログラムはマイクロコントローラーの初期化から始まり、タイマー、割り込みシステム、I/Oポート、UARTの動作モードを設定し、レジスターやメモリーセルに変数の初期値を書き込みます。この後、シリアル インターフェイス経由でコマンドが受信されるまでの無限ループが開始されます。 時間はタイマー 1 からの 0 秒ごとの割り込みに基づいてカウントされます。タイマ 0 からの割り込みに基づいて、LED インジケータへの情報出力を動的に制御する手順が動作し、ADC の演算結果が読み出されます。タイマー割り込み周期は 0,5 ～ 5 ms なので、インジケーターの 32 桁すべての情報は 0 ms ごとに更新されます。次の ADC サンプルは、タイマー 1024 からの 64 番目ごとの割り込みを処理するときに取得されます。64 ミリ秒で取得されたパラメータ (温度、圧力、または電圧) の 1024 つの 3 個のサンプルが合計され、その合計が XNUMX で除算され、その結果の平均値が得られます。値はさらなる計算のために RAM に保存されます。次の XNUMX ミリ秒の間、ADC は別のパラメータを測定します。したがって、完全なセンサーのポーリング サイクルには XNUMX 秒強かかります。この後、マイクロコントローラーは測定量の物理値を計算する手順を実行し、インジケーターへの出力の準備をします。 マイクロコントローラーは式X=K(NZ)を使用してインジケーターに表示される数値Xを計算しますが、温度と圧力を計算するときの係数KとZは異なり、それらの値はプログラムコードに「組み込まれ」ており、から転送されます。初期化中に RAM に保存されます。必要に応じて、デバイスに接続されたコンピュータを使用して、係数をセンサーの実際の特性に合わせて「調整」できます。新しい値は、マイクロコントローラーの電源がオフになるまで有効であり、不揮発性メモリには保存されません。 マイクロコントローラーはバッテリーの状態を監視し、電圧の測定結果をプログラムに組み込まれた 3,3 つのしきい値と比較します。バッテリ電圧が 5 V を超えると、マイクロコントローラの出力 PB7 および PC2 のレベルは、HL4 LED (図 1,25 を参照) の色が緑色になるようなレベルになります。バッテリー電圧が 3,3 ～ 1,25 V の範囲にある場合、LED に印加される電圧の極性とその発光色が毎秒変化します。電圧が 5 V を下回ると、LED は常に赤色になります。指定されたしきい値は、たとえば電源電圧 +XNUMX V (A) に依存するため、近似値です。 AT90LS8535 マイクロコントローラーで提供される消費電力低減モード (アイドル、パワーダウン、パワーセーブ) は、バックアップ バッテリーで動作している場合でも、プログラムでは使用されません。そのエネルギーは、コンセントに接続されていない時計に数日間電力を供給するのにすでに十分です。 RS-232 インターフェイスを介した受信と、表に示す 2 つのコマンドの実行が提供されます。 XNUMX.
