Біз микропроцессорға негізделген вольтметр - амперметрді енгізу нұсқаларын түсінуді жалғастырамыз.
Файлдармен мұрағатты ұмытпаңыз, олар бізге бүгін қажет болады.
Егер сіз үлкен индикаторларды орнатқыңыз келсе, MK порттары арқылы ағымдағы тұтынуды шектеу мәселесін шешуге тура келеді. Бұл жағдайда индикатордың әрбір цифрына буферлік транзисторларды орнату қажет.
Үлкен өлшемді көрсеткіштер
Сонымен, бұрын талқыланған схема 1-суретте көрсетілген пішінді алады. 2. Индикатордың әрбір цифры үшін буферлік кезеңнің VT1-VT3 үш транзисторы қосылды. Орнатылған буфер сатысы МК шығыс сигналын инверсиялайды. Демек, VT2 негізіндегі кіріс кернеуі көрсетілген транзистордың коллекторына кері, сондықтан шығысқа үтір құрайтын шығысты беру үшін жарамды. Бұл бұрын суреттегі тізбекте болған VT1 транзисторын алып тастауға мүмкіндік береді. 1, соңғысын R12 ажыратқыш резисторымен ауыстыру. VT1-VT3 транзисторларының негізгі тізбектеріндегі резистор мәндері де өзгергенін ұмытпаңыз.
Егер сіз әдеттен тыс үлкен өлшемдері бар индикаторларды орнатқыңыз келсе, олар қосылған кезде ток кернеуін шектеу үшін көрсетілген транзисторлардың коллекторлық тізбегіне төмен кедергісі бар (1 - 10 Ом) резисторларды орнатуға тура келеді.
Бұл опция үшін МК-ның жұмыс логикасы биттерді, атап айтқанда RA0, RA1, RA5 порттарын басқаруға арналған шығыс сигналды инверсиялау тұрғысынан бағдарламаны аздап өзгертуді қажет етеді.
Ненің өзгеретінін ғана қарастырайық, атап айтқанда «Динамикалық индикацияны құру функциясы» кодтық атауымен бізге бұрыннан белгілі қосалқы бағдарламаны. Листинг №2(мұрағаттағы «tr_OE_30V» қалтасын немесе мақаланың бірінші бөлігін қараңыз):
16. void Индикатор ()( 17. while (санды көрсету< 3) { 18. portc = 0b111111; // 1 ->C 19. егер (көрсету_саны == 2)( кешігу_мс(1); ) 20. порта = 0b100111; 21. көрсету_саны = көрсету_саны + 1; 22. ауыстырып қосқыш (санды_көрсету) ( 23. 1-жағдай: ( 24. егер (цифр1 == 0) ( ) басқа ( 25. Cod_to_PORT(DIGIT1); 26. PORTA &= (~(1)<<0)); //0 ->A0 27. ) үзу;) 28. 2-жағдай: ( 29. Cod_to_PORT(DIGIT2); 30. PORTA &= (~(1)<<1)); //0 ->A1 31. үзіліс;) 32. 3-жағдай: ( 33. Cod_to_PORT(DIGIT3); 34. PORTA &= (~(1)<<5)); //0 ->A5 35. үзіліс;) ) 36. Delay_ms(6); 37. егер (RA2_bit==0) (PORTA |= (1<<2);// 1 ->A2 38. Delay_ms(1);) 39. егер ((санды_көрсету >= 3)!= 0) үзу; 40. ) show_digit = 0;)
Екі нұсқаны салыстырыңыз. RA портындағы сигналдың инверсиясы (№ 2 листингтің 20-жолы) оқуға оңай, өйткені ол екілік түрде жазылған. МК мен екілік санның шығыстарын біріктіру жеткілікті. 19 және 37-жолдарда басында болмаған сәл оғаш жағдайлар пайда болды. Бірінші жағдайда: «екінші санды көрсету кезінде RA1 портында логикалық нөлдік сигналды кешіктіру». Екіншісінде: «егер RA2 портында логикалық нөл болса, инверсия». Бағдарламаның соңғы нұсқасын құрастырған кезде оларды жоюға болады, бірақ PROTEUS-те модельдеу үшін олар қажет. Оларсыз үтір мен «G» сегменті қалыпты түрде көрсетілмейді.
