Data Loggers - Mass Storage Devices

Для начала предлагаю обсудить концепцию и конструкцию самопального 24-канального регистратора физических величин с псевдографическим индикатором, хранением данных, возможностью их слива через портативное КОМ-устройство, сигнализацией событий, и, возможно, с акустическим контролем помещения по заранее выбранному событию. Память предполагаю закольцевать по типу "черного ящика", чтобы данные хранились за последний месяц. Акустический контроль - по умолчанию последние несколько минут, тоже по типу черного ящика, а при событии - последние несколько минут с момента наступления этого события (т.е. по заполнении памяти запись прекращается). Таким образом организуется контроль за действиями вахты в первые, самые критичные минуты аварийной ситуации.

Начал, как обычно, с конца - с задачи. Прибор монтируется на щите управления ТЭЦ, расстояние до оператора - три .. пять метров. Пробный образец предполагается настроить как измеритель вибрации турбогенератора. Восемь подшипников по три составляющих, итого двадцать четыре точки.

Графическая часть индикатора показывает масштабное соотношение величин виброперемещения крышек подшипников. Частота сканирования - на грани появления мерцания, т.е. все точки выводятся "одновременно".

Цифровая часть индикатора (4 разряда семисегментного ЛЕД) показывает числовое значение самого высокого в данный момент светящегося столбика. Столбик, к которому относится показания цифрового индикатора, маркируется либо яркостью всего столба, либо миганием самого верхнего/нижнего светящегося светодиода. Яркостная модуляция предпочтительнее, т.к. статичная картинка намного меньше напрягает зрение.

Схема прилагается. Светодиоды и семисегментный индикатор с общим анодом получаются бесплатными, сдвиговые регистры 74hc595 родное предприятие уже оплатило. Транзисторы и резисторы подарю. Прошу проверить схемку на предмет принципиальных косяков... Ну, и может улучшения какие кто посоветует?

GOGI> Самый простой способ использовать дата-кабель от сотовых, старых моделей (у новых ЮСБ встроенный). В системе образуется виртуальный ком-порт.
pokos> Согласен на все 200%. Самое безгеморное дело, даже преобразователь уровня свой городить не надо.

А как насчет разъема со стороны логгера? Как я понял, в логгер врезается разъем с моб. телефона, и туда втыкается дата-кабель, на другом конце которого - мама УСБ, куда уже втыкаем флешку? Этот мобильный разъем где-то "доставать" надо, или можно купить в чипах-дипах? Как он конкретно называется, чтобы искать?

Или вообще обрезать его, и вместо него припаять к КОМ-стороне кабеля что-нибудь попроще и подешевле? Где конструктивно в этом кабеле расположен сам адаптер УСБ-КОМ?

Я бы Алексей на твоем месте начал не с визуализации, а с оцифровки 24 каналов и сохранения их куда-то.
И сразу забудь про Mass Storage

Да, и еще одно соображение "против" компа и "за" приборы с собственными индикаторами. Комп - он вешаться имеет свойство время от времени, т.е. надо будет несколько компов, чтобы один другого страховал. Бо совсем неуютно на щите станет, если монитор покажет дулю вместо параметров турбин и котлов, да часа в два ночи. Во всяком случае имхо все критические измерения должны производиться индивидуальными, функционально полностью законченными коробочками, в особых случаях - продублированными. А компом можно объединить все вспомогательные измерения, которые "могут подождать до утра", таких тоже хватает.

Далее, ЛСД для щита - это слишком мелко и неудобно. А то, что крупно и удобно, стОит неадекватно дорого. Нет, как ни крути, имхо псевдографическое самопальное ЛЕД-табло, удобно сделанное под конкретную задачу - самое то в данном случае... Обилие паяных ног, известная трудоемкость изготовления - единственный его недостаток.

Еще одно применение псевдографического индикатора точно такой же конфигурации, один в один: контроль температуры барабана. Тоже двадцать четыре точки; прибор используется при пуске-останове котлов.

Барабан - это сосуд габаритами с ж/д цистерну, только толщина его стенок около 100 мм. Рабочие параметры перегретой воды внутри барабана 150 кгс при 500 С. Прибор нужен затем, чтобы вахта могла следить за равномерным пргревом/охлаждением конструкции (регулируя соответствующие задвижки), чтобы свести к минимуму механические напряжения. Там можно ввести очень полезную фишку: светящийся столбик модулировать яркостью в зависимости от СКОРОСТИ изменения температуры.

> потянет ли

Директор супруги говорит, что без проблем. Дядька большой, толстый и умный, внушает доверие. Его фирмочка производит какие-то "мосты" для мобилок... Или производила, когда это было актуально - не владею предметом, точнее не скажу. А так - сигнализации под заказ, видеонаблюдение, и прочие применения МК в быту и торговле. Короче, как я понял, он знает, про что говорит. Только на плотный контакт не идет, зараза, держит дистанцию. Но прототип дисплея я у него взял, дорисовал только.

***
Да, ты же не думай, что 24 канала будут оцифровываться с какими-то большими герцами, оно нафиг никому не надо! Одно измерение секунд в десять, не чаще. Скорость нужна только для обновления табло, чтобы в глазах не мелькало. А это не проблема, насколько я понимаю...

