Ang isang simpleng AC voltmeter na may dalas na 50 Hz ay ginawa sa anyo ng isang built-in na module na maaaring magamit nang hiwalay o binuo sa isang tapos na aparato.
Ang voltmeter ay binuo sa isang PIC16F676 microcontroller at isang 3-digit na indicator at hindi naglalaman ng napakaraming bahagi.
Mga pangunahing katangian ng voltmeter:
Ang hugis ng sinusukat na boltahe ay sinusoidal
Ang maximum na halaga ng sinusukat na boltahe ay 250 V;
Dalas ng sinusukat na boltahe - 40…60 Hz;
Ang resolution ng pagpapakita ng resulta ng pagsukat ay 1 V;
Ang boltahe ng supply ng voltmeter ay 7…15 V.
Average na kasalukuyang pagkonsumo - 20 mA
Dalawang pagpipilian sa disenyo: kasama at walang power supply sa board
Isang Panig na PCB
Compact na disenyo
Pagpapakita ng mga sinusukat na halaga sa isang 3-digit na LED indicator
Ang mga resistors R6 at R7 ay lumikha ng boltahe na 2.5 volts (kalahati ng kapangyarihan) sa input ng ADC. Ang Capacitor C5, na medyo maliit na kapasidad, ay lumalampas sa input ng ADC at nakakatulong na mabawasan ang mga error sa pagsukat. Inaayos ng microcontroller ang pagpapatakbo ng indicator sa dynamic na mode batay sa mga pagkagambala mula sa timer.
--
Salamat sa iyong pansin!
Igor Kotov, editor-in-chief ng Datagor magazine
Magaling! Tapos na ang freebie. Kung gusto mo ng mga file at kapaki-pakinabang na artikulo, tulungan mo ako!
Ang mga materyales ng artikulong ito ay nai-publish sa magazine na Radioamator - 2013, No. 9Ang artikulo ay nagpapakita ng disenyo ng isang digital na ammeter-voltmeter na idinisenyo upang gumana kasama ng isang unibersal na control board para sa mga supply ng kuryente sa laboratoryo. Ang kakaiba nito ay ang kawalan ng sarili nitong kasalukuyang sensor. Kapag sinusukat ang kasalukuyang, ginagamit ang kasalukuyang sensor ng control board. Ang disenyo na isinasaalang-alang ay perpekto para sa pag-convert ng computer power supply sa laboratoryo DC power supply.
Ang pag-convert ng mga power supply ng computer sa mga laboratoryo ay naging malaking pangangailangan. Sa paghahanap ng mga opsyon sa control at protection circuit, natuklasan ang "Universal control board para sa mga supply ng kuryente sa laboratoryo" (Radio Yearbook, 2011, No. 5, p. 53). Ang control board circuit ay naging napaka-simple at epektibo, na natutugunan ang lahat ng mga kinakailangan sa kontrol at proteksyon ng isang high-power laboratory DC power supply.
Upang ipahiwatig ang boltahe at kasalukuyang output, ang disenyo na inilarawan sa nabanggit na artikulo sa itaas ay tila napakahirap at mahal, at isinasaalang-alang din namin na kalabisan upang sabay na ipahiwatig ang boltahe at kasalukuyang sa isang pinagmumulan ng kapangyarihan ng klase na ito. Kasabay nito, ang mga voltmeter na binuo sa isang murang PIC16F676 microcontroller na may tatlong-digit na LED indicator ay naging napakapopular. Ang paggamit ng gayong handa na voltmeter ay naging hindi masyadong maginhawa dahil sa kahirapan ng pag-convert nito sa ammeter mode. Samakatuwid, nagpasya kaming bumuo ng sarili naming switchable na ampere-voltmeter circuit na may malinaw na indikasyon ng mode ng pagsukat, gamit din ang kasalukuyang sensor mula sa control board.