Неліктен? - деп сұрайсыз, өйткені бірінші нұсқа тамаша жұмыс істеді.
Қорытындылай келе, «Махаббат формуласы» фильміндегі темір ұстасының сөзін есте сақтаңыз: «...біреу оны тұрғызса, екіншісі оны әрқашан ажырата алады!».
Іске сәт!
Оқырман дауысы
Мақаланы 27 оқырман мақұлдады.
Дауыс беруге қатысу үшін тіркеліп, логин мен пароль арқылы сайтқа кіріңіз.Бұл құрылғыда автор микроконтроллердің тек төрт түйреуіштерінен келетін сигналдары бар төрт таңбалы, жеті элементті жарықдиодты индикаторды басқарудың түпнұсқа әдісін қолданды. Микроконтроллер бағдарламасы вольтметр үшін автоматты калибрлеу режимін қамтамасыз етеді.
Жарық диодты цифрлық индикаторды 74HC595 сериялы кодты түрлендіргіш арқылы микроконтроллерге дәстүрлі қосу код түрлендіргішті басқару үшін микроконтроллердің үш істікшесін және индикатордың әрбір цифры үшін тағы бір түйреуішті пайдалануды талап етеді. Сондықтан төрт таңбалы көрсеткіш жеті түйреуішті қажет етеді. Бұл мұндай көрсеткіштерді шағын істікшелі микроконтроллерлермен, мысалы, тек алты түйреуіш бар (қуат түйреуіштерін есептемегенде) PIC12F675 көмегімен пайдалануға мүмкіндік бермейді.
Екінші қадамда 74HC595 12 істікшесінің көтерілу жиегі ауысым регистрінің нөлдік мазмұнын ұстау регистріне жазады. Бұл индикаторды толығымен өшіреді.
Үшінші кезеңде ақпарат 74HC595 микросұлбасының ауысым регистріне микросұлбаның 14 түйреуішіндегі микроконтроллермен құрылған сериялық код арқылы жүктеледі. Оның 11 түйреуіш сағат импульстерін қабылдайды.
Төртінші кезеңде 74HC595 микросұлбасының 12 түйреуішіндегі деңгей айырмашылығының жоғарылауымен оның ауысу регистрінен ақпарат сақтау регистріне түседі, ал катодтардағы деңгейлердің жоғары болуына байланысты индикатор разрядтары өшіп қалады.
Бесінші кезеңде 74HC595 микросұлбасының шығыстарына параллельді кодты шығару көзделген разрядтың жалпы катодында бағдарлама осы кодқа сәйкес оның элементтерін қоса отырып, төменгі деңгейді орнатады. Осы кезде үзілістерді өңдеу аяқталады және индикатордың орнатылған күйі келесі үзіліске дейін өзгеріссіз қалады.
Сегіз разрядты индикаторды басқару үшін сегіз микроконтроллер шығысы қажет. Бұл жағдайда қосымша төрт түйреуіштен келетін сигналдар разрядтардың катодтарындағы деңгейлерді басқарады. Айта кету керек, бұл жағдайда жалпы катодтармен де, жалпы анодтармен де, сәйкесінше код түрлендіргішінің шығыстарына қосылатын элементтер немесе разрядтары бар көрсеткіштерді қолдануға болады. Төменде көрсетілген себептерге байланысты бірінші жағдайда динамикалық дисплей элементін элемент бойынша, ал екіншісінде бит бойынша ұйымдастырған жөн.
Енді сипатталған принципті пайдаланатын вольтметр туралы сөйлесейік.
