home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Amiga MA Magazine 1997 #3 / amigamamagazinepolishissue03-1 / ma_1995 / 06 / ami010.txt < prev    next >
Text File  |  1997-04-07  |  7KB  |  145 lines
  1.  
  2. AMIGOWE MIARKOWANIE
  3.  
  4. <lead>Kontynuujemy serië o praktycznym zastosowaniu Amigi w
  5. technikach sterowania i pomiarach. Oto drugi odcinek.
  6.  
  7. <a>Stanisîaw Szczygieî (Stanley)
  8.  
  9. <txt>Sterowanie i pomiary... w dziedzinie zwanej technologiâ
  10. zajmujâ poczesne miejsce. Wykonywanie urzâdzeï z dokîadnoôciâ do
  11. tysiëcznych milimetra, laserowo-optyczne czujniki -- to wszystko
  12. siëga daleko poza biologiczne moûliwoôci czîowieka. Ani tego
  13. dojrzeê, ani dotknâê. Konieczne jest posîuûenie sië elektronicznâ
  14. bâdú mechanicznâ "protezâ" -- automatem. Wykonuje on potrzebne
  15. operacje, a my moûemy obserwowaê jego pracë poprzez analizë
  16. informacji przez niego dostarczanych.
  17.  
  18. I wîaônie w tym tkwi problem: w informacjach. Trzeba takâ
  19. informacjë uzyskaê, przetworzyê na zrozumiaîâ dla nas postaê,
  20. przeanalizowaê i podjâê stosowne czynnoôci. Informacje mogâ byê w
  21. sposób bezpoôredni bâdú tylko poôredni zwiâzane z interesujâcym
  22. nas parametrem. We wnëtrzu komputera -- takûe naszych Amig --
  23. informacjami sâ impulsy elektryczne (bity), grupowane najczëôciej
  24. w okreôlone paczki (bajty, sîowa). Tym samym jeôli chcemy
  25. cokolwiek na Amidze zmierzyê, musimy jej to podaê w postaci
  26. wielkoôci elektrycznej, w postaci odpowiednio przetworzonych
  27. impulsów bitowych. Aby to uczyniê, potrzebny jest specjalny
  28. konwerter, zwany inaczej interfejsem wejôcia-wyjôcia. Przykîad
  29. jednego z najprostszych przedstawiîem w pierwszym odcinku cyklu.
  30.  
  31. Na zakoïczenie tego wstëpu chciaîbym jeszcze dodaê, ûe w tej
  32. serii tematycznej bëdë pokazywaî konkretne rozwiâzania
  33. elektroniczne, podstawowe sposoby pomiaru, ale choê w peîni
  34. dziaîajâce, powinny one byê dla Czytelników podstawâ do dalszych
  35. wîasnych rozwiâzaï. Magazyn AMIGA to w koïcu nie
  36. "Radioelektronik" -- tutaj bëdziemy sië zajmowaê komputerami i
  37. ich moûliwoôciami, a nie prowadzeniem kursu praktycznego
  38. lutowania.
  39.  
  40. <sr>Mierzenie wielkoôci
  41.  
  42. <txt>Aby móc cokolwiek zmierzyê, musimy sië najpierw zastanowiê
  43. nad istotâ i sensem pomiaru: co i jak moûemy zmierzyê?
  44.  
  45. Elektryczny sygnaî wejôciowy moûe mieê jednâ z trzech postaci:
  46.  
  47. -- analogowâ: wówczas przebieg sygnaîu (zwykle jego napiëcia) w
  48. peîni oddaje zmiany mierzonego parametru;
  49.  
  50. -- binarnâ: sygnaî moûe mieê tylko dwa stany -- albo jest, albo
  51. go nie ma;
  52.  
  53. -- dyskretnâ: sygnaî moûe przybieraê odpowiednio skwantowane
  54. wartoôci; im wiëcej ich bëdzie przybieraî, tym dokîadniej bëdzie
  55. mógî oddaê przebieg mierzonej wielkoôci. Gdy liczba stanów roônie
  56. do nieskoïczonoôci, otrzymujemy przebieg analogowy, gdy maleje do
  57. jednego -- sygnaî binarny.
  58.  
  59. Mierzenie komputerem polega na wczytywaniu kolejnych wartoôci i
  60. analizowaniu ich. Niestety, czas pomiëdzy poszczególnymi
  61. pomiarami, choê krótki, wciâû jest bardzo wymierny... Tym samym
  62. moûliwoôci komputera koïczâ sië na pomiarach o charakterystyce
  63. dyskretnej. Nie potrafimy zawsze okreôliê, jaki jest stan
  64. parametru, moûemy to zrobiê jedynie w wybranej konkretnej chwili.
  65. Gdy mamy pewnoôê, ûe czëstoôê pomiarów jest wielokrotnie wiëksza
  66. od moûliwoôci zmian mierzonego parametru, wszystko jest w
  67. porzâdku, ale jeôli nie, to nasze pomiary mogâ byê obarczone
  68. duûym bîëdem. Pokazuje to dokîadnie rysunek.
  69.  
  70. Tak czy inaczej, aby cokolwiek komputerem zmierzyê, musimy
  71. najpierw mierzonâ wielkoôê przetworzyê na zrozumiaîâ dla
  72. komputera. Niewâtpliwie najprostsza postaê to sygnaî binarny.
