Цифровий вольтметр

1. Короткий опис приладу.

Цифровий вольтметр призначений для вимірювання постійної напруги і передачі даних в комп'ютер. Для передачі даних і живлення використовується послідовний порт. Зібрана схема вільно поміщається усередині корпусу роз'єму DB25. На відміну від інших подібних схем зібраних на дорогих імпортних АЦП з послідовним інтерфейсом [2], ця складається з більш поширених і дешевих елементів, а за якістю роботи приблизно відповідає 10 розрядному АЦП.

2. Схема.

Схема вольтметра складається з двох операційних підсилювачів. На першому (D1.1) зібраний генератор пилоподібного напруги з частотою близько 10 герц і амплітудою близько 1 вольта. Другий (D1.2) включений за схемою компаратора і порівнює вхідну напругу з напругою приходять з генератора. На його виході в робочому режимі присутній прямокутне напругу з частотою генератора і шпаруватістю прямо пропорційної вимірюваному напрузі. Для подачі вимірюваного напруги на плату бажано використовувати екранований кабель. Вольтметр має спільну з комп'ютером землю, це необхідно враховувати при виконанні вимірювання. Це напевно самий серйозний недолік схеми, у мене є ідея, як його усунути, але схема поки не перевірена, можливо вона з'явиться на цій же сторінці через деякий час.

3. Програма.

Для роботи зі схемою необхідно використовувати спеціальну програму. Програма написана для MS DOS у вигляді резидентного COM файлу. Після запуску вона залишається в пам'яті комп'ютера і працює паралельно з іншими програмами, при цьому на екрані постійно буде присутній показання вольтметра. При запуску програми можна налаштувати її параметри – номер використовуваного порту і положення свідчення вольтметра на екрані. Для цього призначені параметри командного рядка C і P зразу за якими повинні йти десяткові цифри. Якщо Ви трохи знаєтеся на програмуванні і хочете змінити інші настройки програми або використовувати вольтметр в складі якого то свого вироби, завантажуйте вихідний текст програми на асемблері.
Програма займає мінімальний об'єм пам'яті (менше 1,5 Кб), але так як вона постійно опитує порт, їй необхідно відносно багато процесорного часу, тому, я думаю, з 386 процесором а можливо і з деякими 486 вона працювати не буде. При роботі з вікна DOS, Windows перехоплює всі звернення до порту, завдяки чому швидкість значно зменшується і необхідний більш потужний процесор.

ЗАВАНТАЖИТИ ПРОГРАМУ
Исходник

4. Технічні характеристики.

Характеристики схеми.

Вимірюється напруга 1 В *
Максимально допустимий на вході напругу 25 В
Дискретність виміру близько 1000 одиниць *
Вхідний опір не менше 150 Ком
Час вимірювання 100 мс

*) Якщо необхідно вимірювати інше напруга то просто замініть резистор R1, або використовуйте перемикач діапазонів.
*) Типове значення.

Полярність вхідної напруги визначається автоматично. Прилад захищений від перевантаження. При вхідній напрузі до 25 вольт прилад входить в режим насичення про що можна дізнатися за що з'являтимуться на екрані чотирьом дев'ятка і знаку (позитивне або негативне перенапруження). У цьому режимі він може перебувати скільки завгодно довго без небезпеки пошкодження схеми. При зниженні напруги до допустимого рівня триває нормальна робота приладу.

5. Можливі заміни елементів.

Мікросхему D1 (КР140УД20) можна замінити на імпортний аналог LM747, або будь-який інший операційний підсилювач, бажано здвоєний, що має низький струм споживання. Ємність згладжуючих конденсаторів можна зменшити до 1 мкФ, хоча точність вимірювання це не збільшить. Резистор підключений до лінії TXD можна взагалі не ставити, існує маса схем беруть харчування безпосередньо з цієї лінії, при цьому збільшиться напруга живлення мікросхеми, але так само збільшиться вірогідність виходу з ладу послідовного порту. Для покращення стабільності нуля можна додати до схеми стандартні для мікросхеми ланцюги корекції, хоча такого ж результату можна добитися використанням програмної коректування.

Сафонніков Валентин

Відправити лист автору матеріалу.
Джерело матеріалу.