Shema i opis digitalnog ampermetra kućne izrade izrađenog na mikrokontroleru ATtiny13, programu i tiskanoj pločici.
Svojedobno je autor ovih redaka naišao na vrlo zanimljiv uređaj, rođen u SSSR-u, daleke 1976. godine - jednostavno je poklonjen kao nepotreban. Taj se uređaj zvao ADZ-101U2 i bio je tipičan primjer sovjetskog konstruktivizma: težak dvadeset kilograma težak "kovčeg" s ručkom za nošenje na vrhu i snažnim jednofaznim transformatorom unutra.
Ali najzanimljivije je to što je ovom "kovčegu" u potpunosti nedostajala stražnja ploča - i to uopće ne zato što ju je uređaj uspio "posijati", ne. A poanta je bila da su mu obje ploče bile... prednje! S jedne strane “kofer” je bio aparat za varenje, a s druge punjač za automobilske akumulatore.
A ako kao “zavarivač” nije izazvao nikakve posebne emocije, u redu je, jer ima samo 50 A izmjenične struje; onda je “punjač” svakako neophodna stvar u kućanstvu. Ispitivanja uređaja potvrdila su njegovu punu borbenu sposobnost (čak je i zavarivanje uspjelo!), ali, naravno, nije bilo bez nedostataka.
Suština problema bila je u tome što je standardni ampermetar "punjača" nestao u nepoznatom smjeru, a prethodni vlasnik uređaja pronašao mu je potpuno "ekvivalentnu" zamjenu - automobilski ampermetar, iskrivljen iz nekakvog vojnog kamiona, i ima vrlo "informativnu" ljestvicu od ±30 A!
Jasno je da je praćenje napunjenosti baterije (a struja punjenja je samo 3-6 A!) pomoću takvog uređaja, blago rečeno, problematično - kao da uopće ne postoji ...
Stoga je odlučeno zamijeniti “kamionski displej mjerač” nekim koliko-toliko adekvatnim uređajem, s jasnom skalom od 0-10 A. Idealan kandidat za tu ulogu bio je ampermetar s brojčanikom s ugrađenim šantom. - jedan od onih koji su se ranije koristili u gotovo svim "punjačima" sovjetske proizvodnje i mnogim drugim mjestima.
No, već prva šetnja trgovinama elektrotehnikom i “kvarovi” donijeli su razočarenje: pokazalo se da već dugo nema u prodaji ničega ni približno nalik željenom uređaju...
I tako, u to vrijeme autor još nije bio upoznat s beskrajnim prostranstvima kineskih čudotvornih mjesta, pa su njegove ruke ponovno posegnule za lemilom, kao rezultat čega je razvijen uređaj, čiji je dijagram prikazan na Sl. 1, a karakteristike su u tablici 1:
Tablica 1. Karakteristike uređaja.
Za prikaz rezultata mjerenja u ovom ampermetru odlučeno je koristiti par 7-segmentnih LED indikatora. Takvi indikatori, unatoč tome što su pomalo arhaični u usporedbi s novonastalim LCD modulima tipa 16xx, također imaju niz neospornih prednosti: mnogo su pouzdaniji i izdržljiviji; ne kvare se i ne zamućuju se od dodira s naftnim derivatima (a zauljene ruke u garaži su uobičajena stvar, brojevi na LED pokazivačima su svjetliji i puno „čitljiviji“ - pogotovo iz daljine; a osim toga, LED diode nisu boji se bilo kakve hladnoće u garaži - za razliku od LCD-a koji jednostavno "oslijepi" na hladnoći.
Pa, posljednji argument u korist LED matrice - u kontekstu ovog razvoja - bila je činjenica da duga 1602 jednostavno nije stala u standardnu rupu za ampermetar (okrugla i vrlo mala!) Na kućištu punjača. Odlukom o vrsti indikatora, pojavilo se još jedno pitanje - koji mikrokontroler koristiti kao osnovu za ovaj uređaj.
Nije bilo sumnje da je ovaj sklop potrebno izraditi posebno na MK - izrada ampermetra na "CMOS raspršenju" mogla bi oštetiti vaš um. Na prvi pogled, najočitije rješenje je "radni konj" ATtiny2313 - ovaj MK ima prilično razvijenu arhitekturu, a broj ulazno-izlaznih linija sasvim je prikladan za povezivanje LED matrice.
