лем и зачистили полученные дорожки наждачной бумагой;
9) облудили дорожки хорошо разогретым паяльником, предвари-
тельно обезжирив их паяльной кислотой, для защиты от коррозии и
облегчения процесса пайки к ним компонентов электрической схемы.
После этого, мы собирали схему по отдельным блокам на печат-
ной монтажной плоскости, соединяя выводы ее электронных компонен-
тов с дорожками платы методом пайки, настраивая или устраняя до-
пущенные в процессе изготовления платы ошибки (ложные цепи между
близко расположенными дорожками, восстановление пропущенных в про-
цессе рисовки дорожек при помощи проложения их тонкими гибкими про-
водниками и так далее). Пайку производили оловом с использованием
канифоли для снятия окисных пленок с выводов электронных компонен-
тов и мест пайки печатной монтажной схемы электропаяльником ЭПСН-
25. Для сборки монтажной печатной схемы использовали только эле-
менты, проверенные в процессе макетирования. После завершения про-
цесса сборки обе плоскости печатной монтажной платы были очищены
от остатков канифоли этиловым спиртом, чтобы избежать прохождения
токов по "ложным цепям" через брызги олова в накипях канифоли.
КОНСТРУКЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРОННЫХ ВЕСОВ
Детали корпуса электронных химических весов были выпилены
нами из гетинакса пятимиллиметровой толщины и соединены в Г-обра з-
ную конструкцию при помощи уголка и болтов с гайками. Печатные мон-
тажные платы крепились через специальные отверстия по их углам к
стенкам корпуса при помощи болтов в отврстия с резьбой, нарезанной
леркой. Корпус был изготовлен с таким расчетом, чтобы передняя и
задняя его стенки вместе с основанием служили для крепления всех
модулей изделия, а верхняя, съемная, часть имела только декоратив-
ное значение, что способствовало простому доступу для настройки и
ремонта. В передней торцевой стенке были высверлены отверсти под
4 кнопки управления и светодиод "РАБОТА", попутно играющий роль
десятичной точки табло взвешивания и два прямоугольных отверстия
под многоразрядный индикаторы CA56-21GWA, проделанных с использо-
ванием лобзика. В задней стенке было вырезано отверстие для сете-
вого провода и фасонное отверстие для размещения разъема устрой-
ства сопряжения аналитических весов с IBM-совместимым компьюте-
ром. В верхней съемной части корпуса, непосредственно над устрой-
ством взвешивания, также лобзиком было вырезано отверстие для ус-
тановки навесок на площадку устройства взвешивания.
Для обеспечения свободной конвенкции воздуха и охлаждения
тепловыделяющих компонентов изделия в основании и в верхней час-
ти корпуса были просверлены отверстия диаметром 5 мм, а по углам
основания - 4 отверстия с резьбой под ножки.
Весы аналитического класса точности очень чувствительны, да-
же к колебаниям воздуха, поэтому пространство над отверстием пло-
щадки устройства взвешивания было изолировано от окружающей сре-
ды колпаком, изготовленным из оргстекла и прикрепленным к верх-
ней части корпуса болтовыми соединениями. Защитный колпак был обо-
рудован дверкой для установки и изъятия взвешиваемых образцов.
АЛГОРИТМ РАБОТЫ АНАЛИТИЧЕСКИХ ВЕСОВ
Программа для ОЭВМ КР1816ВЕ51 была написана на языке ассем-
блер учеником нашей школы Ивановым И.И. и была выделена в самостоя- ???
тельную работу, представленную на секцию информатики. В настоящей
работе мы остановимся лишь на обобщенном описании алгоритма работы
программы.
После включения питания программа выполняет тестирование сос-
тояния ОЭВМ, включающего контроль сохранности кодов программы во
внутренней памяти микросхемы КР1816ВЕ51, проверку исправности двух
встроенных таймеров, портов ввода/вывода и арифметико-логического
устройства. Затем выполняется контроль исправности перефирийных ап-
паратных устройств, подключенных к ОЭВМ: преобразователя температу-
ра-частота, цифроаналогового преобразователя, датчика подьема веса
и табло аналитических весов.
Если в процессе самотестирования обнаружена неисправность, то
на табло после символа ">" выдается код ошибки, список которых при-
веден в табл. 3.
