К.А. МОСКАЛЕНКО, К.М. ОМАР Научные руководители – П.В. НЕКРАСОВ, к.т.н., доцент

К.А. МОСКАЛЕНКО, К.М. ОМАР
Научные руководители – П.В. НЕКРАСОВ, к.т.н., доцент
– А.Б. КАРАКОЗОВ, ассистент
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ И ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ
ДАТЧИКОВ ТЕМПЕРАТУРЫ
С ПОМОЩЬЮ МОДУЛЯ NI MYRIO
В статье рассматривается система автоматизированного функционального и
параметрического контроля датчика температуры DS1624S+, основанная на модуле NI MyRIO и программном обеспечении LabVIEW. Приведен алгоритм проведения функционального и параметрического контроля.
В данной работе описана система функционального контроля датчика
температуры DS1624S+.
Разрабатываемая система должна обеспечивать подключение до 4 датчиков температуры, обеспечивать подачу питания от 2,7В до 5,5В с измерением тока потребления с точностью не хуже 0,1 мкА, должна проводить
измерения выходных уровней напряжения VOL, VOH, обеспечивать программирование и чтение данных по последовательному интерфейсу.
Аппаратная часть реализованной системы состоит из модуля NI
MyRIO и мультиметра SANWA PC5000. Подача питания, обмен данными
и измерение выходных логических уровней реализованы на основе
устройства реконфигурируемого ввода/вывода NI MyRIO [1]. Мультиметр
используется для измерения микроамперных токов в цепи питания микросхемы и управляется по интерфейсу RS-232 с компьютера. Пользовательское программное обеспечение разработано в среде LabVIEW.
Для организации функционального контроля необходимо реализовать
последовательный интерфейс обмена данными. Чтобы исключить взаимовлияние датчиков при испытаниях, каждый датчик должен быть подключен по отдельной шине.
Было реализовано 2 способа обмена данными с датчиком :
1) с помощью встроенного аппаратного интерфейса I2C устройства
MyRIO; достоинством решения является аппаратно реализованный
интерфейс, но в то же время данное решение позволяет одновременно подключить лишь 2 датчика, при необходимых не менее четырех.
2) Для решения этой проблемы интерфейса I2C был реализован в составе ПЛИС FPGA.
Реализованное программное обеспечение состоит из двух частей –
HOST.vi (рис.1) и FPGA.vi. Модуль FPGA реализует на низком уровне
обмен данными по последовательному интерфейсу согласно документации [5]. Алгоритм передачи посылки реализуется с использованием разработанных подприборов чтения и записи байта. С помощью модуля
HOST происходит управление датчиком, реализуются протоколы обмена
на высоком уровне, таким образом управление ведется за счет посылки
команд. В процессе работы можно выбрать один из 4 режимов: ожидание,
измерение температуры, считывание и запись в память EEPROM. Полученная информация выводится на индикаторы.
Измеренное значение температуры выводится в двух байтах: MSB –
целая часть, LSB – дробная часть (младшие 4 бита LSB – нули).
Питание датчиков обеспечивается с линий аналогового питания
устройства NI MyRIO, способного выдавать 3 мА, этого достаточно для
обеспечения тока потребления датчика, предельное значение которого не
должно превышать 1,2 мА.
Рис.1 Блок-диаграмма HOST.vi
Полученная система позволяет одновременно обрабатывать данные до
6 датчиков температуры, измерять токи потребления и выходные напряжения микросхем. Количество датчиков ограничено количеством каналов
аналогового вывода обеспечивающих питание микросхемы. Система
апробирована при подготовке исследований датчиков температуры
в АО "ЭНПО СПЭЛС" и ИЭПЭ НИЯУ МИФИ.
Список литературы
1. NI myRIO-1900 user guide and specifications http://www.ni.com/pdf/manuals/376047a.pdf.
2. DS1624 Digital Thermometer and Memory Data Sheet http://www.mouser.com/ds/2/256/DS162
4-27266.pdf.