Međutim, ovdje se pokazalo da sve nije tako jednostavno - nakon svega, za mjerenje struje, MK mora uključivati analogno-digitalni pretvarač, ali iz nekog razloga inženjeri Atmela nisu opremili "2313th" ovom funkcijom ... Obitelj Meda je druga stvar: ovi čipovi nužno imaju ADC modul "na brodu".
No, s druge strane, čak i ATMega8v - kao najjednostavniji predstavnik "starije" obitelji - ima mnogo veću funkcionalnost nego što je potrebna konstrukcija jednostavnog ampermetra. I to više nije najbolje rješenje sa stajališta klasičnog pristupa dizajnu!
Pod “klasičnim pristupom projektiranju” ovdje se misli na tzv. “načelo nužnog minimuma” (čiji je gorljivi zagovornik i autor ovih redaka, usprkos novonastalim “Arduinima”), prema kojem svaki sustav treba biti dizajniran korištenjem minimalne moguće količine resursa; a konačni rezultat treba sadržavati što manje neiskorištenih elemenata. Dakle, u skladu s ovim principom - jednostavan uređaj - jednostavan mikrokontroler, i ništa drugo!
Istina, nisu svi jednostavni MK-ovi prikladni za zadatak. Uzmimo ATtinyl3, na primjer - ima ADC, jednostavan je i jeftin; Da, samo što nema dovoljno ulazno-izlaznih linija - za povezivanje matrice od dva "sedmosegmentna uređaja" ...
Iako, ako malo sanjate, ovaj problem može biti potpuno rješiv - uz pomoć brojača penija K176IE4 i jednostavnog algoritma koji kontrolira ovaj brojač.
Osim toga, ovaj pristup ima čak i pozitivne aspekte - prvo, nema potrebe za "vješanjem" otpornika koji ograničava struju na svaki segment indikatora (generatori struje već su dostupni u izlaznim stupnjevima mjerača); i drugo, u ovom krugu možete koristiti indikator sa zajedničkom katodom i zajedničkom anodom - da biste se prebacili na "zajedničku anodu", morate promijeniti vezu tranzistora VT1 i VT2, pin. 6 DD2 spojen je na +9 V liniju preko otpornika od 1 kOhm, a lijevi pin R3 spojen je na masu.
Riža. 1. Shematski dijagram domaćeg ampermetra (do 10A) na mikrokontroleru ATtiny13.
Da biste kontrolirali brojač pomoću MK, trebate koristiti samo dvije linije: jednu za signal brojanja (C), a drugu za signal resetiranja (R).
Štoviše, tijekom testiranja uređaja pokazalo se da K176IE4 CMOS čip, spojen izravno na MK linije, radi prilično pouzdano sa svojim TTL razinama - bez ikakve dodatne koordinacije.
I još dvije MK linije kontroliraju tipke VT1-VT2, stvarajući dinamičku indikaciju. Fragment izvornog koda u kojem je implementirana procedura kontrole brojača DD2 prikazan je na popisu:
Riža. 2. Kontrolni postupak za K176IE4.
Procedura je napisana u jeziku niske razine AVR-Assembler; međutim, lako se može prevesti na bilo koji jezik visoke razine. U registru Temp, procedura prima broj koji se mora poslati brojaču K176IE4 da bi se prikazao na indikatoru; linija 1 priključka B mikrokontrolera spojena je na ulaz za reset brojača (R), a linija 2 na njegov ulaz brojača (C).
Kako bi se izbjeglo treperenje brojeva u trenutku prebacivanja brojača, prije pozivanja ove procedure, potrebno je ugasiti oba bita zatvaranjem tranzistora VT1 i VT2 primjenom log.O na linije 0 i 4 porta B MK; Pa, nakon što je postupak uspio, već možete zapaliti jednu ili drugu znamenku indikatora. Usput, zahvaljujući brojaču K176IE4, možete spojiti matricu indikatora 7x4 na bilo koji MK, koristeći samo 6 I/O linija (dvije za kontrolu brojača i još četiri za dinamičko prebacivanje bitova).
A ako dodate još jedan brojač K176IE4 kao "partnera" - desetodnevni brojač K176IE8 - da ga koristite za "skeniranje" pražnjenja; tada će biti moguće povezati matricu indikatora do 10 poznanika na MK, dodijelivši za to samo 5 ulazno-izlaznih linija (dvije za upravljanje K176IE8; dvije za K176IE4; i još jednu za gašenje indikatora u trenutku računajući K176IE4)!
