Modulární měřicí přístroj (odděleno)

[petula]

aktualizace stavu po týdnu:
Dnes žádné obrázky nebudou. V průběhu týdne jsem řešil převedení čítače sestaveného z digitálních obvodů do hradlového pole. Na vysvětlenou: prapůvodně, na samém počátku na podzim 2020 byl čítač z logických obvodů v různých technologiích navržený pro výstup přes 74141 na digitrony (nebo 7447 na LED). S tím se mi podařilo dostat se až na vstupní kmitočet 125-130 MHz. Dál to nejde. Nyní, po převodu do hradlového pole jsem na 228 MHz a myslím, že jsou ještě velké rezervy. Je to o uspořádání hradel v hradlovém poli a o volbě toho "správného" hradlového pole. Zde na bastlírně bohužel úplně chybí oddělení pro hradlová pole a jejich návrh. Nevím, zda se tím vůbec někdo baví. Tak trochu na vysvětlenou:
převod schématu digitální logiky do hradlového pole zdaleka není tak jednoduchý, protože hradlové pole ačkoliv je sestavené z hradel, se chová jinak než hradla v digitálních obvodech (třeba hradla v 7400). Z původního schema se nejprve vytvoří program, napsaný v jazyce VHDL nebo VERILOG. Ten se překládá, simuluje atd (dost složitý proces) a nakonec se nahraje do hradlového pole a pak se zase testuje v reálu. Celkově se tomu říká "vývoj hradlového pole", protože s programováním už to moc společného nemá. K tomuto vývoji jsou složité programy a speciální programátory přes rozhraní JTAG. Standardní potíže jsou, že vše je silně závislé na typu, druhu hradlového pole a výrobci. Další problémy jsou v tom, že výrobci hradlových polí (Xilinx, Altera) dnes téměř nenabízí malá hradlová pole. Přestali je jednoduše vyrábět. Nabízejí spíše "veliká", ne tedy rozměrově, ale co do počtu hradel a kapacity. Ty ale mají pouzdra se stovkami vývodů a cenově jsou dost "mimo" Nyní tedy budu hledat kompromis, to "správné" hradlové pole, které umožní ještě vyšší vstupní kmitočet čítače a přitom nebude moc drahé, přitom bude dostupné a bude možno jej také namontovat na plošný spoj. Například takový kompromis - Xilinx XC6SLX9-3TQG144I (Spartan 6) se 144 vývody. Rychlost přes 1200 Mhz, cenově okolo Kč 800/kus. Momentálně nedostupné... i když vzorky se snad povede získat. Vtip je ale v tom, že samotný čítač zabere v takto velkém hradlovém poli jen velmi málo prostoru (cca 10-15%) a velká část obvodu tak zůstane prostě nevyužita. Otázkou je, jak zbytek obvodu účelně využít.

[Habesan]

[petula]

Habesan, no nevím, možná by tam mohly být dva čítače, ačkoliv mne nenapadá následné využití. Allanovy variace lze počítat v FPGA, ale musí se do FPGA tím pádem nahrát celý procesor, který toto bude počítat. Stávající čítač je řízen 16-bitovým MCU, který současně řídí dotykovou obrazovku a ostatní adaptéry v Harlequinu. Uvidím, to je ještě daleko, protože v prvé řadě musím sehnat fínance na nákup počítače. Pak někde , kde mají vysokorychlostní internet, musím stahnout software od Xilinxu (20 Gbyte). To může být docela problém, za současné situace. Myslel jsem, že to stahnu v nějaké pražské internet kavárně. Třeba v Opletalce nebo na Praze 4 nebo v opravně počítačů u Jiřího z Poděbrad. Jenže to vše je zrušeno, zaniklo to. Teprve pak budu schopen naprogramovat FPGA.

