Стенд и оборудование для испытаний и измерений VIII

Готовлюсь к началу сезона испытаний. Ноутбука не стало. Да и генератор частотного датчика требовалось перепаять. посему я потребовалось мне устройство для записи показаний датчика.

Почесав затылок и написав себе тех задание сделал для себя устройство записи. TRUST_LOGGER
Кратко что может:
1. работа с 3-мя типами датчиков (частотный, аналоговый - например резистор переменный или тензодатчик с усилителем, цифровой по протоколу i2c) автоматическое определение типа датчика и его характеристик. так на вскидку частотный датчик может быть с частотой от 200 Гц до мегагерца и выше (что в общем не обосновано из-за наводок). в любом случае измерение частоты будет с точностью не хуже чем 1/6000 от частоты (или 1/3000 полного диапазона изменений).
УСРЕДНЕНИЕ данных за период измерения. Т.е. не моментальные "фотографии" процесса с шагом опроса (100ГЦ) а физическая картинка с низкими шумами.
2. сохранение результатов тестов в независимых файлах. и работа с данными файлами с PC.
3. Связь с PC по RS-232 с набором команд позволяющим делать контроль работы устройства, настройку, работу с памятью.
4. память может быть от 128 кБайт до 4МБайт. корпус унифицированный. изменение прошивки не требуется для применения конкретной емкости .
5. на каждое показание датчика отводится 3 байта. соответственно на частоте выборки 100 Гц памяти будет хватать от 7,5 минут записи до 3,5 часов записи. уменьшая частоту выборки можно увеличить время записи. так для микросхемы памяти 128 кбайт при выборке 20 Гц время записи будет 45 минут.
6. Предусмотрен механизм автостарта записи и автоостанова для экономии места. возможно начало постоянной записи через программируемый промежуток времени.
7. пользовательский интерфейс удалось уместить в 1 кнопку 2 индикатора состояния и 1 бипер для дистанционного контроля режима работы.
8. предусмотрен режим сервисного обслуживания в поле без применения PC. В том числе контроль заполненности памяти. Контроль напряжения батареи питания. и т.п.
9. корпус размерами 90х60х40 мм. датчики сменные и подключаются через унифицированный разъем. стоимость мне обошлась рублей в 150. но МК и память я покупал у представителя производителя, соответственно они стоили 30 и 40 рублей.

Результат на фото приведен.
пошивку и ответную часть для PC планирую не торопясь допинать в течение месяца.

Интересно, может ли такая фиговина потребоваться еще кому ?

1) Каков максимальный диапазон регистрируемых напряжений ?
2) Какова разрядность АЦП ?
3) В какой тип файла перекачиваются по RS-232 накопленные данные ?
4) В каком формате представления чисел перекачиваются данные ?
5) Чем формируется протокол RS-232 ?
6) Может ли устройство использоваться как видеорегистратор (точнее - какова максимальная скорость записи информации, кБит/с) ?

Как по мне - такой регистратор нужен всем, кто нуждается в записи электрических сигналов для последующей обработки.

1. Максимальный диапазон регистрируемых напряжений. 0..5 В. или от 0 ..1.1В. т.к. предполагал что в данный диапазон сигнал можно преобразовать в корпусе датчика усилителями и делителями. Причина - место мало на платке оставалось все сожрала батареи и 3 разъема.

2. Разрядность АЦП.
10-бит железная разрядность. Суммирование со сдвигом я успеваю делать до 14 разрядов со скоростью 100 Гц. Применение програмного повышения разрядности считаю обоснованным. Т.к. опыты с аналоговыми датчиками (датчик давления) позволяют говорить о применимости результатов.

3. стандарт передачи по RS-232 свой. данные передаются пакетами с CRC. C переприемом при ошибке. Разворачивает данные на PC интерфейсная программа. и позволяет данные каждого из тестов записать в отдельный файл. Тип файл текстовый. содержит характеристики датчика, частоту выборки и в столбик числовые показания датчика. формат файла *.frq. Применим и для Excel, и для программы trust_meter.

4. Формат чисел передаваемых по RS-232.
Разный для каждого тапа датчика. но всегда 3 байта на одно измерение (потребности увеличивать или уменьшать я не вижу)
частота - в своем хитром формате, который на стороне PС преобразуется в точное значение частоты в Гц.
аналоговый датчик - суммированные показания АЦП , сдвинутые или нет (настраивается) для соответсвия понятию "разрядность АЦП"
датчик цифровой - то что пришло с датчика по i2c. общение с таким датчиком происходит в режиме "дайт показания - на три байта"

5. RS-232 формируется "железным" UARTом на МК. Согласование электрических сигналов делается на 2-х транзисторах

6. Скорость записи.
Заточена под данные с датчиков. особенно с частотного датчика. Записывать тягу двигателя с частотой более 100 Гц смысла я не вижу, хотя возможно. поэтому логикой программы скорость ограничена информационным потоком 3 байта Х 100 Гц. 300 байт/сек.
теоретически поток сохраняемых данных ограничен только скоростью передачи данных от источника к МК по i2c. на вскидку - 1,5 - 2 Мбит/сек.
НО считаю в принципе не правильным использовать данное устройство для записи видео сигнала.
а) если делать самодельное то надо делать специально для видео записи . со своей логикой, режимом старта и пр. обязательно используя готовые модули в виде глазка видеокамеры с аппаратным кодеком в mpeg. соответсвенно это другие процессоры, другой уровень стоимости элементной базы. запись данных треба делать на SD-card.
б) такой подход реальный но неразумен. тк в лучшем случае будет получен посредственный фотоаппарат с высокими издержками на проектирование и и изготовление. с объемом выпуска 1 шт. из плюсов - заказной форм-фактор, требуемая логика работы.
в) следовательно нужно или покупать б/у фотоаппарат с записью на стандартную карту. таких море и недорого. или городить что-то из USB камеры. я когда дойду до этого буду - искать фотоаппарат что-то в районе $20-$30.

Измерение параметров водоракетного двигателя методом кирпича.

Видеосъемка фиксирует подъем груза известной массы.
Высота подъема вычисляется по времени его падения.
По этим данным рассчитывается полный и удельный импульс двигателя.

Подробности (6 мБ).

А вот мой уже переделанный стенд с лазерным усилением перемещения:

Осталось только сделать шкалу и можно мереть.

Идея появилась больше года назад, а сейчас я его переделал с вертикальной ориентации двигателя под горизонтальную с учётом опыта испытания предыдущего моего стенда, который сгорел.


Возмущения на упругом элементе, выполненном из обыкновенной линейки, затухают настолько быстро, что их наличием можно вообще пренебречь. Миллиметровые перемещения усиливаются с помощью светового луча от лазерной указки, проецируемого на отдельно стоящем экране.

СОбираю новый стенд, генератор теперь собран прямо на центральной пластине:

А кто-нибудь задумывался о повторяющихся кадрах в видео?
На фотике пишут 30fps, а по факту получается всего 10fps в лучшем случае 15fps!
Теперь для точности видеосъёмки буду использовать только формат miniDV в 25fps.