วันนี้ฉันจะบอกคุณถึงวิธีการสร้างอุปกรณ์วัดอย่างง่ายสากลที่มีความสามารถในการวัดแรงดัน กระแส การใช้พลังงาน และแอมแปร์-ชั่วโมงบนไมโครคอนโทรลเลอร์ราคาถูก PIC16F676ตามโครงร่างต่อไปนี้

แผนผังของโวลต์มิเตอร์

แผงวงจรพิมพ์บนชิ้นส่วน DIP กลายเป็น 45x50 มม. นอกจากนี้ในไฟล์เก็บถาวรยังมีแผงวงจรพิมพ์สำหรับชิ้นส่วน SMD

สำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC16F676มีสองเฟิร์มแวร์: ในครั้งแรก - ความสามารถในการวัดแรงดัน, กระแสและพลังงาน - vapDC.hexและในวินาที - เช่นเดียวกับในครั้งแรกมีการเพิ่มความสามารถในการวัดแอมแปร์ / ชั่วโมงเท่านั้น (ไม่จำเป็นเสมอไป) - vapcDC.hex.

ตัวต้านทานที่ทำเครื่องหมายเป็นสีเทาบนแผงวงจรพิมพ์นั้นเชื่อมต่อโดยขึ้นอยู่กับตัวบ่งชี้: หากเราใช้ตัวบ่งชี้ที่มีแคโทดทั่วไป ตัวต้านทาน (1K) ที่มาจากขาที่ 11 ของ MK จะเชื่อมต่อกับ +5 และถ้าตัวบ่งชี้คือ ด้วยขั้วบวกทั่วไปจากนั้นเราเชื่อมต่อตัวต้านทานกับสายทั่วไป

ในกรณีของฉันตัวบ่งชี้และแคโทดทั่วไปตัวต้านทานอยู่ใต้บอร์ดตั้งแต่ขาที่ 11 ของ MK ถึง +5

กดปุ่มสั้น ๆ " ใน" เปิดใช้งานการบ่งชี้ของโหมดการทำงาน: แรงดันไฟฟ้า "-U-", ปัจจุบัน "-I-", กำลังไฟ "-P-", เคาน์เตอร์แอมแปร์ / ชั่วโมง "-C-" บางกรณีของ op-amp LM358มีออฟเซ็ตเป็นบวกที่เอาต์พุตสามารถชดเชยได้ด้วยการแก้ไขมิเตอร์แบบดิจิตอล ในการทำเช่นนี้ คุณต้องเปลี่ยนไปใช้โหมดการวัดปัจจุบัน "-I-" กดปุ่ม "" ค้างไว้ 7-8 วินาที ชม" จนกระทั่งข้อความ "-S.-" ปรากฏบนตัวบ่งชี้ จากนั้น ใช้ปุ่ม " ใน" และ " ชม»ค่าชดเชยที่ถูกต้อง «0» หากกดปุ่มตัวบ่งชี้จะแสดงค่าคงที่โดยตรงหากกด - การอ่านค่าปัจจุบันที่ถูกต้อง ออกจากโหมด - กดปุ่มพร้อมกัน " ใน" และ " ชม" ผลลัพธ์คือตัวบ่งชี้ "-3-" นั่นคือการเขียนไปยังหน่วยความจำแบบไม่ลบเลือน ตัวนับแอมแปร์ / ชั่วโมงจะถูกรีเซ็ตโดยกดปุ่ม " ชม"3-4 วินาที

ในกรณีของฉัน ฉันใส่เฉพาะปุ่ม " ใน" เพื่อสลับโหมดการทำงาน ปุ่ม " ชม"ฉันไม่ได้ตั้งค่า เนื่องจากไม่จำเป็นต้องมีการแก้ไขปัจจุบันหาก op-amp LM358ใหม่ก็แทบไม่มีการชดเชยและหากเป็นเช่นนั้นแสดงว่าไม่มีนัยสำคัญ ฉันวางตัวบ่งชี้เซกเมนต์ไว้บนบอร์ดแยกต่างหาก ซึ่งสามารถติดเข้ากับเคสอุปกรณ์ได้อย่างง่ายดาย เช่น สร้างขึ้นใน ATX PSU ที่แปลงแล้ว

เราเชื่อมต่อพลังงานเข้ากับอุปกรณ์ที่ประกอบ ใช้แรงดันและกระแสที่วัดได้ ปรับการอ่านโวลต์มิเตอร์และแอมมิเตอร์ด้วยตัวต้านทานทริมเมอร์ตามการอ่านของมัลติมิเตอร์

เป็นผลให้การออกแบบทั้งหมดของโวลต์มิเตอร์มีราคา 150 รูเบิลโดยไม่มีไฟเบอร์กลาสฟอยล์ Ponomarev Artyom อยู่กับคุณ ( สตอล์คเกอร์68) พบกันเร็ว ๆ นี้ที่หน้าเว็บไซต์ วงจรวิทยุ !