U tom će se slučaju algoritam dinamičke indikacije svesti na upravljanje brojačem K176IE8, koji je umnogome sličan algoritmu za prijenos znamenke brojaču K176IE4, danom u gornjem popisu.
Nedostaci takve veze indikatorske matrice - pored upotrebe "dodatnog" mikro kruga - uključuju potrebu za uvođenjem dodatnog +9 V napajanja u krug, jer pokušaji napajanja CMOS brojača od +5 V, nažalost, bili su neuspješni ...
Gotovo svaki dvostruki "sedam-segmentni" uređaj sa zajedničkim katodama, dizajniran za rad u krugovima s dinamičkom indikacijom, može se koristiti kao indikator u ovom uređaju. Također je moguće koristiti četverobitnu matricu, koristeći samo dva od četiri dostupna bita.
Istina, u procesu rada na krugu ampermetra pojavio se mali problem - s povezivanjem decimalne točke: na kraju krajeva, trebao bi svijetliti u visokoj znamenki, a ne svijetliti u niskoj.
A ako sve radite "mudro", bilo bi lijepo dodijeliti - za dinamičku kontrolu ovog zareza - drugu nogu MK (budući da K176IE4 ne pruža nikakva sredstva za kontrolu zareza) - kako biste "visjeli" izlaz indikatora na njemu, odgovoran za zareze.
No, budući da su sve I/O linije MK-a već bile zauzete, morali smo se pozabaviti ovim problemom na daleko elegantan način: odlučeno je da oba zareza ostanu stalno upaljena, napajajući odgovarajući izlaz indikatorske "matrice" od linije +9 V kroz otpornik za ograničavanje struje R3 ( odabirom njegovog otpora možete izjednačiti svjetlinu sjaja zareza u odnosu na ostale segmente); i jednostavno prekrijte dodatni zarez u donjem redu (krajnje desno) s kapljicom crne nitro boje.
S tehničkog gledišta, takvo se rješenje teško može nazvati idealnim; ali ovako “izmišljen” zarez uopće ne upada u oči...
Kao senzor struje koriste se dva paralelno spojena otpornika R1 i R2, svaki snage 5 W. Umjesto para R1 i R2, sasvim je moguće instalirati jedan otpornik s otporom od 0,05 Ohma - u ovom slučaju njegova snaga treba biti najmanje 7 W.
Štoviše, programska oprema mikrokontrolera pruža mogućnost odabira otpora mjernog šanta - u ovom krugu mogu se koristiti strujni senzori od 0,05 ohma i 0,1 ohma.
Da bi mikrokontroler podesio otpor šanta koji se koristi u konkretnom slučaju, potrebno je u EEPROM memorijsku ćeliju koja se nalazi na adresi 0x00 upisati određenu vrijednost - za otpor od 0,1 Ohma to može biti bilo koji broj manji od 128 ( u ovom slučaju MK će podijeliti rezultat mjerenja s 2); a kada se koristi shunt s otporom od 0,05 Ohma, broj veći od 128 treba upisati u ovu ćeliju, sukladno tome.
A ako planirate raditi s uređajem s šantom od 0,05 ohma prikazanim na dijagramu, tada se uopće ne morate brinuti o pisanju navedene ćelije, jer novi (ili "obrisan do nule") MK imat će broj 255 (0xFF) u svim memorijskim ćelijama.
Uređaj se može napajati ili iz zasebnog izvora - s naponom od najmanje 12 V, ili iz transformatora snage samog punjača. Ako se napajanje napaja iz transformatora punjača, tada je preporučljivo koristiti zasebni namot za to, koji ni na koji način nije povezan s krugom punjenja; međutim, moguće je ampermetar napajati iz jednog od namota za punjenje.
U ovom slučaju, napon napajanja mora se uzeti prije ispravljačkog mosta "punjača" (tj. izravno iz namota), a otpornik od 75 Ohma / 1 W mora biti spojen na prekid obje žice napajanja ampermetra. Otpornici su potrebni za zaštitu "negativnih" dioda VD1-4 mosta od prolaska dijela struje punjenja kroz njih.
Činjenica je da ako spojite uređaj na namot za punjenje bez ugradnje ovih otpornika, tada će, uzimajući u obzir zajedničko "uzemljenje" mosta VD1-4 i diodnog mosta punjača, oko polovice struje punjenja baterije. vratite se u namot ne kroz snažne diode ispravljača punjača, već kroz "negativni" krak mosta VD1-4, uzrokujući snažno zagrijavanje 1N4007 male snage.
