Wbudowany woltomierz na PIC12F675. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Technologia pomiarowa

 Komentarze do artykułu

W urządzeniu tym autor zastosował autorski sposób sterowania czterocyfrowym siedmioelementowym wskaźnikiem LED sygnałami z zaledwie czterech pinów mikrokontrolera. Program mikrokontrolera zapewnia automatyczną kalibrację woltomierza.

Tradycyjne połączenie wskaźnika cyfrowego LED z mikrokontrolerem poprzez konwerter szeregowo-równoległy 74HC595 wymaga zastosowania trzech wyjść mikrokontrolera do sterowania konwerterem kodów oraz jednego wyjścia dodatkowego na każdą cyfrę wskaźnika. Dlatego czterocyfrowy wskaźnik wymaga siedmiu pinów. Uniemożliwia to stosowanie takich wskaźników z mikrokontrolerami o niskim poziomie wyjściowym, na przykład z PIC12F675, który ma tylko sześć pinów (nie licząc pinów zasilających).

Proponuję połączyć sterowanie konwerterem kodu i bitami wskaźnikowymi wykorzystując tylko cztery wyjścia mikrokontrolera. Jednocześnie wbudowany w program algorytm zadba o to, aby wskaźnik nie wpływał na pracę z konwerterem i pasożytnicze podświetlenie elementów wskaźnika.

Jak zwykle, informacja jest wyświetlana na wskaźniku bit po bicie na żądanie przerwania z timera mikrokontrolera, po którym następuje okres 2 ms. Procedura rozpatrywania każdego wniosku składa się z pięciu etapów. W pierwszym etapie ustawia niski poziom na pinie 10 układu 74HC595, resetując w ten sposób swój rejestr przesuwny. Ten etap jest jedynym, w którym przez elementy wskaźnika przepływa prąd pasożytniczy, ale ponieważ czas trwania jego impulsów wynosi tylko 1 μs przy okresie powtarzania 2000 μs, pasożytnicza poświata jest niewyczuwalna nawet w ciemności.

W drugim etapie rosnąca różnica poziomów na pinie 12 układu 74HC595 przepisuje zerową zawartość rejestru przesuwnego do rejestru przechowywania. Spowoduje to całkowite wygaszenie wskaźnika.

Na trzecim etapie informacje są ładowane do rejestru przesuwnego mikroukładu 74HC595 za pomocą kodu szeregowego generowanego przez mikrokontroler na pinie 14 mikroukładu. Jego pin 11 odbiera impulsy zegarowe.

Na czwartym etapie, wraz ze wzrostem różnicy poziomów na pinie 12 mikroukładu 74HC595, informacje z jego rejestru przesuwnego wchodzą do rejestru pamięci, a ze względu na wysokie poziomy na katodach wyładowania wskaźnika pozostają wygaszone.

Na piątym etapie, na wspólnej katodzie wyładowania, dla którego przeznaczone jest równoległe wyjście kodu do wyjść mikroukładu 74HC595, program ustawia niski poziom, włączając jego elementy zgodnie z tym kodem. To kończy przetwarzanie przerwania, a ustawiony stan wskaźnika pozostaje niezmieniony do następnego przerwania.

Do sterowania ośmiocyfrowym wskaźnikiem wymagane jest osiem wyjść mikrokontrolera. W tym przypadku sygnały z dodatkowych czterech wyjść po prostu sterują poziomami na katodach wyładowań. Należy zauważyć, że w tym przypadku możliwe jest zastosowanie wskaźników zarówno ze wspólnymi katodami, jak i ze wspólnymi anodami, łącząc odpowiednio elementy lub wyładowania z wyjściami konwertera kodów. Z powodów podanych poniżej, korzystne jest zorganizowanie dynamicznego wskazania element po elemencie w pierwszym przypadku, a bit po bicie w drugim.

Porozmawiajmy teraz o woltomierzu, który wykorzystuje opisaną zasadę.

