Efterbehandling. Tilbehør. Reparation. Installation. Valg. åbning
Et simpelt AC voltmeter med en frekvens på 50 Hz er designet som et indbygget modul, der både kan bruges separat og indbygges i en færdig enhed.
Voltmeteret er samlet på en PIC16F676 mikrocontroller og en 3-cifret indikator og indeholder ikke ret mange detaljer.
Voltmeterets vigtigste egenskaber:
Formen af den målte spænding er sinusformet
Den maksimale værdi af den målte spænding er 250 V;
Frekvensen af den målte spænding - 40 ... 60 Hz;
Diskret visning af måleresultatet - 1 V;
Voltmeter forsyningsspænding - 7 ... 15 V.
Gennemsnitligt strømforbrug - 20 mA
To designmuligheder: med og uden PSU ombord
Enkeltsidet PCB
Kompakt design
Visning af målte værdier på et 3-cifret LED-display
Skematisk diagram af et voltmeter til måling af AC-spænding
Implementeret direkte måling af vekselspænding med efterfølgende beregning af dens værdi og output til indikatoren. Den målte spænding føres til indgangsdeleren, lavet på R3, R4, R5, og gennem adskillelseskondensatoren C4 føres til indgangen til mikrocontrollerens ADC.
Modstande R6 og R7 skaber en spænding på 2,5 volt (halv effekt) ved indgangen til ADC. Den relativt lille kondensator C5 shunter ADC-indgangen og hjælper med at reducere målefejlen. Mikrocontrolleren organiserer driften af indikatoren i dynamisk tilstand ved afbrydelser fra timeren.
--
Tak for din opmærksomhed!
Igor Kotov, chefredaktør for magasinet Datagor
▼ 🕗 01/07/14 ⚖️ 19,18 Kb ⇣ 238 Hej læser! Mit navn er Igor, jeg er 45, jeg er sibirisk og en ivrig amatørelektronikingeniør. Jeg har udviklet, oprettet og vedligeholdt denne vidunderlige side siden 2006.
I mere end 10 år eksisterede vores blad kun på min regning.
Godt! Freebie er forbi. Hvis du vil have filer og nyttige artikler - hjælp mig!
Materialet i denne artikel blev offentliggjort i tidsskriftet Radioamator - 2013, nr. 9Artiklen præsenterer designet af et digitalt amperemeter-voltmeter designet til at arbejde med et universelt styrekort til laboratoriestrømforsyninger. Dens egenskab er fraværet af sin egen strømsensor. Strømmåling bruger strømsensoren på styrekortet. Det overvejede design er ideelt til at konvertere computerstrømforsyninger til laboratorie-DC-strømforsyninger.
Konverteringen af computerstrømforsyninger til laboratorieforsyninger viste sig at være meget efterspurgt. I jagten på muligheder for en kontrol- og beskyttelsesordning blev "Universal Control Board for Laboratory Power Supplies" opdaget (Radio Yearbook, 2011, nr. 5, s. 53). Styrekortets kredsløb viste sig at være meget enkelt og effektivt og opfyldte alle kravene til styring og beskyttelse af en høj-effekt laboratorie DC-strømforsyning.
For at angive udgangsspændingen og strømmen virkede designet beskrevet i den ovennævnte artikel meget besværligt og dyrt, desuden anser vi det for overflødigt at angive spænding og strøm samtidigt i en strømkilde af denne klasse. Samtidig opnåede voltmetre samlet på en billig PIC16F676 mikrocontroller med en trecifret LED-indikator stor popularitet. At bruge et færdiglavet sådant voltmeter viste sig ikke at være særlig praktisk på grund af vanskeligheden ved at overføre det til amperemetertilstand. Derfor besluttede vi at udvikle vores eget omskiftelige voltmeterkredsløb med en klar indikation af måletilstanden, ved at bruge en strømsensor fra styrekortet.
De vigtigste tekniske egenskaber ved ampervoltmeteret:
- forsyningsspænding - 7 ... 35 V DC;
- spændingsmåleområde - 0 ... 50,0 V;
- strømmåleområde - 0,02 ... 9,99 A;
- spændingsmålingstrin - 0,1 V;
- strømmålingstrin - 0,01 A;
- skift af måletilstand - med en to-polet omskifterknap med fiksering;
- indikation af måletilstanden - en syv-segmentindikator i form af bogstaverne "A" eller "U".
