Registrador electrónico de eventos. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.

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Los registradores de eventos electrónicos disponibles comercialmente están diseñados principalmente para aplicaciones industriales y son bastante caros. El dispositivo propuesto se puede hacer de forma independiente. No contiene piezas caras y capta el funcionamiento de cuatro sensores, de contacto o con señales de salida de niveles lógicos estándar.

La figura. 1

El diagrama de la grabadora se muestra en la fig. 1. Su base es el microcontrolador PIC16F628A (DD1). La información sobre eventos (cambios en el estado de los sensores de contacto SF1-SF4) se almacena en el chip de memoria no volátil DS1 conectado al microcontrolador a través de la interfaz serial l2C.

La elección del microcontrolador PIC16F682A se debe a lo siguiente:

- hay un USART incorporado para organizar la comunicación con una computadora;
- bajo consumo de energía;
- la operatividad se mantiene cuando la tensión de alimentación cae a 2,2 V;
- hay un temporizador sincronizado por un resonador de cuarzo separado, conveniente para organizar un reloj en tiempo real y que funciona incluso en el modo de "reposo" del microcontrolador.

La información sobre cada evento ocupa ocho bytes en la memoria del chip DS1. Esto significa que los 32 KB disponibles son suficientes para registrar 4096 eventos. La lectura y la escritura se realizan bloque a bloque: la dirección del primer byte del bloque va seguida de ocho bytes de información. El incremento (aumento de uno) de la dirección de cada byte recibido o transmitido se produce automáticamente.
La mayor parte del tiempo, el microcontrolador DD1 está en modo de suspensión, solo funciona su temporizador TMR1, sincronizado por el resonador de cuarzo "reloj" ZQ2. Una vez por segundo, este temporizador genera una solicitud de interrupción, para procesar la cual el microcontrolador despierta, incrementa el contador de tiempo y sondea los sensores. Si su estado ha cambiado, la información del evento se escribe en el chip DS1, después de lo cual el microcontrolador "se queda dormido" hasta la próxima interrupción.
Un registro de evento (con indicación del estado de los sensores, hora y fecha) da como resultado un cambio en el estado de cualquiera de los cuatro sensores. Pero debe tener en cuenta que los sensores SF1 y SF2 se sondean una vez por segundo, por lo que es posible que se pasen por alto los cambios a corto plazo en su estado. Esto se puede utilizar para eliminar los efectos del rebote de contacto. Pero se registrarán los cambios en el estado de los sensores SF1 y SF3, incluso si ocurrieron en los intervalos entre encuestas, y en el momento de la encuesta el sensor ha vuelto a su estado original. Estas características deben tenerse en cuenta al elegir el diseño de los sensores y el método de conexión.

El consumo de corriente de la grabadora con una batería de 3 V es de unos 200 μA, lo que le permite funcionar con dos pilas alcalinas AAA durante al menos seis meses.

Para interactuar con una computadora, la grabadora tiene una interfaz serial RS-232, cuyo conector X1 está conectado al conector del puerto COM de la computadora.

Esto permite:

- transferir la lista de eventos registrados desde el dispositivo a la computadora;
- borrar esta lista en el registrador;
- establecer la hora exacta en el reloj de la grabadora.

La señal RTS generada por el puerto COM de la computadora no se usó para el propósito previsto, sino para alimentar el chip de conversión de nivel DA1. Esto reduce la corriente extraída de la batería GB1 y prolonga su vida útil. El voltaje de suministro del chip DA1 está limitado por el diodo zener VD1 a 3,3 V. Esto es menos que el valor típico para el chip MAX232CPE aplicado, pero es suficiente para su interacción normal con un dispositivo físico o virtual (organizado usando un USB- convertidor RS-232) puerto COM de la computadora.
También se suministra un voltaje de 3,3 V desde la línea RTS al LED HL1, que indica su presencia, y a la entrada RA2 del microcontrolador. 

Tabla 1

Nota. El tiempo se transmite en seis bytes en el siguiente orden, segundos, minutos, horas, día, mes, año.

Al detectarlo, el microcontrolador se despierta e inicializa su USART. El intercambio se realiza a una velocidad de 19200 baudios.
El microcontrolador se establece en su estado inicial cuando se enciende la alimentación mediante una señal interna. La entrada MCLR no se utiliza.

Las resistencias internas se conectan programáticamente a las líneas del puerto B del microcontrolador, conectándolas al power plus. Proporcionan una corriente que fluye desde cada línea de aproximadamente 200 µA. Los sensores de eventos pueden ser no solo contactos físicos (interruptores de láminas, botones), sino también cualquier dispositivo con señales lógicas de salida que tengan niveles TTL estándar.
Zócalo X1 - DB-9F. Como X2, se puede usar cualquier conector conveniente para conectar sensores. Al conectar la grabadora a dispositivos que tienen sus propias fuentes de alimentación, especialmente las de red (por ejemplo, para detectar cortes de energía, fallas en los equipos), debe cuidar el aislamiento galvánico mediante optoacopladores o relés.
Para interactuar con el registrador, se ha desarrollado un programa de computadora logger.exe que le permite darle los comandos enumerados en la tabla, recibir respuestas y guardar la lista de eventos registrados en un archivo en el disco de la computadora. La ventana de este programa se muestra en la Fig. 2.

La figura. 2

Cuando la grabadora está conectada, muestra la cantidad de eventos registrados por ella, así como la hora y fecha actuales de acuerdo con el reloj interno de la grabadora.

Al abrir el elemento del menú principal "Diario", puede sincronizar los relojes de la grabadora y la computadora, guardar la lista de eventos en un archivo CSV (valores separados por comas) y borrar la memoria de la grabadora. El formato CSV fue elegido como el más versátil, dicho archivo se puede abrir, por ejemplo, en Microsoft Excel o en otra hoja de cálculo, no es difícil escribir su propio programa para procesarlo.

El formato de registro de eventos es el siguiente: día, mes, año, hora, minuto, segundo, sensor 1, sensor 2, sensor 3, sensor 4. Todos los valores que contiene son texto decimal. El carácter que los separa (en este caso, un punto y coma) se establece en la ventana que se abre cuando selecciona el elemento de menú "Opciones". En la misma ventana, seleccione el puerto COM de la computadora a la que está conectada la grabadora y el período de sondeo por parte de la computadora (no debe confundirse con el período de sondeo de sensores por parte de la grabadora).

El programa puede ser descargado por lo tanto.

Autor: S. Kuleshov, Kurgan; Publicación: radioradar.net

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