Система-на-кристалле для построения ультразвуковых расходомеров жидкостей и газов на базе MSP430 (материалы вебинара)

31 октября 2019

Мероприятие прошло 23.10.2019

Уже в течение долгого времени в стране действует программа установки приборов учета энергоресурсов. Точный учет расходуемых объемов воды, тепла, газа приводит к существенной экономии расходов, а также позволяет оптимально рассчитывать тарифы на них.Компания Texas Instruments представляет однокристальное решение, позволяющее создавать точные недорогие расходомеры жидкостей и газов, которое имеет в своем составе все необходимые элементы: ультразвуковой фронт-энд, микроконтроллер, всю требующуюся периферию, а также программно-аппаратную экосистему, значительно упрощающую освоение и разработку счетчиков.Компэл совместно с Texas Instruments приглашают на вебинар, посвященный системам-на-кристалле для построения ультразвуковых расходомеров жидкостей и газов на базе ядра MSP430. Вебинар проводит господин Йоханн Ципперер – эксперт по ультразвуковым технологиям, непосредственно участвовавший в создании данного решения.

Содержание

• Введение в принципы измерения при помощи ультразвука.
• Классификация конечных применений и позиционирование решений TI.
• Измерение скорости потока при помощи ультразвуковых волн.
• Ультразвуковые решения TI для измерения расхода воды.
• Обзор конкурентных решений.
• Референс-дизайны TI и другие доступные разработчику ресурсы.

Общая информация

Начало: 23 октября 2019 г. в 11:00 МСК
Продолжительность: 45 минут
Форма участия: бесплатно
Язык: дублированный перевод с английского
Добавить в календарь: Google, iCal

Докладчик

Йоханн Ципперер – Менеджер по применению микроконтроллеров MSP430 компании Texas Instruments. Старший технический сотрудник с 30-летним стажем работы. Работал по направлениям: разработка и применение DSP-систем; разработка и применение высокоскоростных телекоммуникационных систем; разработка устройств USB и Firewire. Последние 12 лет занимается разработкой систем-на-кристалле на основе ядра MSP430.

Видео

Вопросы и ответы

В последней версии программного обеспечения для MCU050 минимальная частота подачи импульсов на ультразвуковой датчик составляет 157 кГц. Как уменьшить эту частоту до 100-120 кГц?

Минимально возможная частота возбуждения трансдьюсеров в микроконтроллерах MSP430FR6043, MSP430FR6047 составляет 133 кГц. Планов по уменьшению этого порога пока нет.

Нам требуется более низкая частота (наши датчики на 40 кГц) и требуется больше памяти RAM shared with LEA system для сохранения большей длительности сигнала.

Ваш вопрос передан в отдел разработки новых устройств.

Для больших труб и большого диапазона рабочих температур измеряемых сред памяти в 4к определенно мало. Для воды, к примеру, при работе АЦП на скорости в 8Msps, окно захвата составит всего около 80 мкс, что для скоростей звука 1400-1555 м/с даст возможность обнаруживать сигнал только в пределах 1 мс по времени распространения или для длин измерительных каналов < 1.5м.

АЦП запускается не в момент начала работы излучателя, а после выдержки определенного времени для «полета» сигнала, который настраивается для каждого конкретного типа трубы. Окно 80мкс даст возможность детектировать скорости потока порядка 120м/с для акустической длины 1.5м, что уже вряд ли возможно на практике. Скорость семплирования 8MSPS необходима только для сенсоров с частотой 2МГц, в реальности для воды при больших расстояниях используются датчики 500кГц и ниже, так как затухание в среде у них меньше, соответственно окно будет в 4 раза больше, что позволит измерять расходы до 480м/с, а это уже за гранью практического применения. Для газа же используются трансдьюсеры с частотой еще ниже, от 250 кГц что позволит измерять скорости потока до 960 м/с.

Скажите, а какая частота импульсов SDHS?

Максимальная частота работы встроенного 12-битного сигма-дельта АЦП составляет 8 Msps.

Система выдает уже конечный результат временной разности? Возможно ли при работе МК посмотреть зарегистрированные в памяти сигналы? Т.е. существует ли физический и программный доступ к отдельный отсчетам сигналов, чтобы можно было непосредственно работать с ними?

Да, можно получить «сырые» данные. Графическая утилита как раз выводит эти данные в виде графика.

А какое время старения датчиков? 1 год, 5 лет, 25 лет или иное?

При измерениях доступна информация об огибающей принятого сигнала. Данная информация совместно с автоматической подстройкой усиления (automatic gain control, AGC) и перестройкой излучаемой частоты позволяют нивелировать параметры датчиков деградировавшие из-за старения.

Дополнительные материалы

• Решения на базе микроконтроллеров MSP430
• MSP430 с памятью FRAM и конфигурируемыми аналоговыми периферийными блоками на производстве
• Программа «25 функций за 25 центов»
• Реализация простых задач на базе бюджетных микроконтроллеров MSP430FR
• Обзор оборудования и программного обеспечения, позволяющего быстро и просто начать разработку ультразвукового расходомера газа

Презентация

•   Презентация_вебинара (2.26 Мб)