Mēs turpinām izprast voltmetra - ampērmetra ieviešanas iespējas, pamatojoties uz mikroprocesoru.
Neaizmirstiet arhīvu ar failiem, mums tie būs nepieciešami šodien.
Ja vēlaties uzstādīt lielus indikatorus, jums būs jāatrisina jautājums par strāvas patēriņa ierobežošanu caur MK portiem. Šajā gadījumā katram indikatora ciparam ir jāinstalē bufera tranzistori.
Liela izmēra indikatori
Tātad iepriekš apspriestā shēma būs tāda, kā parādīts attēlā. 2. Katram indikatora ciparam tika pievienoti trīs bufera pakāpes tranzistori VT1-VT3. Uzstādītā bufera pakāpe invertē MK izejas signālu. Tāpēc ieejas spriegums, kas balstīts uz VT2, ir apgriezts attiecībā pret norādītā tranzistora kolektoru un tāpēc ir piemērots komatu veidojošas izejas padevei izejai. Tas ļauj noņemt tranzistoru VT1, kas iepriekš bija ķēdē attēlā. 1, aizstājot pēdējo ar atdalīšanas rezistoru R12. Neaizmirstiet, ka ir mainījušās arī rezistoru vērtības tranzistoru VT1-VT3 bāzes ķēdēs.
Ja vēlaties uzstādīt indikatorus ar netradicionāli lieliem izmēriem, norādīto tranzistoru kolektoru ķēdē būs jāinstalē zemas pretestības (1 - 10 omi) rezistori, lai ierobežotu strāvas pārspriegumu, kad tie tiek ieslēgti.
Šīs opcijas MK darbības loģika prasa tikai nelielas izmaiņas programmā, lai apgrieztu izejas signālu bitu, proti, portu RA0, RA1, RA5, vadīšanai.
Apsvērsim tikai to, kas mainīsies, proti, mums jau zināmā apakšprogramma ar koda nosaukumu “Dinamiskās indikācijas ģenerēšanas funkcija” Saraksts Nr.2(skat. mapi “tr_OE_30V” arhīvā vai raksta pirmajā daļā):
16. void Indikators ()( 17. while (show_digit< 3) { 18. portc = 0b111111; // 1 ->C 19. if (rādīt_ciparu == 2)( delay_ms(1); ) 20. porta = 0b100111; 21. rādīt_cipars = rādīt_cipars + 1; 22. slēdzis (rādīt_ciparu) ( 23. 1. gadījums: ( 24. if (digit1 == 0) ( ) else ( 25. Cod_to_PORT(DIGIT1); 26. PORTA &= (~(1)<<0)); //0 ->A0 27. ) pārtraukums;) 28. 2. gadījums: ( 29. Cod_to_PORT(DIGIT2); 30. PORTA &= (~(1)<<1)); //0 ->A1 31. pārtraukums;) 32. gadījums 3: ( 33. Cod_to_PORT(DIGIT3); 34. PORTA &= (~(1)<<5)); //0 ->A5 35. pārtraukums;) ) 36. Delay_ms(6); 37. ja (RA2_bit==0) (PORTA |= (1<<2);// 1 ->A2 38. Delay_ms(1);) 39. if ((rādīt_ciparu >= 3)!= 0) pārtraukums; 40. ) rādīt_ciparu = 0;)
Salīdziniet abas iespējas. Signāla inversija RA portā (2. saraksta 20. rinda) ir viegli nolasāma, jo tā ir rakstīta binārā formā. Pietiek apvienot MK un binārā skaitļa izejas. 19. un 37. rindā parādījās nedaudz dīvaini apstākļi, kuru sākumā nebija. Pirmajā gadījumā: "aizkavējiet loģiskās nulles signālu pie porta RA1 otrā cipara indikācijas laikā." Otrajā: "ja portā RA2 ir loģiska nulle, inversija." Kompilējot programmas galīgo versiju, tās var noņemt, taču simulācijai PROTEUS tie ir nepieciešami. Bez tiem komats un segments “G” netiks rādīti normāli.
