Программа самописец для компьютера
Позволяет преобразовывать данные результатов измерений записанных с помощью регистратора L-Graph для дальнейшей математической обработки в программе MatLab
Многоканальный самописец - регистратор "PowerGraph". Программа предназначена для регистрации, обработки и хранения аналоговых сигналов и позволяет использовать персональный компьютер в качестве ленточного самописца. Windows'NT/9x/2000/XP.
Комплекс автоматизации экспериментальных и технологических установок "ACTest". Предназначен для визуализации, архивации и обработки данных в реальном времени. Windows.
Осциллограф - регистратор " Oscilloscope v.2.51 ". Программа позволяет использовать персональный компьютер в качестве осциллографа, спектранализатора и регистратора различных сигналов частотой от 0.1 Гц до 22 кГц . В качестве АЦП используется звуковая карта ПК. Для согласования сигнала с входным напряжением звуковой карты используется специальный адаптер. Программа совместима со всеми системами Windows 9x/2000/XP.
Осциллограф - регистратор " Scope30 ". Программа позволяет использовать персональный компьютер в качестве осциллографа, спектранализатора и регистратора различных сигналов частотой от 0.1 Гц до 22 кГц . В качестве АЦП используется звуковая карта ПК. Для согласования сигнала с входным напряжением звуковой карты используется специальный адаптер. Windows 9x/2000/XP.
Программы на языке MatLab. Программы позволяют использовать различные функции языка МАТЛАБ для обработки оцифрованных сигналов. В программе реализованы различные цифровые фильтры для выделения из сигналов информативных частотных полос, функция построения спектрограммы, вейвлет- преобразования, построение спектров сигнала, выделение огибающей сигнала, построение спектра огибающей, определение СКЗ сигнала, пиков и пр. Программа имеет открытый код и может быть оперативно доработана под конкретные нужды исследователя. Программы работают в математической среде MATLAB 6.0 и выше.
Контактная информация:
Тел: (095) 542-17-02 (с 10 до 23)
А дрес: 12080, Россия, Москва, Волоколамское шоссе, д.11 , каф. ТОПХ (кабинет 2-02). ( М. Сокол, трамвай №23 до ост Пищевой и Авиационный институты) карта.
Программа LGraph2 предназначена для регистрации, визуализации и обработки аналоговых сигналов, записанных с помощью измерительных плат или модулей АЦП компании L-CARD. Многоканальный регистратор-самописец LGraph2 в сочетании любым измерительным устройством производства L-CARD превратит Ваш компьютер в измерительную лабораторию, заменив привычные вольтметры, самописцы, осциллографы.
Возможности:
● возможность одновременной регистрации с разных модулей
визуализация во время регистрации
- возможность отображения вводимых данных с АЦП, не прерывая регистрации
- изменение масштаба по оси X или Y во время регистрации
- возможность паузы регистрации с продолжением визуализации аналоговых каналов
● одновременная работа с несколькими измерительными модулями
● отображение вводимых данных с АЦП, не прерывая регистрации
● поддержка специальных режимов записи: по расписанию, серийный запуск, периодическое сохранение, автоматическое формирование имен файлов и папок
● поддержка режима предварительного просмотра без записи данных в файл
● в программе реализованы отдельные окна для расчета энергетического спектра, записанного сигнала, и расчета гистограмм
● механизм подключения внешних плагинов для реализации специализированных алгоритмов обработки и отображения данных
возможность одновременной регистрации сигналов с разных модулей производства L-Card
- одновременный ввод данных с различных модулей системы LTR, USB устройств и PCI/PCIe плат
- поддержка одновременной работы до 100 изделий производства L-CARD
- визуализация данных, собранных на разных частотах с разных модулей
- синхронный старт модулей в рамках нескольких крейтов LTR-EU
- простой формат файлов данных позволяет легко экспортировать многомодульные записи во внешние программы
Помимо обычного режима ввода данных в один файл, LGraph2 поддерживает специальные режимы записи:
Ввод данных по расписанию. Программа по заданному расписанию запускает ввод данных с АЦП в файл, при этом реализована возможность задать несколько временных отметок, и при достижении каждой LGraph2 будет запускать ввод данных в новый файл.
Серийный запуск. Пользователь устанавливает количество вводов и определяет паузу между ними, после чего программа самостоятельно осуществляет требуемую последовательность операций (по выбору пользователя каждая реализация записывается в отдельный файл или вся последовательность реализаций записывается в один файл).