Таблица 3
Коды возможных неисправностей работы электронных
аналитических весов, идентифицируемых программно
Код неис- Описание причины Действия пользователя
правности неисправности
01...21 Неисправна цепь раз- Проверить исправность клю-
ряда, номер которого чевого транзистора КТ361 и
соответствует коду реле РЭС-10 данного разря-
ошибки да цифроаналогового преоб-
разователя
22 Не сохранились коды Восстановить коды програм-
программы в микро- мы повторной записью их в
схеме КР1816ВЕ51 чип
23 Неисправность микро- Заменить микросхему
схемы ОЭВМ
24 Неисправность микро- " - "
схемы последователь-
ного периферийного
адаптера КР580ВВ55А
25 Неисправность темпе- Осцилографом, в контроль-
ратурного преобразо- ных точках принципиальной
вателя электрической схемы, про- точках прове-
верить исправность тран- ность транзис-
зисторов КТ972 и КТ973,
диода КД407А, микросхемы
К176ЛП1 и транзистора со-
гласования напряжений
КТ315
26 Неисправность датчи- Осцилографом установить
ка подьема веса неисправность излучателя
или приемника и устранить
ее путем замены вышедшего
из "строя" диода или тра-
нзистора
27 Температура внутри Температура в месте взве-
аналитических весов шивания не позволит про-
ниже допустимой, то изводить измерения с тре-
есть меньше 5°С буемой точностью
28 Температура внутри Выключить весы и продол-
аналитических весов жить измерения после их
выше допустимой, то остывания
есть больше 65°С
Тестирование табло аналитических весов сводится к последо-
вательному выводу во все его разряды цифр 0, 1, 2, ... ,9 и, если
в процессе отображения пользователем обнаружено отсутствие свече-
ния разряда, одного или нескольких сегментов, то неисправность сле-
дует устранить руководствуясь принципиальной электрической схемой.
Факт успешного завершения самотестирования отображается га-
шением табло и пульсирующим с частотой в 1 Гц свечением диода "Ра-
бота" блока индикации и управления.
ОЭВМ непрерывно определяет температуру и опрашивает состоя-
ние кнопок блока управления. Как только пользователем нажата одна
из четырех кнопок блока управления, программа приступает к выпол-
нению выбранной пользователем функции. Формально, три кнопки бло-
ка управления ("ТАРА", "ОДНОКРАТНО" и "МНОГОКРАТНО") выполняют
однотипную процедуру уравновешивания веса, приложенного к площад-
ке весов, посредством подбора, соответствующего цифрового значе-
ния. Однако, режим "ТАРА" завершается выводом на табло цифры нуль
во все его разряды и запоминанием в памяти КР1816ВЕ51 величины,
которая при взвешивании будет вычитаться из полученного значения.
Результат однократного взвешивания будет не свободен от небольших
по значению случайных погрешностей, связанных с воздействием как
внутренних (например, определения температуры), так и внешних (на-
жатие кнопки при незапертой дверце) факторов. В режиме "МНОГОКРАТ-
НО", взвешивание выполняется непрерывно с нахождением и индикацией
среднего значения из десяти последних измерений. Режимы "ТАРА"
и "МНОГОКРАТНО" отменяются повторным нажатием этих кнопок, а
"ОДНОКРАТНО" - нажатием любой из оставшихся трех клавиш.
В избранности или отмене установленного ранее режима мож-
но убедиться по свечению/погашенности точек табло, положение ко-
торых на табло соответствует положению кнопок блока управления.
Подбор цифрового кода, соответствующего равновесному сос-
тоянию "вес-электрический ток", производится увеличением значе-
ния старшего разряда до тех пор, пока не будет обнаружен подъем
площадки взвешивания, затем разряд уменьшается и фиксируется
как предельный и упомянутые действия повторяются. Если вначале
или при очередном приближении разряд достиг предельного, а пло-
щадка не поднялась, то значение предельного разряда уменьшается
с оставлением старшего разряда во включенном состоянии и проце-
дура подбора повторяется. Вес считается измеренным, если измене-
ние цифрового кода на величину младшего разряда сопровождается
"взятием веса".
Алгоритм поразрядного подбора позволяет достичь искомого
результата в 2...1000 раз быстрее, чем путем последовательного
подбора значения, и зависит от величины измеряемого веса. При
любом весе, не превышающем 200 грамм, однократное взвешивание
занимает не более трех секунд. При многократном взвешивании, все
следующие за первым измерения производятся методом коррекции
предыдущего измерения и осуществляются со скоростью 10 измере-
ний в секунду. В процессе включения и выключения разрядных то-
ковых цепей цифроаналогового преобразователя ведется протокол
прироста/спада температуры резисторов делителя напряжения каж-
дого разряда и при "взятии веса" выполняется процессорное вычис-
ление величины, вызвавшего равновесие электрического тока (I), с
учетом температур резисторов каждого включенного в результат раз-
ряда
21
I = c Ё Ki•t°C
i=0
и пересчет полученного значения по тарировочной формуле
P = a0 + a1*I + a2*I¤ ,
которая была получена учащимся нашей школы Ивановым И.И., ???
с использованием математического аппарата апроксимации результа-
тов способом наименьших квадратов [18], на основе исследования
изменения сопротивления резисторов в зависимости от их темпера-