2- بلوك و دیاگرام دستگاه

3- توضیح عملیات قطعات رسم شده در بلوك دیاگرام

     الف – 89C51(1)

     ب – 89C51(2)

     ج – HIN 232

     د- مدارات یكسو كننده و تقویت كننده

     ه – تراشه ADC808

     و – طرز كار LCD

4- شرح كار دستگاه

5- مشخصات دستگاه

6 – مزایای دستگاه

7- سخت افزار دستگاه

8- مدارات قسمت نمونه گیری ولتاژ و جریان

9- طرز كار ADC 808

10- نرم افزار دستگاه

11- شرح عملكرد نرم افزار

12- شرح كلیدهای مختلف نرم افزار

13- آنالیز اطلاعات ذخیره شده

14-توضیحات نرم افزار اسمبلی میكرو پروسسورها

15- توضیحات نرم افزار تحت ویندوزبا Visual C++

بلوك و دیاگرام دستگاه :

 

 توضح عملیات قطعات كشیده شده در بلوك :

الف ) 89C51(1)  :

1- فرمانهای لازم را به  ADC808 می دهد تا مقدار آنالوگ به دیجیتال برای هر شش كانال تبدیل شود ( سه كانال جریان و سه كانال ولتاژ )

2- مقدار دیجیتال گرفته شده از ADC را گرفته و عملیات لازم را روی آن انجام می دهد و مقدار مطلوب را روی صفحه LCD نمایش می دهد و همچنین این مقادیر را از طریق پورت سریال به آی سی 89C51(2) می فرستد .

3- كی بورد ماتریسی را چك می كند تا چنانچه كلید فشار داده شد عملیات لازم را انجام دهد .

4- محاسبه كردن ساعت سیستم و نمایش ساعت روی صفحه LCD .

5- محاسبه تاریخ شمسی و نمایش برروی صفحه LCD .

 ب) 89C51(2) :

1- اطلاعات رسیده از خط سریال از آی سی 89C51(1) را در حافظه RAM ذخیره می كند و همچنین این اطلاعات را از طریق سریال به كامپیوتر می فرستد تا این مقادیر در نرم افزار نمایش داده شود .

2– بعد از رسیدن هر باكس اطلاعات یك LED را روشن یا خاموش می كند تا ذخیره اطلاعات در دستگاه نمایش داده شود  .

ج) HIN232

 یك واسط است برای تبادل سریال بین میكرو و كامپیوتر .

 این آی سی ولتاژ پنج و صفر میكرو را با استفاده از خازنهای مدار تبدیل به ولتاژهای  پانزده و منفی پانزده می كند .

این آی سی برای تبادل سریال از استاندارد RS232 استفاده می كند .

پایه های RS232

چون در كامپوترهای IBM برای ارتباط سریال از سوكت نه پین استفاده می شود لذا پایه های آن را توضیح می دهیم :

پایه ها :

1- تشخیص حامل داده DCD

2– داده رسیده RXD

3- داده ارسال شده TXD

4- پایانه داده آماده DTR

5- سیگنال زمین

6- مجموعه داده آماده

7- تقاضای ارسال

8- آمادگی برای ارسال

9- تشخیص دهنده

ما برای ارتباط سریال با میكرو فقط از پایه های دو و سه و پنج استفاده می كنیم .

پورتهای COM در IBM PC و سازگار به آنها :

كامپوترهای IBM PC و سازگارهای مبتنی بر (8086 ، 286 ، 386 ، 486 و پنتیوم ) معمولاً دو پورت COM دارند . هـر دو پورت كانكتورهای نوع RS – 232 را دارا می باشند .

بسیاری از PC ها یك DB – 25 و یك DB – 9 را بكار می برند .

پورت های COM  با COM 1 و COM 2 نامگذاری شده اند . در سالهای اخیر COM 1 برای ماوس و COM 2 برا ی وسایلی چون مودم بكار رفته اند . برای انجام آزمایشات تبادل اطلاعات ، پورت سریال 8051 را به COM 2  در PC بكار می برند .

د) 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 :

یك مدار یكسو كننده و تقویت كننده آپ امپی است كه ولتاژ ورودی AC را هم یكسو می كند و هم در یك گین ضرب می كند  .

   ه) تراشه ADC 808 با 8 كانال آنالوگ :

 تراشه مفید دیگر ADC 808 از National Semaconductor است  .

این تراشه دارای 8 ورودی است كه اجازه می دهد تا 8 مبدل مختلف را با یك تراشه ردیابی كنیم . این تراشه دارای خروجی داده هشت بیتی است . هشت ورودی آنالوگ  مولتی پلكس است ، برای این كار سه پایه آدرس C , B , A به كار می رود در این تراشه VREF(+) و VREF(-) ، ولتاژ مرجع را تنظیم می كند . اگر VREF (-) = GND و VREF(+) = 5 باشد ، سایر پله ها برابر است با 5/256=19.43mv بنابراین برای داشتن پله 10 میلی ولت به ولتاژ ریفرنس 56/2 نیاز داریم . ما از كانالهای A , B , C برای انتخاب كانالهای صفر تا هفت ورودی آنالوگ و از ALE برای لچ كردن آدرس استفاده می كنیم . SC برای شروع تبدیل است . EOC برای پایان تبدیل می باشد ، OE فعال ساز خروجی است .