Ugradnja ovih otpornika ograničit će struju napajanja uređaja i zaštititi diodni most VD1-4 od protoka struje punjenja, koja će sada, gotovo u potpunosti, teći duž "ispravnog" kruga - kroz snažne diode ispravljača punjača.
Tiskana pločica za ovaj ampermetar razvijena je za određena mjesta u kućištu određenog punjača; njegov crtež je prikazan na sl. 3.
Indikatorska matrica se ugrađuje zasebno - na malu pločicu (komad "matrice") 30x40, koja je pričvršćena na glavnu ploču vijcima M2,5 kroz odstojne čahure, na strani ugradnje; i na njega se povezuje 10-žilnim kabelom.
Drugi dio dobivenog "sendviča" je ukrasna prednja ploča od pleksiglasa, obojana na poleđini nitro bojom iz limenke (samo mali pravokutnik - "prozor" za indikator) treba ostati neobojen.
Prednja ploča je također pričvršćena na glavnu ploču s montažne strane (vijcima M3 s odstojnim čahurama - njima se također pričvršćuje uređaj na kućište punjača). Tiskane tragove strujnog kruga jake struje koji idu do otpornika R1 i R2 treba napraviti što šire, a izvode otpornika zalemiti na njih cijelom dužinom, ujedno ojačati instalaciju debelim slojem od lema.
Preporučljivo je koristiti dva M3 vijka kao izvode za spajanje uređaja na punjač, zalemiti njihove glave na ploču i pričvrstiti ih s druge strane maticama.
Riža. 3. Tiskana pločica za sklop digitalnog ampermetra na mikrokontroleru.
Kada pišete "firmware" u MK, on mora biti konfiguriran za rad na frekvenciji od 1,2 MHz, iz internog generatora takta. Da biste to učinili, frekvenciju takta treba odabrati jednaku 9,6 MHz, a unutarnji razdjelnik takta treba omogućiti za 8.
Za povećanje operativne pouzdanosti, također je preporučljivo aktivirati interni nadzor napajanja (BOD modul), postavljajući ga da resetira MK kada napon napajanja padne ispod 2,7 V.
Sve postavke se vrše upisivanjem odgovarajućih vrijednosti u konfiguracijske ćelije osigurača: SUT1=1, SUT0=0, CKDIV8=0, BODLEVEL1 =0, BODLEVELO=1, WDTON=1. Ostatak "osigurača" možete ostaviti kao zadane.
Firmware za mikrokontroler i tiskanu pločicu u Sprint Layout formatu - Download.
Riža. 3. Sastavljena ampermetarska ploča za Attiny13.
Riža. 4. Ploča ampermetra na Attiny13 sastavljena (pogled sa stražnje strane).
Danas ću vam reći kako napraviti univerzalni, jednostavan mjerni uređaj s mogućnošću mjerenja napona, struje, potrošnje energije i amper sati na jeftinom mikrokontroleru PIC16F676 prema sljedećoj shemi.
Tiskana ploča na DIP dijelovima pokazala se 45x50 mm. Također u arhivi postoji tiskana ploča za SMD dijelove.
Za mikrokontroler PIC16F676 Postoje dva firmvera: u prvom - mogućnost mjerenja napona, struje i snage - vapDC.hex, a u drugom - isto kao u prvom, samo je dodana mogućnost mjerenja ampera/sati (nije uvijek potrebno) - vapcDC.hex.
Otpornik, označen sivom bojom na tiskanoj pločici, spaja se ovisno o indikatoru: ako koristimo indikator sa zajedničkim katodama, tada je otpornik (1K) koji dolazi iz 11. kraka MK spojen na +5, a ako indikator ima zajedničku anodu, tada spajamo otpornik na zajedničku žicu.
U mom slučaju, indikator i zajednička katoda, otpornik se nalazio ispod ploče, od 11. noge MK do +5.