Beskrivelse af styrekortdiagram
Til at begynde med skal du overveje diagrammet over det "universelle strømforsyningskontrolkort", vist på figuren:
Den er samlet på en enkelt chip af en quad operationsforstærker DA1 og er i dette tilfælde designet til at styre en PWM-controller såsom TL494 på en computerstrømforsyning. Ordninger til omarbejdning af computerstrømforsyninger ved hjælp af en PWM-controller af denne type er allerede blevet beskrevet mange gange, så vi vil ikke dvæle ved dette. Kredsløbet indeholder strømmåleforstærkere på elementerne DA1.1, DA1.4 og spænding på elementerne DA1.2, DA1.3, fra hvis udgang styresignalet føres til PSU'ens PWM-controller. Variable modstande R13, R14 ændrer referencespændingen for udgangsforstærkerne for henholdsvis spændings- og strømmålekanalerne. Hvis strømmen i belastningen ikke overstiger værdien indstillet af regulatoren R14, vil kontrolenheden fungere i spændingsstabiliseringstilstanden indstillet af regulatoren R13. I dette tilfælde vil HL3-indikatoren lyse. Hvis strømmen i belastningen når værdien indstillet af regulatoren R14, så hvis SA1-kontakten er åben, vil kontrolenheden gå i udgangsstrømbegrænsningstilstand. I dette tilfælde vil HL2-indikatoren lyse. Hvis SA1-kontakten er lukket, vil udgangsspændingen falde til nul, når den indstillede strøm i belastningen nås, og HL1-indikatoren lyser. For at forlade den aktuelle afskæringstilstand er det nok at åbne kontakten SA1.
Du kan læse mere om betjening og justering af styrekredsløbet i den originale artikel: "Indbygget universal styrekort til laboratoriestrømforsyninger"
Beskrivelse af amperemeterets voltmeterkredsløb
Kredsløbsdiagrammet for ampervoltmeteret er vist i figuren nedenfor:
Grundlaget for ampervoltmeteret er DD1-mikrocontrolleren, som udfører funktionen analog-til-digital konvertering af inputsignalet modtaget på RA0-indgangen (IN-kredsløbet), og udsender måleresultatet til en trecifret syv-segment LED-indikator med fælles katoder HG1. Skift af målekanal udføres med SA1-knappen. Den anden pol på SA1-knappen bruges til at levere et signal til mikrocontrolleren (kæde SW), som bruges ved behandling af måleresultatet.
Displayet er dynamisk med en opdateringshastighed på 100Hz. På grund af det faktum, at indikatorkatoderne er forbundet direkte til mikrocontrollerens udgange, for at reducere belastningen, antændes hver udladning i 2 trin af 4 segmenter. For at udelukke hyppig blinkning af indikationens lavordsciffer reduceres opdateringshastigheden for indikatorens indikationer kunstigt og udføres 3 gange i sekundet. Hvis muligheden for at vise de målte værdier overskrides, vises tre streger på indikatoren.
For at angive den valgte måletilstand anvendes en enkeltcifret syv-segmentindikator med en fælles katode HG2 med et mindre symbol end i HG1. Segmenter "b", "c", "e" og "f" af indikatoren HG2 lyser konstant. I spændingsmålingstilstanden leverer kontakten SA1 positiv strøm til SW-kredsløbet, som gennem modstanden R11 antænder "d"-segmentet og danner "U"-symbolet på indikatoren. Samtidig holder et højt niveau baseret på transistor VT1 den lukket. Ved skift til strømmålingstilstanden leveres en fælles ledning til SW-kredsløbet. Transistor VT1 åbner og leverer strøm til segmenterne "a" og "g", og symbolet "A" er dannet på indikatoren.
Strømforsyningen til ampervoltmeterkredsløbet tages fra strømforsyningen til PWM-controlleren på computerens PSU og stabiliseres ved hjælp af den integrerede justerbare stabilisator DA1. Divider R3, R4 ved udgangen af stabilisatoren indstiller en spænding på omkring 3 V. Denne forsyningsspænding af kredsløbet er valgt for at sikre muligheden for at bruge hele rækkevidden af ADC'en af mikrocontrolleren i den aktuelle måletilstand på grund af den lave indgangssignalniveau.
Konstruktion og detaljer
Styrekredsløbets og ampervoltmeterets elementer er samlet på printplader lavet af ensidet foliefiber med dimensioner på henholdsvis 40x50 mm og 58x37 mm. PCB-tegninger og layout er vist i nedenstående figur. Tegningerne er vist fra monteringssiden af elementerne.
Styrekredsløbet er forbundet på en sådan måde, at det er fastgjort til terminalerne på de variable modstande R13, R14. For at lette justeringen er udgangsradiokomponenter brugt i designet.
