Finishing. Dodaci. Repair. Instalacija. Izbor. Otvaranje
Jednostavan voltmetar naizmjeničnog napona frekvencije 50 Hz izrađen je u obliku ugrađenog modula koji se može koristiti zasebno ili ugrađen u gotov uređaj.
Voltmetar je sastavljen na mikrokontroleru PIC16F676 i trocifrenom indikatoru i ne sadrži mnogo dijelova.
Glavne karakteristike voltmetra:
Oblik izmjerenog napona je sinusoidan
Maksimalna vrijednost izmjerenog napona je 250 V;
Frekvencija mjerenog napona - 40…60 Hz;
Rezolucija prikaza rezultata mjerenja je 1 V;
Napon napajanja voltmetra je 7…15 V.
Prosječna potrošnja struje - 20 mA
Dvije opcije dizajna: sa i bez napajanja na brodu
Single Sided PCB
Kompaktan dizajn
Prikaz izmjerenih vrijednosti na 3-cifrenom LED indikatoru
Šematski dijagram voltmetra za mjerenje naizmjeničnog napona
Implementirano direktno mjerenje naizmjeničnog napona sa naknadnim proračunom njegove vrijednosti i izlazom na indikator. Izmjereni napon se dovodi na ulazni razdjelnik napravljen na R3, R4, R5 i preko razdjelnog kondenzatora C4 se dovodi na ADC ulaz mikrokontrolera.
Otpornici R6 i R7 stvaraju napon od 2,5 volti (pola snage) na ADC ulazu. Kondenzator C5, relativno malog kapaciteta, zaobilazi ADC ulaz i pomaže u smanjenju grešaka u mjerenju. Mikrokontroler organizuje rad indikatora u dinamičkom režimu na osnovu prekida od tajmera.
--
Hvala vam na pažnji!
Igor Kotov, glavni urednik magazina Datagor
▼ 🕗 07.01.14. ⚖️ 19.18 Kb ⇣ 238 Zdravo, čitaoče! Zovem se Igor, imam 45 godina, Sibirac sam i strastveni amaterski inženjer elektronike. Osmislio sam, kreirao i održavam ovu divnu stranicu od 2006. godine.
Više od 10 godina naš časopis postoji samo o mom trošku.
Dobro! Freebie je gotov. Ako želite datoteke i korisne članke, pomozite mi!
Materijali ovog članka objavljeni su u časopisu Radioamator - 2013, br. 9U članku je predstavljen dizajn digitalnog ampermetra-voltmetra dizajniranog za rad zajedno s univerzalnom kontrolnom pločom za laboratorijsko napajanje. Njegova posebnost je nepostojanje vlastitog senzora struje. Prilikom mjerenja struje koristi se senzor struje kontrolne ploče. Razmatrani dizajn je idealan za pretvaranje računarskih izvora napajanja u laboratorijske DC izvore napajanja.
Pretvaranje kompjuterskih napajanja u laboratorijske pokazalo se veoma traženim. U potrazi za opcijama upravljačkih i zaštitnih kola otkrivena je „Univerzalna upravljačka ploča za laboratorijsko napajanje“ (Radio Godišnjak, 2011, br. 5, str. 53). Kolo kontrolne ploče pokazalo se vrlo jednostavno i efikasno, zadovoljavajući sve zahtjeve kontrole i zaštite laboratorijskog napajanja velike snage jednosmjernom strujom.
Da bismo naznačili izlazni napon i struju, dizajn opisan u gore navedenom članku izgledao je vrlo glomazan i skup, a smatramo i suvišnim istovremeno označavanje napona i struje u izvoru napajanja ove klase. U isto vrijeme, voltmetri izgrađeni na jeftinom mikrokontroleru PIC16F676 sa trocifrenim LED indikatorom postali su veoma popularni. Korištenje takvog gotovog voltmetra pokazalo se ne baš zgodnim zbog poteškoća u pretvaranju u način rada ampermetra. Stoga smo odlučili razviti vlastito sklopivo amper-voltmetarsko kolo s jasnom indikacijom načina mjerenja, također koristeći strujni senzor sa kontrolne ploče.
Glavne tehničke karakteristike amper-voltmetra:
- napon napajanja – 7…35 V DC;
- opseg mjerenja napona – 0…50,0 V;
- opseg merenja struje – 0,02…9,99 A;
- korak mjerenja napona – 0,1 V;
- korak mjerenja struje – 0,01 A;
- prebacivanje načina mjerenja - sa dvopolnim prekidačem sa fiksacijom;
- indikacija načina mjerenja - indikator od sedam segmenata u obliku slova “A” ili “U”.