デバイスがヌル モデム ケーブルで接続されている COM ポートにあるコンピュータは、表に示されている 9600 ～ 8 バイトを送信することでコマンドを送信し、次のモードで応答を受信します。交換レート - 1 ボー、データ ビット数- XNUMX、ストップ ビット数 - XNUMX、パリティは無効です。 テーブル内図 3 は、さまざまな変数やパラメータがマイコン RAM に格納されるアドレスを示しています。アドレスの下位バイトのみが示されており、表に従ってコマンドに示されています。 2. 最上位バイト 01H が暗黙的に示されます。
外部コンピュータ プログラム Lクロック プログラムは、時計を制御し、温度計と気圧計を校正するように設計されており、Borland の Windows アプリケーション開発システムである Delphi パッケージ バージョン 3.0 を使用して作成されました。コンピュータの COM ポートにアクセスするには、SaxSoft の対応する関数のライブラリ (comm.fnc ファイル) が使用されました。 COM1 ポート コネクタ (デフォルトでは、必要に応じて Lクロック プログラム メニューで COM2 ポートを使用できます) は、ヌル モデム ケーブルで対応するクロック コネクタに接続されます。 プログラムのメインウィンドウを図に示します。 6. 3 秒ごとに、クロック コントローラーのメモリから時間、温度、圧力の現在の値を読み取り、対応する画面ウィンドウに LED インジケーターの読み取り値を複製した値を表示します。さらに、プログラムはバックアップ電池の電圧を読み取り、表示します。
「Record-On」モードが有効な場合、受信データはディスクファイル slock.ini に自動的に保存されます。これらは、一定期間にわたる温度と圧力の平均値を計算したり、それらの変化をグラフにプロットしたり、その他の同様の操作に使用できます。初期設定では「録画オフ」に設定されており、録画は行われません。記録時に、プログラムが slock.ini ファイルがすでに存在することを検出した場合は、既存のデータに新しいデータを追加します。それ以外の場合は、同じ名前で新しいファイルを作成します。 Lクロック プログラムは、係数を計算するときにマイクロコントローラーによって使用されるすべての係数の値も読み取り、表示します。これらは、適切なウィンドウで必要な値を指定することによって手動で変更することも、キャリブレーション手順の 1 つ (「自動計算」) を実行することによって自動的に変更することもできます。また、現在時刻を設定し (「時間の設定」)、マイクロコントローラーのクロック ジェネレーターの分周係数を調整して (「速度の設定」)、クロック レートを調整することもできます。 正確な時間を設定するには、対応するウィンドウで分と時間の新しい値を設定するか、「コンピューターから設定」ボタンをクリックするだけで、コンピューターのシステム時間に対応する測定値が設定されます。原子時計を使用してインターネット経由で正確に設定できます ([4] を参照)。「秒のリセット」ボタンと「秒 = 59 の設定」ボタンは、秒の値を正確に設定するために使用されます。インジケーターと画面に表示されない値をそれぞれ 0 または 59 に設定します。 温度計と気圧計の校正 記事の冒頭に記載されている測定誤差の値は、デバイスのハードウェアの潜在的な機能を特徴づけます。温度と圧力の測定における実際の誤差は、校正の精度と精度に大きく依存します。 この演算を実行する過程で、ADC レジスタから読み取られた無次元数を対応する単位の物理量の値に変換するために使用される係数の正確な値が決定され、デバイスのメモリに書き込まれます。温度 T と圧力 P の各量に対して、特性のゼロ オフセット (ZT、ZP) と傾き (Kt、KR) という 2 つのパラメーターが必要です。 知られているように、マイクロコントローラは整数に対してのみ算術演算を実行し、パラメータ Kt、KR は原則として小数です。したがって、プログラムは実際にはそれらの値を 1024 倍して動作します。これらの値はマイクロコントローラーの RAM セルに保存され、Lクロック プログラム ウィンドウに表示されます。温度または圧力を計算した最終結果は、暫定結果を 1024 で割ってスケーリングすることによって得られます。 パラメータを計算するには、1 つのキャリブレーション ポイントで十分です。最も一般的に使用される温度または圧力範囲の端に近いほど、より良い位置に配置されます。たとえば、温度計を校正するには、選択したポイントでの校正前の測定値 (T2、T01) と基準温度計の測定値 (T02、TXNUMX) を知る必要があります。次に、Kt と Zt の新しい値が次の式を使用して計算されます (Who と Zto はパラメータの古い値です)。