For at sikre kompakthed i designet af voltmeteret anvendes hovedsageligt overflademonterede elementer: 1206 formfaktormodstande og 0805 kondensatorer Det skal bemærkes, at mikrocontrollerens mikrokredsløb er installeret i en DIP-pakke. Den er overflademonteret på siden af lederne, med enderne af dens ledninger buede udad. SA1-kontakten er en knap af PS-850L-typen, der bruges i ældre computere som en "turbo"-kontakt.
Indikatorerne HG1 (med en symbolstørrelse på 0,56 tommer) og HG2 (0,39 tommer) kan bruges med alle lignende med en fælles katode, helst med et rødt lys, da de "grønne" lyser ret svagt.
Montering og justering
Du kan læse om brugen af kontrolordningen og hvordan du sætter den op i den originale artikel. Amperemeterets voltmeterkredsløb skal ikke justeres. Det er kun nødvendigt at vælge værdierne for modstandene R1 og R2 i indgangsdelerne til henholdsvis strøm- og spændingsmålingskanalerne. Dette gøres bedst eksperimentelt ved at bruge et digitalt multimeter som referenceamperemeter-voltmeter.
Det skal bemærkes, at amperemeteret ikke vil fungere godt, hvis signalet ved udgangen af strømforsyningen er meget "støjende". Derfor bør du omhyggeligt nærme dig valget af kondensatorer C1, C2 i styrekredsløbet. Vi har allerede samlet mere end seks strømforsyninger med et sådant kontrolskema, og i nogle strømforsyninger skulle værdierne af kondensatorerne C1, C2 øges betydeligt sammenlignet med dem, der er angivet i kredsløbet.
Konklusion
Erfaringen med at betjene strømforsyninger med ovennævnte kontrolskema viste inkonsekvensen af dens brug til efterbearbejdning computer strømforsyninger i laboratorium på grund af det betydelige niveau af udgangsspændingsrippel - PSU'en "synger" virkelig! Til at oprette laboratorie-PSU'er bruges den nu
Ampervoltmeteret er designet til at måle strøm 0-9,99A og spænding 0-100V med en opløsning på henholdsvis 0,01A og 0,1V.
Op-forstærkeren kan udskiftes med LM2904, LCD-displayet skal være på HD44780-controlleren. Antallet af tegn er 2x8... Du kan også bruge et display på 2x16 tegn, men i dette tilfælde vil det meste af displayet forblive ubrugt. I en sådan situation, i enheden, hvor ampervoltmeteret vil blive indbygget, anbefales det kun at skære et vindue under den arbejdsdel af skærmen, hvor information vil blive vist. Vigtig! Direkte på skærmene er der som regel installeret en strømbegrænsende modstand i baggrundsbelysningens strømkreds. Hvis der ikke er nogen modstand, skal du installere den selv i det åbne kredsløb, der går til LED +. Modstandsmodstand 6 ... 100 Ohm, afhængig af den ønskede lysstyrke af baggrundsbelysningen ...
Opsætning af enheden er enkel: For det første indstiller vi med "kontrast"-modstanden den nødvendige displaykontrast, og med "set U" og "set I"-modstande justerer vi nøjagtigheden af aflæsningerne af voltmeter og amperemeter. Det er ønskeligt at foretage justering ved de øvre grænser for aflæsningerne af voltmeter og amperemeter. Hvis amperemeteret uden belastning efter justering viser nogen strømværdi, vælger vi operationsforstærkeren, så strømværdien er 0,00A uden belastning!
Fotoenhed!
Tilslutning af amperemeteret til strømforsyningen.
Liste over radioelementer
| Betegnelse | Type | Pålydende | Antal | Bemærk | Butik | Min notesblok |
|---|---|---|---|---|---|---|
| MK PIC 8-bit | PIC12F675 | 1 | Til notesblok | |||
| skifteregister | CD74HC164 | 1 | Til notesblok | |||
| Operationsforstærker | LM358 | 1 | Udskiftning: LM2904 | Til notesblok | ||
| Lineær regulator | LM7805CT | 1 | Til notesblok | |||
| LCD display | HD44780 | 1 | 8x2 | Til notesblok | ||
| C1, C2, C4, C5 | Kondensator | 0,1 uF | 4 | Til notesblok | ||
| C3 | elektrolytisk kondensator | 100uF | 1 | Til notesblok | ||
| Modstand | 100 ohm | 2 | Til notesblok | |||
| Modstand | 91 kOhm | 1 | Til notesblok | |||
| Modstand | 5,1 kOhm | 1 | Til notesblok | |||
| Modstand | 680 ohm | 1 | Til notesblok | |||
| Modstand | 0,01 ohm | 1 |
I dag vil jeg fortælle dig, hvordan man laver en universel simpel måleenhed med evnen til at måle spænding, strøm, strømforbrug og ampere-timer på en billig mikrocontroller PIC16F676 efter følgende skema.