อภิปรายบทความ VOLTAMPERVATTMETER

นอกจากนี้ยังสามารถใช้ทั้งหนึ่งและสองตัวบ่งชี้ ยิ่งไปกว่านั้น หากใช้สี่บิต บิตขวาสุดจะแสดงหน่วยการวัด "V" หรือ "A" ที่มีสไตล์ แต่มีข้อจำกัดในการใช้ตัวบ่งชี้กับ OA ด้วยการรวมตัวทำซ้ำอิมิตเตอร์ จึงมี "แสง" ของตัวบ่งชี้ข้างกระแสการวัด ดังนั้นด้วยวงจรตัวบ่งชี้ 2 ตัว ขอแนะนำให้ใช้ตัวบ่งชี้ที่มี OK ซึ่งในกรณีนี้กระแสที่วัดได้จะไม่ส่งผลต่อการเปิดสวิตช์ทรานซิสเตอร์
หากติดตั้งปุ่มแล้ว การกดปุ่ม "B" บนตัวแสดงด้านซ้ายจะแสดงโหมดปัจจุบันของตัวบ่งชี้นี้ "-U-" หรือ "-I-" การถือครองต่อไปจะเปลี่ยนโหมด สำหรับรุ่นที่มีตัวบ่งชี้ 3 หลัก ฟังก์ชันนี้จะช่วยให้คุณจำได้ว่าอุปกรณ์อยู่ในโหมดใด และสำหรับรุ่นที่มีตัวบ่งชี้ 2 ตัว ฟังก์ชันนี้จะสลับค่าแรงดันและกระแสที่แสดง ไม่ว่าในกรณีใด แรงดันไฟฟ้าจะใช้ฟังก์ชันลดค่าศูนย์ที่ไม่มีนัยสำคัญ เช่น หากแรงดันไฟฟ้าไม่เกินค่า 9.9V เราจะไม่เห็นศูนย์แรก ("_Х.Х") บนตัวบ่งชี้
ปุ่ม "H" ให้คุณเข้าสู่เมนูการแก้ไขออฟเซ็ตปัจจุบัน นี่อาจจำเป็นหากเพื่อปรับปรุงความเป็นเชิงเส้นของการอ่านปัจจุบัน มีการใช้ออฟเซ็ตของออป-แอมป์กับส่วนเชิงเส้น ดังนั้น การแก้ไขสามารถลบการอ่าน "พิเศษ" ได้ หลังจากกดปุ่มบนไฟแสดงสถานะด้านซ้ายสั้น ๆ (หากมี 2 ปุ่ม) ข้อความ "Shii" (ค่าชดเชยปัจจุบัน) จะปรากฏขึ้น และไฟแสดงสถานะจะเริ่มกะพริบ ขณะที่ไฟกะพริบ คุณสามารถใช้ปุ่มเพื่อแก้ไขค่าชดเชยได้ หลังจากนั้นไม่กี่วินาที ไฟแสดงสถานะจะหยุดกะพริบและข้อมูลจะถูกเขียนไปยังหน่วยความจำแบบไม่ลบเลือน ในเวลาเดียวกัน โหมดการแสดงผลของตัวบ่งชี้จะถูกจัดเก็บไว้ในหน่วยความจำ ซึ่งจะปรากฏในครั้งต่อไปที่คุณเปิดเครื่อง
แรงดันไฟฟ้าที่แสดงคือ 0.0 ... 99.9V, กระแสไฟ 0 ... 99.9A (หรือ 0.0 ... 9.99A ขึ้นอยู่กับไฟล์เฟิร์มแวร์และการปรับ OS ของ OS)

การปรับแต่งชุดมิเตอร์ปัจจุบัน:

ผู้เขียนแรงกระตุ้นการปรับปรุง ซิมซิมไอเดีย.
ประเด็นทั้งหมดคือการจัดระเบียบการแทนที่ของ op-amp เป็นส่วนเชิงเส้น
ด้วยการแก้ไขการอ่านในภายหลังในเมนูบริการ

คุณไม่มีสิทธิ์ดาวน์โหลดไฟล์จากเซิร์ฟเวอร์ของเรา
ไฟล์ PP สำหรับตัวบ่งชี้ 2x3 และ 2x4 เอื้อเฟื้อโดย evg339

ไฟล์ PCB สำหรับตัวบ่งชี้ 2x3 และ 2x4 วางในแนวตั้ง แก้ไข PCB จาก evg339 โดยได้รับความอนุเคราะห์จาก VolosKR

คุณไม่มีสิทธิ์ดาวน์โหลดไฟล์จากเซิร์ฟเวอร์ของเรา

คุณไม่มีสิทธิ์ดาวน์โหลดไฟล์จากเซิร์ฟเวอร์ของเรา

คุณไม่มีสิทธิ์ดาวน์โหลดไฟล์จากเซิร์ฟเวอร์ของเรา

ไฟล์เฟิร์มแวร์สำหรับตัวบ่งชี้ด้วย OA
คุณไม่มีสิทธิ์ดาวน์โหลดไฟล์จากเซิร์ฟเวอร์ของเรา
ไฟล์เฟิร์มแวร์สำหรับตัวบ่งชี้ที่มี OK
คุณไม่มีสิทธิ์ดาวน์โหลดไฟล์จากเซิร์ฟเวอร์ของเรา