> Можно использовать CompactFlash карты.

Типа SanDisc, MemoryStick и прочих? А как их стыковать с компом - кардпидер нужен? Я совсем про них забыл, честно говоря... Идея мне понравилась, однако! Карточки небольшой емкости весьма дешевы, только в наше время уже дефицитны...

Главное, что для этих карт уже есть библиотеки под МК с поддержкой файловой системы.
Можно еще MMC (SD) карты применить, у них скорость записи поменьше, но зато подключаются куда меньшим числом контактов. Для них также реализованы библиотеки под АВР.

Как мало-мало делавший такие штуки, скажу свои 2 копейки

1. 24 величины по 16 бит с темпом 100 Гц - это 4800 б/сек.

2. CF удобнее программировать (нужно порядка 16+6 ног для управления, что отлично ложится скажем на 16 мегу - 2 8-разрядных порта плюс еще 6 ножек) и труднее припаивать, SD - сугубо наоборот. Впрочем, если даже ножек 16 меги не хватит, есть еще 128 мега.

3. Разъемы CF и SD примерно равны по вибростойкости, CF может чуть получше.

4. Упомянутая скорость реализуется на чем угодно, в частности CF подключенный к 8 меге дает не менее 50 кб/сек. Однако, CF все же заметно быстрее, чем SD.

5. 24 канала АЦП реализуются в 16 меге использованием встроенных 8 каналов АЦП плюс 2 штуки AD7812.

Если делать устройство под заказ, возможно есть смысл предпочесть ARM и сетевую реализацию. Во-первых, можно тогда разнести контрольную и логирующую платы, сделать между ними гальваническую развязку, установить контрольную плату непосредственно на приборе - и ее тогда можно на чем угодно сделать. Во-вторых, АРМ прямо на контрольной плате может САМ обсчитывать вибрации и выдавать сигнал о их превышении.

Да - протокол работы с CF одинаков для карточек любого объема, отличаются только временные задержки. Поддерживаемый режим отдает сама карточка.

Да - я так думаю, что в 128 мегу оно влезет. Т.е. CF, 2 АЦП на SPI, 8 своих каналов АЦП, LCD индикатор и обсчет пары экнодеров инкрементального типа для управления устройством.

Не нравится CF - можно повесить на свободный TWI TWI флешку. В SO8 корпусе они есть на объем до 8 мегабайт - при темпе записи в 5 кб/с это порядка 30 минут записи. На шину памяти же можно повесить флешку до 128 мегабайт - окно в 64к кушает штатные 16 разрядов шины, а средства для страничного доступа есть уже в самой флешке.

А ответьте мне, господа хорошие, вот на такой вопрос:
имеются довольно старые аналоговые измерительные установки. Сигналы снимаются со сменных датчиков. Они, естественно, сертифицированы, поверены и т.д. Измерительная часть состоит из собственно "блока обработки сигналов" и "блока отображения результата". Последний - это такая фигня, рисующая чернилами несколько графиков на бумажном рулоне. Всё опять же сертифицированно и т.д. Результаты используются в серьёзной работе, заказчика качество измерения очень устраивает (гораздо больше, чем современные цифровые системы того же назначения), но он хочет уже не бумажную ленту, а её оцифрованное изображение. Сейчас ленту тупо сканируют, результат сканирования нареканий не вызывает.
Так вот: есть мысль регистрирующую (не измерительную) часть заменить многоканальным "АЦП" на базе ПК и выдавать результат сразу в цифре. Но будет ли по прежнему считаться, что результат получен на той самой СЕРТИФИЦИРОВАННОЙ измерительной усановке? Не возникнут ли претензии у кого-нибудь?

Претензии будут и совершенно обоснованные. Это будет уже другая измерительная установка.

А что делать?

Есть и более правильный путь - сделать нормально устройство (а это не слишком дорого сейчас, единичный экземпляр или малая серия не будет отличаться по качеству от крупносерийника) и его сертифицировать как измерительное устройство. Гемморой - да. Но потом можно им пользоваться на законных основаниях.

Во первых, заинтересованная сторона - небольшая геофизическая контора, умения или денег на создание нового измерительного комплекса у них нет. А вот старые комлексы, весьма недешевые, у них есть и терять их не хочется.
Во вторых, львиная доля ценности комплекса (как по деньгам, так и по качеству результатов) - измерительные датчики, опускаемые в скважину. Сегодня таких либо не делают, либо стоят они баснословных денег. Так как производство некоторых компонентов - изотопных излучателей, например, сильно усложнилось. "Серийное" производство прекратилось, сделать в принципе могут, но для этого будут специально запускать кампанию на ускорителе. Что соответственно отразится на цене. У некоторых зондов корпуса из чистого бериллия (нужна прозрачность для рентгена). Сейчас тоже дорого и сложно - бериллий занесён в список опасных веществ, ядовит.
Пока удаётся те датчики поддерживать в рабочем состоянии и на том выигрывать у "молодёжи".
А сертифицируется вся эта халабуда в едином комплексе, вместе с датчиками.