Woltomierz DC z automatycznym wyborem zakresu. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Woltomierz DC z automatycznym wyborem zakresu. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Technologia pomiarowa

Komentarze do artykułu

Podczas opracowywania tego urządzenia postawiono zadanie - aby cyfrowy woltomierz prądu stałego był jak najprostszy z automatycznym doborem limitów, zapewniającym pomiar napięcia do 999 V i zużywającym mały prąd. Schemat opracowanego urządzenia pokazano na ryc. 1. Jego podstawą jest mikrokontroler DD1, który działa zgodnie z programem, którego kody pokazano w tabeli.

Woltomierz DC z automatycznym wyborem zakresu
Rys.. 1

Mierzone napięcie podawane jest na wejście przetwornika ADC wbudowanego w mikrokontroler (pin 3) poprzez rezystancyjne dzielniki napięcia oraz filtr dolnoprzepustowy C1R5, który tłumi szumy o wysokiej częstotliwości. Jako napięcie odniesienia dla przetwornika ADC zastosowano wbudowane w mikrokontroler źródło napięcia 2,56 V. Przy napięciu wejściowym mniejszym niż 10 V linie portów PBI i PB2 (piny 6 i 7) mikrokontrolera DD1 znajdują się w stanie wysokim stan oporu. W tym przypadku współczynnik podziału dzielnika napięcia wejściowego ADC wynosi 4 (górne ramię dzielnika to R3 i R6, dolne ramię to R2), a napięcie wejściowe jest mierzone z dokładnością do setnych części wolta.

Jeżeli napięcie wejściowe przekroczy 10 V, wykorzystując linię portu PB1, mikrokontroler DD1 połączy rezystor R2 równolegle z rezystorem R9, zwiększając współczynnik podziału napięcia wejściowego do 40. W takim przypadku górna granica pomiaru wyniesie 999 V Kiedy napięcie na tej granicy spadnie poniżej 10 V, linie PB1 i porty PB2 (piny 6 i 7) mikrokontrolera DD1 przełączą się w stan wysokiej rezystancji, a współczynnik podziału dzielnika wejściowego ponownie spadnie do 4. Jeżeli napięcie wejściowe osiągnie 100 V lub więcej, wykorzystując linię portu PB2, mikrokontroler DD1 dodatkowo podłączy rezystor równolegle z rezystorem R2 R8. W takim przypadku współczynnik podziału napięcia wejściowego wzrośnie do 400, a górny pomiar wyniesie 999 V. Gdy napięcie wejściowe przekroczy 999 V (przeciążenie), na pierwszej i drugiej (najbardziej prawej) cyfrze zostaną wyświetlone znaki „- -”.

Urządzenie zapewnia również pomiar napięcia akumulatora G1 z dokładnością do setnych części wolta. W tym celu napięcie proporcjonalne do napięcia baterii z dzielnika rezystancyjnego R1R4 podawane jest na wejście PB4, które programowo konfiguruje jako kolejne wejście wbudowanego ADC. Wszystkie informacje wyświetlane są na dziesięciocyfrowym wyświetlaczu LCD HG1. Po lewej stronie znajduje się napięcie akumulatora, a po prawej zmierzone napięcie.

Separacja liczb całkowitych i dziesiątych części wolta odbywa się za pomocą pustej znajomości. Ze względu na ograniczoną liczbę portów wejścia-wyjścia mikrokontrolera dane przesyłane są po jednej linii PB5 (pin 5) z kodowaniem impulsowo-czasowym (czas transmisji 1 jest około dziesięciokrotnie większy od 0, a przerwa między nimi jest równa czas trwania 1). Przy krótkim czasie trwania sygnału kondensator C3 nie ma czasu na naładowanie, a podczas przerwy jest całkowicie rozładowany, dlatego przy krótkim czasie trwania impulsu podczas jego spadku występuje niski poziom na linii danych DAT (pin 4 wskaźnik HG1), a kontroler LCD odbiera to jako 0. Przy długim czasie trwania impulsu, zanim impuls spadnie, kondensator C3 ma czas na naładowanie się do wysokiego poziomu, a kontroler LCD rejestruje to jako 1.

Do zasilania urządzenia odpowiednia jest bateria z telefonu komórkowego. Przy napięciu 4,2 V pobór prądu nie przekracza 5 mA. Dioda LED НL1 nie służy jako wskaźnik świetlny, ale jako stabilizator napięcia zasilania LCD. Woltomierz pozostaje sprawny, gdy napięcie zasilania spadnie do 3 V.