การปรับปรุงตัวแบ่งแรงดันอินพุต:

ความสนใจ! ตัวหารด้วย 10

ไฟล์เฟิร์มแวร์ด้านล่าง

ขั้วของตัวบ่งชี้กำหนดตำแหน่งของตัวต้านทาน 1K ด้วย 11 n ผู้ควบคุม

ตัวแปรที่มีอินพุตการวัดสำหรับแรงดัน - RA0 และกระแส - RA1^

ไฟล์เฟิร์มแวร์ถูกแบ่ง เช่น 1:10 เช่น สูงสุด 50V, 2x3,2x4,1x3,1x4 และอินพุตการวัด 13 และ 12 ขาคอนโทรลเลอร์ คุณไม่มีสิทธิ์ดาวน์โหลดไฟล์จากเซิร์ฟเวอร์ของเรา

ไฟล์เฟิร์มแวร์ถูกแบ่ง เช่น 1:20 เช่น สูงสุด 100V, ไฟแสดงสถานะ 1x3.1x4 และอินพุตการวัด 13 และ 12 ขาคอนโทรลเลอร์ คุณไม่มีสิทธิ์ดาวน์โหลดไฟล์จากเซิร์ฟเวอร์ของเรา

ไฟล์เฟิร์มแวร์ถูกแบ่ง เช่น 1:20 เช่น สูงสุด 100V, การวัดกระแส, ตัวบ่งชี้ 1x3.1x4 และอินพุตการวัด 13 และ 12 ของขาคอนโทรลเลอร์มีการเปลี่ยนแปลง คุณไม่มีสิทธิ์ดาวน์โหลดไฟล์จากเซิร์ฟเวอร์ของเรา

ใช่! ไม่จำเป็นต้องใช้ทริมเมอร์แรงดันไฟฟ้า ตอนนี้เรากำลังสร้างด้วยปุ่ม

Coviraylhik สรุปมัน (ขอบคุณเขา):

vaDCw2L8UAra0ra1.hex v ขนาดเล็ก , div. เช่น 1:10 ถึง 50V,
vaDCw2L4ra01.hex ใช้สำหรับหนึ่งตัวบ่งชี้ (เลือก V,A ด้วยปุ่มเดียว)
vaDCw2L8UAra01i.hex มาตรฐานสูงถึง 100V _0.0V , 0.00A div, 1:20
vaDCw2L8UAra01X.hex มาตรฐานสูงสุด 100V แต่ย้ายจุด 00.0A

โวลต์มิเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับอย่างง่ายที่มีความถี่ 50 Hz ได้รับการออกแบบให้เป็นโมดูลในตัวที่สามารถใช้ทั้งแบบแยกจากกันและประกอบเข้ากับอุปกรณ์สำเร็จรูป
โวลต์มิเตอร์ประกอบอยู่บนไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC16F676 และตัวบ่งชี้ 3 หลัก และไม่มีรายละเอียดมากนัก

ลักษณะสำคัญของโวลต์มิเตอร์:
รูปแบบของแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้เป็นไซน์
ค่าสูงสุดของแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้คือ 250 V;
ความถี่ของแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้ - 40 ... 60 Hz;
การแสดงผลการวัดแบบไม่ต่อเนื่อง - 1 V;
โวลต์มิเตอร์ แรงดันไฟ - 7 ... 15 V.
ปริมาณการใช้กระแสไฟฟ้าเฉลี่ย - 20 mA
ตัวเลือกการออกแบบสองแบบ: มีและไม่มี PSU บนบอร์ด
PCB ด้านเดียว
การออกแบบที่กะทัดรัด
แสดงค่าที่วัดได้บนจอ LED 3 หลัก

แผนผังของโวลต์มิเตอร์สำหรับวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ

ใช้การวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับโดยตรงพร้อมการคำนวณค่าและเอาต์พุตที่ตามมาไปยังตัวบ่งชี้ แรงดันไฟฟ้าที่วัดได้จะถูกส่งไปยังตัวแบ่งอินพุตซึ่งทำบน R3, R4, R5 และป้อนผ่านตัวเก็บประจุแยก C4 ไปยังอินพุตของ ADC ของไมโครคอนโทรลเลอร์

ตัวต้านทาน R6 และ R7 สร้างแรงดันไฟฟ้า 2.5 โวลต์ (ครึ่งกำลัง) ที่อินพุตของ ADC ตัวเก็บประจุขนาดเล็ก C5 สับเปลี่ยนอินพุต ADC และช่วยลดข้อผิดพลาดในการวัด ไมโครคอนโทรลเลอร์จัดระเบียบการทำงานของตัวบ่งชี้ในโหมดไดนามิกโดยการขัดจังหวะจากตัวจับเวลา

--
ขอขอบคุณสำหรับความสนใจของคุณ!
Igor Kotov หัวหน้าบรรณาธิการนิตยสาร Datagor

▼ 🕗 01/07/14 ⚖️ 19.18 Kb ⇣ 238 สวัสดีผู้อ่าน!ฉันชื่ออิกอร์ อายุ 45 ปี เป็นชาวไซบีเรียนและเป็นวิศวกรอิเล็กทรอนิกส์มือสมัครเล่นตัวยง ฉันคิดค้น สร้าง และดูแลเว็บไซต์ที่ยอดเยี่ยมนี้ตั้งแต่ปี 2549
เป็นเวลากว่า 10 ปีที่นิตยสารของเรามีอยู่โดยค่าใช้จ่ายของฉันเท่านั้น

ดี! ของฟรีหมดแล้ว หากคุณต้องการไฟล์และบทความที่มีประโยชน์ - ช่วยฉันด้วย!