 توصیف پایه های LCD

LCD مورد بحث ما چهارده پایه است .

• VSS – زمین

2- VCC – منبع تغذیه

3-VEE – منبع تغذیه كنترل درخشندگی

4- RS – انتخاب RS=0 برای انتخاب دستور العمل ، RS=1 برای انتخاب ثبات داده .

5- R/W گذرگاه داده 8 بیت .

6- E – انتخاب

 

 

 

7- DB0 گذرگاه داده 8 بیت .

8- DB1گذرگاه داده 8 بیت .

9- DB2 گذرگاه داده 8 بیت .

10- DB3 گذرگاه داده 8 بیت .

11- DB4 گذرگاه داده 8 بیت .

12- DB5 گذرگاه داده 8 بیت .

13- DB6 گذرگاه داده 8 بیت .

14-DB7 گذرگاه داده 8 بیت .

RS ، انخابگر ثبات :

در داخل LCD دو ثبات وجود دارد و این پایه برای انتخاب آنها به این ترتیب بكار می رود كه اگر صفر باشد ثبات فرمان انتخاب می شود و اجازه می دهد فرمانهایی همچون پاك كردن ، نشاندن مكان نما و غیره صادر شود و اگر یك باشد ثبات داده انتخاب می شود و به كاربر اجازه ارسال داده روی LCD  برای نمایش می دهد .

R/W خواندن / نوشتن :

این پایه به كاربر اجازه نوشتن اظلاعات و یا خواندن از LCD را فراهم می سازد اگر یك باشد برا ی خواندن و اگر صفر باشد برای نوشتن است .

E ، فعال :

از این پایه برای لچ كردن اطلاعات ارائه شده به پایه های داده اش استفاده می كند . وقتی داده به پایه های داده اعمال شد یك پالس بالا – پایین به این پایه اعمال میگردد تا به این وسیله LCD داده موجود در پایه های داده را لچ كند . این پالس بابد حداقل 450 ns عرض داشته باشد .

D0 – D7 :

هشت بیت خط داده برای ارسال اطلاعات به LCD یا خواندن محتوای ثباتهای داخلی LCD بكار می رود . برای نمایش حروف و اعداد پورتهای اسكی برای حروف A – Z و a – z و اعداد صفر تا نه به پایه ها ارسال می شود و همزمان RS = 1 میگردد همچنین كدهای دستورالعمل فرمانی وجود دارند كه برای پاك كردن نمایشگر یا باز گرداندن مكان نما به نقطه شروع یا چشمك زدن آن بكار میرود كه به شرح ذیل می باشد :

 شرح كار دستگاه :

 این دستگاه از دو قسمت نرم افزار تحت كامپیوتر با ویژال C++ و یك سخت افزار كه یك بورد و ودارات الكترونیكی تشكیل شده است .

مشخصات دستگاه آنالایزر VCA005 :

 1- دارای یك صفحه LCD برای نمایش ولتاژ و جریان سه فاز لحظه ای كارخانه و نمایش ساعت و تاریخ  شمسی می باشد .

2- دارای كی بورد 4*3 ماتریسی برای بعضی از تنظیمات در دستگاه .

3- نگهداری مقدار ماكزیمم جریان سه فاز و ساعت آن در داخل حافظه دستگاه برای آنالیز اپراتور .

4- نمونه گیری از جریان سه فاز و نگهداری در حافظه دستگاه هر هشت ثانیه .

5- این دستگاه سازگاری با هر تابلوی برق دارد و فقط با تعویض ترانس داخال منوی دستگاه بر اساس C/T (ترانس جریان ) می توان این دستگاه را بر روی تابلوهای مختلف نصب كرد و آنالیز لازم را بر روی آن تابلو انجام داد .

6- این دستگاه نیازی به اپراتور برای تخلیه اطلاعات ندارد و خود سیستم بصورت اتوماتیك روشن خواهد شد و اطلاعات تخلیه می شود و كامپیوتر دوباره خاموش خواهد شد .

7- داخل نرم افزار كامپیوتری این امكان وجود دارد كه این دستگاه هر جای كارخانه نصب شده باشد از طریق سریال به كامپیوتر متصل می شود و داخل نرم افزار كامپیوتری این امكان وجود دارد كه می توان جریان سه فاز و ولتاژ سه فاز را بصورت On Line نمایش می دهد .

8- در داخل نرم افزار این امكان وجور دارد كه می توان سطح پر شدن حافظه دستگاه را مشاهده كرد .

مزایای دستگاه آنالایزر VCA005 :

 

1- بعد از تخلیه اطلاعات هر 24 ساعت می توان نمودار مصرف برق را در نرم افزار Exel رسم نمود و آنالیز لازم را برای برق مصرفی كارخانه مورد نظر انجام داد .