Opis kola kontrolne ploče
Prvo, pogledajmo dijagram "univerzalne kontrolne ploče napajanja" prikazanu na slici:
Sastavljen je na jednom DA1 quad čipu operativnog pojačala i u ovom slučaju je namijenjen za upravljanje PWM kontrolerom tipa TL494 za napajanje računara. Šeme za pretvaranje računarskih napajanja pomoću PWM kontrolera ovog tipa već su opisane mnogo puta, tako da se nećemo zadržavati na tome. Kolo sadrži strujna mjerna pojačala na elementima DA1.1, DA1.4 i naponske na elementima DA1.2, DA1.3, sa čijeg se izlaza upravljački signal dovodi do napajanja PWM kontrolera. Promjenjivi otpornici R13, R14 mijenjaju referentni napon izlaznih pojačavača kanala za mjerenje napona i struje. Ako struja opterećenja ne prelazi vrijednost postavljenu regulatorom R14, tada će upravljačka jedinica raditi u režimu stabilizacije napona postavljenom od strane regulatora R13. U tom slučaju će se upaliti indikator HL3. Ako struja u opterećenju dostigne vrijednost postavljenu regulatorom R14, tada, ako je prekidač SA1 otvoren, kontrolna jedinica će preći u režim ograničavanja izlazne struje. U tom slučaju će se upaliti indikator HL2. Ako je prekidač SA1 zatvoren, onda kada se dostigne zadata struja u opterećenju, izlazni napon će pasti na nulu i indikator HL1 će zasvijetliti. Da biste izašli iz trenutnog režima isključenja, jednostavno otvorite prekidač SA1.
Više o radu i postavljanju upravljačkog kruga možete pročitati u originalnom članku: “Ugrađena univerzalna kontrolna ploča za laboratorijsko napajanje”
Opis kruga amper-voltmetra
Šema strujnog kruga amper-voltmetra prikazana je na donjoj slici:
Osnova amper-voltmetra je mikrokontroler DD1, koji obavlja funkciju analogno-digitalne konverzije ulaznog signala dostavljenog na ulaz RA0 (IN kolo) i daje rezultat mjerenja u trocifreni sedmosegmentni LED indikator sa zajedničkim katodama HG1. Kanal mjerenja se mijenja pomoću tipke SA1. Drugi pol dugmeta SA1 služi za dovod signala do mikrokontrolera (SW kola), koji se koristi prilikom obrade rezultata merenja.
Ekran je dinamičan sa brzinom osvježavanja od 100Hz. Zbog činjenice da su katode indikatora spojene direktno na pinove mikrokontrolera, kako bi se smanjilo opterećenje, svako pražnjenje se pali u 2 koraka od 4 segmenta. Kako bi se eliminiralo često treptanje nižeg reda cifre indikacije, brzina osvježavanja očitavanja indikatora umjetno se smanjuje i izvodi se 3 puta u sekundi. Ako je kapacitet prikaza izmjerenih vrijednosti prekoračen, na indikatoru će se pojaviti tri crtice.
Za označavanje odabranog načina mjerenja koristi se jednocifreni sedmosegmentni indikator sa zajedničkom katodom HG2 sa simbolom manje veličine nego u HG1. Segmenti “b”, “c”, “e” i “f” indikatora HG2 stalno svijetle. U režimu mjerenja napona, prekidač SA1 napaja SW krug sa napajanjem plus, koji preko otpornika R11 pali segment "d", formirajući simbol "U" na indikatoru. U isto vrijeme, visoki nivo na bazi tranzistora VT1 ga drži zatvorenim. Prilikom prelaska na način mjerenja struje, zajednička žica se napaja u SW krug. Tranzistor VT1 se otvara, napajajući segmente "a" i "g", a na indikatoru se formira simbol "A".
Napajanje za krug amper-voltmetra uzima se iz napajanja PWM kontrolera napajanja računala i stabilizira se pomoću integriranog podesivog stabilizatora DA1. Razdjelnik R3, R4 na izlazu stabilizatora postavlja napon od oko 3 V. Ovaj napon napajanja kruga je odabran da osigura mogućnost korištenja punog opsega ADC mikrokontrolera u režimu mjerenja struje zbog niskog nivoa ulaza. signal.
Konstrukcija i detalji
Elementi upravljačkog kola i amper-voltmetra montirani su na štampanim pločama od jednostranog folijom obloženog fiberglas laminata dimenzija 40x50 mm, odnosno 58x37 mm. Crteži štampanih ploča i raspored elemenata prikazani su na donjoj slici. Crteži su prikazani sa strane ugradnje elemenata.