Pangunahing teknikal na katangian ng ampere-voltmeter:
Una, tingnan natin ang diagram ng "universal power supply control board" na ipinapakita sa figure:
Ito ay binuo sa isang solong DA1 quad operational amplifier chip at sa kasong ito ay nilayon upang makontrol ang isang TL494 type PWM controller ng isang computer power supply. Ang mga scheme para sa pag-convert ng mga power supply ng computer gamit ang isang PWM controller ng ganitong uri ay inilarawan nang maraming beses, kaya't hindi namin ito tatalakayin. Ang circuit ay naglalaman ng kasalukuyang pagsukat ng mga amplifier sa mga elemento DA1.1, DA1.4 at boltahe sa mga elemento DA1.2, DA1.3, mula sa output kung saan ang control signal ay ibinibigay sa power supply PWM controller. Ang mga variable na resistors R13, R14 ay nagbabago sa reference na boltahe ng mga output amplifier ng boltahe at kasalukuyang mga channel ng pagsukat, ayon sa pagkakabanggit. Kung ang kasalukuyang load ay hindi lalampas sa halaga na itinakda ng regulator R14, kung gayon ang control unit ay gagana sa boltahe stabilization mode na itinakda ng regulator R13. Sa kasong ito, sisindi ang indicator ng HL3. Kung ang kasalukuyang sa load ay umabot sa halaga na itinakda ng regulator R14, kung gayon, kung bukas ang switch SA1, ang control unit ay mapupunta sa output current limiting mode. Sa kasong ito, sisindi ang indicator ng HL2. Kung ang switch SA1 ay sarado, pagkatapos ay kapag ang nakatakdang kasalukuyang sa load ay naabot, ang output boltahe ay bababa sa zero at ang HL1 indicator ay sisindi. Upang lumabas sa kasalukuyang cut-off mode, buksan lang ang switch SA1.
Maaari kang magbasa nang higit pa tungkol sa pagpapatakbo at pag-setup ng control circuit sa orihinal na artikulo: "Built-in na universal control board para sa mga supply ng kuryente sa laboratoryo"
Ang circuit diagram ng ampere-voltmeter ay ipinapakita sa figure sa ibaba:
Ang batayan ng ampere-voltmeter ay ang DD1 microcontroller, na gumaganap ng function ng analog-to-digital conversion ng input signal na ibinibigay sa RA0 input (IN circuit), at naglalabas ng resulta ng pagsukat sa tatlong-digit na pitong-segment LED indicator na may mga karaniwang cathode na HG1. Ang channel ng pagsukat ay inililipat gamit ang pindutan ng SA1. Ang pangalawang poste ng pindutan ng SA1 ay ginagamit upang magbigay ng signal sa microcontroller (SW circuit), na ginagamit kapag pinoproseso ang resulta ng pagsukat.
Ang display ay dynamic na may refresh rate na 100Hz. Dahil sa ang katunayan na ang mga cathode ng tagapagpahiwatig ay direktang konektado sa mga pin ng microcontroller, upang mabawasan ang pagkarga, ang bawat paglabas ay naiilawan sa 2 hakbang ng 4 na mga segment. Upang maalis ang madalas na pagkurap ng mababang-order na digit ng indikasyon, ang refresh rate ng mga pagbabasa ng indicator ay artipisyal na binabawasan at isinasagawa nang 3 beses bawat segundo. Kung ang kapasidad ng pagpapakita ng mga sinusukat na halaga ay lumampas, tatlong gitling ang lilitaw sa indicator.
Upang ipahiwatig ang napiling mode ng pagsukat, ginagamit ang isang solong digit na pitong-segment na tagapagpahiwatig na may karaniwang cathode HG2 na may simbolo na mas maliit kaysa sa HG1. Ang mga segment na "b", "c", "e" at "f" ng indicator ng HG2 ay patuloy na naiilawan. Sa mode ng pagsukat ng boltahe, ang switch ng SA1 ay nagbibigay ng SW circuit na may power plus, na, sa pamamagitan ng risistor R11, ay nag-aapoy sa "d" na segment, na bumubuo ng "U" na simbolo sa indicator. Kasabay nito, ang mataas na antas sa base ng transistor VT1 ay pinapanatili itong sarado. Kapag lumilipat sa kasalukuyang mode ng pagsukat, isang karaniwang wire ang ibinibigay sa SW circuit. Ang transistor VT1 ay bubukas, na nagbibigay ng kapangyarihan sa mga segment na "a" at "g", at ang simbolo na "A" ay nabuo sa tagapagpahiwatig.