Kāpēc? - tu jautā, jo pirmais variants darbojās lieliski.
Nobeigumā atceries kalēja vārdus no filmas “Mīlestības formula”: “...ja viens to uzbūvēja, cits vienmēr var izjaukt!”
Veiksmi!
Lasītāju balsojums
Rakstu apstiprināja 27 lasītāji.
Lai piedalītos balsošanā, reģistrējieties un piesakieties vietnē ar savu lietotājvārdu un paroli.Šajā ierīcē autors izmantoja oriģinālu metodi četrciparu, septiņu elementu LED indikatora vadīšanai ar signāliem tikai no četrām mikrokontrollera tapām. Mikrokontrollera programma nodrošina automātisku voltmetra kalibrēšanas režīmu.
Tagad tradicionālajam LED digitālā indikatora savienojumam ar mikrokontrolleru, izmantojot seriālā uz paralēlo koda pārveidotāju 74HC595, ir jāizmanto trīs mikrokontrollera tapas, lai vadītu koda pārveidotāju, un vēl viens kontakts katram indikatora ciparam. Tāpēc četrciparu indikatoram ir nepieciešami septiņi tapas. Tas neļauj izmantot šādus indikatorus ar mazo kontaktu mikrokontrolleriem, piemēram, ar PIC12F675, kuram ir tikai sešas tapas (neskaitot barošanas tapas).
Otrajā darbībā pieaugošā mala pie 74HC595 12. tapas ieraksta nobīdes reģistra nulles saturu turēšanas reģistrā. Tas pilnībā izslēdz indikatoru.
Trešajā posmā informācija tiek ielādēta mikroshēmas 74HC595 maiņu reģistrā, izmantojot sērijas kodu, ko ģenerē mikrokontrolleris mikroshēmas 14. tapā. Tās tapa 11 saņem pulksteņa impulsus.
Ceturtajā posmā, palielinoties līmeņa starpībai 74HC595 mikroshēmas 12. tapā, informācija no tā maiņu reģistra nonāk atmiņas reģistrā, un katodu augstā līmeņa dēļ indikatora biti paliek dzēsti.
Piektajā posmā uz kopējā izlādes katoda, kuram ir paredzēta paralēlā koda izvade uz mikroshēmas 74HC595 izejām, programma iestata zemo līmeni, ieslēdzot savus elementus saskaņā ar šo kodu. Šajā brīdī pārtraukuma apstrāde beidzas, un indikatora iestatītais stāvoklis paliek nemainīgs līdz nākamajam pārtraukumam.
Lai kontrolētu astoņu bitu indikatoru, ir nepieciešamas astoņas mikrokontrollera izejas. Šajā gadījumā signāli no papildu četrām tapām vienkārši kontrolē līmeņus izlāžu katodos. Ir vērts atzīmēt, ka šajā gadījumā ir iespējams izmantot indikatorus gan ar kopējiem katodiem, gan kopējiem anodiem, attiecīgi savienojot elementus vai izlādes uz koda pārveidotāja izejām. Tālāk minēto iemeslu dēļ ir vēlams dinamisko displeju sakārtot pa elementiem pirmajā gadījumā un pa bitiem otrajā gadījumā.
Tagad parunāsim par voltmetru, kas izmanto aprakstīto principu.
Galvenās tehniskās īpašības
Izmērītais spriegums, V............. 0...80
Mērījumu izšķirtspēja, V......0.1
Precizitāte.............0,5% + vienības. ml. izšķirtspēju
Barošanas spriegums, V............7...15
Strāvas patēriņš, mA, ne vairāk.................................30
Voltmetra ķēde ir parādīta attēlā. 1. Tā izmanto dinamisko displeju pa elementiem. Katrā laika brīdī vienas HG1 indikatora ciparu vienāda nosaukuma elementu grupas anodiem tiek iestatīts augsts līmenis. Izlādes kopējā katoda spailēs, kurās šiem elementiem vajadzētu spīdēt, tiek iestatīts zems līmenis, pretējā gadījumā augsts līmenis. Lūdzu, ņemiet vērā, ka vienāda nosaukuma elementus var iespējot vienlaikus visās kategorijās, bet katrā kategorijā pašlaik ir iespējots tikai viens elements. Tāpēc izvēlējāmies pieslēgt elementu anodus pie DD2 mikroshēmas izejām, kuru kravnesība ir lielāka nekā mikrokontrollera izejām.
Rīsi. 1. Voltmetra ķēde
Ar 2 ms pārtraukuma periodu attēla atsvaidzes intensitāte uz indikatora ir 64 Hz, un tā mirgošana ir acij neredzama. Izvēlētā dinamiskās indikācijas metode arī ļāva uz pusi samazināt rezistoru skaitu (R4-R7), kas ierobežo strāvu caur indikatora gaismas diodēm.
Mikrokontrolleris PIC12F675-I/P (DD1) paliek neaizņemts I/O līniju GP0 un GP3 dinamiskajā indikācijā. Pirmais tiek izmantots kā ADC ieeja; izmērītais spriegums tiek piegādāts tai caur dalītāju R1R2. Līnijā GP3, ja nav džempera S1, pateicoties rezistoram R3, tiek iestatīts augsts loģiskais līmenis, kas kalpo kā signāls, kas pārslēdz voltmetru kalibrēšanas režīmā. Ja ir uzstādīts džemperis, līmenis uz šīs tapas ir zems un voltmetrs darbojas normāli.
Kad pirmo reizi ieslēdzat voltmetru ar trūkstošo džemperi S1, HG1 indikators parādīs mirgojošu galējo labo zīmi. Šajā stāvoklī ierīces ieejai jāpieliek spriegums, kas ir pēc iespējas tuvāks 80 V, uzraugot to ar standarta voltmetru. Īslaicīgi pieslēdzot džemperim S1 paredzētos kontaktu paliktņus, ierīce aprēķinās un atcerēsies kalibrēšanas koeficientu un izmantos to turpmāk.
Tomēr 80 V ir diezgan augsts spriegums, un ir iespējamas grūtības to iegūt. Šajā gadījumā, norādot atsauces sprieguma vērtību, ierīce ir jāizslēdz un atkal jāieslēdz. Uz indikatora parādīsies , un pie nākamās izslēgšanas un ieslēgšanas - , , atkal un tālāk pa apli. Kalibrēšana jāveic ar augstāko pieejamo spriegumu. Jo augstāks ir atsauces spriegums, jo precīzāka ir kalibrēšana. Ja kalibrēšanas laikā ieejas spriegums pārāk atšķiras no atsauces sprieguma, koeficients netiks aprēķināts un parādīts indikatorā
Pēc kalibrēšanas izslēdziet voltmetru un beidzot uzstādiet džemperi S1, pretējā gadījumā nākamreiz, kad to ieslēdzat, jums viss būs jāatkārto vēlreiz. Voltmetrs var darboties bez kalibrēšanas, ja džemperis S1 jau ir uzstādīts, kad to pirmo reizi ieslēdz. Šajā gadījumā tas izmanto programmā rakstīto koeficientu, taču kļūda var pārsniegt 10%. Par to brīdinās punkts indikatora galējā labajā ciparā.
Pārveidošana no analogās uz digitālo tiek veikta mikrokontrollera “miega” režīmā, lai samazinātu tā darbības komponentu radītos traucējumus. Pēc transformācijas pabeigšanas tas automātiski iziet no šī stāvokļa.
Ierīce tiek darbināta ar 5 V spriegumu, kas iegūts, izmantojot integrēto sprieguma stabilizatoru DA1. Stabilizatoru 78L05 diagrammā norādītā vietā varat izmantot tikai kā pēdējo līdzekli, jo tā izejas sprieguma stabilitāte ir par vienu pakāpi sliktāka. Nepazeminot parametrus, varat izmantot stabilizatoru LP2951. Zenera diode VD1 5,6 V spriegumam kopā ar mikrokontrollera iekšējo aizsargdiodi aizsargā pēdējo no bojājumiem, kad izmērītais spriegums pārsniedz pieļaujamo vērtību. Bez ierobežotāja mikrokontrollera barošanas spriegums šajā situācijā var kritiski palielināties.
Ierīce ir samontēta uz iespiedshēmas plates, kuras izmēri ir 40x36 mm, no vienpusējas folijas pārklājuma stikla šķiedras lamināta, kura biezums ir 1,5 mm, kā parādīts attēlā. 2. Lielākā daļa rezistoru un kondensatoru ir 0805 izmēra virsmas stiprinājums. Rezistors R1 drošai darbībai ar paaugstinātu spriegumu tiek izmantots ar izejas jaudu 0,5 W. Kondensatoru C1 var uzstādīt vai nu kā keramisko kondensatoru, vai kā oksīda kondensatoru, kuram uz tāfeles ir paredzēts sēdeklis ar C1." Indikatoru FYQ-3641AHR-11 var aizstāt ar citu no sērijas 3641A vai trīsciparu ciparu. 3631A sērija bez plates pārtaisīšanas.Samontētās ierīces plates fotogrāfija redzama 3.att.
Jau vairākus gadus strādāju pie radioelektronikas, bet ar kaunu jāatzīst, ka man joprojām nav normāla barošanas avota. Es baroju saliktās ierīces ar visu, kas pagadās. No visādām pusnolādētām baterijām un transformatoriem ar diodes tiltiņu bez jebkādas sprieguma stabilizācijas vai izejas strāvas ierobežojuma. Šādas perversijas ir diezgan bīstamas samontētajai konstrukcijai. Beidzot nolēma salikt normālu barošanas bloku. Un es sāku montāžu ar ampēr-voltmetru. Protams, bija jāsāk no cita, bet kā jau ir. Tā kā es nedaudz programmēju, es nolēmu pats izstrādāt displeja skaitītāju. Ekrāns ir Nokia-1202 displejs. Laikam jau visus esmu spīdzinājis ar šo displeju, taču tas ir 3 reizes lētāks nekā 2x16 HD44780 (vismaz mums). Diezgan lodējams savienotājs un kopumā labas īpašības. Īsāk sakot - labs variants sprieguma un strāvas mērītājam.
Strāvas padeves digitālā ampērvoltmetra elektriskā ķēde
Digitālās ampēr-voltmetra plates rasējums
Pirmajā un otrajā rindā tiek parādīts vidējais sprieguma un strāvas vērtības no 300 ADC mērījumiem. Tas tiek darīts, lai nodrošinātu lielāku mērījumu precizitāti. Trešā rinda parāda slodzes pretestību, kas aprēķināta, izmantojot Ohma likumu. Vispirms vēlējos pārliecināties, vai tiek izvadīts jaudas patēriņš, taču izdarīju pretestību. Varbūt vēlāk nomainīšu pret varu. Ceturtajā rindā tiek parādīta DS18B20 sensora mērītā temperatūra. Tas ir ieprogrammēts, lai mērītu temperatūru no 0 līdz 99 grādiem pēc Celsija. Tas jāuzstāda uz izejas tranzistora radiatora vai uz kāda cita ķēdes elementa, kur ir spēcīga apkure.
Lai atdzesētu tranzistora radiatoru, mikrokontrolleram varat pievienot arī dzesētāju. Tas mainīs ātrumu, kad mainīsies DS18B20 sensora mērītā temperatūra. Pin PB3 ir PWM signāls. Dzesētājs ir pievienots šai izejai, izmantojot strāvas slēdzi. Kā strāvas slēdzi vislabāk ir izmantot MOSFET tranzistoru. 90 grādu temperatūrā ventilatoram būs maksimālais ātrums. Temperatūras sensors var nebūt uzstādīts. Šajā gadījumā ceturtā rinda vienkārši parādīsies OFF. Mēs savienojam dzesētāju tieši. PB3 izvade būs 0.