Периодическое сохранение. В этом режиме после запуска ввода программа осуществляет непрерывный ввод, однако по достижении заданного пользователем интервала программа закрывает файл, в который осуществлялся ввод, и продолжает ввод в новый файл. Данный режим удобен при необходимости длительного ввода, когда требуется максимальная надежность: при выключении или зависании компьютера основная часть введенных данных не пропадает.
Формирование имен файлов и папок. Каждая серия файлов может размещаться в создаваемой новой папке, а имя файла может формироваться как на базе увеличивающегося индекса, так и добавлением текущей даты и времени к имени файла.
После запуска записи данных процесс можно в любой момент приостановить кнопкой «Пауза», отображение данных при этом на экране продолжается. Повторное нажатие кнопки «Пауза» возобновляет запись данных.
Впоследствии группой сегментов можно управлять по собственному усмотрению, объединяя в одном файле или удаляя из него лишнее.
Программа сохраняет файлы данных в двоичном формате. Для преобразования их в формат, подходящий для просмотра и обработки, предназначено окно экспорта данных. Дополнительным удобством обработки является возможность экспорта данных в кодах АЦП, вольтах или с учетом всех масштабирующих коэффициентов в двоичные файлы, которые могут быть использованы в пользовательских программах или непосредственно экспортированы в пакеты Matlab, Origin и им подобные. Пользователь сам определяет, будет ли экспортироваться весь файл целиком или только указанная его часть. При необходимости можно включить добавление в экспортируемый файл столбца времени. Также реализована возможность контролировать точность (число знаков после запятой), с которой будут выводиться числа.
Значения с АЦП могут отображаться как в вольтах, так и преобразованными в физические величины при помощи задаваемых индивидуально для каждого канала калибровочных коэффициентов.
Множество вариантов индивидуальной настройки графика для каждого канала (цвет, ширина линии, тип линии, тип маркера отсчетов АЦП). В программе реализована легенда, располагаемая рядом с окном, в котором выводятся графики. Нажав правой клавишей мыши над нужным графиков в легенде, пользователь получает возможность быстро и удобно изменить графические настройки отображения указанного канала.
Для просмотра конкретных значений сигналов можно включить курсор, графические параметры которого также задаются пользователем.
Программа позволяет отображать данные с АЦП в виде графиков в нескольких окнах, число которых определяется пользователем. В любое из окон можно вывести несколько графиков по своему выбору. Размеры окон можно легко менять, передвигая мышью границу между окнами по вертикали.
Спектроанализатор
В программе реализовано отдельное окно энергетического спектра записанного сигнала с расчетом до 64 гармоник с отображением пиков на графике, с функцией автоопределения или ручного ввода основной частоты для гармонического анализа.
Рассчитанный спектр можно экспортировать в текстовый файл.
Гистограмма
В программе реализовано отдельное окно для расчета гистограмм. Возможно построение двух гистограмм по разным каналам с отображением их в одном окне. Гистограммы могут быть экспортированы в текстовый файл.
Для того, чтобы предоставить пользователю возможность реализовывать специализированные алгоритмы обработки и отображения данных, в программе реализован механизм подключения внешних плагинов. Плагин - это DLL библиотека, в которой должны находиться функции, при помощи которых LGraph2 во время сбора данных, а также во время просмотра файлов передает данные с АЦП и принимает новые. В дистрибутив LGraph2 включены разработанные в «L-CARD» наиболее распространённые плагины, которые могут использоваться как аналоги привычных пользователю приборов, а также как образцы для внесения в них той или иной специфики.
Механизм подключения плагинов обеспечивает:
- Одновременное подключение нескольких плагинов.
- Возможность отображения данных в виде мультиметрных элементов (термометра, бака и т.п.)
- Выполнение расчетов в реальном масштабе времени во время сбора данных
- Реализация алгоритмов с обратной связью (управление ЦАП и ТТЛ линиями во время сбора данных)
- Возможность создавать расчетные каналы, которые можно сохранять и просматривать в виде стандартных файлов данных LGraph2
- Сохранение значений всех визуальных элементов в текстовый файл в режиме журнала
Список поставляемых плагинов:
● синхронизация регистрации: по уровню, по синхро-старту, по часам компьютера, GPS синхронизация
Программа «PowerGraph» предназначена для регистрации, обработки и хранения аналоговых сигналов, записанных с помощью аналого-цифровых преобразователей (АЦП), и позволяет использовать персональный компьютер в качестве обычного ленточного самописца.
Основные функции программы:
- Оцифровка и регистрация аналоговых сигналов в реальном масштабе времени.
- Графическое представление и хранение данных.
- Первичный анализ и обработка записанных данных.
- Импорт и экспорт данных.