Ang power supply para sa ampere-voltmeter circuit ay kinuha mula sa power supply ng PWM controller ng computer power supply at pinapatatag gamit ang integrated adjustable stabilizer DA1. Ang divider R3, R4 sa output ng stabilizer ay nagtatakda ng boltahe na humigit-kumulang 3 V. Ang boltahe ng supply ng circuit na ito ay pinili upang matiyak ang kakayahang gamitin ang buong hanay ng microcontroller ADC sa kasalukuyang mode ng pagsukat dahil sa mababang antas ng input hudyat.
Ang mga elemento ng control circuit at ang ampere-voltmeter ay pinagsama sa mga naka-print na circuit board na gawa sa one-sided foil-coated fiberglass laminate na may sukat na 40x50 mm at 58x37 mm, ayon sa pagkakabanggit. Ang mga guhit ng naka-print na circuit board at mga layout ng elemento ay ipinapakita sa figure sa ibaba. Ang mga guhit ay ipinapakita mula sa bahagi ng pag-install ng mga elemento.
Ang control circuit board ay niruruta sa paraang naayos sa mga terminal ng variable resistors R13, R14. Para sa kadalian ng pagsasaayos, ang mga bahagi ng output ng radyo ay ginagamit sa disenyo.
Upang matiyak ang pagiging compactness, ang disenyo ng ampere-voltmeter ay pangunahing gumagamit ng mga elemento para sa pag-mount sa ibabaw: resistors ng form factor 1206 at capacitors 0805. Dapat tandaan na ang microcontroller chip ay hindi karaniwang naka-install sa isang DIP package. Ito ay sinigurado sa pamamagitan ng pag-mount sa ibabaw sa gilid ng konduktor, na ang mga dulo ng mga lead nito ay nakatungo palabas. Ang switch ng SA1 ay isang PS-850L type na button, na ginagamit sa mga lumang computer bilang switch na "turbo".
Ang mga tagapagpahiwatig na HG1 (na may sukat na simbolo na 0.56 pulgada) at HG2 (0.39 pulgada) ay maaaring gamitin sa anumang mga katulad na may karaniwang katod, mas mabuti na may pulang kulay ng glow, dahil ang mga "berde" ay medyo madilim.
Mababasa mo ang tungkol sa paggamit ng control circuit at kung paano ito i-set up sa orihinal na artikulo. Ang circuit ng ampere-voltmeter ay hindi nangangailangan ng pagsasaayos. Kinakailangan lamang na piliin ang mga halaga ng resistors R1 at R2 sa mga input divider ng kasalukuyang at boltahe na mga channel ng pagsukat, ayon sa pagkakabanggit. Pinakamabuting gawin ito sa eksperimento, gamit ang isang digital multimeter bilang isang reference na ammeter-voltmeter.
Dapat pansinin na ang ammeter ay hindi gagana nang maayos kung ang signal sa output ng pinagmumulan ng kapangyarihan ay masyadong maingay. Samakatuwid, dapat mong maingat na piliin ang mga capacitor C1, C2 ng control circuit. Naka-assemble na kami ng higit sa anim na power supply na may tulad na control circuit, at sa ilang power supply ang mga rating ng capacitors C1, C2 ay kailangang tumaas nang malaki kumpara sa mga nakasaad sa circuit.
Ang karanasan sa pagpapatakbo ng mga power supply gamit ang control circuit na inilarawan sa itaas ay nagpakita ng hindi pagkakapare-pareho ng paggamit nito para sa conversion kompyuter mga suplay ng kuryente sa laboratoryo dahil sa makabuluhang antas ng output boltahe ripple, ang power supply ay talagang "kumanta"! Upang lumikha ng mga supply ng kuryente sa laboratoryo ito ay ginagamit na ngayon
Patuloy naming nauunawaan ang mga opsyon para sa pagpapatupad ng isang voltmeter - ammeter batay sa isang microprocessor.