Arhīvā ir divas programmaparatūras opcijas. Viens maksimālajai izmērītajai strāvai 5 ampēriem, bet otrais līdz 10 ampēriem. Maksimālais izmērītais spriegums ir 30 volti. Saskaņā ar aprēķiniem op-amp LM358 pastiprinājuma koeficients ir izvēlēts 10. Dažādai programmaparatūrai ir jāizvēlas šunts. Ne visiem ir iespēja izmērīt omu simtdaļas un precizitātes rezistorus. Tāpēc ķēdē ir divi apgriešanas rezistori. Viņi var labot mērījumu rādījumus.
Arhīvā ir arī iespiedshēmas plate. Fotoattēlā ir nelielas atšķirības - tur ir nedaudz pielabots. Viens džemperis ir noņemts un izmērs ir par 5 mm mazāks augstumā. Ampervoltmetra rādījumu stabilitāte ir augsta. Dažreiz tas peld tikai pa simtdaļām. Lai gan es to salīdzināju tikai ar savu ķīniešu testeri. Man ar to pilnīgi pietiek.
Paldies visiem par uzmanību.
ARHĪVS:
Modernizēta versija
Šeit es to modificēju, lai izmērītu līdz 50A. Šunts 0,01 omi. Op-amp pastiprinājums ir aptuveni 6 līdz 7. Būs jāpārrēķina rezistori. Drošinātāji ir tādi paši kā iepriekš.
Es vēlos iepazīstināt jūsu uzmanību ar modernizētu displeja skaitītāja versiju laboratorijas barošanas avotam. Ir pievienota iespēja izslēgt slodzi, kad tiek pārsniegta noteikta iepriekš iestatītā strāva. Uzlabotā voltamperometra programmaparatūru var lejupielādēt zemāk. Digitālā strāvas un sprieguma mērītāja shēma.
Diagrammai tika pievienotas arī vairākas detaļas. No vadības ierīcēm ir viena poga un mainīgs rezistors ar vērtību no 10 kiloomiem līdz 47 kiloomiem. Tā pretestība ķēdei nav kritiska, un, kā redzat, tā var atšķirties diezgan plašā diapazonā. Arī izskats ekrānā ir nedaudz mainījies. Pievienots jaudas un ampērstundu displejs.
Atvienošanas strāvas mainīgais tiek saglabāts EEPROM. Tāpēc pēc izslēgšanas viss nav jākonfigurē vēlreiz. Lai atvērtu pašreizējo iestatījumu izvēlni, jānospiež poga. Pagriežot mainīgā rezistora pogu, jums jāiestata strāva, pie kuras relejs izslēgsies. Tas ir savienots ar tranzistora slēdzi ar Atmega8 mikrokontrollera PB5 tapu.
Izslēgšanas brīdī displejs parādīs, ka ir pārsniegta maksimālā iestatītā strāva. Pēc pogas nospiešanas mēs atgriezīsimies maksimālā pašreizējā iestatījumu izvēlnē. Lai pārslēgtos uz mērīšanas režīmu, vēlreiz jānospiež poga. Žurnāls 1 tiks nosūtīts uz mikrokontrollera izeju PB5, un relejs ieslēgsies. Šāda veida pašreizējai uzraudzībai ir arī savi trūkumi. Aizsardzība nedarbosies uzreiz. Aktivizēšana var ilgt vairākus desmitus milisekundes. Lielākajai daļai eksperimentālo ierīču šis trūkums nav kritisks. Šī kavēšanās nav redzama cilvēkiem. Viss notiek uzreiz. Jauna PCB netika izstrādāta. Ikviens, kurš vēlas atkārtot ierīci, var nedaudz rediģēt iespiedshēmas plati no iepriekšējās versijas. Izmaiņas nebūs būtiskas.
Ja jums ir kādi jautājumi, lūdzu, sazinieties ar forumu. Paldies par jūsu uzmanību. Boozer pabeidza ampēr-voltmetru.
ARHĪVS:
Forums