Основные возможности и особенности программы:
1. Использование АЦП:
- Подключение любых типов АЦП ;
- Поддержка любых аппаратных и программных настроек АЦП ;
- Использование в качестве АЦП математических генераторов сигналов, системных устройств компьютера и любых других прототипов АЦП, необходимых для регистрации каких-либо параметров.
2. Запись сигналов:
- Независимая настройка параметров для каждого из каналов АЦП;
- Запись сигналов с произвольного набора каналов ;
- Предварительный мониторинг и программная коррекция входного сигнала;
- Поддержка любых скоростей записи ;
- Использование триггеров для начала и остановки записи;
- Блочная система записи;
- Неограниченный размер записи;
- Использование нескольких АЦП для записи одного файла (последовательно).
3. Представление данных:
- Отображение данных для произвольного набора каналов;
- Масштабирование шкал амплитуды и времени;
- Свободное позиционирование данных по осям амплитуды и времени;
- Эффективная система навигации;
- Маркировка графиков с помощью цвета и стиля;
- Определение значений амплитуды и времени на графике.
- Отображение параметров записи (дата, время, скорость, длительность, тип АЦП и т.п.);
- Печать данных «как на экране».
4. Обработка данных:
- Обширный набор функций для математической обработки данных;
- Создание и запись командных файлов для повторного использования алгоритмов обработки данных;
- Генерация новых каналов с рассчетными данными;
- Использование выделения произвольной области данных внутри блока;
- Использование операций редактирования (копирование, вставка, удаление) для области выделения или целого блока;
- Добавление к текущей записи данных из других файлов;
- Указание пользовательской информации для всей записи и для каждого из блоков.
5. Анализ данных:
- Набор статистических и информационных функций ;
- Построение графиков зависимости одного канала от другого;
- Гистограмма распеределения сигнала по амплитуде;
- Построение амплитудно-частотного спектра сигнала.
6. Работа с файлами и экспорт данных:
- Использование собственного формата файлов, разработанного для эффективного хранения аналого-цифровых данных.
- Использование файлов настроек (параметры записи, настройки каналов и т.п.).
- Импорт данных из бинарных файлов.
- Импорт данных из текстовых файлов.
- Импорт данных из звуковых файлов.
- Копирование и сохранение всей записи, отдельного блока или области выделения в текстовом формате.
7. Дополнительные утилиты:
- Digital Voltmeter — для использования АЦП в качестве тестера;
- File Recorder — для записи данных в файл на диске.
Для получения подробной информации смотри соответствующие разделы данного справочного пособия.
Минимальные требования:
- 32-разрядная операционная система Windows (9x, NT, 2000, XP);
- 16 Мб оперативной памяти;
- 5 Мб дискового пространства.
Размер: 1,7 Mb
Стартовый файл — PGraph.exe
Стартовый файл вольтметра — DVolt.exe
Автор: Измайлов Дмитрий Юрьевич
Схема данного генератора построена на чипе Silicon Labs si5351s и графическом ЖК-дисплее от Nokia 5110/3310.
Это универсальный цифровой многовыходной VFO для любительских радиоприемников.
Бесплатная программа для ограничения работы за компьютером -Компьютерный Таймер
Что же это такое: таймер? Это — устройство или программа, отсчитывающая заданное время. Дойдя до заданного момента происходит какое-либо действие: например, выключение компьютера или запуск другой программы.
Компьютерный таймер — это программа, отслеживающая время, которое Вы проводите за компьютером, а также напоминающая — пора отдохнуть :). Сегодня, в век компьютеров это очень важно. Взрослые и дети проводят много времени за компьютером, забывая о обо всём, сидя в статичном положении и зарабатывая себе различные серьёзные заболевания!
Подробнее…
Простая и удобная бесплатная программа для воспроизведения аудиокниг с возможностью автоматического выделения и прослушивания отдельных фраз или слов. Подробнее…
Один комментарий на «Программа для работы с аналоговыми сигналами — PowerGraph»
Ваш комментарий
- НАВИГАТОР -
10-ка лучших статей
-
- 218 645 просм. - 201 851 просм. - 201 574 просм. - 191 407 просм. - 176 290 просм. - 170 524 просм. - 151 959 просм. - 148 951 просм. - 134 973 просм. - 127 698 просм.
Коротко о сайте:
Мастер Винтик. Всё своими руками! - это сайт для любителей делать, ремонтировать, творить своими руками! Здесь вы найдёте бесплатные справочники, программы.
На сайте подобраны простые схемы, а так же советы для начинающих самоделкиных. Часть схем и методов ремонта разработана авторами и друзьями сайта. Остальной материал взят из открытых источников и используется исключительно в ознакомительных целях.
