Вбудований вольтметр на PIC12F675. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Вимірювальна техніка

 Коментарі до статті

У цьому приладі автор використав оригінальний метод керування чотирирозрядним семіелементним світлодіодним індикатором сигналами всього з чотирьох висновків мікроконтролера. У програмі мікроконтролера передбачено режим автоматичного калібрування вольтметра.

З'єднання світлодіодного цифрового індикатора з мікроконтролером, що стало традиційним, через перетворювач послідовного коду в паралельний 74HC595 вимагає використовувати три висновки мікроконтролера для управління перетворювачем коду і ще по одному висновку для кожного розряду індикатора. Отже, для чотирирозрядного індикатора потрібні сім висновків. Це не дає можливості застосовувати такі індикатори з маловивідними мікроконтролерами, наприклад, з PIC12F675, які мають всього шість висновків (крім висновків живлення).

Пропоную поєднати керування перетворювачем коду та розрядами індикатора, використовуючи всього чотири висновки мікроконтролера. При цьому закладений у програму алгоритм забезпечить відсутність впливу індикатора на роботу з перетворювачем та паразитного засвічення елементів індикатора.

Як завжди, інформація виводиться на індикатор розряд за розрядом за запитами переривання від мікроконтролера таймера, наступним з періодом 2 мс. Процедура обробки кожного запиту складається із п'яти етапів. На першому етапі вона встановлює низький рівень на виведенні мікросхеми 10 74HC595, обнуляючи цим її зсувний регістр. Цей етап - єдиний, на якому через елементи індикатора тече паразитний струм, але оскільки тривалість його імпульсів всього 1 мкс при періоді повторення 2000 мкс, паразитне свічення непомітно навіть у темряві.

На другому етапі наростаючий перепад рівня на виведенні мікросхеми 12 74HC595 переписує нульовий вміст зсувного регістра в регістр зберігання. Це повністю гасить індикатор.

На третьому етапі відбувається завантаження інформації в зсувний регістр мікросхеми 74HC595 послідовним кодом, що формується мікроконтролером на виведенні мікросхеми 14. На її висновок 11 надходять тактові імпульси.

На четвертому етапі наростаючим перепадом рівня на виведенні 12 мікросхеми 74HC595 інформація з її зсувного регістру надходить у регістр зберігання, причому завдяки високим рівням на катодах розряди індикатора залишаються погашеними.

На п'ятому етапі загальному катоді розряду, для якого призначений виведений на виходи мікросхеми 74HC595 паралельний код, програма встановлює низький рівень, включаючи його елементи відповідно до цього коду. На цьому обробка переривання завершується, а встановлений стан індикатора зберігається незмінним до переривання.

Для управління восьмирозрядним індикатором потрібно вісім виходів мікроконтролера. При цьому сигнали з чотирьох додаткових висновків просто управляють рівнями на катодах розрядів. Варто зазначити, що в цьому випадку можливе застосування індикаторів як із загальними катодами, так і загальними анодами, підключаючи до виходів коду перетворювача відповідно елементи або розряди. З причин, викладених нижче, динамічну індикацію у першому випадку переважно організувати поелементно, тоді як у другому - поразрядно.

Тепер розповімо про вольтметр, у якому використано описаний принцип.

Основні технічні характеристики

• Вимірювана напруга, ....... 0...80
• Дискретність виміру, .......0,1
• Похибка.......0,5% + од. мл. розр.
• Напруга живлення, В.......7...15
• Струм споживання, мА, не більше .......30

Схема вольтметра показано на рис. 1. У ньому застосовано поелементну динамічну індикацію. У кожний момент часу високий рівень встановлено на анодах однієї групи однойменних елементів всіх розрядів HG1 індикатора. На загальних катодних висновках розрядів, у яких ці елементи мають світитися, встановлюють низький рівень, інакше - високий. Зверніть увагу, що однойменні елементи можуть бути включені одночасно у всіх розрядах, але в кожному розряді в даний момент включено лише один елемент. Саме тому обрано підключення анодів елементів до виходів мікросхеми DD2, здатність навантаження яких вище, ніж виходів мікроконтролера.

