У цій статті розглянуто приклад створення простого вольтметра постійного струму на друкованої плати ch-c0030pcb. Дано короткий принцип побудови цифрових вольтметрів, опис схеми, прошивки контролерів, а також програма на асемблері з коментарями. Великий популярністю користуються цифрові вольтметри серед автолюбителів для контролю напруги бортової мережі автомобіля. Тому розглянута конструкція, орієнтована на можливість живлення від бортової мережі автомобіля (12-24 вольти) і для індикації і контролю живлячої напруги.

Для реалізації цього проекту нам буде потрібно PIC-контролер з аналого-цифровим перетворювачем (АЦП). За монтажному місцю нам підійдуть з серії PIC16 – PIC16F819 або PIC16F88.

Схема вольтметра.

Позиційне позначення елементів збережено згідно монтажної схеми плати. Живлення подається на контакти 1,2 з’єднувача, контакти 3,4 використовуються для підключення індикатора або виконавчого пристрою. Подається контрольоване напруга на контакт 9. Контрольоване напруга не повинна перевищувати 100 вольт.Вимірювання напруги.Длявимірювання напруги будемо використовувати вхід AN0. За допомогою перемичок R20 і R18 сконфігуріруем вхідний ланцюг. В якості подільника вхідного напруги будемо використовувати резистори R1 і R2. Співвідношення 20/1 дозволить нам вимірювати постійні напруги до 100 вольт. В якості опорної напруги будемо використовувати напругу стабілізатора живлення контролера.

В обраних нами контролерах вбудований десяти розрядний АЦП, це означає, що обраний нами діапазон опорного напруги 5.0 вольт він «розділить» на 1024 значення. Тобто якщо на вхід контролера AN0 подавати напругу від 0 до 5 вольт, то з регістрів АЦП ADRESH і ADRESL зможемо порахувати значення від 0 до 1023.

Значить, в нашому випадку вагове значення одного розряду АЦП складе 5/1024 =0,0048828125вольта.

Для обчислення напруги необхідно отримане значення АЦП множити на0,0048828125.

Наприклад, при вимірі ми отримали значення 359. Для обчислення напруги нам необхідно 359 * 0,0048828125 = 1,7529296875. Або округлено 1,8 вольта.

Але як нам вимірювати напруги вище 5 вольт?Дляцього і використовується вхідний дільник на резисторах R1 і R2. Виберемо R2 = 10 кОм, чому 10, тому якщо вхідні кола АЦП вимагають, що б джерело мав опір не нижче 10 кОм. А в цілях зменшення вхідного струму, візьмемо максимальне значення. R1 виберемо рівне = 200 кОм для забезпечення необхідного діапазону вхідної напруги.

Коефіцієнт розподілу 200/10 =20. Це означає, що напруга, що надходить на вхід дільника, буде зменшено найого виході в 20 разів. При максимальному вхідному напрузі на вході контролера 5 вольт ми зможемо вимірювати напруги 5 * 20 =100 вольт,(Або для нашого випадку 99,9 вольта). Такий діапазон достатній для багатьох пристроїв, включаючи і автомобільну техніку.

І так якщо ми вибрали для індикації мінімального значення 0,1 вольт, то діапазон діагностуємих значень складе від 0,1 до99,9 вольт.

Для вимірювання змінної напруги необхідно на вхіддодати випрямний діод і змінити вхідний дільник, але в цій публікації створення вольтметра змінного струму розглядатися не буде.

Програма.

Для роботи контролера, необхідно програма, яка буде виконувати всі наші вимоги по роботі пристрою. Програма написана наасемблеріз застосування середовища MPLAB IDE v8.83.

Наша програма окрім виміру напруги й виведення його значення на індикатор буде виконувати й необхідні функції з контролю напруги. Так як параметри з контролю напруги необхідно задаватипід час експлуатації пристрою, то додамо до нашого пристрою кнопкиуправління. Кнопки управління підключаються до порту B мікроконтролера івикористовуються для введення параметрів роботи і калібрувальних констант. Для збереження параметрів у відключеному стані використовується EEPROM контролера. Запам’ятовування відбуватися при виході з режиму настроювання.
 

Вибір PIC-контролера.

Прошивка і текст на асемблері виконані для контролера PIC16F88, але з незначними змінами в програмі можна примітити і PIC16F819. Для цього в тексті програми є позначки дозволяють переключитися з одного процесора на інший.

Складальне креслення верхня сторона плати.

Складальне креслення нижня сторона.

Програмування контролера.

Програмування PIC контролера можна виконати безпосередньо в платі, для цього можна використовувати будь програматордозволяє виконувати внутрісхемний програмування.

Для цього застосовується з’єднувач CON1 (отвір в платі).

Від того як правильно буде виконана калібрування залежить точність паказаній нашого вольтметра. Для цього необхідно виконати три правила:

1. Калібрують по максимальному значенню вимірюваного діапазону.
Щоце значить? Якщо ви плануєте вимірювати діапазон напруг наприклад, від 0 до 30 вольт, то необхідно виставити 30 вольт і по цьому рівню калібрувати вольтметр.
2. Калібрувати треба по приладу більш високого класу.
Якщови бажаєте отримати точність + / – 0,1 вольта виставити з точністю до сота – 30,00. Реально це зробити з того що є під руками складно, тому треба спробувати встановити максимально точно.
3. Підганяти свідчення треба якомога точніше вибирати точку зміни індикації.

Список файлів що знаходяться в папці Файли проекту
Опис вольтметра. . Pdf
Схема вольтметра. . Pdf
Програма (асемблер, MPLAB – V8.76) PIC16F88 (PIC16F819). . Zip
Прошивка для контролера PIC16F88. . Zip
Складальне креслення плати. . Zip
Автор: Catcatcat

Зв’язок з автором: Немає даних

Веб сайт автора: http://open.e-voron.dp.ua

Прислав: Немає даних

Джерело: http://radiokot.ru

Доп матеріали, файли до пристрою (схемі):

Файли проекту