Вольтметр на микроконтроллере ATMEGA-8 - Измерительная техника - Инструменты

Устройство может применяться для измерения напряжения радиолюбительских блоков питания, контроля заряда аккумуляторов и т.п. Оно собрано на микроконтроллере ATMEGA-8 и светодиодном индикаторе с общим катодом MT-30361.

Технические характеристики:

Напряжение питания: 6..14 В

Потребляемый ток: 42 мА

Число разрядов индикатора: 3

Диапазон измерения: от 0 до 50 В

Шаг измерения: 0,1 В

Расчетная погрешность 0,4%

Особенности конструкции:

-Предусмотрена защита от подачи напряжения питания и измеряемого напряжения обратной полярности.

-Для уменьшения размеров устройства применяются SMD компоненты.

Принципиальная схема вольтметра показана на Рис.1.

Краткое описание схемы.

Входное напряжение питания ограничивается и стабилизируется на уровне 5В микросхемой DA1. Диод VD1 служит для защиты от перепутывания полярности напряжения питания. Стабилитрон VD2 защищает вход микроконтроллера от превышения напряжения и напряжения обратной полярности.

Измеряемое напряжение через делитель R1 R2 R3 поступает на вход АЦП микроконтроллера и преобразуется в цифровой код. Для сглаживания пульсаций код усредняется по 16 замерам. Конденсатор С4 подавляет помехи в источнике опорного напряжения АЦП. Измеренный код масштабируется и величина напряжения раскладывается на десятичные разряды (десятки, единицы и десятые доли вольт). Полученные величины поочередно выводятся в соответствующие разряды индикатора методом динамической индикации. Резисторы R5..R12 ограничивают ток сегментов индикатора до безопасных значений.

Детали и настройка.

Чип резисторы R1, R2 желательно применить полупрецизионные размера 0805 или 0603 с допуском 1%. Резистор R3 подстроечный импортный номиналом 1,5-2кОм типа 3329H или 3329H-1.

Чип резисторы R4-R12 размера 0805 с допуском ±5%. Чип конденсаторы С1 и С2 керамические размера 1206, С1 емкостью не менее 10 мкФ с рабочим напряжением от 25 до 50В. Конденсатор C2 не менее 10 мкФ с рабочим напряжением 10..16В. Также можно применить танталовые чип конденсаторы емкостью 10..22мкФ размера "A". Рабочее напряжение конденсатора С1 не менее 25В, а конденсатора С2 не менее 10В.

Чип конденсатор С3 керамический размера 0805, конденсатор С4 размера 0603.

Диод VD1 любой подходящий по размерам с барьером Шоттки. Чип стабилитрон VD2 BZV55C5V1 в корпусе SOD-80.

Стабилизатор DA1 типа L7805ABD2T в корпусе D2PAK или MC7805BDTG в корпусе DPAK.

Светодиодный индикатор с общим катодом МТ-30361(E30361-L-G-8-w) зеленого или МТ-30361(E30361-L-C-8-w) красного свечения.

Заменив прошивку можно применить и индикаторы с общим анодом. Микроконтроллер DD1 любые из серии ATMEGA-8 в корпусе TQFP-32.

Для настройки устройства на его вход подают образцовое напряжение 25В и регулируя R3 добиваются совпадения показаний вольтметра с образцовым напряжением. После этого ось подстроечного резистора контрится каплей краски.

Несколько слов по поводу конденсатора С4. В большинстве случаев вольтметр нормально работает и без него, однако с некоторыми экземплярами микроконтроллера Atmega8A при отсутствии входного напряжения вольтметр может показывать не нулевое напряжение. Это происходит из-за влияния помех на источник опорного напряжения 2.56В. При подключении С4 помехи полностью устраняются.

Монтаж.

Вольтметр собран на печатной плате из одностороннего стеклотекстолита толщиной 1,5мм. Конденсатор С4 припаивается одной обкладкой к ножкам 19,20 микроконтроллера а второй - к общему проводу схемы.

Рис.2 Вид собранной платы

Рис.3 Расположение деталей на печатной плате

Файл печатной платы разработан в программе DipTrace.

Шаблон под "лазерный утюг" в формате pdf находится здесь.

Программа написана на языке С для компилятора WinAVR-20090313

Заводские настройки фьюз-бит при программировании менять не требуется.

Код и прошивки для варианта индикатора с общим катодом:

Исходный код для ATMEGA-8 и прошивка для ATMEGA-8

Прошивка для варианта индикатора с общим анодом: voltm8anod.hex

Приложение 1:

Как записать программу в микроконтроллер:

Приложение 2:

Файл с 3D моделями для DipTrace (D-PAK, D2-PAK, 3329H, MT30361, PLS-2,54-4R)

E-mail отправителя *:
Причина:	Такая схема уже есть на сайте Ненужный материал на сайте! Я против размещения этой статьи на сайте. В комментариях спам или нец-ая брань. Требую удаления материала.
Текст сообщения *:
Номер схемы или Url *:

Пожалуйста остав

ьте свои комментарии !!!!