Современная электроника №3/2025

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 29 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 3 / 2025 Рис. 2. Модель распределения индуктивно-ёмкостных эквивалентов при измерении Рис. 3. Модель схемы измерения ется персональным компьютером (ПК) через интерфейс USBUART. Требуемую частоту измерительно­ го синусоидального сигнала форми­ рует микросхема AD9833 [2], которая также управляется от микрокон­ троллера (МК) 16F676 [3]. Поскольку исследуемый LCконтур имеет малое сопротивление и «импульсное» под­ ключение, используется усилитель, позволяющий увеличить и стабилизи­ ровать уровень сигнала и тем самым обеспечить необходимую дальность и точность измерения. Время измерения определяет­ ся передачей сигнала «1» и отве­ та сигналом «0» для определённого по МАСадресу датчика. Оно состав­ ляет примерно 2/3 времени от дли­ тельности сигнала «1», т.е. примерно 12–18 микросекунд. Поскольку вре­ мя на измерение формируется как «кусочноимпульсное», то общая задержка получения результата с большой точностью может оказаться достаточно долгой. Однако большая точность требуется при малых рас­ стояниях между датчиками. В нашем случае для 14 датчиков при рассто­ янии в два метра достаточно скани­ рования с шагом 100 килогерц на интервале 100…2500 килогерц, что даёт результаты позиционирования примерно за 20 секунд. Если уменьшить шаг в 10 раз – до 10 килогерц, то время, соответствен­ но, увеличится в 10 раз и составит 200 секунд. Это позволяет позициони­ ровать датчики с интервалом разме­ щения до 20 сантиметров. Необходимо также учитывать и окружающую элек­ тромагнитную обстановку, поскольку длинный провод – это антенна, и наве­ дённые напряжения в ней создают помехи в измерении. Таким образом, чем длиннее линия, тем с меньшей точностью возможно определять пози­ ции датчиков. Принципиальная схема Принципиальная схема сканиру­ ющего адаптера 1wire с фотография­ ми основных элементов представле­ на на рис. 4. Схема построена по блочношинной структуре и содержит следующие эле­ менты. ● Блок USBUART подключается че­ рез разъём J1. Он переводит интер­ фейс USB ПК в UARTсигналы. Пе­ редаются и принимаются команды для МК U1(16F676). Этот МК досту­ пен и широко распространён, имеет подробную техническую докумен­ тацию [3]. ● МК U1 работает в режиме с кварце­ вым резонатором 20 мГц, посколь­ ку требуется достаточно точно при­ вязываться к сигналам интерфейса 1wire и формировать необходимый импульс включения генератора сиг­ налов. Кроме того, требуется макси­ мально быстрое получение данных от АЦП МК, чтобы не нарушать про­ токол работы 1wire.