โวลต์มิเตอร์บน PIC16F676

โครงการนี้เป็น dc ammeter (หรือโวลต์มิเตอร์ถ้าคุณต้องการ) ช่วง - สูงสุด 99.9V และ 9.9A (หรือ 99.9A ขึ้นอยู่กับเฟิร์มแวร์)

ความไม่ชอบมาพากลของมันอยู่ที่ความจริงที่ว่ามันถูกสร้างขึ้นบนไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC16F676 ทั่วไป อย่างไรก็ตาม แม้จะมีสิ่งนี้ แต่ก็มีความสามารถในการแสดงแรงดันและกระแสที่วัดได้พร้อมกันบนตัวบ่งชี้เจ็ดเซกเมนต์สี่ตัว (หรือสามตัว) ทั้งสองมี แอโนดทั่วไปและแคโทดทั่วไป (ตั้งค่าตัวต้านทานหนึ่งตัว) เมื่อใช้จอแสดงผลสี่อักขระ ส่วนสุดท้ายจะแสดงอักขระ "U" สำหรับแรงดันไฟฟ้า และ "A" สำหรับกระแสไฟฟ้า แอมเปอร์โวลต์มิเตอร์สามารถทำงานร่วมกับตัวบ่งชี้เดียวได้ในขณะที่ใช้ปุ่ม "B" คุณสามารถเลือกสิ่งที่จะแสดง - แรงดันหรือกระแส ในกรณีที่มีการตั้งค่าตัวบ่งชี้ทั้งสอง สามารถใช้ปุ่มนี้เพื่อสลับการกำหนดได้ ปุ่ม "H" ใช้เพื่อแก้ไขการอ่านค่าแอมมิเตอร์และจัดแนวเส้นตรงของค่าที่อ่านได้ หากจำเป็น

ขึ้นกุมภาพันธ์ 2014:การพัฒนาสามารถพบได้ที่:

ไดอะแกรมของโวลต์มิเตอร์แสดงไว้ด้านล่าง ดังที่ได้กล่าวไปแล้วมันถูกสร้างขึ้นบนไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC16F676 ทั่วไปซึ่งโดยเฉพาะอย่างยิ่งมีการประกอบโวลต์มิเตอร์และแอมมิเตอร์อย่างง่าย

คลิกที่ไดอะแกรมเพื่อขยาย
เนื่องจากมีจำนวนพินที่จำกัดสำหรับ MK นี้ จึงใช้รีจิสเตอร์ 74HC595 ไมโครเซอร์กิตนี้ไม่มีแอนะล็อกที่มีพินเอาท์เดียวกัน แต่ก็ไม่หายากและมักใช้ในวงจรดังกล่าวเพื่อเชื่อมต่อตัวบ่งชี้กับ MK เพื่อป้องกันเอาต์พุตของ MK จากการโอเวอร์โหลดและเพิ่มความสว่างของตัวบ่งชี้จึงใช้สวิตช์บนทรานซิสเตอร์ เมื่อใช้ตัวบ่งชี้กับแคโทดทั่วไปจำเป็นต้องใช้ทรานซิสเตอร์ที่มีโครงสร้างต่างกันโดยเชื่อมต่อตัวสะสมไม่ใช่ + 5V แต่ต่อลงกราวด์ในขณะที่ตัวต้านทานที่พิน 11 ของไมโครคอนโทรลเลอร์จะต้องจัดเรียงใหม่ในตำแหน่งอื่น คุณอาจต้องจับคู่ตัวต้านทานที่เอาต์พุตของรีจิสเตอร์และที่ฐานของทรานซิสเตอร์ให้ตรงกับตัวบ่งชี้และทรานซิสเตอร์ของคุณ

ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ ปุ่ม "B" ช่วยให้คุณสามารถสลับการกำหนดตัวบ่งชี้ได้ในกรณีที่มีตัวบ่งชี้สองตัว หากมีตัวบ่งชี้เพียงตัวเดียว ปุ่มนี้สามารถสลับการแสดงผลของแรงดันและกระแสได้ เมื่อคุณกดปุ่ม "H" ไฟแสดงสถานะจะกะพริบ ขณะที่กำลังกะพริบ คุณสามารถใช้ปุ่ม "B" และ "H" เพื่อแก้ไขการอ่านค่าแอมมิเตอร์ หลังจากการแก้ไข การกะพริบจะหยุดลงและปัจจัยการแก้ไขจะถูกเขียนไปยังหน่วยความจำแบบไม่ลบเลือน โหมดการแสดงผลที่ตั้งค่าด้วยปุ่ม "B" จะถูกจัดเก็บไว้ในหน่วยความจำแบบไม่ลบเลือนเช่นกัน

