Каталог статей

Главная » Все схемы » Инструменты » Измерительная техника

Выбранная схема!!!


6020
Цифровой Ваттметр

Купил я тут на днях велосипедное мотор-колесо. Давно мечтал, и вот оно, во всей красе!Мотор постоянного тока, вентильный, 48в, 500ват. Китайцы обещают КПД около 85%, что уже неплохо для такой мощности.К нему в комплекте шёл контроллер 800 ватт, ручки газа и тормоза. Блок аккумуляторов - 4шт, 12в, 9а/часов и зарядное устройство к ним приобретал отдельно.

Собрал я все это добро на свой старый горный велик

Первые впечатления от электротяги просто не передать словами! Крутящий момент максимальный с самого старта (разгоняется быстрей 50-кубового скутера), максималка 45 км/час. Обкатав все это дело, мне захотелось прикрутить к нему какую-то фичу, что-нибуть для индикации расходов энергии. Тут сам собой напросился цифровой ваттметр. В предыдущих статях мы научились мерять напряжение и ток.Для того, чтобы измерить потребляемую мощность, нужно напряжение умножить на ток: ВТ=В*А. По сути, ваттметр - это амперметр и вольтметр в едином устройстве. Давайте объединим схемы амперметра и вольтметра, описанные в предыдущих статьях, и получим схему ваттметра:

Ваттметр построен на микроконтроллере atmega8, который заслужено занимает статус народного. Ток, напряжение и мощность выводятся на Lcd-дисплей 16x2. На резисторах R8,R9 построен делитель напряжения с коэффициентом деления 11, источник опорного напряжения выполнен на регулируемом стабилитроне TL431 и настроен на напряжения 5.12 вольт.Ток измеряется путем измерения падения напряжения на шунте R2, далее напряжение на шунте усиливается операционным усилителем Lm358 и поступает на вход АЦП adc0.

Программа написана на CodeVisionAVR

 

#include <mega8.h>
#include <delay.h>
#include <stdio.h>//библиотека в которой лежит функция sprintf

// Alphanumeric LCD Module functions
#asm
.equ __lcd_port=0x12 ;PORTD
#endasm
#include <lcd.h>

#define ADC_VREF_TYPE 0x00

// Read the AD conversion result
unsigned int read_adc(unsigned char adc_input)
{
ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff);
// Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage
delay_us(10);
// Start the AD conversion
ADCSRA|=0x40;
// Wait for the AD conversion to complete
while ((ADCSRA & 0x10)==0);
ADCSRA|=0x10;
return ADCW;
}

void main(void)
{
char buffer[32]; //переменная в которой будет формироваться строка для вывода на lcd
unsigned long int u; //переменная для хранения напряжения в миливольтах
unsigned long int a; //переменная для хранения тока 
unsigned long int w; //переменная для хранения значений потребляемой мощности
PORTB=0x00;
DDRB=0x00;

// Port C initialization
PORTC=0x00;
DDRC=0x00;

// Port D initialization
PORTD=0x00;
DDRD=0x00;

// Timer/Counter 0 initialization
TCCR0=0x00;
TCNT0=0x00;

// Timer/Counter 1 initialization
TCCR1A=0x00;
TCCR1B=0x00;
TCNT1H=0x00;
TCNT1L=0x00;
ICR1H=0x00;
ICR1L=0x00;
OCR1AH=0x00;
OCR1AL=0x00;
OCR1BH=0x00;
OCR1BL=0x00;

// Timer/Counter 2 initialization
ASSR=0x00;
TCCR2=0x00;
TCNT2=0x00;
OCR2=0x00;

// External Interrupt(s) initialization
MCUCR=0x00;

// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization
TIMSK=0x00;

// Analog Comparator initialization
ACSR=0x80;
SFIOR=0x00;

// ADC initialization
// ADC Clock frequency: 500,000 kHz
// ADC Voltage Reference: AREF pin
ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff;
ADCSRA=0x81;

// LCD module initialization
lcd_init(16);

while (1)
{
a=read_adc(0); // читаем значения ацп с порта 0
u=read_adc(1); // читаем значения ацп с порта 1 
/* 
  1. Измеряем ток Ток, протекающий через шунт, вичисляется по закону Ома: I=U/R
    R=0,1 ом, a U(падение напряжения на шунте) мы будем измерять.
    Так как АЦП у нас 10-битный, то максимальное число, которое вернет функция read_adc,()
    будет равно 1024, это число будет эквивалентом напряжения на входе adc0.
    Например, если read_adc() вернул 512 то это значит, что на вход adc0 ми подали половину опорного напряжения 
    Чтобы вычислить реальное напряжение, нам нужно составить пропорцию:
    опорное напряжение - 1024
    искомое напряжение - a
    У нас опорное напряжение=5.12
    Искомое напряжение = 5.12*a/1024, или Искомое напряжение = 0,005*a 
    для простоты переведём вольты в миливольты, домножив на 1000
    Искомое напряжение = 0,005*a*1000
    Здесь всё хорошо, но мы не учли коеффициент усиления ОУ
    расчитывается по формуле: Кус=1+R1/R2. Подставив, получим:
    Кус=(1+4)=5
    Реальное напряжение = 0,005*a*1000/5, получаем просто a 
  2. Измеряем напряжение
    Дальше измеряем напряжение на резисторном делителе 
    Составим пропорцию, как описано выше, и получим:
    Искомое напряжение = 0,005*u*1000
    Надо еще учесть коеффициент резисторного делителя напряжения
    у нас он равен Кдел=(R1+R2)/R2. Подставив, получим:
    Кдел=(10+1)/1=11
    Реальное напряжение = 0,005*u*1000*11
    */

    u=55*u; //вычисляем значения напряжения в миливольтах
    a=a*10; // вычисляем значения тока по закону Ома: I=U/R=a/100*1000=a*10 в милиамперах 
    w=a*u; //вычисляем потребляемую мощность
    sprintf( buffer,"I=%u,%u U=%u,%u W=%u,%lu",
    a/1000, //Целая честь тока
    (a%1000)/10, //Дробная часть тока
    u/1000, // Целая часть напряжения
    (u%1000)/10, //Дробная часть напряжения 
    w/1000000, // Целая часть мощности
    (w%1000000)/10000
    ); //формируем строку для вывода 
    lcd_clear(); //чистим дисплей перед выводом
    lcd_puts(buffer); //выводим сформированую строку на дисплей 
    delay_ms(100); //делаем задержку

    };
    }


Для того, чтобы функция sprintf могла работать с переменными типа long int, необходимо провести дополнительные настройки. Для CodeVision AVR: Project->Configure->C compiler->(S)printf Features->Выбрать пункт "long,width,precision". Проект в протеусе и исходний код программы в архиве.

АРХИВ:Скачать




Источник: http://articles.greenchip.com.ua/3-0-31-0.html
Категория: Измерительная техника | Добавил: brys99 (27.03.2015)
Просмотров: 2494 | Теги: цифровой, Ваттметр | Рейтинг: 1.0/1


Всего комментариев: 0

Все ссылки на книги и журналы, представлены на этом сайте, исключительно для ознакомления, авторские права на эти публикации принадлежат авторам книг и издательствам журналов! Подробно тут!
Жалоба

Пожалуйста оставьте свои комментарии !!!!

Имя *:
Email:
Код *:


ElectroTOP - Рейтинг сайтов
Copyright Zloy Soft (Company) © 2008 - 2016