Негізгі техникалық сипаттамалары
Өлшенетін кернеу, В.............. 0...80
Өлшеу рұқсаты, V......0.1
Дәлдік.............0,5% + бірлік. мл. рұқсат
Қоректендіру кернеуі, V............7...15
Ток шығыны, мА, артық емес.................................30
Вольтметр тізбегі суретте көрсетілген. 1. Ол элемент бойынша динамикалық дисплейді пайдаланады. Уақыттың әрбір сәтінде HG1 индикаторының барлық цифрларының бір атаудағы элементтердің бір тобының анодтарында жоғары деңгей орнатылады. Бұл элементтер жарқырауы керек разрядтардың жалпы катодты терминалдарында төмен деңгей, әйтпесе жоғары деңгей орнатылады. Бір атаудағы элементтерді бір уақытта барлық санаттарда қосуға болатынын, бірақ ағымдағы уақытта әрбір санатта бір ғана элемент қосылғанын ескеріңіз. Сондықтан біз элементтердің анодтарын DD2 микросұлбасының шығыстарына қосуды таңдадық, олардың жүктемесі микроконтроллердің шығыстарынан жоғары.
Күріш. 1. Вольтметр тізбегі
2 мс үзіліс кезеңімен индикатордағы кескінді жаңарту жылдамдығы 64 Гц және оның жыпылықтауы көзге көрінбейді. Таңдалған динамикалық индикация әдісі сонымен қатар индикатордың жарық диодтары арқылы токты шектейтін резисторлардың (R4-R7) санын екі есе азайтуға мүмкіндік берді.
PIC12F675-I/P (DD1) микроконтроллері GP0 және GP3 енгізу/шығару желілерінің динамикалық индикациясында бос қалады. Біріншісі ADC кірісі ретінде пайдаланылады, өлшенген кернеу оған R1R2 бөлгіші арқылы беріледі. GP3 желісінде, S1 секіргіші болмаған кезде, R3 резисторының арқасында вольтметрді калибрлеу режиміне ауыстыратын сигнал ретінде қызмет ететін жоғары логикалық деңгей орнатылады. Егер секіргіш орнатылған болса, бұл түйреуіштегі деңгей төмен және вольтметр қалыпты жұмыс істейді.
S1 секіргіші жоқ вольтметрді алғаш қосқанда, HG1 индикаторы жыпылықтайтын оң жақтағы белгіні көрсетеді. Бұл күйде стандартты вольтметрмен бақылай отырып, құрылғының кірісіне мүмкіндігінше 80 В-қа жақын кернеу қолданылуы керек. S1 секіргішіне арналған контактілі алаңдарды қысқа мерзімді қосу арқылы құрылғы калибрлеу коэффициентін есептеп, есте сақтайды және оны болашақта пайдаланады.
Дегенмен, 80 В жеткілікті жоғары кернеу болып табылады және оны алуда қиындықтар болуы мүмкін. Бұл жағдайда анықтамалық кернеу мәнін көрсете отырып, құрылғыны өшіріп, қайта қосу керек. , индикаторда пайда болады, ал келесі өшіру және қосу кезінде - , , қайтадан және одан әрі шеңбер бойымен көрсетіледі. Калибрлеу қол жетімді ең жоғары кернеуде орындалуы керек. Анықтамалық кернеу неғұрлым жоғары болса, калибрлеу соғұрлым дәлірек болады. Егер калибрлеу кезінде кіріс кернеуі эталондық кернеуден тым ерекшеленсе, коэффициент есептелмейді және индикаторда көрсетілмейді.
Калибрлеуден кейін вольтметрді өшіріп, соңында S1 секіргішін орнатыңыз, әйтпесе оны келесі рет қосқанда бәрін қайтадан қайталауға тура келеді. Вольтметр калибрлеусіз жұмыс істей алады, егер S1 секіргіші алғаш қосылған кезде орнатылған болса. Бұл жағдайда ол бағдарламада жазылған коэффициентті пайдаланады, бірақ қате 10% -дан асуы мүмкін. Индикатордың оң жақ шеткі санындағы нүкте бұл туралы ескертеді.
Аналогты-цифрлық түрлендіру микроконтроллердің «ұйқы» режимінде оның жұмыс құрамдас бөліктерінің кедергісін азайту үшін жүзеге асырылады. Ол түрлендіру аяқталғаннан кейін бұл күйден автоматты түрде шығады.