Вы любите мастерить, делать поделки? Присылайте фото и описание на наш сайт по эл.почте или через форму.
Программы, схемы и литература - всё БЕСПЛАТНО!
Виртуальный осциллограф РадиоМастер позволяет исследовать переменные напряжения в звуковом диапазоне частот : от 30..50 Гц до 10..20 Кгц по двум каналам с амплитудой от нескольких милливольт до десятков вольт. Перед реальным осциллографом такой прибор имеет преимущества: он позволяет легко определять амплитуду сигналов, запоминать осциллограммы в графических файлах. Недостатком прибора является невозможность увидеть и измерить постоянную составляющую сигналов.
На панели прибора располагаются органы управления, типичные для реальных осциллографов, а также специальные средства настройки и кнопки для работы в режиме запоминания осциллограмм. Все элементы панели снабжены всплывающими комментариями, и Вы легко с ними разберетесь. В скобках комментариев указаны клавиши, дублирующие экранные органы управления.
Специально остановимся лишь на операции калибровки по Y (по напряжению), которую следует произвести после подключения изготовленного Вами кабеля. Подайте на оба входа прибора сигнал известной амплитуды от общего источника (предпочтительно синусоидальной формы с частотой 500..2000 Гц и амплитудой несколько ниже расчетного предела), введите известное значение амплитуды в милливольтах, нажмите Enter, и осциллограф откалиброван. Первоначальная калибровка программы сделана с неким кабелем, соответствующем приведенной схеме.
Программа запоминает все установки и настройки и восстанавливает их при следующем включении.
Характеристики осциллографа в значительной степени зависят от параметров звуковой карты Вашего компьютера. Так со старыми типами карт, у которых частота дискретизации не более 44,1 кГц, частотный диапазон прибора ограничен сверху. Используя имеющийся на панели переключатель частоты дискретизации, опробуйте свою звуковую карту, и остановитесь на наивысшем возможном значении. Уже при 96 кГц можно уверенно рассматривать сигналы до 20 кГц.
Разрядность АЦП установлена равной 16, что обеспечивает достаточно высокую точность.
Диапазон измеряемых осциллографом напряжений определятся резистивными делителями, смонтированными на кабеле (см. схему). При R1 =0 все напряжение поступает на вход АЦП звуковой карты, следовательно можно без искажений рассматривать сигналы амплитудой не более 500..600 мВ. При использовании резисторов указанных на схеме номиналов получается диапазон напряжений до 25 В, что обычно достаточно в любительской практике.
Рекомендуется использовать экранированный провод, и резисторы располагать возможно ближе к разъему звуковой карты компьютера.
Если ваша звуковая карта не имеет линейного входа, используйте вход микрофона, но при этом будет потерян один канал осциллографирования. Не забудьте указать выбранный вход звуковой карты в установках Windows. Соответствующий регулятор громкости установите в положение максимума, регулятор баланса в нейтральное положение.
На работе (работаю в медицине) пыхтят и мучаются два электромеханических самописца ну и я вместе с ними: тушь, механика – знаете ли неприятно. Как то раз в мою голову забрела идея: а почему бы не заменить два задыхающихся от старости самописца простой системой сбора данных состоящей из контроллера АЦП и ПК (пусть даже слабенького и старенького) с соответствующим программным обеспечением с возможностью вывода на принтер? И тут понеслось в голове и закружилось…
Лирика
- быстрого старта, как такого, не получится, не стоит строить иллюзии — придется попотеть;
- эмуляторы типа Proteus на первых порах лучше не использовать, гораздо полезнее экспериментировать на реальном железе, потрогать рукам, попробовать на вкус и на зуб. Для простейшей отладки достаточно UART;
- монтажные платы – брр, предпочитаю ЛУТ + хлорное железо+сверловка, получается чуть дольше, но дает четкое понимание того, что ты делаешь;
- советую не увлекаться монтажом smd-корпусов и «минитюаризацией» монтажных плат — это достаточно сложно для новичка, иногда бывает проще заново развести плату в «увеличенном масшабе» с простым навесным монтажом (опять же полезнее для понимания).
