Meranie pulzovej frekvencie.

Autori:	Ján Lechvár, Bc., Stanislav Slaminka, Bc.
Študijný odbor:	Aplikovaná mechatronika	2. Ing. (2014/2015)

Zadanie

Pomocou senzoru TSL235 zmerajte pulzovú frekvenciu. Popíšte princíp merania a vyhodnotenia signálu, zmerajte ukážkové data a vyhodnoťte meranie.

• Product page
• Measurement principle

Literatúra:

• Zoznam použitej literatúry, vrátane katalógových údajov (datasheet), internetových odkazov a pod.

Analýza

Úlohou nášho zadania je meranie pulzovej frekvencie nášho srdca pomocou senzora TSL235. Dáta z tohto senzora sú sériovo prenášané po I2C zbernici. Výstup senzora je pripojený na pin D8 na portuB, ktorý je nastavený ako vstup mikrokontroléra Atmega 328P, ktorý je umiestnený na vývojovej doske Acrob. Pre lepšie výsledky sme meranie vykonávali v tme, kde sme ako svetelný zdroj použili LED.

Parametre senzora TSL235:

• Max. napájacie napätie: Vdd = 6V
• Napájací prúd: Idd = max 3 mA
• Odporúčanie napájanie: Vdd = 2,7V – 5,5V
• Prevádzková teplota: Ta = -25°C – 70°C
• Teplota uskladnenia: Tstg = -25 °C – 85°C
• Výstupná frekvencia: fo = 200-300kHz

Rozloženie pinov senzora TSL235:

Popis pinov senzora TSL235:

Popis komunikačnej zbernice i2c:

I²C (anglicky Inter-Integrated Circuit, čítame I-squared-C, nesprávne I-two-C) je multi-masterová počítačová sériová zbernica vyvinutá firmou Philips, ktorá je používaná na pripájanie nízkorýchlostných periférií k základnej doske, vstavanému systému alebo mobilnému telefónu.

Charakteristika

Zbernica rozdeľuje pripojené zariadenia na riadiaci (master - zahajuje a ukončuje komunikáciu; generuje hodinový signál SCL) a riadené (slave - zariadenie adresované masterom). Podľa stavu k 1. októbru 2006 nie sú vyžadované žiadne licenčné poplatky pre implementáciu, avšak spoplatnené je prideľovanie adries pre slave zariadenia.

Zbernica I²C sa hojne používa v rôznych zariadeniach, vrátane IBM PC kompatibilných počítačov:

• čítanie konfiguračných dát z SPD EEPROM v pamäťových DIMM moduloch (SDRAM, DDR SDRAM, DDR2)
• správa PCI kariet pomocou spojenia SMBus 2.0
• prístup k NVRAM čipom obsahujúcich užívateľské nastavenia (na sieťovej karte, radičmi)
• prístup k nízkorýchlostným D / A a A / D prevodníkom
• zmena kontrastu, teploty farieb, vyváženie farieb v monitoroch (DDC)
• zmena hlasitosti inteligentných reproduktorov
• riadenie OLED a LCD displejov mobilných telefónov
• čítanie údajov o monitorovaných zariadeniach (teplota procesora, rýchlosť vetráčikov)
• čítanie hodín reálneho času
• zapínanie a vypínanie napájania systémových komponentov

Časový diagram

Prenos dát sa začína START bitom (S), keď je SDA nízka, zatiaľ čo SCL zostáva vysoká. Potom, SDA nastaví prenášané bit kým SCL je nízka (modrá) a sú odobraté vzorky dát (prijaté) pri SCL stúpa (zelená). Keď je prenos dokončený, je poslaný STOP bit (P) pre uvoľnenie dátovej linky, zmenou SDA na vysokú, zatiaľ čo SCL je trvalo vysoký. Aby sa zabránilo falošne detekciu, je úroveň na SDA zmenený na negatívne hrane a je zachytený na kladné hrany SCL.

• popis komunikačnej zbernice (i2c, 1-wire, RS-232 a pod.)
• obrázok zapojenia vývodov použitej súčiastky
• odkaz na katalógový list
• priebehy dôležitých signálov

Popis riešenia

Sem opíšete ako konkrétne ste problém vyriešili. Začnite popisom pripojenia k procesoru (nezabudnite na schému zapojenia!) a zdôraznite ktoré jeho periférie ste pritom využili.

Schéma zapojenia snímača

Súbor:Example.jpg

Pozn.: Názov obrázku musí byť jedinečný, uvedomte si, že Obr1.jpg už pred vami skúsilo nahrať už aspoň 10 študentov.

Algoritmus a program

Uveďte stručný popis algoritmu, v akom jazyku a verzii vývojového prostredia ste ho vytvorili. Je vhodné nakresliť aspoň hrubú štruktúru programu napríklad vo forme vývojového diagramu. Rozsiahly program pre lepšiu prehľadnosť rozdeľte do viacerých súborov.

Vyberte podstatné časti zdrojového kódu, použite na to prostredie source:

/* A nezabudnite zdroják hojne komentovať  */

int main(void) {
    
    printf("Hello, World!\n");  
    return(0);  
}

Nezabudnite však nahrať aj kompletné zdrojové kódy vášho programu!

Zdrojový kód: serial.h a main.c

program.c

Overenie

Nezabudnite napísať čosi ako užívateľský návod. Z neho by malo byť jasné čo program robí, ako sa prejavuje a aké má užívateľské rozhranie (čo treba stlačiť, čo sa kde zobrazuje). Ak ste namerali nejaké signály, sem s nimi. Ak je výsledkom nejaký údaj na displeji, odfotografujte ho.

Kľúčové slová 'Category', ktoré sú na konci stránky nemeňte.