Схема на рис.1 - розвиток попередньої ідеї конструкції з використання аналогового входу в мікроконтролері, що не має вбудованого АЦП, а також використовуються технічні прийоми з іншої ідеї конструкції з управління семисегментним світлодіодним індикатором без зовнішніх ключових транзисторів. Ця схема має послідовний канал, і потрібна лише кручена пара передачі виміряних значень на персональний комп'ютер.
Послідовний канал був протестований з використанням програми компанії Microsoft Hyper Terminal, сконфігурованої параметрами 115,200 бод; 8 біт, парність, 1 стоп-біт; без апаратного контролю.
Коротко, програма керує одним світлодіодним семисегментним індикатором за раз лініями RA0 і RB7. Встановлення виходу RA0 в одиницю та використання RB7 як входу активізує індикатор із загальним анодом DS3. Встановлення виходу RA0 у нуль та використання RB7 як входу активує індикатор із загальним катодом DS2. Використання RA0 як входу та встановлення виходу RB7 в одиницю активує індикатор із загальним анодом DS1, а при використанні RA0 як вхід та встановлення виходу RB7 в нуль активізує індикатор із загальним катодом DS0. Після успішної активізації одного індикатора, лише одна з ліній RB0...RB6, конфігурується як вихід для керування одним світлодіодним сегментом. Ця схема більше не має обмеження на напругу живлення VDD - 3В або нижче - так як світлодіоди включені зустрічно-паралельно, таким чином, пряме падіння напруги на одному світлодіоді обмежує зворотну напругу на іншому. Використання червоних світлодіодів потребує 1,6 Ст.
Рис.2 ілюструє нові аспекти ідеї конструкції. Q1, R5 і R6 працюють як еквівалентний змінний резистор, RX, який заряджає конденсатор C3. Замість підключення RX до землі, просто підключіть його до однієї лінії введення-виводу – наприклад RB0 – мікроконтролера. Якщо RB0 включений як вихід у нульовому стані, то перший аналоговий канал активізований і вимірювальна підпрограма підраховує імпульси заряду до величини 66% від VDD; потім, по таблиці отримана величина затримки переводиться у величину мілівольт із трьох цифр. Для збільшення кількості аналогових входів, можна підключити до семи ланцюгів змінного резистора в паралель - таким чином, що кожен підключений між C3 і однією лінією введення-виводу, RB1 ... RB7. Важливо, що лінії введення-виводу підключені до індикаторів і активують або відключають аналогові канали. Коли один аналоговий канал активізовано лінією введення-виведення виходом у низькому стані, інші лінії мають високий опір і працюють як входи, що відключає всі інші канали. Відповідно, індикатори вимкнено.
У схему на рис.1 також доданий найпростіший послідовний канал без додавання зовнішніх компонентів. Якщо ви підключите дві лінії вводу-виводу, RA1 і RA2, налаштовані як виходи до RXD (Вив 2) і GND (Вив 5) роз'єму RS 232, ви зможете створювати, за допомогою програми, позитивну та негативну напругу щодо землі порту RS 232 в ПК. Коли RA1 в одиниці, а RA2 в нулі, RXD має позитивний потенціал 5 відносно землі порту RS 232 в ПК. Коли RA1 в нулі, а RA2 в одиниці, RXD має негативний потенціал -5 відносно землі порту RS 232 в ПК.
Реалізація вольтметра від Володимира
Додані ключі на аноди індикатора, що підвищило яскравість дисплея, і дозволяє використовувати потужніші дисплеї.
Дві печатки під DIP14 та SO14
У схемі застосовані транзистори BC847 (КТ3102).
Під час оновлення основної статті вольтметра у схемі та печатках від Володимира було замінено дільника напруги. Прошивки до вольтметра лежать в основній статті.
Реалізація мережевого вольтметра від Wali Marat
Друк відрізняється від схеми заміною резисторів R2 і R3 на один підстроювальний 4,7к і відсутністю стабілітрона VD1.
Також була надіслана модифікована схема мережевого вольтметра, вона відрізняється якіснішою схемою стабілізації напруги живлення вольтметра.
Фото мережевого вольтметра
Реалізація вольтметра/амперметра від Wali Marat
У всі схеми Wali Marat був доданий стабілітрон VD1 на 5,1В(позначений зеленим кольором), для захисту входу АЦП мікроконтролера від перенапруги.
Представлений тут пристрій стане в нагоді, якщо у Вас є блок живлення з вихідним напруга 0-10 В. Саме такі межі вимірювання "закладені" у схему представлену на малюнку. В її основі - мікроконтролер Atmega8 (U1) у стандартному корпусі DIP. Він може здатися громіздким, але був обраний через широку популярність, а також через те, що програматори для цього мікроконтролера дуже поширені. Atmega8 використовують більшість радіоаматорів і в Інтернеті можна знайти чимало схем із цим мікроконтролером. Тому, якщо Вам не сподобається вольтметр, Atmega8 не залишиться лежати без діла.
Цифровий вольтметр Atmega8. Схема важлива.
Показники вимірювання вольтметра відображатимуться на цифровому семисегментному тризначному індикаторі (DISP1). Дамо трохи інформації щодо нього.
7-сегментний цифровий LED індикатор- це індикатор, що складається із семи світлодіодів, встановлених у формі цифри 8. Запалюючи або вимикаючи відповідні LED-и (сегменти) можна відображати цифри від нуля до дев'яти, а також деякі літери. Зазвичай використовується кілька цифрових індикаторів, щоб створити багатозначні цифри - для цього індикатори мають сегмент у вигляді коми (точки) - dp. У результаті, в одного індикатора 8 сегментів, хоча називають їх числом цифрових сегментів 7-сегментним.
Кожен сегмент індикатора являє собою окремий світлодіод, який може бути включений (світитися) або вимкнений (не світитися) в залежності від полярності напруги, що подається на них. Індикатори бувають як із загальним катодом, так і із загальним анодом. Йдеться про спільне з'єднання всіх світлодіодів (сегментів). Крім того, індикатори можуть містити кілька цифр, у такому випадку кожна цифра називається розрядом або знаком. Наприклад, трирозрядний (тризначний) семисегментний індикатор містить три цифри. Саме такий індикатор і знадобиться для цього пристрою.
У конструкції використовується індикатор червоного свічення GNT-2831BD-11 із загальним анодом. Резистори R1-R8 визначають струм в індикаторі і, отже, його яскравість. Їхній опір не повинен перевищувати максимальний вихідний струм (40 мА), навіть коли всі 8 світлодіодів горять одразу. У схемі використовується несиметричний 10-бітовий АЦП (аналого-цифровий перетворювач), що знаходиться в AVR. Діапазон вихідного значення становить 0-999. Коли буде досягнуто межі цих значень, з'явиться символ "---".
На вході вольтметра (in) встановлений дільник напруги з резисторів R9, R10 і R11, забезпечуючи діапазон вимірювання до 10 В з похибкою 0,01 В. На висновку 23 мікроконтролера U1 дільник формує напругу, яка не повинна перевищувати 2,5 В. Вхідний опір вольтметра близько до 1мОм. Для калібрування вольтметра подайте на його вхід точно відому напругу і, переміщуючи підстроювальний резистор R11, досягайте на індикаторі таких же показань.
Частота поновлення вольтметра становить близько 4 Гц. Схема живиться від стабілізованого джерела напругою 5 В. Потужність струму пристрою становить близько 25 мА (більша частина споживання припадає на індикатор). Компоненти C1 і C2 розташуйте якомога ближче до мікроконтролера.
Правильно виставлені біти представлені малюнку нижче.
Якщо Вам потрібні межі вимірювання до 100 В, змініть значення R10 на 9,1мОм та R11 на 2,2мОм. Тоді Ви отримаєте бажаний діапазон вимірювання з похибкою 0,1 В та вхідним опором близько 10мОм. У цьому випадку доведеться змінити місце точки індикатора, щоб вона відображалася за двома символами, а не за першим, як на схемі. Для цього висновок 28 мікросхеми U1 залиште вільним, а до спільного дроту підключіть висновок 27. Тепер замість символів у вигляді 0.00 відображатиметься 00.0.
Вольтамперметр на PIC16F676
Цей проект – ампервольтметр (або вольтамперметр, якщо хочете) постійного струму. Діапазон - до 99.9В та 9.9А (або 99.9А, залежить від прошивки).
Особливість його полягає в тому, що він побудований на поширеному мікроконтролері PIC16F676, проте, незважаючи на це, має можливість одночасного відображення вимірюваної напруги і сили струму на чотирьохсимвольних (або трьохсимвольних) семисегментних індикаторах, як із загальним анодом, так і загальним одним резистором). При використанні чотирьохсимвольного індикатора останній сегмент відображає символ "U" для напруги і "A" для струму. Ампервольтметр може працювати і з одним індикатором, при цьому кнопкою "B" можна вибирати, що відображатиметься на ньому - напруга або сила струму. У разі, якщо встановлені обидва індикатори, цією кнопкою можна поміняти місцями їх призначення. Кнопка "H" служить для корекції показань амперметра та вирівнювання лінійності цих показань, якщо це необхідно.
up feb 2014:Тепер розробку можна знайти за адресою:
Схема вольтамперметра наведена нижче. Як уже було сказано, він побудований на поширеному мікроконтролері PIC16F676, на якому, зокрема, збирають прості вольтметри та амперметри.
Натисніть на схему для збільшення
З огляду на обмежену кількість пінів у даного МК, застосований регістр 74HC595. Аналогів з цоколівкою, що збігається, у цієї мікросхеми немає, але вона недефіцитна і часто застосовується в подібних схемах для підключення індикаторів до МК. Для захисту виходів МК від навантаження та підвищення яскравості індикаторів застосовані ключі на транзисторах. При використанні індикаторів із загальним катодом необхідно використовувати транзистори іншої структури, з'єднавши їх колектори не з +5В, а з масою, при цьому резистор на 11 виведенні мікроконтролера потрібно переставити в інше положення. Можливо, Вам знадобиться підібрати резистори на виході регістру та в базах транзистори під свої індикатори та транзистори.
Як говорилося раніше, кнопка " B " дозволяє поміняти місцями призначення індикаторів у разі, якщо їх два. Якщо індикатор один, то цією кнопкою можна чергувати відображення напруги та струму. Якщо натиснути кнопку "H", індикатори почнуть блимати. Поки вони блимають, кнопками "B" та "H" можна коригувати показання амперметра. Після коригування миготіння припиниться і коефіцієнт коригування буде записаний в незалежну пам'ять. Режим відображення, встановлений кнопкою "B", також зберігається в незалежній пам'яті.
Після увімкнення індикатори починають світитися не відразу, а із затримкою в кілька секунд. Частота зміни показань – близько 9Гц.
Один із варіантів друкованої плати для чотирьох індикаторів із загальним анодом. На малюнку кружками обведені необхідні виправлення: потрібно прибрати перемичку, що йде на масу, і додати одну маленьку перемичку.
Файли для проекту.
Електросхема вольтметра
Схема важлива вольтметра на МК
Схема принципова вольтметра на PIC16F676 – другий варіант
ПП вольтметра на PIC16F676
Це простий вольтметр до 30 вольт на основі PIC16F676мікроконтролера з 10-розрядним АЦП та трьома 7-ми сегментними світлодіодними індикаторами. Ви можете використовувати цю схему для того, щоб виміряти до 30 В постійного струму. PIC16F676– це основа цієї схеми. Внутрішній АЦП мікроконтролера з резисторами дільника напруги використовують для вимірювання вхідної напруги. Потім 3 цифри comm анод 7-сегментний дисплей використовується для відображення фінальної перетвореної напруги. Для зменшення струмоспоживання у схемі задіяна динамічна індикація. Завантажити прошивки на різні індикатори можна тут.