О теории АЦП и первой попытке
После некоторых изысканий выяснилось, что реализовать задуманную идею можно в нескольких вариантах. Простейшие решения приведены в книжке Патрика Гелля(см.подвал), там же разъясняются азы аналого-цифрового преобразования сигнала. Привожу типичную схему, взятую оттуда:
В основе схемы – микросхема АЦП. Взаимодействие с ПК реализуется на программном уровне путем формирования управляющих последовательностей импульсов на модемных линиях интерфейса RS-232 ПК. Данное обстоятельство ограничивает скорость передачи данных и увеличивает вероятность ошибки передачи. Точность измерения определяется разрядностью АЦП (в данном случае 8 разрядов), точностью подводимого к АЦП опорного напряжения (здесь используется ИОН LT 1009 CZ). Скорость оцифрования сигнала зависит от времени преобразования АЦП и опять же от точности организации интерфейса разработчиком. Собственно, данная реализация была моим первым боевым опытом (см. фото ниже), но вскоре меня разочаровала, так как чувствовал потребность в более изящном решении. Управляющая программа(драйвер) была написана под DOS на паскале.
Подобные схемы, не смотря на свою жизнеспособность, ввиду указанных недостатков практически не применяются, микросхемы АЦП обычно используются вместе с микроконтроллером, который уже организует передачу данных на аппаратном уровне, попутно выполняя какие-либо операции управления, либо примитивной обработки данных. Хорошим примером такого решения может служить вот такая схемка на основе микроконтроллера AVR:
В основе схемы лежит микроконтроллер Atmega8, микросхема сопряжения с USB FT232BM, микросхема АЦП AD7876, ИОН — REF195GP. На входе — дифференциатор на базе операционного усилителя приводит сигнал на входе к диапазону 0-5В (опорное напряжение АЦП). Аналого-цифровое преобразование сигнала осуществляет микросхема АЦП AD7876 и передает данные по интерфейсу SPI в микроконтроллер, который, в свою очередь, «выкидывает» результат в usb-порт посредством UART и микросхемы сопряжения FT232BM.
В рамках моей задачи мне нужно задействовать 4 канала АЦП. Привлекательной возможностью выглядит использование встроенного АЦП микроконтроллера с коммутируемым входом, что позволит отказаться от использования внешней микросхемы АЦП и обеспечить нужное количество каналов — дешевое и простое решение. Включать дифференциатор в схему нет необходимости, так как амплитуда сигнала на каждом из входов не превышает 2-2,5 В.
Схема моего девайса
Контроллер АЦП строится на микроконтроллере AVR Atmega8. МК обладает достаточным количеством ножек для того чтобы подключить 4 канала АЦП, сигнальные светодиоды, плату сопряжения с ПК. В схеме используется внешний ИОН L1009CZ. Плата сопряжения с ПК через интерфейс RS-232 основана на микросхеме MAX232 и обособлена от основного модуля, при необходимости может быть заменена на плату с FT232 на борту для сопряжения через USB, либо с любым bluetooth-модулем (типа BTM-222, HC-04) для коммуникации через blootooth интерфейс. На рисунке ниже представлена принципиальная схема разрабатываемого устройства:
Схема питания стандартная – на базе линейного стабилизатора 78L05, присутствует сигнальный светодиод HL1. Принципиальная схема нарисована с помощью sPlan, разводка платы — в Sprint Layout. В конце технологической цепочки — ЛУТ+травление+сверловка+пайка получаем:
Вид снизу:
Программная часть
- инициализация: функции — UART_init, ADC_init, LED_init;
- последовательный опрос каналов в бесконечном цикле по прерыванию и передача данных через UART на com-порт ПК.
Программатор
Для прошивки применялся простейший программатор STK200, причем разводку платы пришлось делать самому, чтобы облегчить пайку. Прошивал avrdude. Пробовал avreal – отличная альтернатива, трудностей также не возникло.
Наконец-то – работает!
После отладки кода, нескольких циклов стирания/записи МК девайс ожил и заморгал светодиодами к моей огромной радости.
На ПК использовал текстовый терминал для работы с COM-портом. В сети их навалом, при желании можно и самому написать, например, используя QT + QSerialDevice(замечательная библиотечка для работы с com-портами, написанная нашим соотечественником Денисом Шиенковым), или как тут.
В заключение
В планах осталось только написание ПО для ПК. Вообще-то уже пишу, используя в связке QT+QSerialDevice+QWT, и скоро, скоро, чувствую, поползут мои графики по дисплею. А еще подумываю о том, чтобы реализовать аппаратную часть на МК серии STM32F, взяв за основу упоминаемую уже на хабре STM32VLDISCOVERY — хочется освоить новое железо.
Полезная литература
Помогут переварить все вышенаписанное книги:
П. Хоровиц, У. Хилл. “Искусство схемотехники” — классическая вещь;
Патрик Гелль. Как превратить персональный компьютер в измерительный комплекс — упоминалась выше.
Читайте также: