РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОНИКИ

Прибор «Meat Tester» - анализатор качества и свежести мяса

Завершилась очередная разработка электроники, позволившая представить вашему вниманию электронный прибор «Meat Tester», который предназначен для определения группы качества и свежести мяса посредством измерения его электропроводности. Для измерения используется переменное напряжение с действующим (эффективным) значением 15V синусоидальной формы.

 

 

Диапазон измерения электропроводности от 0 до 30, что соответствует максимальному току через цепь измерения – 50mA (действующее значение). Измерительные иглы прибора должны иметь диаметр 1мм и входить в проверяемое мясо на глубину ровно 10мм, расстояние между иглами – 10мм.

 

 

Анализатор свежести мяса «Meat Tester» питается от двух NiMH аккумуляторов суммарным напряжением 2,4V, емкость используемых аккумуляторов – 2700mA. Запрещается использовать другие источника тока, а также аккумуляторы с меньшей емкостью, так как малая емкость и высокое выходное сопротивление некоторых источников питания не позволят прибору нормально функционировать, либо потребуется частая замена (зарядка) батарей питания. В качестве зарядного устройства рекомендуется применять GP PowerBank H500, которое достаточно быстро заряжает аккумуляторы большой емкости. Аккумуляторы устанавливаются в отсек, крышка которого расположена на задней стороне прибора и закрепляется винтом. При установке аккумуляторов необходимо соблюдать полярность.

 

 

Прибор имеет LCD-индикатор с голубой подсветкой и белыми знаками. В верхней строке слева выводится значение измеренной электропроводности, затем обозначение выбранного типа мяса («PO» – свинина, «BE» – говядина, «CH» – куриное мясо), в конце строки выводится присвоенная по результатам измерения группа качества (QG), которая может принимать следующие значения: «NOR», «DFD», «PSE» или «N/A», если полученный результат измерения не может быть отнесен ни к одной из первых трех групп качества. В нижней строке слева показывается выбранный период свежести мяса: 1h или 24h. Далее в нижней строке показываются дополнительные сообщения, характеризующие результат измерения: STANDARD, NONSTANDARD, 1X DEFROSTED, 2X DEFROSTED.

 

 

На передней панели прибора имеется клавиатура с четырьмя кнопками:

 

• MET (metering) – запуск измерения электропроводности;

• TIME – выбор периода свежести мяса (время после забоя);

• TYPE – выбор типа мяса (свинина, говядина или куриное мясо);

• PWR (power) – включение питания прибора.

 

 

Для начала работы с прибором установите в батарейный отсек заряженные аккумуляторы, затем нажмите кнопку PWR. На дисплее появится заставка, содержащая номер версии программного обеспечения, и прибор перейдет в рабочий режим. Внимание! Если на приборе в течение 8 секунд не нажимается ни одна из кнопок MET, TIME, TYPE, то он автоматически выключается с целью экономии энергии источника питания. Установите нужный тип мяса (TYPE) и выберите время после забоя (TIME). Введите иглы в подлежащий проверке кусок мяса. Нажмите кнопку запуска измерения (MET). Через несколько секунд прибор покажет результат. Время измерения может варьироваться в диапазоне от 1-й до 6-ти секунд.

 

 

Прибор «Meat Tester» автоматически проверяет свою исправность перед запуском измерения. В случае обнаружения критической ошибки выводится сообщение «MALFUNCTION, POWER OFF!», и прибор выключается. Если такая ошибка появляется неоднократно, то это означает, что прибор нуждается в поверке или ремонте.

 

 

При включении питания и при проведении измерения прибор автоматически проверяет уровень оставшегося заряда батареи. При слишком низком уровне напряжения выводится сообщение «BATTERY LOW, POWER OFF!», и прибор выключается. В этом случае необходимо зарядить аккумуляторы или установить запасные (заряженные).

 

 

При попытке провести измерение электропроводности со значением более 32S, прибор выводит сообщение «OVERLOAD, POWER OFF!» и выключается. Это необходимо в целях защиты прибора от повреждения. Запрещается включать режим измерения при коротком замыкании щупов – это может привести к выходу прибора из строя.

 

Для тестирования и быстрой поверки прибора допускается подключение к его щупам резистора с сопротивлением 300 Om, что будет соответствовать электропроводности 30S. Резистор должен быть мощностью не менее 1W. Для этой цели лучше использовать термостабильные резисторы, так как при каждом измерении будет происходить нагрев резистора с изменением его сопротивления и, как следствие, уменьшение измеренной электропроводности, которое для обычных резисторов может быть довольно заметным.

 

Принципиальная схема прибора «Meat Tester» для определения качества мяса путем измерения электропроводности

 

 

Разработка электроники для этого прибора была выполнена с применением микроконтроллера ATmega128A-AU. В схеме использована микросхема импульсного преобразователя напряжения TPS61032, которая обеспечивает достаточно мощный выходной ток при напряжении 5В, необходимый для питания измерительных цепей прибора, микроконтроллера и всех прочих элементов. Преобразование однополярного напряжения +5V в двуполярное напряжение ±24V выполняют два импульсных преобразователя P10AU-0524ELF. Для повышения точности и стабильности измерений в схеме использован источник опорного напряжения REF198GS.

 

Прибор «Meat Tester» использует программный алгоритм температурной компенсации для собственных измерительных цепей при проведении частых повторных измерений с малыми паузами. Это позволяет удешевить и упростить схему, сохранив при этом достаточно высокую точность измерений.

 

Печать клавиатуры прибора «Meat Tester» на 3D-принтере

 

 

Проект N49. Разработка электронного прибора «Meat Tester», предназначенного для определения качества мяса, выполнена Александром Петровичем Протопоповым, г. Москва, сайт автора: https://razrabotka.pro.