Skematisk diagram af et voltammeter
Printpladen på DIP-dele viste sig at være 45x50 mm. Også i arkivet er der et printkort til SMD dele.
Til mikrocontroller PIC16F676 der er to firmware: i den første - evnen til at måle spænding, strøm og effekt - vapDC.hex, og i den anden - det samme som i den første, er der kun tilføjet evnen til at måle ampere / timer (ikke altid nødvendigt) - vapcDC.hex.
Modstanden markeret med grå på printkortet er forbundet afhængigt af indikatoren: hvis vi bruger en indikator med fælles katoder, så er modstanden (1K), der kommer fra det 11. ben af MK, forbundet til +5, og hvis indikatoren er med en fælles anode, så forbinder vi modstanden til den fælles ledning.
I mit tilfælde er indikatoren og den fælles katode, modstanden placeret under brættet, fra det 11. ben af MK til +5.
Tryk kort på knappen " I" aktiverer indikationen af driftstilstanden: spænding "-U-", strøm "-I-", effekt "-P-", ampere / timetæller "-C-". Nogle tilfælde af op-amp LM358 har en positiv offset ved udgangen, kan den kompenseres ved digital korrektion af måleren. For at gøre dette skal du skifte til den aktuelle måletilstand, "-I-". Hold "knappen" nede i 7-8 sekunder H" indtil inskriptionen "-S.-" vises på indikatoren. Brug derefter knapperne " I"og" H»korrekt offset «0». Hvis der trykkes på knapperne, viser indikatoren direkte en konstant, hvis de trykkes - de korrigerede strømaflæsninger. Forlad tilstanden - samtidig tryk på tasterne " I"og" H". Resultatet er indikationen "-3-", dvs. skrivning til ikke-flygtig hukommelse. Ampere/timetælleren nulstilles ved at holde knappen nede " H"3-4 sek.
I mit tilfælde satte jeg kun knappen " I", for at skifte driftstilstand. Knap " H"Jeg indstiller ikke, da strømkorrektion ikke er påkrævet, hvis op-amp LM358 ny, så har den praktisk talt ingen forskydning, og hvis den gør, så er den ubetydelig. Jeg sætter segmentindikatoren på et separat kort, som nemt kan fastgøres til enhedshuset, for eksempel indbygget i en konverteret ATX PSU.
Vi tilslutter strøm til den samlede enhed, anvender den målte spænding og strøm, justerer aflæsningerne af voltmeteret og amperemeteret med trimmermodstande i henhold til multimeterets aflæsninger.
Som et resultat kostede hele designet af voltammeteret 150 rubler uden foliefiber. Ponomarev Artyom var med dig ( stalker68), vi ses snart på sidens sider radiokredsløb !
Diskuter artiklen VOLTAMPERVATTMETER
Nu vinder måleenheder baseret på mikrocontrollere med en indbygget ADC mere og mere popularitet, især da tilgængeligheden og mulighederne for sådanne MK'er konstant vokser, kredsløbet er forenklet, og selv begyndere radioamatører kan samle dem. LCD-moduler med egen controller bruges ofte som informationsdisplay i digitale måleinstrumenter. En sådan løsning har ulemper: behovet for yderligere belysning med et højt strømforbrug, et begrænset udvalg af viste symboler og høje omkostninger. Derfor er det nemmere og mere bekvemt at bruge syv-segment trecifrede LED-indikatorer.Voltmeter ledningsdiagram
Skematisk diagram af et voltmeter på MK
Skematisk diagram af et voltmeter på PIC16F676 - den anden mulighed
PP voltmeter på PIC16F676
Dette er et simpelt voltmeter op til 30 volt baseret på PIC16F676 mikrocontroller med 10-bit ADC og tre 7-segment LED-indikatorer. Du kan bruge dette kredsløb til at måle op til 30VDC. PIC16F676 er grundlaget for denne ordning. Mikrocontrollerens interne ADC med spændingsdelermodstande bruges til at måle indgangsspændingen. Derefter bruges 3-cifret komm. anode 7 segment display til at vise den endelige konverterede spænding. For at reducere strømforbruget anvendes dynamisk indikation i kredsløbet. Du kan downloade firmware til forskellige indikatorer her.