Құрылғы DA1 интегралды кернеу тұрақтандырғышының көмегімен алынған 5 В кернеумен қоректенеді. Диаграммада көрсетілгеннің орнына 78L05 тұрақтандырғышын тек соңғы шара ретінде пайдалануға болады, өйткені оның шығыс кернеуінің тұрақтылығы одан да нашар. Параметрлерді төмендетпей, LP2951 тұрақтандырғышын пайдалануға болады. 5,6 В кернеуге арналған стабилдік диод VD1 микроконтроллердің ішкі қорғаныс диодымен бірге өлшенетін кернеу рұқсат етілген мәннен асқан кезде соңғысын зақымданудан қорғайды. Шектеушісі болмаса, бұл жағдайда микроконтроллердің қоректендіру кернеуі күрт артуы мүмкін.
Құрылғы қалыңдығы 1,5 мм бір жақты фольгамен қапталған шыны талшықты ламинаттан 40x36 мм өлшемді баспа платасына жиналған, суретте көрсетілген. 2. Резисторлар мен конденсаторлардың көпшілігі 0805 өлшемді беткі қондырғы болып табылады. Жоғары кернеу кезінде сенімді жұмыс үшін R1 резисторы 0,5 Вт шығыс қуатымен қолданылады. C1 конденсаторын керамикалық конденсатор ретінде де, оксид конденсаторы ретінде де орнатуға болады, ол үшін тақтада C1 деп белгіленген орын қарастырылған." FYQ-3641AHR-11 индикаторын 3641A сериясынан басқасына немесе үш таңбалы санға ауыстыруға болады. Тақтаны қайта жасамай 3631A сериясы Құрастырылған құрылғы тақтасының фотосуреті 3-суретте көрсетілген.
Мен радиоэлектроника саласында бірнеше жыл жұмыс істеп келемін, бірақ менде әлі де қалыпты қуат көзі жоқ екенін мойындауға ұяламын. Мен жиналған құрылғыларды қолыма келген нәрсемен қуаттаймын. Кез келген кернеу тұрақтандыру немесе шығыс ток шектеусіз диод көпірі бар жартылай өлі батареялардың және трансформаторлардың барлық түрлерінен. Мұндай бұрмаланулар жиналған құрылым үшін өте қауіпті. Ақырында қалыпты қуат көзін жинауға шешім қабылдады. Ал мен құрастыруды ампер-вольтметрден бастадым. Әрине, басқасынан бастау керек болды, бірақ қазірдің өзінде солай. Мен аздап бағдарламалаумен айналысқандықтан, дисплей өлшегішін өзім жасауды шештім. Экран Nokia-1202 дисплейі. Мен бұл дисплеймен барлығын азаптаған шығармын, бірақ бұл 2x16 HD44780 (кем дегенде біз үшін) қарағанда 3 есе арзан. Өте дәнекерленген қосқыш және әдетте жақсы сипаттамалар. Қысқасы - кернеу мен ток өлшегіш үшін жақсы нұсқа.
Қоректендіруге арналған сандық ампер-вольтметрдің электр тізбегі
Цифрлық ампер-вольтметр тақтасының сызбасы
Бірінші және екінші жолдар 300 ADC өлшеуінен орташа кернеу мен ток мәндерін көрсетеді. Бұл өлшеу дәлдігі үшін жасалады. Үшінші жол Ом заңы арқылы есептелген жүктеме кедергісін көрсетеді. Алдымен мен қуат тұтынылатынына көз жеткізгім келді, бірақ мен қарсылық көрсеттім. Мүмкін кейінірек оны билікке ауыстырармын. Төртінші жол DS18B20 сенсорымен өлшенген температураны көрсетеді. Ол 0-ден 99 градус Цельсийге дейінгі температураны өлшеуге бағдарламаланған. Ол шығыс транзистордың радиаторына немесе күшті қыздыру бар басқа тізбек элементіне орнатылуы керек.
Сондай-ақ транзисторлық радиаторды салқындату үшін микроконтроллерге салқындатқышты қосуға болады. DS18B20 сенсорымен өлшенген температура өзгерген кезде ол жылдамдығын өзгертеді. PB3 істікшесінде PWM сигналы бар. Салқындатқыш бұл шығысқа қуат қосқышы арқылы қосылады. Қуат қосқышы ретінде MOSFET транзисторын қолданған дұрыс. 90 градус температурада желдеткіш максималды жылдамдыққа ие болады. Температура сенсоры орнатылмаған болуы мүмкін. Бұл жағдайда төртінші жолда жай ғана OFF көрсетіледі. Біз салқындатқышты тікелей қосамыз. PB3 шығысы 0 болады.