Kratko pritisnite tipku " U"aktivira indikaciju načina rada: napon "-U-", struja "-I-", snaga "-P-", brojač ampera/sata "-C-". Neki primjeri op-amp LM358 imaju pozitivan pomak na izlazu, može se kompenzirati digitalnom korekcijom mjerača. Da biste to učinili, morate se prebaciti na trenutni način mjerenja, "-I-". Držite tipku " 7-8 sekundi N" dok se na indikatoru ne pojavi natpis "-S.-". Zatim koristite " U"I" N» podesite pomak “0”. Ako se gumbi pritisnu, indikator izravno prikazuje konstantu; kada se pritisne, trenutna očitanja se ispravljaju. Izlaz iz načina rada - istovremeno pritiskanje tipki " U"I" N". Rezultat je indikacija "-3-", odnosno snimanje u trajnu memoriju. Brojač ampera/sata se poništava držanjem tipke " N"3-4 sek.
U mom slučaju stavio sam samo gumb " U", za promjenu načina rada. Gumb " N"Ne stavljam ga, jer korekcija struje nije potrebna ako je op-amp LM358 nova, onda praktički nema pomaka, a ako i ima, beznačajna je. Ne stavljam indikator segmenta na zasebnu ploču, koja se lako može pričvrstiti na kućište uređaja, na primjer, ugrađeno u pretvoreno ATX napajanje.
Priključujemo napajanje na sastavljeni uređaj, isporučujemo izmjereni napon i struju, prilagođavamo očitanja voltmetra i ampermetra pomoću otpornika za podrezivanje prema očitanjima multimetra.
Kao rezultat toga, cijela konstrukcija voltampervatmetra koštala je 150 rubalja, bez folije od stakloplastike. Ponomarev Artyom je bio s tobom ( stalker68), vidimo se opet na stranicama stranice Radio sklopovi !
Raspravljajte o članku VOLTAMPERWATTMETER
Ovaj uređaj je implementiran na PIC16F676 koristeći ugrađeni deset-bitni ADC. Voltmetar može mjeriti napone do 30 V DC i može se koristiti u stacionarnim izvorima napajanja ili raznim instrument pločama.
Za prikaz napona koriste se tri sedmosegmentna indikatora sa zajedničkom anodom. Informacije se prikazuju na indikatorima dinamički (multipleksiranje), brzina osvježavanja je oko 50 Hz.
Krug voltmetra:
Razdjelnik izlaznog napona
Prema zadanim postavkama, na PIC mikrokontroleru, ADC referentni napon postavljen je na VCC (+5 V u ovom slučaju).
Potrebno je napraviti razdjelnik napona koji će napon od 30V smanjiti na 5V. Lako je izračunati Vin / 6 ==> 30/6 = 5, faktor dijeljenja je 6. Također, razdjelnik mora imati veliki otpor kako bi što manje utjecao na mjereni napon.
Kalkulacija
ADC - 10 bita znači da je najveći broj uzoraka 1023.
Maksimalna vrijednost napona je 5V, tada dobivamo 5/1023 = 0,0048878 V/Count. U ovom slučaju, ako je broj ADC točaka 188, tada je ulazni napon 188 * 0,0048878 = 0,918 volti
Korištenjem razdjelnika napona, maksimalni napon je 30 V, zatim 30/1023 = 0,02932 V/broj.
A ako je broj ADC točaka 188, tada je ulazni napon 188 * 0,02932 = 5,5 V.
Kondenzator od 0,1 uF čini ADC stabilnijim, jer su deset-bitni ADC prilično osjetljivi.
Zener dioda od 5,1 V je dizajnirana da zaštiti ADC od prekoračenja dopuštenog napona.
Isprintana matična ploča:
Fotografija gotovog uređaja:
Točnost i kalibracija
Ukupna točnost kruga je prilično visoka, u potpunosti ovisi o vrijednostima otpora otpornika od 47 kOhm i 10 kOhm, stoga, što su komponente točnije odabrane, očitanja će biti točnija.
Voltmetar je kalibriran pomoću trimer otpornika od 10 kOhm; postavite otpor na oko 7,5 kOhm i pratite očitanja drugim uređajem.
Također možete koristiti bilo koji stabilizirani izvor od 5 ili 12 volti za podešavanje; u ovom slučaju, okrećite otpornik za podešavanje dok ne dobijete točnu vrijednost na zaslonu.
Projekt u Proteusu:
Voltammetar na PIC16F676
Ovaj projekt je DC amper-voltmetar (ili voltammetar ako želite). Raspon - do 99,9 V i 9,9 A (ili 99,9 A, ovisno o firmware-u).