Główne cechy techniczne

• Mierzone napięcie, V ....... 0...80
• Rozdzielczość pomiaru, V ....... 0,1
• Dokładność .......0,5% + jednostki ml. res.
• Napięcie zasilania, V......7...15
• Pobór prądu, mA, nie więcej ....... 30

Obwód woltomierza pokazano na ryc. 1. Wykorzystuje dynamiczne wskazanie element po elemencie. W każdym momencie ustawiany jest wysoki poziom na anodach jednej grupy podobnie nazwanych elementów wszystkich bitów wskaźnika HG1. Na zaciskach wspólnej katody wyładowań, w których te elementy powinny się świecić, ustawia się niski poziom, w przeciwnym razie jest wysoki. Należy pamiętać, że elementy o tej samej nazwie mogą być uwzględnione jednocześnie we wszystkich kategoriach, ale w danej chwili tylko jeden element jest uwzględniony w każdej kategorii. Dlatego zdecydowano się podłączyć anody elementów do wyjść mikroukładu DD2, którego obciążalność jest wyższa niż wyjść mikrokontrolera.

Ryż. 1. Obwód woltomierza (kliknij, aby powiększyć)

Przy okresie przerwania 2 ms częstotliwość odświeżania obrazu na wskaźniku wynosi 64 Hz, a jego miganie jest niezauważalne dla oka. Wybrany sposób dynamicznej sygnalizacji pozwolił również na zmniejszenie o połowę liczby rezystorów (R4-R7) ograniczających prąd płynący przez diody sygnalizacyjne.

Mikrokontroler PIC12F675-I/P (DD1) pozostaje wolny w dynamicznym wskazywaniu linii I/O GP0 i GP3. Pierwsze służy jako wejście ADC, do którego podawane jest mierzone napięcie przez dzielnik R1R2. Na linii GP3, przy braku zworki S1, dzięki rezystorowi R3, ustawiany jest wysoki poziom logiczny, który służy jako sygnał wprowadzający woltomierz w tryb kalibracji. Jeśli zworka jest założona, poziom na tym styku jest niski, a woltomierz działa normalnie.

Kiedy po raz pierwszy włączysz woltomierz z brakującą zworką S1, wyświetli się wskaźnik HG1 z migającym prawym znakiem. W tym stanie na wejście urządzenia należy podać napięcie jak najbardziej zbliżone do 80 V, kontrolując je przykładowym woltomierzem. Przy krótkotrwałym podłączeniu pól kontaktowych przeznaczonych do zworki S1 urządzenie obliczy i zapamięta współczynnik kalibracji i będzie go wykorzystywał w przyszłości.

Jednak 80 V to dość duże napięcie i trudności w jego uzyskaniu nie są wykluczone. W takim przypadku podczas wskazywania wartości napięcia odniesienia należy wyłączyć i ponownie włączyć urządzenie. Wskaźnik pokaże , a przy następnym wyłączeniu i włączeniu - , , ponownie i dalej w kółko. Kalibrację należy przeprowadzić przy najwyższym dostępnym napięciu z tych wartości. Im wyższe napięcie odniesienia, tym dokładniejsza kalibracja. Jeżeli w czasie kalibracji napięcie wejściowe za bardzo odbiega od napięcia wzorcowego, współczynnik nie zostanie obliczony, a na wskaźniku pojawi się

Po kalibracji wyłącz woltomierz i na koniec załóż zworkę S1, inaczej będziesz musiał powtórzyć wszystko przy następnym włączeniu. Woltomierz może również pracować bez kalibracji, jeśli zworka S1 jest już założona przy pierwszym włączeniu. W tym przypadku wykorzystuje współczynnik zapisany w programie, ale błąd może przekroczyć 10%. Zostanie to ostrzeżone przez kropkę umieszczoną na skrajnej prawej cyfrze wskaźnika.

Konwersja analogowo-cyfrowa jest wykonywana w trybie „uśpienia” mikrokontrolera w celu zmniejszenia zakłóceń ze strony jego węzłów operacyjnych. Z tego stanu automatycznie wychodzi po zakończeniu konwersji.