Upravljačka ploča je postavljena na način da se pričvrsti na stezaljke varijabilnih otpornika R13, R14. Radi lakšeg podešavanja, u dizajnu se koriste izlazne radio komponente.
Da bi se osigurala kompaktnost, dizajn amper-voltmetra uglavnom koristi elemente za površinsku montažu: otpornike forme 1206 i kondenzatore 0805. Treba napomenuti da je čip mikrokontrolera nestandardno ugrađen u DIP paket. Osiguran je površinskom montažom na strani provodnika, sa krajevima njegovih provodnika savijenih prema van. Prekidač SA1 je tipka tipa PS-850L, koja se koristi u starijim računarima kao "turbo" prekidač.
Indikatori HG1 (s veličinom simbola od 0,56 inča) i HG2 (0,39 inča) mogu se koristiti bilo koji slični sa zajedničkom katodom, po mogućnosti sa crvenom bojom sjaja, jer „zeleni“ svijetle prilično slabo.
Montaža i podešavanje
Možete pročitati o korištenju upravljačkog kruga i kako ga postaviti u originalnom članku. Krug amper-voltmetra ne treba podešavanje. Potrebno je samo odabrati vrijednosti otpornika R1 i R2 u ulaznim razdjelnicima kanala za mjerenje struje i napona. To je najbolje uraditi eksperimentalno, koristeći digitalni multimetar kao referentni ampermetar-voltmetar.
Treba napomenuti da ampermetar neće dobro raditi ako je signal na izlazu napajanja vrlo bučan. Stoga morate pažljivo odabrati kondenzatore C1, C2 upravljačkog kruga. Već smo sastavili više od šest izvora napajanja s takvim upravljačkim krugom, a u nekim izvorima napajanja nazivne vrijednosti kondenzatora C1, C2 su morale biti značajno povećane u odnosu na one navedene u krugu.
Zaključak
Iskustvo u radu izvora napajanja s gore opisanim upravljačkim krugom pokazalo je nedosljednost njegovog korištenja za konverziju kompjuter napajanja unutra laboratorija zbog značajnog nivoa talasanja izlaznog napona, napajanje zaista „peva“! Za izradu laboratorijskih izvora napajanja sada se koristi
Amper-voltmetar je dizajniran za mjerenje struje 0-9,99A i napona 0-100V sa rezolucijom od 0,01A i 0,1V, respektivno.
Operativno pojačalo se može zamijeniti sa LM2904, LCD zaslon bi trebao biti na HD44780 kontroleru. Broj znakova je 2x8... Možete koristiti i prikaz 2x16 znakova, ali u ovom slučaju većina ekrana će ostati neiskorištena. U takvoj situaciji, u uređaju u koji će se ugraditi amper-voltmetar, preporučljivo je izrezati prozor samo za radni dio displeja na kojem će se prikazivati informacije. Bitan! Direktno na displejima, u pravilu, u strujnom krugu pozadinskog osvjetljenja ugrađen je otpornik koji ograničava struju. Ako nema otpornika, onda ga morate sami ugraditi u otvoreni krug koji ide na LED +. Otpor otpornika je 6...100 Ohma, u zavisnosti od željene jačine pozadinskog osvetljenja...
Podešavanje uređaja je jednostavno: prvo koristite otpornik „kontrast“ da biste podesili željeni kontrast displeja, a otpornike „set U“ i „set I“ za podešavanje tačnosti očitavanja voltmetra i ampermetra. Preporučljivo je izvršiti podešavanja na gornjim granicama očitavanja voltmetra i ampermetra. Ako, nakon podešavanja, ampermetar bez opterećenja pokazuje bilo koju trenutnu vrijednost, odaberite operacijsko pojačalo tako da bez opterećenja trenutna vrijednost bude 0,00A!
Fotografija uređaja!
Povezivanje amper-voltmetra na napajanje.
Spisak radioelemenata
| Oznaka | Tip | Denominacija | Količina | Bilješka | Prodavnica | Moja beležnica |
|---|---|---|---|---|---|---|
| MK PIC 8-bit | PIC12F675 | 1 | U notes | |||
| Shift registar | CD74HC164 | 1 | U notes | |||
| Operativno pojačalo | LM358 | 1 | Zamjena: LM2904 | U notes | ||
| Linearni regulator | LM7805CT | 1 | U notes | |||
| LCD ekran | HD44780 | 1 | 8x2 | U notes | ||
| C1, C2, C4, C5 | Kondenzator | 0,1 µF | 4 | U notes | ||
| C3 | Elektrolitički kondenzator | 100 µF | 1 | U notes | ||
| Otpornik | 100 Ohm | 2 | U notes | |||
| Otpornik | 91 kOhm | 1 | U notes | |||
| Otpornik | 5,1 kOhm | 1 | U notes | |||
| Otpornik | 680 Ohm | 1 | U notes | |||
| Otpornik | 0,01 Ohm | 1 |
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.