หลังจากเปิดเครื่อง ไฟแสดงสถานะจะไม่เริ่มติดสว่างทันที แต่หลังจากหน่วงเวลาไปหลายวินาที ความถี่ของการเปลี่ยนแปลงการอ่านอยู่ที่ประมาณ 9 Hz

หนึ่งในตัวเลือกแผงวงจรพิมพ์สำหรับตัวบ่งชี้สี่ตัวที่มีขั้วบวกทั่วไป ในภาพวงกลมล้อมรอบการแก้ไขที่จำเป็น: คุณต้องถอดจัมเปอร์ลงกับพื้นและเพิ่มจัมเปอร์ขนาดเล็กหนึ่งอัน

ไฟล์สำหรับโครงการ

เมื่อจำเป็นต้องมีชิ้นส่วนการวัดสำหรับ PSU ในห้องปฏิบัติการ เมื่อพิจารณาจากรูปแบบต่างๆ จากอินเทอร์เน็ต ฉันจึงเลือกไฟแสดงสถานะ LED เจ็ดส่วนทันที (ตัวเลือกอื่นที่เป็นไปได้ - ตัวบ่งชี้เช่น 0802, 1602 - มีราคาแพงและอ่านยาก) นอกจากนี้ฉันไม่ต้องการเปลี่ยน - ควรอ่านทั้งกระแสและแรงดันได้ตลอดเวลา ด้วยเหตุผลหลายประการ โซลูชันสำเร็จรูปที่พบไม่เหมาะกับฉัน ฉันจึงตัดสินใจออกแบบวงจรเอง

อุปกรณ์ที่นำเสนอได้รับการออกแบบเพื่อใช้ร่วมกับแหล่งจ่ายไฟต่างๆ และช่วยให้คุณสามารถวัดแรงดันไฟฟ้าในช่วงตั้งแต่ 0 ถึง 99.9 โวลต์ด้วยความแม่นยำ 0.1 โวลต์และการใช้กระแสไฟฟ้าในช่วงตั้งแต่ 0 ถึง 9.99 แอมแปร์ด้วยความแม่นยำ 0.01 แอมแปร์ . อุปกรณ์นี้ประกอบอยู่บนไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC12F675 ราคาถูก ซึ่งเป็นไมโครคอนโทรลเลอร์ราคาไม่แพงและพบได้บ่อยที่สุดด้วย ADC 10 บิต รีจิสเตอร์ 74HC595 สองตัว และไฟแสดงสถานะ LED 4 หรือ 3 บิตสองตัว ในความคิดของฉันต้นทุนรวมของชิ้นส่วนที่ใช้นั้นน้อยมากสำหรับการออกแบบดังกล่าวโดยมีการบ่งชี้แรงดันและกระแสพร้อมกัน

คำอธิบายของโครงการ

แรงดันไฟฟ้าจะแสดงโดยไฟแสดงสถานะ HL1 และกระแสไฟฟ้าแสดงโดยไฟแสดงสถานะ HL2 เอาต์พุตเซ็กเมนต์ชื่อเดียวกันของตัวบ่งชี้จะรวมกันเป็นคู่และเชื่อมต่อกับเอาต์พุตแบบขนานของรีจิสเตอร์ DD2 เอาต์พุตทั่วไปของบิตเชื่อมต่อกับรีจิสเตอร์ DD3 รีจิสเตอร์เชื่อมต่อเป็นอนุกรมและสร้างรีจิสเตอร์กะ 16 บิตซึ่งควบคุมโดยสายสามเส้น: พิน 11 - นาฬิกา, 14 - ข้อมูลและข้อมูลถูกเขียนไปยังสลักเอาต์พุตบนดิฟเฟอเรนเชียลที่พิน 12 ตัวบ่งชี้เป็นไดนามิกตามปกติ - ผ่านเอาต์พุตของรีจิสเตอร์ DD3 เอาต์พุตทั่วไปของตัวบ่งชี้จะถูกจัดเรียงตามลำดับและจากเอาต์พุต DD2 ผ่านตัวต้านทาน จำกัด กระแส R12-R19 ส่วนที่สอดคล้องกับหมวดหมู่ที่เลือกจะเปิดขึ้น . อินดิเคเตอร์สามารถเป็นได้ทั้งแบบแอโนดทั่วไปหรือแคโทดทั่วไป (แต่ทั้งคู่จะเหมือนกัน)