Urządzenie zasilane jest napięciem 5 V, uzyskiwanym za pomocą zintegrowanego regulatora napięcia DA1. Możesz użyć stabilizatora 78L05 zamiast tego wskazanego na schemacie tylko w ostateczności, ponieważ stabilność jego napięcia wyjściowego jest o rząd wielkości gorsza. Bez pogorszenia parametrów można zastosować stabilizator LP2951. Dioda Zenera VD1 na napięcie 5,6 V wraz z wewnętrzną diodą ochronną mikrokontrolera zabezpiecza go przed uszkodzeniem, gdy mierzone napięcie przekroczy dopuszczalną wartość. Bez ogranicznika napięcie zasilania mikrokontrolera w tej sytuacji może krytycznie wzrosnąć.

Urządzenie jest zmontowane na płytce drukowanej o wymiarach 40x36 mm wykonanej z folii z włókna szklanego jednostronnie o grubości 1,5 mm, pokazanej na rys. 2. Większość rezystorów i kondensatorów ma rozmiar 0805 do montażu powierzchniowego. Rezystor R1 do niezawodnej pracy przy wysokim napięciu jest używany z mocą wyjściową 0,5 W. Kondensator C1 może być montowany zarówno ceramiczny jak i wyjściowy tlenkowy, na który płytka posiada gniazdo oznaczone C1'. Wskaźnik FYQ-3641AHR-11 można wymienić na inny z serii 3641A lub trzycyfrowy z serii 3631A bez przeróbki płytki. Zdjęcie zmontowanej płytki urządzenia pokazano na ryc. 3.

Ryż. 2. PCB

Ryż. 3. Zdjęcie zmontowanej płytki urządzenia

Program mikrokontrolera napisany jest w języku C w środowisku programistycznym MikroC.

Plik PCB w formacie Sprint Layout 5.0 oraz program mikrokontrolera można pobrać z ftp://ftp.radio.ru/pub/2016/04/voltmeter.zip.

Autor: B. Balaev

Zobacz inne artykuły Sekcja Technologia pomiarowa.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Modelowanie struktury baterii półprzewodnikowych 28.01.2022 Naukowcy z Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), we współpracy z San Francisco State University i Pennsylvania State University, opracowali szczegółowe narzędzie do modelowania półprzewodnikowego, aby pomóc w tworzeniu sprawniejszych akumulatorów. Elektrolity stałe mogą pomóc w przezwyciężeniu wielu przeszkód, z jakimi borykają się obecnie baterie z ciekłym elektrolitem. Ale baterie półprzewodnikowe mają swoje wady. Nowe narzędzie do modelowania konfiguracji i stanów konstrukcji bryłowych pokaże Ci, jak obejść wszystkie problemy. Mikrostruktura materiałów, aw szczególności elektrolitu stałego, ma duży wpływ na transport jonów. Od tego zależy liczba cykli baterii i ich aktualna charakterystyka. Jednocześnie na mikrostrukturę można wpływać, stosując do jej tworzenia określone metody przetwarzania. Wachlarz możliwości jest tutaj nieskończony, czego nie można powiedzieć o czasie ani zasobach na eksperymenty. Proces można przyspieszyć za pomocą narzędzi, które wyjaśniają fundamentalną naturę procesów oraz zapewniają jakościową i ilościową analizę struktur, defektów, rozmieszczenia substancji, ich stężenia, wiązań i innych cech. „Opracowaliśmy potężną nową zdolność symulacji obliczeniowej, która może zaoferować fundamentalny wgląd naukowy i praktyczne wskazówki projektowe nie tylko społeczności badawczej zajmującej się magazynowaniem energii, ale także społeczności zajmującej się przetwarzaniem materiałów” – powiedzieli naukowcy.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ nektar z zatrutego komara

▪ Aparat Samsung WB2200 z 60-krotnym zoomem optycznym

▪ Dieta warzywna jest dobra na stwardnienie rozsiane

▪ 8 GB pamięci wideo w laptopie Eurocom

▪ Toshiba TC3567x Bluetooth Low Energy 4.1 IC

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Parametry, analogi, oznaczenie elementów radiowych. Wybór artykułu

▪ artykuł Gospodarka narodowa. Notatki do wykładów

▪ artykuł Jak Zeus ukarał ludzi za kradzież ognia przez Prometeusza? Szczegółowa odpowiedź

▪ Artykuł o wulkanie Wezuwiusz. Cud natury

▪ artykuł Połączenie radiowe steruje pompą. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Klucz elektroniczny K1233KT2. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024