Większość elementów, z wyjątkiem baterii G1, wyłącznika zasilania SA1, wskaźnika HG1 i rezystora R3, jest zamontowana na płytce drukowanej wykonanej z jednostronnie foliowej folii z włókna szklanego, której rysunek pokazano na ryc. 2.

Woltomierz DC z automatycznym wyborem zakresu
Rys.. 2

Płytka jest zainstalowana w plastikowej obudowie o odpowiednim rozmiarze. Stosowane są rezystory R1-4, MLT, C2-23, kondensator tlenkowy jest importowany, kondensatory C1, C3 to K10-17. Wskaźnik LCD - KO-4V2 (ze sterownikiem W-1611-04) lub NT-1611 produkcji Telesystems. Dioda LED, wyłącznik zasilania i bateria telefonu komórkowego mogą być dowolnego typu.

Do założenia urządzenia potrzebny będzie przykładowy woltomierz. Najpierw podłącza się go do akumulatora i dobierając rezystor R4, odczyty po lewej stronie wskaźnika zrównuje się z odczytami przykładowego woltomierza. Następnie wejście „+” urządzenia podłącza się do dodatniego zacisku kondensatora C2 i dobierając rezystor R9, odczyty po prawej stronie wyświetlacza LCD zrównuje się z odczytami woltomierza wzorcowego. Następnie woltomierz ten podłącza się do wejścia urządzenia, przykłada się do niego napięcie około 30 V ze stabilizowanego źródła zasilania i wybierając rezystor, odczyty po prawej stronie wskaźnika LCD są ponownie wyrównywane z wskazania przykładowego woltomierza. Napięcie wejściowe zwiększa się do 150 V, a odczyty ponownie wyrównuje się, wybierając rezystor R8.

Ponieważ maksymalny prąd dzielnika nie przekracza 1 mA (przy napięciu wejściowym 1000 V jest to około 0,6 mA), wewnętrzne diody ochronne całkiem sobie radzą z ochroną mikrokontrolera przed przeciążeniami i nieprawidłowymi napięciami na wejściu wbudowanego ADC.

Kody tekstowe i programowe dla mikrokontrolera woltomierza

Autor: Ozolin M.

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

Śmierć koralowców grozi dużymi falami 12.03.2018

Zbliżające się ocieplenie i rosnący poziom zakwaszenia oceanów prowadzą do stopniowej śmierci koralowców. Naukowcy są przekonani, że śmierć Wielkiej Rafy Koralowej doprowadzi do wzrostu fal w oceanie.

Problem globalnego ocieplenia wpłynie na całe życie na naszej planecie. Naukowcy już ustalili, że struktura rafy koralowej już się zmieniła - osłabiła i zmniejszyła się. Dalsze negatywne zmiany w ekologii Ziemi doprowadzą do całkowitego zniszczenia Wielkiej Rafy Koralowej, co z kolei doprowadzi do wzrostu fal na oceanie.

Jak wiecie, rafa koralowa hamuje przepływ wody oceanicznej i działa jak bariera chroniąca wybrzeże przed wysokimi falami. Przypomnijmy, że rafa koralowa to jeden z najbardziej złożonych ekosystemów na Ziemi.

Nasilające się z roku na rok globalne ocieplenie prowadzi do zanikania glonów żyjących w rafach koralowych, co w konsekwencji prowadzi do ich śmierci. Naukowcy od dawna opracowali specjalny program ratowania Wielkiej Rafy Koralowej, ale do tej pory jego wdrożenie było w stanie jedynie powstrzymać niszczenie, a nie całkowicie je powstrzymać.

Przy pomocy komputera międzynarodowy zespół naukowców zdołał zasymulować konsekwencje, jakie przyjdą po śmierci rafy koralowej. Program pokazał, że nawet redukcja, a nie całkowita śmierć rafy, nie przyczyni się do zmniejszenia fal, co będzie prowadzić do negatywnych konsekwencji dla mieszkańców zamieszkujących obszary przybrzeżne. Jeśli ten proces nie zostanie zatrzymany, do 2100 wysokość fali wzrośnie 2,4 razy.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Akcesorium Biostar do kopania kryptowalut

▪ W kwestii produktów transgenicznych

▪ Krokomierz mrówek

▪ Zestaw słuchawkowy Magic Leap 1 do rzeczywistości mieszanej

▪ Krótkie godziny dzienne wpływają na zdolności umysłowe

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ część witryny Zasilanie. Wybór artykułów

▪ artykuł Profesor kiszonej kapusty. Popularne wyrażenie

▪ Dlaczego południk zerowy jest również nazywany południkiem Greenwich? Szczegółowa odpowiedź

▪ kierownik artykułu. Opis pracy