2- از روی نمودار حتی می توان از سالم یا خراب بودن دستگاههایی كه آمپر آنها مشخص است مطلع شد .

3- از روی نمودار میتوان اگر قطعی برق باشد ساعت قطع و وصل شدن برق را بدست آورد .

4- در داخل نرم افزار كامپیوتری این امكان وجود دارد كه می توان با دادن تاریخ مورد نظر پول برق مصرفی و كیلو وات مصرفی در آن تاریخ رابراساس دادن تعرفه مصرف برق آن كارخانه به نرم افزار بدست آورد .

 سخت افزار دستگاه آنالایزر VCA005 :

 در داخل نرم افزار 2 عدد میكرو پروسور809C51 وجود دارد كه هر یك به تنهایی كار خاصی را انجام می دهند .

 ورودی جریان دستگاه از C/T تابلو می باشد كه در سر راه C/T یك مقاومت 1/0 اهم ، 5 وات مجود دارد كه جریان عبوری از C/T را تبدیل ولتاژ میكند .

C/T :

برای اندازه گیری جریان عبوری از تابلوی برق از این دستگاه استفاده می شود كه این دستگاه در دور شین ورودی كارخانه قرار می گیرد و بر اساس جریان ورودی از شین یك جریان متناسب با آن در C/T برقرار می شود .و رابطه آن امكان دارد به صورت زیر باشد كه بر اساس جریان كارخانه انتخاب می شود .

 

  توجه : جریان تولید شده در C/T یك جریان AC است .

ولتاژ دو سر مقاومت به یك مدار یكسو ساز و تقویت كننده وارد می شود و بعد از یكسو سازی و تقویت با یك ولتاژ تقویت شده و DC خواهیم داشت كه مدار یكسو ساز بصورت زیر می باشد :

                                     مقاومت متغیر R در دست ماست تا بتوانیم گین مدار تقویت كننده را تغییر دهیم ، با این مقاومت د رمدار می توان مدار را كالیبره نمود تا بتواند جریان صحیح را روی LCD نمایش  دهد .

دو عدد دیود ورودی باعث می شود كه اگر ولتاژ ورودی بیشتر از 6/0 ولت شود اتصال كوتاه خواهد شد و باعث می شود تا خروجی از یك اندازه ای بیشتر نشود و به مدارات بعدی صدمه وارد نشود . این مدار ولتاژ ورودی را یكسو می كند و هم در یك گین ضرب می كند از این مدار به همین صورت دو نمونه دیگر وجود دارد كه دو جریان دیگر نیز اندازه گیری خواهد شد .

خروجی این مدارات به ورودی هر كانال ADC808 متصل می شود .

این  (ADC808) IC دارای هشت كانال ورودی است كه سه تا ورودی جریان و سه تا ورودی ولتاژ است . جریان این IC هشت بیت اطلاعات دیجیتال است كه بصورت یك میكروپروسور 89C51 متصل است كه میكرو اطلاعات جریان و ولتاژ را بصورت دیجیتال از این پورت دریافت می كند .

مدارات قسمت نمونه گیری ولتاژ :

 ابتدا ولتاژ ورودی (220 ولت ) با یك تقسیم ولتاژ تبدیل به ولتاژ زیر 5/0 ولت می شود كه بصورت زیر می باشد :

طرز كار ADC 808 :

 در ابتدا آدرس ADC روی كانال صفر تنظیم میشود ، طبق اتصالات دستگاه جریان 1 به كانال صفر ، جریان 2 به كانال یك ، جریان 3 به كانال دو ، ولتاژ 1 به كانال سه ، ولتاژ 2 به كانال چهار و ولتاژ 3 به كانال پنج متصل است .

وقتیكه آدرس ADC  روی كانال صفر تنظیم شد مقدار دیجیتال كه به پورت یك میكرو می رسد مقدار دیجیتال جریان است كه این عدد را هم رو ی LCD نمایش می دهد و هم این عدد را از طریق سریال به میكرو دیگر دستگاه می فرستد و آن میكرو این عدد را داخل RAM ذخیره می كند و هم این عدد را از طریق سریال به كامپیوتر می فرستد و در داخل نرم افزار این جریان نمایش داده می شود .

تمام اعداد  اندازه گیری شده در داخل دستگاه یك عدد هشت بیتی است ، برای ترانس های بشتر از 250 این عدد خوانده شده از تابلو را در ضریب ترانس ضرب می شود . ضریب ترانس :  2000/250 = 8

مثلاً برای ترانس  2000/5 هر عدد خوانده شده از ADC ضرب در 8 می شود و روی  LCDنمایش می دهد .

بطور مثال برای ترانس 800/5 ضریب ترانس برابر 3.2 است كه هر عدد خوانده شده ضربدر 3.2  می شود و روی LCDنمایش میدهد.

بعداز اینكه آدرس ADC روی كانال صفرتنظیم شدواطلاعات جریان فاز یك خوانده شد و روی LCD نمایش داده شد آدرس ADC  روی كانال یك تنظیم می شود ،