Huwag kalimutan ang archive na may mga file, kakailanganin namin ang mga ito ngayon.
Kung nais mong mag-install ng malalaking tagapagpahiwatig, kakailanganin mong lutasin ang isyu ng paglilimita sa kasalukuyang pagkonsumo sa pamamagitan ng mga port ng MK. Sa kasong ito, kinakailangang mag-install ng buffer transistors sa bawat digit ng indicator.
Ang operating logic ng MK para sa opsyong ito ay nangangailangan lamang ng kaunting pagbabago sa programa sa mga tuntunin ng pag-invert ng output signal para sa pagkontrol sa mga bit, katulad ng mga port RA0, RA1, RA5.
Isaalang-alang lamang natin kung ano ang magbabago, lalo na ang subroutine na alam na natin sa ilalim ng code name na "Dynamic na indication generation function" sa Listahan Blg. 2(tingnan ang folder na "tr_OE_30V" sa archive o sa unang bahagi ng artikulo):
16. void Indicator ()( 17. habang (show_digit< 3) { 18. portc = 0b111111; // 1 ->C 19. kung (show_digit == 2)( delay_ms(1); ) 20. porta = 0b100111; 21. show_digit = show_digit + 1; 22. switch (show_digit) ( 23. case 1: ( 24. if (digit1 == 0) ( ) else ( 25. Cod_to_PORT(DIGIT1); 26. PORTA &= (~(1<<0)); //0 ->A0 27. ) break;) 28. case 2: ( 29. Cod_to_PORT(DIGIT2); 30. PORTA &= (~(1<<1)); //0 ->A1 31. break;) 32. case 3: ( 33. Cod_to_PORT(DIGIT3); 34. PORTA &= (~(1)<<5)); //0 ->A5 35. break;) ) 36. Delay_ms(6); 37. kung (RA2_bit==0) (PORTA |= (1<<2);// 1 ->A2 38. Delay_ms(1);) 39. if ((show_digit >= 3)!= 0) break; 40. ) show_digit = 0;)
Sa konklusyon, alalahanin ang mga salita ng panday mula sa pelikulang "Formula ng Pag-ibig": "...kung ang isang tao ang nagtayo nito, ang isa pa ay maaaring palaging maghiwalay!"
Good luck!
Ngayon sasabihin ko sa iyo kung paano gumawa ng isang unibersal, simpleng aparato sa pagsukat na may kakayahang sukatin ang boltahe, kasalukuyang, pagkonsumo ng kuryente at mga ampere-hour sa isang murang microcontroller PIC16F676 ayon sa sumusunod na pamamaraan.
Ang naka-print na circuit board sa mga bahagi ng DIP ay naging 45x50 mm. Gayundin sa archive mayroong isang naka-print na circuit board para sa mga bahagi ng SMD.
Para sa microcontroller PIC16F676 Mayroong dalawang firmware: sa una - ang kakayahang sukatin ang boltahe, kasalukuyang at kapangyarihan - vapDC.hex, at sa pangalawa - katulad ng sa una, tanging ang kakayahang sukatin ang mga amperes/oras ay idinagdag (hindi palaging kinakailangan) - vapcDC.hex.
Ang risistor, na ipinahiwatig sa kulay abo sa naka-print na circuit board, ay konektado depende sa tagapagpahiwatig: kung gumagamit kami ng isang tagapagpahiwatig na may mga karaniwang cathode, kung gayon ang risistor (1K) na nagmumula sa ika-11 na binti ng MK ay konektado sa +5, at kung ang tagapagpahiwatig ay may isang karaniwang anode, pagkatapos ay ikinonekta namin ang risistor sa karaniwang kawad.
Sa aking kaso, ang tagapagpahiwatig at ang karaniwang katod, ang risistor ay matatagpuan sa ilalim ng board, mula sa ika-11 na binti ng MK hanggang +5.