  73. Jest sygnaî -- jedna wartoôê, nie ma sygnaîu -- druga... Ale w
  74. ten sposób duûo sië nie dowiemy. Jeôli jednak poruszymy gîowâ,
  75. moûemy wymyôliê, jak sygnaî binarny moûe przenieôê TRZY!!!, a nie
  76. dwie, informacje!
  77.  
  78. <sr>Trzy wartoôci sygaîu binarnego
  79.  
  80. <txt>Tak, to wcale nie pomyîka. O dwu pierwszych juû wiemy, tâ
  81. trzeciâ zaô jest CZAS... Nie jest niczym trudnym zmierzyê czas
  82. trwania sygnaîu. Jeôli zaô ten czas jest bezpoôrednio zaleûny od
  83. mierzonej wielkoôci..., bingo! Wystarczy przeliczyê stosownym
  84. wzorem parametr w funkcji czasu impulsu i okaûe sië, ûe jednym
  85. bitem moûemy przenosiê naprawdë duûo informacji. Oczywiôcie
  86. pomiar bëdzie zaleûny od precyzji zmierzenia czasu, ale to nasza
  87. Amiga potrafi bardzo dobrze, a poza tym kaûdy pomiar obarczony
  88. jest pewnym bîëdem (pozwolë sobie jednak nie przytaczaê teorii
  89. pomiarów zawartej w metrologii, uwierzcie mi na sîowo). Wbudowany
  90. w Amigi ukîad elektronicznego zegara pozwala, jak widaê, nie
  91. tylko na wypisywanie daty na ekranie... Choê nie zawsze trzeba aû
  92. z niego korzystaê. O tym jednak w nastëpnym odcinku.
  93.  
  94. Najwaûniejsze jest to, ûe wspominany, opisany wczeôniej,
  95. interfejs wystarczy nam do dokonywania pomiarów! Niestety, jest
  96. on tylko poîowâ drogi. Za jego pomocâ moûemy sygnaî binarny
  97. wczytaê, ale potrzebne jest nam urzâdzenie, pozwalajâce zamieniê
  98. wybranâ wielkoôê na odpowiednio dîugi-krótki impuls, zrozumiaîy
  99. dla interfejsu. Czëôê të dla lepszego uchwycenia idei nazwijmy
  100. ukîadem czujnika, tak jak ukîad przekazywania wychodzâcych z
  101. niego sygnaîów interfejsem wejôcia-wyjscia (w skrócie I/O).
  102.  
  103. <sr>Zamieniamy Amigë w omomierz
  104.  
  105. <txt>Czas przejôê do konkretów: do interfejsu opracujemy czujnik
  106. pomiarowy wielkoôci fizycznej, okreôlonej mianem REZYSTANCJI
  107. (dawniej oporu). Czujnik oparty jest o typowy, îatwo dostëpny w
  108. handlu, ukîad czasowy NE-555 (polski odpowiednik: ULY 7855).
  109. Ukîad ten doskonale sîuûy do tworzenia wszelkiego rodzaju
  110. generatorów sygnaîu. Przedstawione rozwiâzanie jest klasycznym
  111. przykîadem jego wykorzystania. Schemat pokazany jest na rysunku.
  112. A oto opis dziaîania czujnika.
  113.  
  114. Kondensator C (1.5uF) jest îadowany przez rezystory Rx (badany
  115. rezystor) i R1, R2 (po 10k). Czas îadowania kondensatora
  116. (wynikajâcy z budowy ukîadu -- odsyîam do katalogów) dla
  117. zastosowanych elementów moûna okreôliê wzorem:
  118.  
  119. t îad         = 0.69 * C * (Rx+20k)  => t îad = f(Rx)
  120.  -----                                   ----- 
  121. indeks dolny!                           indeks dolny
  122.  
  123. Czas îadowania jest wiëc w peîni (wîaôciwie wprost
  124. proporcjonalnie) zaleûny od wartoôci oporu mierzonego rezystora!
  125. Dodam, ûe czas rozîadowania teû. Wystarczy wiëc w otrzymanym na
  126. wyjôciu generatora sygnale zmierzyê czas trwania dowolnego stanu
  127. (niskiego bâdú wysokiego) i poprzez dobranie odpowiedniego
  128. parametru K do wzoru
  129.  
  130. Rx = T / K  (gdzie T jest zmierzonym w dowolny sposób czasem impulsu)
  131.  
  132. wyliczyê sobie wartoôê rezystancji. Proste? Oczywiôcie trzeba w
  133. tym celu nieco przeksztaîciê program, wydrukowany przy
  134. interfejsie I/O. Pozostawiam to jednak Czytelnikom.
  135.  
  136.  
  137. Maîa uwaga: ukîad jest prosty, ale jeôli na elektronice sië nie
  138. znasz, nawet nie próbuj braê lutownicy do rëki. Ani ja, ani
  139. redakcja nie bierzemy odpowiedzialnoôci za samodzielne wyczyny
  140. Czytelników!
  141.  
  142. W nastëpnym odcinku zamienimy omomierz w miernik pojemnoôci i
  143. zastanowimy sië nad bîëdami tak uzyskiwanego pomiaru oraz nad
  144. tym, co zrobiê, aby tym bîëdom zapobiegaê!
  145.