Ale jiná věc, v mezičase, než se propracuju k realizaci čítače do FPGA, jsem začal programovat externí program, "virtuální instrument" , který běží na PC. To znamená, že čítač, Harlequin, nebo jakýkoliv jiný čítač, který má interface, se připojí k PCčku. Na PCčku se pustí program a z PCčka lze ovládat čítač a naopak, čítač do PCčka odešle naměřená data, která se zobrazí na virtuálním měřícím přístroji na PC monitoru. Program dělám v LabView Dnes ukázka výsledků práce od úterního rána. Verze 1.0
Virtuální panel má dvě "záložky", nebo jak se tomu česky říká. Na první - viz printscreen, je displej v kterém se zobrazuje výsledek z čítače. Dole jsou knoflíky kterými se nastavuje, co má přístroj dělat. Vpravo puldown menu pro nastavení parametrů měření. Lze také nastavit hrany pulzu od které hrany a do které hrany se bude měřit. A to náběžnou a sestupnou hranu. Tím lze měřit například šířku pulzu nebo dobu mezi pulzy. Dále lze nastavit formát displeje a počet míst. Lze přepnout na SCI formát ( 127.0025172 E6 MHz).
Nad displejem se nastavuje zatím jen rozhraní, které se zjišťuje v počítači automaticky a typ, model čítače. Počítač zjistí, jaká rozhraní v sobě má a ty zapíše do puldown menu k výběru. Dále, volba modelu, typu čítače. Mám krom, Harlequina ještě nastaveny čtyři tovární čítače: Philips PM6665, Racal Dana 1998 a 2101 a HP5342A. K těmto znám komunikační protokoly. Všechny čtyři komunikují přes GPIB. To znamená, v PC musí být adaptér GPIB od NI.
Teoreticky lze připojit měřící přístroje také přes LAN nebo USB, ale, musí k přístrojům být buďto ovladač pro LabView nebo musí být detailně popsán komunikační protokol a jak ovladač naprogramovat.
Na druhé stránce je "postprocessing". Zde se zatím ukazuje aktuální číslo měření (cyklus) a průměrná hodnota ze všech dosud provedených měření. Přibudou zde Allanovy varice.

[petula]

Ještě na ukázku, toto je viruální panel k měřícímu adaptéru NI-4070. Funguje pod woknama. Dodává se spolu s adaptérem. NI-4070 je 6.5 místný voltmetr National Instruments, buď v provedení PCI nebo PXI. Pro verzi PXI je nutno speciální skříň s PXI sběrnicí. V obou případech (PCI i PXI) drahý Na eBay se prodává těsně pod 500 liber + doprava + 20% DPH (cca ve fíinále asi 18 tisíc Kč), anebo u Farnella za 2890 liber + doprava + 20% DPH. Tedy něco lehce přes 100 tisíc Kč.
https://uk.farnell.com/ni/778275-01/digital-multimeter-6-5digit-300v/dp/3621165
6.5 místný voltmetr se doma dost dobře udělat nedá, ale 4.5 nebo 5.5 místný ano a virtuální panýlek lze naprogramovat.

[petula]

aktuální verze (1.21) ovládacího software z PCčka (windows) pro čítač je zde:
http://www.jplabs.co.uk/software/bh1017a-labview.html
Program je napsán v LabView 2014 (32 bit). Má cca 97 kB.
K dnešnímu ránu má software dvě záložky. Jednu pro čítač, druhou pro setup.
Vše co se nastaví na PC se objeví na LCD panelu Harlequina a opačně. Vše co se nastaví na dotykovém LCD panelu pro čítač na Harlequinovi, se přenese na PCčko.
Tlačtkem SAVE lze měřená data ukládat do souboru a použít k výpočtů, grafům ap. později. Například v externím programu pro Allenovy deviace a variace.
V dohledné době přidám ještě záložku pro AVOhmmeter.

Druhá záložka je setup a umožňuje na jedno kliknutí myší nastavit barvu textu na displeji. Pozadí je zatím (v této verzi) černé. Časem, až pořeším problémy se synchronizací myši a LabView bude možno měnit (snad) také barvu pozadí.
Nastavuje se zde interface a parametry, ačkoliv ty jsou stejně přepsány nastavením ve woknech.
Volí se zde typ přístroje. Program totiž komunikuje také s jinými čítači, které mají interface buďte RS232 nebo GPIB. Lze použít také USB a k němu NI konvertor USB-GPIB.