ไมโครคอนโทรลเลอร์ควบคุมตัวบ่งชี้บนพิน GP2, GP4, GP5 ในการขัดจังหวะจากตัวจับเวลา TMR0 ด้วยช่วงเวลา 2 ms อินพุต GP0 และ GP1 ใช้สำหรับวัดแรงดันและกระแสตามลำดับ ในสามหลักแรกของตัวบ่งชี้ค่าที่วัดได้จริงจะแสดงขึ้นและในหลักสุดท้าย: ในตัวบ่งชี้ด้านบน - เครื่องหมาย "V" และด้านล่าง - เครื่องหมาย "A" ในกรณีที่ใช้ตัวบ่งชี้ 3 หลัก สัญญาณเหล่านี้จะใช้กับตัวเครื่อง ไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนโปรแกรมในกรณีนี้

แรงดันไฟฟ้าที่วัดได้จ่ายให้กับ MK ผ่านตัวแบ่ง R1-R3 และกระแสจ่ายจากเอาต์พุตของ LM358 op-amp ผ่านตัวต้านทาน R10 ซึ่งเมื่อรวมกับไดโอดป้องกันภายในจะป้องกันอินพุต MK จากการโอเวอร์โหลดที่เป็นไปได้ (op-amp ขับเคลื่อนโดย +7 .. + 15 โวลต์) อัตราขยายของ op-amp ถูกกำหนดโดยตัวแบ่ง R5-R7 ซึ่งเท่ากับ 50 โดยประมาณและควบคุมโดยตัวต้านทานการปรับค่า R5 LPF R4C2 ปรับแรงดันไฟฟ้าจากการแบ่งให้เรียบ การวัดแต่ละครั้งจะทำภายในเวลาเพียง 100 µs และหากไม่มีห่วงโซ่นี้ การอ่านค่าของอุปกรณ์จะ "กระโดด" ด้วยความไม่สม่ำเสมอของกระแสที่วัดได้ (และแทบจะไม่คงที่เลย) ตัวเก็บประจุ C1 มีจุดประสงค์เดียวกันในวงจรการวัดแรงดันไฟฟ้า ซีเนอร์ไดโอด D1 ปกป้องอินพุตของ op-amp จากแรงดันไฟเกินในกรณีที่เกิดการแตกแยก

ควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับโซ่ R8, R9 โดยจะตั้งค่าออฟเซ็ตเพิ่มเติมประมาณ 0.25 มิลลิโวลต์ให้กับอินพุตของออปแอมป์ ความจริงก็คือถ้าไม่มีมันจะมีความไม่เป็นเชิงเส้นอย่างมีนัยสำคัญของการได้รับ op-amp ที่ค่าต่ำของกระแสที่วัดได้ (น้อยกว่า 0.3 A) ในสำเนาของไมโครวงจรที่แตกต่างกันเอฟเฟกต์นี้จะแสดงออกในระดับที่แตกต่างกัน แต่ข้อผิดพลาดที่ค่าที่ระบุข้างต้นของกระแสที่วัดได้นั้นสูงเกินไปในทุกกรณี เมื่อ R8 และ R9 ถูกตั้งค่าเป็นค่าที่ระบุในไดอะแกรม (การให้คะแนนสามารถเปลี่ยนแปลงตามสัดส่วนได้ในขณะที่ยังคงอัตราส่วนเดิมไว้ เช่น 15 โอห์มและ 300 กิโลโอห์ม) ข้อผิดพลาดในการวัดปัจจุบันเนื่องจากผลกระทบนี้ไม่เกิน ตัวเลขที่มีนัยสำคัญน้อยที่สุด ด้วยสำเนาวงจรไมโครทั้งหมดที่ฉันมี ไม่จำเป็นต้องเลือกตัวต้านทานที่ระบุ ในกรณีทั่วไป ความต้านทานขั้นต่ำ R9 จะถูกเลือก ซึ่งค่าศูนย์ยังคงติดสว่างบนตัวบ่งชี้ในกรณีที่ไม่มีกระแสไฟฟ้าที่วัดได้ และเพิ่มขึ้น 1.5-2 เท่า เป็นที่น่าสนใจว่าในการออกแบบที่คล้ายคลึงกันซึ่งใช้ชิปเดียวกันไม่มีบทความเดียวที่มีนัยของปัญหานี้ เห็นได้ชัดว่าฉันคนเดียวมี op-amps ที่ "ผิด" (ได้มาในเวลาต่างกันกว่า 10 ปี) ไม่ว่าในกรณีใดฉันไม่แนะนำอย่างเด็ดขาดเพื่อ "ลดความซับซ้อนของการออกแบบ" เพื่อแยกองค์ประกอบ C1, C2, R3, R8, R9 ออกจากวงจร - นี่ยังคงเป็นอุปกรณ์วัด และไม่ใช่ของเล่นที่กระพริบด้วยตัวเลข!