Njegova posebnost je u tome što je izgrađen na široko rasprostranjenom mikrokontroleru PIC16F676, međutim, unatoč tome, ima mogućnost istovremenog prikazivanja izmjerenog napona i struje na četveroznakovnim (ili troznakovnim) sedmosegmentnim indikatorima, oba sa zajedničkom anodom i zajednička katoda (postavite jedan otpornik). Kada koristite indikator od četiri znaka, posljednji segment prikazuje simbol "U" za napon i "A" za struju. Amper-voltmetar može raditi i s jednim indikatorom, a tipkom "B" možete odabrati što će biti prikazano na njemu - napon ili struja. Ako su instalirana oba indikatora, možete upotrijebiti ovaj gumb za zamjenu njihovih zadataka. Gumb "H" služi za ispravljanje očitanja ampermetra i izjednačavanje linearnosti tih očitanja, ako je potrebno.
do veljače 2014.: Razvoj se sada može pronaći na:
Dolje je prikazan dijagram voltampermetra. Kao što je već spomenuto, izgrađen je na široko rasprostranjenom mikrokontroleru PIC16F676, na kojem su posebno sastavljeni jednostavni voltmetri i ampermetri.
Kliknite na dijagram za povećanje
Zbog ograničenog broja pinova za ovaj MK korišten je registar 74HC595. Ovaj mikro krug nema analoga s istim pinoutom, ali ga nema u nedostatku i često se koristi u sličnim krugovima za povezivanje indikatora s MK. Kako bi zaštitili MK izlaze od preopterećenja i povećali svjetlinu indikatora, koriste se tranzistorski prekidači. Kada koristite indikatore sa zajedničkom katodom, potrebno je koristiti tranzistore drugačije strukture, spajajući njihove kolektore ne na +5V, već na masu, dok se otpornik na pinu 11 mikrokontrolera mora premjestiti u drugu poziciju. Možda ćete morati odabrati otpornike na izlazu registra iu bazama tranzistora kako bi odgovarali vašim indikatorima i tranzistorima.
Kao što je ranije spomenuto, gumb "B" omogućuje vam da zamijenite svrhu indikatora ako postoje dva. Ako postoji samo jedan indikator, ovim gumbom možete naizmjenično prikazivati napon i struju. Kada pritisnete tipku "H", indikatori će početi treptati. Dok trepću, možete koristiti tipke "B" i "H" za podešavanje očitanja ampermetra. Nakon korekcije, treptanje će prestati i faktor korekcije će biti zabilježen u trajnoj memoriji. Način prikaza postavljen tipkom "B" također je pohranjen u trajnoj memoriji.
Nakon uključivanja, indikatori ne počinju svijetliti odmah, već s odgodom od nekoliko sekundi. Frekvencija promjena očitanja je oko 9Hz.
Jedna od opcija tiskane ploče za četiri indikatora sa zajedničkom anodom. Potrebne korekcije su zaokružene na slici: potrebno je ukloniti kratkospojnik koji ide na masu i dodati jedan mali kratkospojnik.
Datoteke za projekt.
Voltmetar na PIC16F676 - članak u kojem ću govoriti o samostalnom sastavljanju digitalnog DC voltmetra s ograničenjem od 0-50V. U članku se nalazi dijagram strujnog kruga voltmetra na PIC16F676, kao i tiskana ploča i firmware. Za organiziranje prikaza u korišten je voltmetar.
Specifikacije voltmetra:
Dizajn se temelji na dijagramu autora N. Zaetsa iz članka "Milivoltmetar". Sam autor je vrlo velikodušan i rado dijeli svoja dostignuća, kako tehnička tako i softverska. Međutim, jedan od značajnih nedostataka njegovih dizajna (po mom mišljenju) je zastarjela baza elemenata. Čija upotreba, u današnje vrijeme, nije sasvim razumna.
Slika 1 prikazuje shematski dijagram autorove verzije.
Brzo ću proći kroz glavne komponente sklopa. Čip DA1 je podesivi stabilizator napona, čiji je izlazni napon reguliran prilagođenim otpornikom R4. Ovo rješenje nije baš dobro, budući da je za normalan rad voltmetra potreban poseban 8V DC izvor. I ta napetost mora ostati stalna. Ako se ulazni napon promijeni, promijenit će se i izlazni napon, a to nije prihvatljivo. U mojoj praksi takva je promjena dovela do izgaranja mikrokontrolera PIC16F676.
