Проектирование цифрового интерфейса дальномера

Для анализа информации, поступающей на индикатор, передачи его результата по цифровому интерфейсу и приема команд разработана приставка к дальномеру, схема которой показана в приложении 8.

Микроконтроллер ATmega48−20PU (DD1) имеет встроенный контроллер последовательного интерфейса SPI, который удобно использовать для обработки сигналов, снимаемых с ЖКИ дальномера. Эти сигналы поступают в приставку по гибкому плоскому кабелю.

Предусмотрена полная гальваническая развязка цепей интерфейса RS-232 от микроконтроллера приставки и дальномера. Для этого между микроконтроллером DD1 и драйвером интерфейса RS-232 DA4 включена микросхема гальванической развязки DA2, имеющая два канала, передающих сигналы в противоположных направлениях. Питание драйвера и соединенной с ним части микросхемы DA2 напряжением 5 В производится через изолирующий преобразователь DC/DC DA3.

При необходимости организовать в приставке интерфейс RS-485 в нее нужно нужно добавить еще две микросхемы согласно схеме, изображенной в приложении 9.

Микросхема ADUM1200ARZ (DA5) отличается от ADUM1201ARZ (DA2) только тем, что оба ее канала передают сигналы в одном направлении. В данном случае это сигналы управления приемником и передатчиком драйвера интерфейса RS-485 ADM485 (DA6). Гальваническая развязка информационных сигналов и питания микросхемы DA6 производится теми же средствами, что и для микросхемы DA4. Если интерфейсом RS-232 пользоваться не предполагается, микросхему DA4, конденсаторы С9—С12 и разъем ХРЗ в приставку можно не устанавливать.

Лазерный дальномер Infiniter 80 при автономной работе питается от двух гальванических элементов типоразмера АА. Однако в нем имеется импульсный преобразователь, повышающий напряжение питания до 5 В. Это дает возможность отказаться от автономного питания, подав напряжение +5 В от приставки непосредственно на выход импульсного преобразователя. Дальномер потребляет в среднем 80 мА, причем во время измерения дистанции потребляемый ток достигает 700…800 мА.

Для дистанционного управления дальномером (включение, выключение, запуск цикла измерения) необходимо подключится к его кнопкам. Провод POW подключают к среднему контакту кнопки «ON/OFF», а провода МС и ME — к контактам кнопки «Measure». Лучше всего впаивать соединительные провода в переходные отверстия на плате дальномера, связанные с нужными контактами. Провода +5 В и Общ. припаивают к соответствующим печатным проводникам.

Все принимаемые и передаваемые приставкой сообщения представляют собой символьные последовательности в коде ASCII. Это позволяет использовать для налаживания и проверки устройства любую компьютерную терминальную программу, работающую с последовательным портом. Предусмотрено всего четыре команды: запуск цикла измерения, запрос передачи измеренного значения, задание конфигурации, запрос имени устройства.

Дальномер вместе с подключенной к нему приставкой помещаются в прочный металлический корпус с отверстием для прохода лазерного луча и интерфейсными разъемами. Проверка этой инструкции показала ее устойчивую работу и достаточно высокую стабильность показаний. Было испытано тридцать экземпляров дальномера и установлено, что точность измерений соответствует заявленной производителем.

Общие затраты на простой дальномер и его доработку оказались значительно меньше стоимости готового прибора, оснащенного подобным интерфейсом.