Мұрағатта микробағдарламаның екі нұсқасы бар. Біреуі максималды өлшенген ток үшін 5 ампер, екіншісі 10 амперге дейін. Ең жоғары өлшенген кернеу 30 вольт. Есептеулер бойынша оп-амп LM358 күшейту коэффициенті 10 болып таңдалған. Әртүрлі микробағдарламалар үшін шунтты таңдау керек. Омның жүзден бір бөлігін және дәлдіктегі резисторларды өлшеу әркімнің мүмкіндігіне ие емес. Сондықтан тізбекте екі кесу резисторы бар. Олар өлшеу көрсеткіштерін түзете алады.
Мұрағатта баспа тақшасы да бар. Фотосуретте шамалы айырмашылықтар бар - ол аздап түзетілген. Бір секіргіш алынып тасталды және өлшемі биіктігі бойынша 5 мм кішірек. Ампер-вольтметр көрсеткіштерінің тұрақтылығы жоғары. Кейде ол жүзден бір бөлігін ғана жүзіп отырады. Мен оны тек қытай тестеріммен салыстырдым. Бұл мен үшін жеткілікті.
Назарларыңызға рахмет.
АРХИВ:
Жаңартылған нұсқасы
Мұнда мен оны 50А дейін өлшеу үшін өзгерттім. Шунт 0,01 Ом. Оп-амп күшейткіші шамамен 6-дан 7-ге дейін. Резисторларды қайта есептеу қажет болады. Сақтандырғыштар бұрынғыдай.
Сіздердің назарларыңызға зертханалық электрмен жабдықтауға арналған индикатордың жаңартылған нұсқасын ұсынғым келеді. Белгілі бір алдын ала орнатылған ток асып кеткен кезде жүктемені өшіру мүмкіндігі қосылды. Жақсартылған вольтметрдің микробағдарламасын төменде жүктеп алуға болады. Цифрлық ток және кернеу өлшегіштің схемасы.
Диаграммаға бірнеше мәліметтер қосылды. Басқару элементтерінен бір түйме және 10 кило-ом-дан 47 кило-омға дейінгі мәні бар айнымалы резистор бар. Оның кедергісі тізбек үшін маңызды емес және көріп отырғаныңыздай, ол өте кең ауқымда өзгеруі мүмкін. Экрандағы көрініс те аздап өзгерді. Қуат пен ампер сағаттарының қосындысы.
Айнымалы ток EEPROM-да сақталады. Сондықтан, өшіргеннен кейін бәрін қайтадан конфигурациялаудың қажеті жоқ. Ағымдағы параметр мәзіріне кіру үшін түймені басу керек. Айнымалы резистордың тұтқасын бұра отырып, реле өшетін токты орнату керек. Ол транзисторлық қосқыш арқылы Atmega8 микроконтроллерінің PB5 істікшесіне қосылады.
Өшіру сәтінде дисплей максималды орнатылған токтан асып кеткенін көрсетеді. Түймені басқаннан кейін біз максималды ағымдағы параметр мәзіріне ораламыз. Өлшеу режиміне ауысу үшін түймені қайтадан басу керек. 1 журналы микроконтроллердің PB5 шығысына жіберіледі және реле қосылады. Ағымдағы бақылаудың бұл түрінің де кемшіліктері бар. Қорғаныс бірден жұмыс істемейді. Іске қосу бірнеше ондаған миллисекундқа созылуы мүмкін. Көптеген эксперименттік құрылғылар үшін бұл кемшілік маңызды емес. Бұл кідіріс адамдарға көрінбейді. Барлығы бірден болады. Жаңа PCB әзірленбеген. Құрылғыны қайталағысы келетін кез келген адам алдыңғы нұсқадағы баспа платасын сәл өңдей алады. Өзгерістер маңызды болмайды.
Сұрақтарыңыз болса, форумға хабарласыңыз. Назарларыңызға рахмет. Бузер ампер-вольтметрді аяқтады.
АРХИВ:
Форум