Otpornici R5-R6 su razdjelnik ulaznog (mjerenog) napona. DD1 je mikrokontroler, HG1-HG3 su tri odvojena indikatora od sedam segmenata, koji su skupljeni u jednu informacijsku sabirnicu. Upotreba zasebnih sedmosegmentnih indikatora uvelike komplicira tiskanu ploču. Ovo rješenje također nije baš dobro. I potrošnja ALS324A je pristojna.
Slika 2 prikazuje modificiranu shemu spoja digitalnog voltmetra.
Slika 2 – Shema DC voltmetra.
Sada pogledajmo koje su promjene napravljene na dijagramu.
Umjesto podesivog integriranog stabilizatora KR142EN12A, odlučeno je koristiti integrirani stabilizator LM7805 s konstantnim izlaznim naponom od +5V. Tako je bilo moguće pouzdano stabilizirati radni napon mikrokontrolera. Još jedna prednost ovog rješenja je mogućnost korištenja ulaznog (izmjerenog) napona za napajanje kruga. Osim ako je, naravno, ovaj napon veći od 6V, ali manji od 30V. Da biste se spojili na ulazni napon, samo trebate zatvoriti kratkospojnik. Ako se sam stabilizator jako zagrije, mora se ugraditi na radijator.
Za zaštitu ADC ulaza od prenapona, krugu je dodana zener dioda VD1.
Proizvođač preporučuje otpornik R4 zajedno s kondenzatorom C3 za pouzdano resetiranje mikrokontrolera.
Umjesto tri odvojena sedmosegmentna indikatora korišten je jedan zajednički.
Kako bi se rasteretili pojedinačni pinovi mikrokontrolera, dodana su tri tranzistora.
U tablici 1 možete vidjeti cijeli popis dijelova i njihovu moguću zamjenu analognim.
| Označavanje položaja | Ime | Analogno/zamjena |
| C1 | Elektrolitički kondenzator - 470μFx35V | |
| C2 | Elektrolitički kondenzator - 1000μFx10V | |
| C3 | Elektrolitički kondenzator - 10μFx25V | |
| C4 | Keramički kondenzator - 0,1 μFx50V | |
| DA1 | Integralni stabilizator L7805 | |
| DD1 | Mikrokontroler PIC16F676 | |
| HG1 | 7-segmentni LED indikator KEM-5631-ASR (OK) | Bilo koji drugi male snage za dinamičku indikaciju i pogodan za povezivanje. |
| R1* | Otpornik 0,125W 91 kOhm | SMD veličina 0805 |
| R2* | Otpornik 0,125W 4,7 kOhm | SMD veličina 0805 |
| R3 | Otpornik 0,125W 5,1 Ohm | SMD veličina 0805 |
| R4 | Otpornik 0,125W 10 kOhm | SMD veličina 0805 |
| R5-R12 | Otpornik 0,125W 330 Ohma | SMD veličina 0805 |
| R13-R15 | Otpornik 0,125W 4,3 kOhm | SMD veličina 0805 |
| VD1 | Zener dioda BZV85C5V1 | 1N4733 |
| VT1-VT3 | Tranzistor BC546B | KT3102 |
| XP1-XP2 | Pin konektor na ploču | |
| XT1 | Priključni blok za 4 kontakta. |
Slika 3 – Tiskana pločica za voltmetar na PIC16F676 (strana vodiča).
Slika 4 prikazuje stranu tiskane pločice na kojoj su smješteni dijelovi.
Slika 4 – Tiskana strana ploče za postavljanje dijelova (ploča na slici nije u mjerilu).
Što se tiče firmvera, promjene nisu bile značajne:
Voltmetar sastavljen od poznatih radnih dijelova odmah počinje raditi i ne zahtijeva podešavanje. U nekim slučajevima postaje potrebno prilagoditi točnost mjerenja odabirom otpornika R1 i R2.
Izgled voltmetra prikazan je na slikama 5-6.
Slika 5 – Izgled voltmetra.
Slika 6 – Izgled voltmetra.
Voltmetar o kojem se govori u članku uspješno je testiran kod kuće i testiran je u automobilu s napajanjem iz ugrađene mreže. Promašaja nije bilo. Može biti izvrstan za dugotrajnu upotrebu.
Zanimljiv video
Da rezimiram. Nakon svih izmjena dobili smo ne loš digitalni DC voltmetar na mikrokontroleru PIC16F676, s granicom mjerenja 0-50V. Svima koji budu ponavljali ovaj voltmetar želim dobre radne komponente i puno sreće u proizvodnji!