[petula]

Přidal jsem záložku pro AVOmetr.
http://www.jplabs.co.uk/software/bh1017a-labview.html
Problém je se zobrazováním řeckého symbolu Omega pro Ohmy. LabView Unicody neumí To je další věc, kterou nutno ještě vymyslet.

Zpět k hardware, k měřícím adaptérům (čítači a voltmetru) v Harlequinu. Plošné spoje dám dělat, až se sejde 25 platících zájemců. Menší počet desek nemá smysl dávat do výroby.

[fredis]

Ti zájemci by si to měli rozmyslet . Nejsi schopen splnit svoje sliby, vymlouváš se na neplatný mejl atd...

[petula]

Vstupní zesilovač k čítači. Zatím bez stínící krabičky. Takto funguje pro 50 mV vstup v rozsahu 10 Hz až 218 MHz. Výstup TTL. Napájení symetrické +/-5V. Se stínící krabičkou budou hodnoty asi lepší. Přesně odměřím, až z plechu vyrobím krabičku.

[petula]

plošný spoj vstupního zesilovače

[ec1045]

Osoba s přezdívkou PETULA nezmizela jen jaksi je OFF-LINE aneb je připojen přes satelit ViaSAT který byl 24.2 terčem hekerského útoku a je ve hvězdách kdy se povede opravit (podobně je na tom asi 30 tisíc uživatelů v Evropě).

Daný vzkaz je na žádost uživatele PETULA.

[Habesan]

A kde je mlíkař?
A kde je profesor filozofie?

[petula]

Tak už jsem zpět. Na vysvětlenou stručně: letos, 24.února v 11 hodin ráno Putinův hacker odrovnal v Evropě asi 30 tisíc satelitních modemů. ViaSat musel nechat vyrobit nové modemy. Nový modem ke mě dorazil 10.června. Bohužel s chybným aktivačním kódem. Nyní je už vše v pořádku. Paradoxně, mezitím k nám zavedli také optické kabely, takže někdy se připojím přes optiku, jindy přes satelit (podle nálady).
Ovšem 8 měsíců bez přístupu k netu zachalo dosti velký skluz v práci. Bez internetu se dnes elektronika dělat nedá, dokonce ani programovat se nedá (leda retro) a tak je co dohánět.

[Habesan]

A co StarLink ?
A co LTE ?
A co si zajet na Net někam do civilizace ???

[petula]

Habesan
nechci tohle vlákno zaplevelit něčím jiným, ale OK, strručně:
V uplynulých 8 měsících jsem měl přístup na net tak 1x za měsíc, vždy tak 20-30 minut, když jsem byl na návštěvě u známých. V majlboxu vždy 400 a více majlů.. To se těžko řeší problémy. těch bylo mraky.
O Muskově Starlinku vím. Je drahý, pořizovací náklady vysoké. Musk poskytl prý tisíce sestav Ukrajině a zdarma jim poskytuje přístup. Prý má ztráty 80 mio USD měsíčně a psal dopis Pentagonu, nechť se Pentagon podílí. Zatím to prý unese, ale kdo ví. Tak donekonečna nemůže být ve ztrátě, že.

LTE: u mne je signál z testovacího vysílače na který není přímá viditelnost. Signál je většinou na 20%. Když vypadne, přejde modem do režimu 2G a to už net nefunguje. Zvažuji koupit router Teltonika 06 + venkovní yagi antenu. S tím by to asi šlo a měl bych LTE jako záložní řešení.

Zajet na NET do civilizace... to jsem jezdil ke známým, ale mají 2 děti a psa a malý byt. Nemůžu jim obsadit byt na 10 hodin každý den. Pracoval jsem na jejich počítači, v podstatě jen řešil rychle hromadící se problémy. Pro práci v elektronice mám dva dost výkonné stolní stroje s velkými obrazovkami a k nim připojené měřící přístroje. To není notebook do tašky.

