Имеющиеся в продаже электронные I регистраторы событий в основном рассчитаны на промышленное применение и довольно дороги. Предлагаемый прибор можно изготовить самостоятельно. Он не содержит дорогих деталей и фиксирует срабатывания четырех датчиков, контактных или с выходными сигналами стандартных логических уровней
Рис. 1
Схема регистратора показана на рис. 1. Его основа - микроконтроллер PIC16F628A (DD1). Информация о событиях (изменениях состояния контактных датчиков SF1-SF4) сохраняется в микросхеме энергонезависимой памяти DS1, соединенной с микроконтроллером по последовательному интерфейсу l2C.
Выбор микроконтроллера PIC16F682A обусловлен следующим:
- имеется встроенный USART для организации связи с компьютером;
- низкое энергопотребление;
- работоспособность сохраняется при снижении напряжения питания до 2,2 В;
- имеется синхронизируемый отдельным кварцевым резонатором таймер, удобный для организации часов реального времени и работающий даже в "спящем" режиме микроконтроллера.
Информация о каждом событии занимает в памяти микросхемы DS1 восемь байтов. Это означает, что имеющихся 32 Кбайт достаточно для регистрации 4096 событий. Чтение и запись осуществляются поблочно: за адресом первого байта блока следуют восемь байтов информации. Инкремент (увеличение на единицу) адреса каждого принятого или переданного байта происходит автоматически.
Основную часть времени микроконтроллер DD1 находится в спящем режиме, работает только его таймер TMR1, синхронизируемый "часовым" кварцевым резонатором ZQ2. Один раз в секунду этот таймер генерирует запрос прерывания, для обработки которого микроконтроллер "просыпается", увеличивает на единицу счетчик времени и опрашивает датчики. Если их состояние изменилось, производится запись информации о событии в микросхему DS1, после чего микроконтроллер "засыпает" до следующего прерывания.
К регистрации события (с указанием состояния датчиков, времени и даты) приводит изменение состояния любого из четырех датчиков. Но нужно иметь в виду, что датчики SF1 и SF2 опрашиваются 1 раз в секунду, поэтому кратковременные изменения их состояния могут быть пропущены. Этим можно воспользоваться для устранения последствий дребезга контактов. А вот изменения состояния датчиков SF3 и SF4 будут зафиксированы, даже если они произошли в интервалах между опросами, а к моменту опроса датчик возвратился в исходное состояние. Указанные особенности следует учитывать при выборе конструкции датчиков и способа их подключения.
Ток потребления регистратора от батареи напряжением 3 В - около 200 мкА, что позволяет ему работать от двух щелочных элементов типоразмера AAA не менее шести месяцев.
Для взаимодействия с компьютером в регистраторе имеется последовательный интерфейс RS-232, разъем которого Х1 подключают к разъему СОМ-порта компьютера Это позволяет:
- перенести список зарегистрированных событий из устройства в компьютер;
- очистить этот список в регистраторе;
- установить точное время в часах регистратора.
Сигнал RTS, формируемый СОМ-пор-том компьютера, использован не по прямому назначению, а для питания микросхемы преобразования уровней DA1. Это уменьшает ток, потребляемый от батареи GB1, и продлевает срок ее службы. Напряжение питания микросхемы DA1 ограничено стабилитроном VD1 до 3,3 В. Это меньше типового для примененной микросхемы МАХ232СРЕ значения, однако достаточно для ее нормального взаимодействия с физическим или виртуальным (организованным с помощью преобразователя USB-RS-232) СОМ-портом компьютера.
Напряжение 3,3 В с линии RTS подается также на светодиод HL1, сигнализирующий о его наличии, и на вход RA2 микроконтроллера.
Таблица 1
Примечание. Время передается шестью байтами в следующем порядке, секунды, минуты, часы, день, месяц, год.
Обнаружив его, микроконтроллер выходит из спящего режима и инициализирует свой USART. Обмен ведется со скоростью 19200 Бод.
Микроконтроллер устанавливается в исходное состояние при включении питания внутренним сигналом. Вход MCLR не используется.
К линиям порта В микроконтроллера программно подключены внутренние резисторы, соединяющие их с плюсом питания. Они обеспечивают вытекающий из каждой линии ток около 200 мкА. Датчиками событий могут служить не только физические контакты (герконы, кнопки), но и любые устройства с выходными логическими сигналами, имеющими стандартные уровни ТТЛ.
Розетка Х1 - DB-9F. В качестве Х2 для подключения датчиков можно использовать любой удобный разъем. При соединении регистратора с устройствами, имеющими собственные источники питания, особенно сетевые (например, для фиксации перебоев энергоснабжения, отказов оборудования), необходимо позаботиться о гальванической развязке с помощью оптронов или реле.
Для взаимодействия с регистратором разработана компьютерная программа logger.exe, позволяющая подавать ему команды, приведенные в таблице, принимать ответы на них и сохранять список зарегистрированных событий в файле на диске компьютера. Окно этой программы показано на рис. 2.
Рис. 2
При подключенном регистраторе в нем отображаются число зафиксированных им событий, а также текущее время и дата согласно внутренним часам регистратора.
Открыв пункт главного меню "Журнал" можно синхронизировать часы регистратора и компьютера сохранить список событий в файле формата CSV (Comma Separated Values), a также очистить память регистратора. Формат CSV выбран как наиболее универсальный, такой файл можно открыть, например, в программе Microsoft Excel или в другой электронной таблице Несложно написать и собственную программу его обработки.
Формат записи о событии следующий: день, месяц, год, час, минута, секунда, датчик 1, датчик 2, датчик 3, датчик 4. Все значения в ней - текстовые десятичные. Разделяющий их символ (в данном случае точка с запятой) задают в окне, открывающемся при выборе пункта меню "Параметры". В том же окне выбирают СОМ-порт компьютера, к которому подключен регистратор, и период опроса его компьютером (не путать с периодом опроса датчиков регистратором).
Программу можно скачать здесь
Автор: С. Кулешов, г. Курган