ความแม่นยำและความเสถียรที่ดีของตัวบ่งชี้ นอกจากนี้ มั่นใจได้ด้วยการ "แยก" ที่สมบูรณ์จากไมโครคอนโทรลเลอร์ของวงจรพัลส์กระแสค่อนข้างสูงสำหรับการควบคุมตัวบ่งชี้โดยการป้อนแต่ละวงจรจากตัวกันโคลง 78L05 ที่แยกจากกัน และแม้แต่การรบกวนที่อ่อนแอจากการทำงานของไมโครคอนโทรลเลอร์เองก็มีผลเพียงเล็กน้อยต่อผลลัพธ์ เนื่องจากการวัดแต่ละครั้งจะดำเนินการในโหมด "SLEEP" ด้วยตัวสร้างสัญญาณนาฬิกาที่ "ปิดเสียง"

ไมโครคอนโทรลเลอร์ถูกโอเวอร์คล็อกจากออสซิลเลเตอร์ภายในเพื่อบันทึกพิน อินพุตรีเซ็ตผ่านวงจร R11, C3 เชื่อมต่อกับ "สะอาด" + 5V เมื่อเปิดและปิดหน่วยจ่ายไฟที่ใช้การออกแบบ อาจมีสัญญาณรบกวนที่สำคัญ ดังนั้นเพื่อป้องกันไม่ให้โปรแกรม "หยุดทำงาน" ตัวจับเวลา WDT จึงเปิดอยู่

อุปกรณ์นี้ใช้พลังงานจากแรงดันไฟฟ้าที่เสถียร 7-15 โวลต์ (ไม่เกิน 15V!) ผ่านตัวปรับเสถียรภาพ DA2, DA3 ตัวเก็บประจุ C4-C8 เป็นตัวเก็บประจุแบบบล็อคมาตรฐาน เพื่อให้แน่ใจว่ามีข้อผิดพลาดต่ำที่กระแสใกล้กับขีดจำกัดบน แรงดันไฟฟ้าของ op-amp จะต้องสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าของไมโครคอนโทรลเลอร์อย่างน้อย 2 โวลต์ ดังนั้นจึงจ่ายไฟก่อนตัวปรับความเสถียร

อุปกรณ์ประกอบบนแผงวงจรพิมพ์ขนาด 57 x 62 มม.

แผงวงจรของอุปกรณ์

เพื่อลดขนาดของบอร์ด ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุส่วนใหญ่จะใช้ในแพ็คเกจ SMD ขนาด 0802 ข้อยกเว้นคือ: R1 - เนื่องจากการกระจายพลังงาน, R12 - เพื่อลดความซับซ้อนของโทโพโลยีของบอร์ด, ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าและตัวต้านทานทริมเมอร์ . ตัวเก็บประจุ C1 และ C2 เป็นเซรามิก แต่ถ้าไม่มีก็สามารถแทนที่ด้วยแทนทาลัมด้วยไฟฟ้า ซีเนอร์ไดโอด - ใด ๆ ที่มีแรงดันไฟฟ้าคงที่ 3-4.7 โวลต์ ตัวบ่งชี้สามารถแทนที่ด้วย FIT3641 หรือซีรีส์สามหลัก 3631 หรือ 4031 โดยไม่ต้องเปลี่ยนการออกแบบบอร์ด หากจำเป็น คุณสามารถใช้ตัวบ่งชี้ที่ใหญ่กว่าเช่น 5641 และ 5631 โดยไม่ต้องเปลี่ยนรูปแบบ (ในกรณีนี้ ไมโครคอนโทรลเลอร์จะบัดกรีโดยตรงโดยไม่มีบล็อก ใช้ตัวต้านทานการปรับค่าขนาดเล็ก ตัวบ่งชี้ถูกบัดกรีเหนือวงจรไมโคร บดส่วนที่ยื่นออกมาทั้งสี่จากด้านล่างที่มุมของตัวบ่งชี้) แคลมป์สกรูใช้เพื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์กับวงจรภายนอก ปัญหาการสร้างการแบ่งการวัดที่เกิดขึ้นบ่อยครั้งได้รับการแก้ไขโดยใช้การแบ่งขีดจำกัด 10A สำเร็จรูปจากมัลติมิเตอร์ซีรีส์ D83x ที่ล้มเหลว โดยไม่มีการทำงานซ้ำ ในความคิดของฉัน นี่เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด - ฉันคิดว่านักวิทยุสมัครเล่นหลายคนมีมัลติมิเตอร์ภาษาจีนที่ผิดพลาด ในกรณีที่รุนแรง อาจทำจากลวดนิโครม (และโดยเฉพาะอย่างยิ่งจากลวดคอนสแตนแทน)

เอาต์พุตของหน่วยจ่ายไฟเชื่อมต่อกับจุด "Ux" และต่อจากจุดเดียวกันไปยังโหลด สายทั่วไปถูกป้อนไปที่จุด "COM" และโหลดถูกจ่ายจากจุด "COM-Out" แล้ว ด้วยการเชื่อมต่อนี้ แรงดันไฟฟ้าบนตัวบ่งชี้จะถูกประเมินสูงเกินไป 0.1 โวลต์ที่กระแสโหลดสูงสุด โดยซอฟต์แวร์ ข้อผิดพลาดนี้จะลดลงเหลือครึ่งหนึ่งของข้อผิดพลาดการแยกส่วน (สูงสุด 0.05V) เพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดนี้ที่เพิ่มขึ้น คุณควรเลือกความต้านทานแบบแบ่งที่ไม่ต้องเปลี่ยนอัตราวงจรระหว่างการปรับจูน (ประมาณ 7-14 mOhm) แรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสมสำหรับอุปกรณ์ถูกนำไปใช้กับขา "Upp"