Takže asi tak. A když už jsem tu a protože začíná zimní sezona (kdy mám více času na elektroniku) tak se vracím k projektu:

V uplynulých 8 měsících jsem i přes nepřístupnost k netu udělal:

1/ pro jednoho místního člena regulovatelný zdroj 40V až 1000V , max. proud asi 30mA Zdroj má minimální rušení na výstupu. Na výstupu snímáni napětí a proudu. Zdroj lze řídit buď potenciometrem nebo externě z mikropočítače.
Vyfotím a dám někam ke kouknutí.

2/ laboratorní zdroj 0 až 30V - viz obrázek
původně to měl být zdroj pro napájení VN zdroje, ale nakonec z toho vznikl univerzální laboratorní zdroj. Požaduje jediné vstupní napětí 32V (když je nižší, výstup je adekvátně také nižší, asi o 2V oproti vstupu). Max. proud na reg. zdoji je 3A. Zdroj má ještě pevné větve +5 a +12V. Zdoj je odzkoušen na bastl poli, plošný spoj navržen. Bohužel mne odstřihli od netu těsně před tím, než jsem mohl dát podklady pro výrobu plošného spoje do výroby.
Musím nyní zjistit dostupnost součástek (za 8 měsíců se hodně změnilo) a cenu za výrobu plošného spoje.

3/ řídící deska s mikropočítačem ...
původně to měla být pouze deska pro řízení VN zdroje, ale nakonec, se to rozrostlo a vznikla z toho univerzální deska, která má spoustu dalších funkcí. mimo jiné opravdický digitální RLC můstek. Skutečně můstek, ne žádný V-F převodník. Krom digitálního RLC můstku má deska
- vstupy pro 4 rotační enkodéry (též poháněné motory, nejen ruční)
- 2 kanály CAN bus 2.0
- 2 kanály RS232C
- obvod RTC zálohovaný baterií
- možnost připojit buď 4 nebo 8-bitový LCD displej
- 2x 256 kB EEPROM
- mikroSD kartičku 4.5 GB
- připojení na dotykový LCD displej max. 800 x 600 bodů
- 4.5 místný digitální voltmetr se 4 diferenciálními vstupy, vstupním atenuátorem a zesilovačem
- 4 kanály DAC 12 bit
- 6 diferenciálních kanálů nastavitelného ADC převodnílku 12-14-16 bit
- lokální oscilátor 100Hz až 100 kHz (kmitočet se nastvuyje mikropočítačem)
- aritmetickou analogovou jednotku
- šifrovací obvod
- rozšiřující konekor
- konektor pro externí periferie (např. laboratorní voltmetr a VN voltmetr - viz nahoře)
- konektor pro sběrnici kompatibilní k průmyslové ISA

Deska může spolupracovat s SBC80C535 a dalšími moduly.
Momentální stav tohoto projektu:
jednotlivé části jsou odzkoušeny, otestovány. Plošný spoj (6 vrstev) navržený tak z 70%. V podstatě od července jsem na tom nic neudělal, protože nebyl přístup k internetu. Na tomto projektu, tedy této desce je ještě hodně práce, též softwarové...

[petula]

Aktuální situace:

laboratorní zdroj 0 až 30V - klíčové součástky jsou u Mousera i jinde vyprodány a nová dodávka se očekává až v listopadu 2023, tedy za rok

vstupní zesilovač k čítači - integrované obvody jsou nedostupné a neví se kdy budou.

řídící deska s mikropočítačem - některé součástky jsou nedostupné a neví se kdy budou. Tento projekt tedy jde zatím k ledu.

V podstatě můžu "vařit" jen z toho co mám nakřečkováno. Dnes jsem navrhnul pro kohosi odsud (neuvádím), plošňák pro řízení motorů pomocí TDA1085. Plošňák je jednostranný, tedy lze vyrobit v ČR. Součástky klasické drátové. Obvody mám, zatím ještě. Má někdo zájem?

Další co můžu vyrobit je napěťový kalibrátor. Mám na to nakřečkovány součástky, cca 25 kusů bych byl schopen sestavit. Kalibrátor může přesně nastavit referenční napětí od 0 do 20V v odstupu 5mV a též nastavit přesně proud. Má někdo zájem?