校正の基準としては、ペットショップで購入できる水銀水槽用温度計が最適です。家庭用アルコール温度計は誤差が大きすぎます。 Lクロック プログラムを起動したら、温度センサーと基準温度計を熱湯に浸します (継続的にかき混ぜる必要があります)。測定値を安定させるために少なくとも 5 分間放置した後、対応するプログラム ウィンドウの「温度 - 自動計算 - 計算&設定」ボタンを押し、基準温度計の目盛から読み取られた値を「最初の点」ウィンドウに入力し、 Enter キーを押します。この時点で、プログラムは温度センサーの測定値を自動的に記録します。 センサーと温度計を先ほどと20℃以上異なる温度の冷水に移します。読み取り値を安定させて「XNUMX 番目のポイント」ウィンドウに入力した後、Kt 係数と ZT 係数の新しい値が計算され、デバイスの RAM に書き込まれます。 気圧計も同様の方法で校正されます。 KP と ZP を計算する式は、上記の Kt と ZT について示した式と同様です。当然のことながら、それらの温度値Tは圧力値Pに置き換えられます。ただし、大気圧を正確に測定するための機器は専門の設備を備えた実験室でのみ利用できるため、校正は複雑です。したがって、インターネット データを参照として使用する必要があります (たとえば、 、 、 ）、ラジオおよびテレビの気象サービス。残念ながら、それらは不正確であり、修正が遅すぎます。したがって、27612 つのサービスの情報に限定せずに、いくつかのサービスのメッセージに目を通し、明らかなエラーを破棄し、妥当な値を平均する必要があります。 Lクロックプログラムを実行して気圧計を校正する前に、圧力が十分に低くなるか、逆に高くなるまで待ちます（モスクワ地域の極端な値は720および770 mm Hg）。最初に「圧力-自動計算-計算&設定」ボタンを押して、「最初の点」ウィンドウに実際の圧力を入力します。この値は、圧力センサーの測定値とともにディスク ファイルに書き込まれます。これで、大気圧が反対の極値に近づく前にプログラムを閉じてコンピューターの電源を切ることができます。 Lクロックプログラムを再起動するときは、再度「圧力-自動計算-計算&設定」ボタンを押し、「2点目」ウィンドウに実際の圧力値を入力してください。この後、修正されたパラメータ KR と ZP が自動的に計算されてデバイスの RAM に書き込まれ、プログラムは最初の校正点に関するデータをファイルから読み取ります。 クロック コントローラーはキャリブレーション結果を RAM に保存するため、供給電圧が完全に切断されると (たとえば、バックアップ バッテリーの交換または故障時など)、キャリブレーション結果は失われます。これを回避するには、キャリブレーション後に「デフォルトとして保存」ボタンをクリックすることをお勧めします。失われた値を復元するには、設定した係数値（水晶分周係数も同様）がディスクファイルに保存されます。 「デフォルト係数を設定」ボタンをクリックするだけです。見つかった値を紙に書き留め、必要に応じて適切なウィンドウに入力することができます。 動作中のセンサーの交換が予想されない場合は、一度実行されたデフォルトのパラメータ調整の結果をコントローラに強制的に受け入れることができます。これを行う最も正しい方法は、プログラムのアセンブリ コード内の対応する定数を変更し、コンパイルしてマイクロコントローラーを再プログラムすることです。ソース テキストを妨げることなく、hex ファイル内のいくつかのバイトを直接変更するだけで同じ操作を実行できます (表 1 を参照)。図では、図7は、パラメータKR、ZP、Kt、ZTの値がどのように書き込まれるかを示しています。正確なクロック動作に必要なマイクロコントローラーのクロック周波数の分周率もそこに記載されています。その値は、DD1 マイクロコントローラーのクロック周波数 (ヘルツ単位) の 64/2 に数値的に等しい必要があります。実際には、ZQ1 水晶振動子 (4096 kHz) に示されている公称値からのこの周波数の偏差は、数百ヘルツに達する可能性があります。
hex ファイルの変更された各行では、最後のバイト、つまりチェックサムを修正する必要があります。図では、 7 これらのバイトには下線が引かれています。文字列の最後のバイトを除くすべてのバイトの値を算術的に加算し、最も近い 2 の累乗からその合計を減算します。結果として生じる差の下位バイトが新しいチェックサムになります。 文学
著者: Yu.Revich、モスクワ
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