รูปภาพของอุปกรณ์ที่ทำเสร็จแล้ว

โปรแกรมไมโครคอนโทรลเลอร์เขียนขึ้นใน Assembler ในสภาพแวดล้อม MPASM สำหรับตัวบ่งชี้ทั้งสองประเภท โปรแกรมจะเหมือนกันยกเว้นคำสั่งเดียว ที่จุดเริ่มต้นของซอร์สโค้ดของโปรแกรม (ไฟล์ AV-meter.asm) ในคำสั่ง "ANODE EQU 0" พารามิเตอร์มีค่า 0 ซึ่งสอดคล้องกับการทำงานกับตัวบ่งชี้ที่มีแคโทดทั่วไป หากต้องการใช้ตัวบ่งชี้ที่มีขั้วบวกทั่วไป ให้เปลี่ยนค่าของพารามิเตอร์นี้เป็น 1 แล้วส่งโปรแกรมอีกครั้ง นอกจากนี้ยังมีการแนบเฟิร์มแวร์สำเร็จรูปสำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์สำหรับตัวบ่งชี้ทั้งสองที่มีขั้วบวกทั่วไปและแคโทดทั่วไป เมื่อโหลดไฟล์ HEX ลงในโปรแกรม เช่น หรือ คำกำหนดค่าจะถูกโหลดโดยอัตโนมัติ

การตั้งค่าสคีมานั้นง่ายมาก เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าใกล้กับค่าสูงสุดที่อินพุต เครื่องตัดแต่ง R2 ควรตั้งค่าที่ต้องการบนตัวบ่งชี้ด้านบน จากนั้นตัวต้านทาน 0.5-2 โอห์มจะเชื่อมต่อกับเอาต์พุตของอุปกรณ์เป็นโหลดและตั้งค่ากระแสให้ใกล้เคียงกับค่าสูงสุดโดยการปรับแรงดันไฟฟ้า ทริมเมอร์ R5 ตั้งค่าการอ่านที่สอดคล้องกับแอมมิเตอร์ที่เป็นตัวอย่างบนตัวบ่งชี้ด้านล่าง

ไฟล์ที่แนบมาประกอบด้วยเฟิร์มแวร์ ซอร์สโค้ด รุ่น และบอร์ด

รายการองค์ประกอบวิทยุ

การกำหนด	พิมพ์	นิกาย	ปริมาณ	บันทึก	ร้านค้า	แผ่นจดบันทึกของฉัน
DD1	MK PIC 8 บิต	PIC12F675	1			ไปที่แผ่นจดบันทึก
DD2, DD3	เปลี่ยนทะเบียน	CD74HC595	2			ไปที่แผ่นจดบันทึก
DA1	เครื่องขยายเสียงในการดำเนินงาน	LM358N	1			ไปที่แผ่นจดบันทึก
DA2, DA3	ตัวควบคุมเชิงเส้น	L78L05	2			ไปที่แผ่นจดบันทึก
D1	ซีเนอร์ไดโอด	1N4734A	1	3.6-4.7V		ไปที่แผ่นจดบันทึก
HL1, HL2	ตัวบ่งชี้	FYQ3641	2	พอดี3641		ไปที่แผ่นจดบันทึก
C1, C2	ตัวเก็บประจุ	4.7uF	2	เอสเอ็มดี 0805		ไปที่แผ่นจดบันทึก
C3	ตัวเก็บประจุ	10 nF	1	เอสเอ็มดี 0805		ไปที่แผ่นจดบันทึก
C4		100uF x 10V	1			ไปที่แผ่นจดบันทึก
C5, C7	ตัวเก็บประจุ	100 nF	2	เอสเอ็มดี 0805		ไปที่แผ่นจดบันทึก
ซี6,ซี8	ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า	20uF x 16V	2			ไปที่แผ่นจดบันทึก
R1	ตัวต้านทาน	39 กิโลโอห์ม	1	0.5 วัตต์		ไปที่แผ่นจดบันทึก
R2, R5	ตัวต้านทานทริมเมอร์	1 กิโลโอห์ม	2			ไปที่แผ่นจดบันทึก
R3	ตัวต้านทาน	1.2 กิโลโอห์ม	1	เอสเอ็มดี 0805		ไปที่แผ่นจดบันทึก
R4	ตัวต้านทาน	3 กิโลโอห์ม	1	เอสเอ็มดี 0805		ไปที่แผ่นจดบันทึก
R6	ตัวต้านทาน	1.5 กิโลโอห์ม	1	เอสเอ็มดี 0805		ไปที่แผ่นจดบันทึก
R7	ตัวต้านทาน	100 กิโลโอห์ม	1	เอสเอ็มดี 0805		ไปที่แผ่นจดบันทึก
R8	ตัวต้านทาน	150 โอห์ม	1	เอสเอ็มดี 0805		ไปที่แผ่นจดบันทึก
R9	ตัวต้านทาน