Saglit na pindutin ang "button SA"ina-activate ang operating mode indication: boltahe "-U-", kasalukuyang "-I-", power "-P-", ampere/hour counter "-C-". Ilang halimbawa ng op-amp LM358 magkaroon ng positibong offset sa output, maaari itong mabayaran ng digital correction ng meter. Upang gawin ito, kailangan mong lumipat sa kasalukuyang mode ng pagsukat, "-I-". Pindutin ang pindutan ng " sa loob ng 7-8 segundo N" hanggang sa lumabas ang inskripsyon na "-S.-" sa indicator. Pagkatapos ay gamitin ang " SA"At" N» ayusin ang offset na “0”. Kung ang mga pindutan ay pinindot, ang tagapagpahiwatig ay direktang nagpapakita ng isang pare-pareho kapag pinindot, ang kasalukuyang mga pagbabasa ay naitama. Lumabas sa mode - sabay na pagpindot sa mga key " SA"At" N". Ang resulta ay ang indication na "-3-", ibig sabihin, pagre-record sa non-volatile memory. Ang ampere/hour counter ay ni-reset sa pamamagitan ng pagpindot sa " button N"3-4 seg.
Sa aking kaso, inilalagay ko lamang ang pindutan " SA", upang ilipat ang operating mode. Button " N"Hindi ko ito inilagay, dahil ang kasalukuyang pagwawasto ay hindi kinakailangan kung ang op-amp LM358 bago, kung gayon halos wala itong displacement, at kung mayroon man, ito ay hindi gaanong mahalaga. Hindi ko inilalagay ang indicator ng segment sa isang hiwalay na board, na madaling nakakabit sa case ng device, halimbawa, na binuo sa isang na-convert na ATX power supply.
Ikinonekta namin ang kapangyarihan sa naka-assemble na aparato, ibigay ang sinusukat na boltahe at kasalukuyang, pagsasaayos ng mga pagbabasa ng voltmeter at ammeter gamit ang mga trimming resistors ayon sa mga pagbabasa ng multimeter.
Bilang resulta, ang buong pagtatayo ng voltamperwatt meter ay nagkakahalaga ng 150 rubles, nang walang foil fiberglass. Kasama mo si Ponomarev Artyom ( stalker68), makita kang muli sa mga pahina ng site Mga circuit ng radyo !
Talakayin ang artikulong VOLTAPERWATTMETER
Sa ngayon, ang mga instrumento sa pagsukat batay sa mga microcontroller na may built-in na ADC ay nagiging mas popular, lalo na dahil ang pagkakaroon at kakayahan ng naturang mga microcontroller ay patuloy na lumalaki, ang circuitry ay pinasimple, at ang kanilang pagpupulong ay nagiging magagawa kahit na para sa mga baguhan na radio amateurs. Ang mga LCD module na may sariling controller ay kadalasang ginagamit bilang mga device display ng impormasyon sa mga digital na instrumento sa pagsukat. Ang solusyon na ito ay may mga disadvantages: ang pangangailangan para sa karagdagang backlighting na may mataas na kasalukuyang pagkonsumo, isang limitadong seleksyon ng mga ipinapakitang character, at mataas na gastos. Samakatuwid, mas madali at mas maginhawang gumamit ng pitong-segment na tatlong-digit na LED indicator.Schematic diagram ng isang voltmeter sa MK
Schematic diagram ng isang voltmeter sa PIC16F676 - pangalawang opsyon
PP voltmeter sa PIC16F676
Ito ay isang simpleng voltmeter hanggang sa 30 volts base PIC16F676 microcontroller na may 10-bit ADC at tatlong 7-segment na LED indicator. Maaari mong gamitin ang circuit na ito upang sukatin ang hanggang 30 VDC. PIC16F676- ito ang batayan ng pamamaraang ito. Ang panloob na ADC ng microcontroller na may boltahe divider resistors ay ginagamit upang sukatin ang input boltahe. Pagkatapos ay isang 3 digit na comm anode 7 segment na display ang ginagamit upang ipakita ang huling na-convert na boltahe. Upang mabawasan ang kasalukuyang pagkonsumo, ang circuit ay gumagamit ng dynamic na indikasyon. Maaari mong i-download ang firmware para sa iba't ibang mga indicator dito.