Šematski dijagram voltampervatmetra
Ispala je štampana ploča na DIP dijelovima 45x50 mm. Također u arhivi se nalazi štampana 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 i u prvom, samo je dodata mogućnost mjerenja ampera/sati (nije uvijek potrebno) - vapcDC.hex.
Otpornik, označen sivom bojom na štampanoj ploči, povezuje se u zavisnosti od indikatora: ako koristimo indikator sa zajedničkim katodama, onda je otpornik (1K) koji dolazi sa 11. kraka MK povezan na +5, a ako indikator ima zajedničku anodu, zatim spojimo otpornik na zajedničku žicu.
U mom slučaju, indikator i zajednička katoda, otpornik se nalazio ispod ploče, od 11. kraka MK do +5.
Kratko pritisnite dugme " IN"aktivira indikaciju načina rada: napon "-U-", struja "-I-", snaga "-P-", brojač ampera/sati "-C-". Neki primjeri op-amp LM358 imaju pozitivan pomak na izlazu, može se kompenzovati digitalnom korekcijom mjerača. Da biste to učinili, morate se prebaciti na trenutni način mjerenja, “-I-”. Držite dugme " 7-8 sekundi N" dok se na indikatoru ne pojavi natpis "-S.-". Zatim koristite " IN" i " N» podesite pomak „0“. Ako su dugmad pritisnuti, indikator direktno pokazuje konstantu; kada se pritisne, trenutna očitanja se ispravljaju. Izađite iz režima - istovremeno pritiskajući tastere " IN" i " N". Rezultat je indikacija "-3-", odnosno snimanje u nepromjenjivu memoriju. Brojač ampera/sati se resetuje držanjem dugmeta " N"3-4 sek.
U mom slučaju stavio sam samo dugme " IN", za promjenu načina rada. Dugme " N„Ne stavljam to, pošto korekcija struje nije potrebna ako je op-pojačalo LM358 nova, onda praktično 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, ugrađena u pretvoreno ATX napajanje.
Priključujemo napajanje na sastavljeni uređaj, napajamo izmjereni napon i struju, podešavajući očitanja voltmetra i ampermetra pomoću reznih otpornika prema očitanjima multimetra.
Kao rezultat toga, cijela konstrukcija voltampervatmetra koštala je 150 rubalja, bez folije od stakloplastike. Ponomarev Artyom je bio sa vama ( stalker68), vidimo se ponovo na stranicama stranice Radio kola !
Diskutujte o članku VOLTAMPERVATMETAR
U današnje vrijeme mjerni instrumenti bazirani na mikrokontrolerima s ugrađenim ADC-om postaju sve popularniji, pogotovo jer dostupnost i mogućnosti takvih mikrokontrolera stalno rastu, sklopovi se pojednostavljuju, a njihovo sklapanje postaje izvodljivo čak i za početnike radio-amatere. LCD moduli sa sopstvenim kontrolerom se često koriste kao uređaji za prikaz informacija u digitalnim mernim instrumentima. Ovo rješenje ima nedostatke: potrebu za dodatnim pozadinskim osvjetljenjem uz veliku potrošnju struje, ograničen izbor prikazanih znakova i visoku cijenu. Stoga je lakše i praktičnije koristiti sedmosegmentne trocifrene LED indikatore.Dijagram ožičenja voltmetra
Šematski dijagram voltmetra na MK
Šematski dijagram voltmetra na PIC16F676 - druga opcija
PP voltmetar na PIC16F676
Ovo je jednostavan voltmetar na bazi do 30 volti PIC16F676 mikrokontroler sa 10-bitnim ADC-om i tri 7-segmentna LED indikatora. Ovo kolo možete koristiti za mjerenje do 30 VDC. PIC16F676- ovo je osnova ove šeme. Interni ADC mikrokontrolera sa otpornicima za djelitelj napona koristi se za mjerenje ulaznog napona. Zatim se za prikaz konačnog konvertovanog napona koristi 7-segmentni displej komunikacione anode. Da bi se smanjila potrošnja struje, krug koristi dinamičku indikaciju. Ovdje možete preuzeti firmver za različite indikatore.