Рис. 1. Схема вольтметра (натисніть , щоб збільшити)

При періоді переривань 2 мс частота оновлення зображення на індикаторі дорівнює 64 Гц та його блимання на око непомітно. Вибраний спосіб динамічної індикації також дозволив удвічі зменшити кількість резисторів (R4-R7), що обмежують струм через світлодіоди індикатора.

У мікроконтролера PIC12F675-I/P (DD1) залишаються не зайнятими в динамічній індикації лінії введення-виведення GP0 та GP3. Перша використана як вхід АЦП, на неї подають через дільник R1R2 напруга, що вимірювається. На лінії GP3 без перемички S1 завдяки резистору R3 встановлений високий логічний рівень, що служить сигналом, що переводить вольтметр в режим калібрування. Якщо перемичка встановлена, рівень цього висновку низький і вольтметр працює у звичайному режимі.

При першому вмиканні вольтметра з відсутньою перемичкою S1 на індикатор HG1 буде виведено з миготливим крайнім правим знаком. У цьому стані на вхід приладу слід подати якомога ближче до 80 напруга, контролюючи його зразковим вольтметром. При короткочасному з'єднанні контактних майданчиків, призначених для перемички S1, прилад обчислить та запам'ятає калібрувальний коефіцієнт і використовуватиме його надалі.

Однак 80 В - досить велика напруга, не виключені скрути з її отриманням. У такому випадку під час індикації значення зразкової напруги прилад потрібно вимкнути та знову ввімкнути. На індикаторі з'явиться , а при наступних вимкненнях та включеннях - , , знову і далі по колу. Калібрування слід зробити при максимальному доступному з цих значень напруги. Чим більша зразкова напруга, тим точніше калібрування. Якщо в момент калібрування вхідна напруга дуже відрізняється від зразкового, коефіцієнт обчислений не буде, а на індикатор виведено

Після калібрування вимкніть вольтметр і остаточно встановіть перемичку S1, інакше при наступному увімкненні все доведеться повторити заново. Вольтметр може працювати і без калібрування, якщо при першому його включенні перемичка S1 вже встановлена. І тут він використовує коефіцієнт, записаний у програмі, але похибка може перевищити 10 %. Про це попередить увімкнена точка в крайньому правому розряді індикатора.

Аналого-цифрове перетворення проводиться в режимі "сплячого" мікроконтролера для зменшення перешкод з боку його працюючих вузлів. З цього стану він автоматично виходить після закінчення перетворення.

Живиться прилад напругою 5, отриманим за допомогою інтегрального стабілізатора напруги DA1. Використовувати замість зазначеного на схемі стабілізатор 78L05 можна тільки в крайньому випадку, оскільки стабільність його вихідної напруги значно гірша. Без погіршення параметрів можна застосувати стабілізатор LP2951. Стабілітрон VD1 на напругу 5,6 разом із внутрішнім захисним діодом мікроконтролера оберігають останній від пошкодження при перевищенні вимірюваною напругою допустимого значення. Без обмежувача напруга живлення мікроконтролера у цій ситуації може критично збільшитись.

Пристрій зібрано на друкованій платі розмірами 40x36 мм із однобічно фольгованого склотекстоліту завтовшки 1,5 мм, показаної на рис. 2. Більшість резисторів та конденсаторів – типорозміру 0805 для поверхневого монтажу. Резистор R1 для надійної роботи при підвищеній напрузі використаний вивідною потужністю 0,5 Вт. Конденсатор C1 можна встановити і керамічний і вивідний оксидний, для якого на платі передбачено посадкове місце, позначене C1'. Індикатор FYQ-3641AHR-11 можна замінити іншим із серії 3641А або трирозрядним серії 3631А без переробки плати. Фотографію зібраної плати приладу показано на рис. 3.

Рис. 2. Друкована плата

Рис. 3. Фотознімок зібраної плати приладу

Програма мікроконтролера написана мовою C серед розробки MikroC.

Файл друкованої плати у форматі Sprint Layout 5.0 та програма мікроконтролера можна завантажити з ftp://ftp.radio.ru/pub/2016/04/voltmeter.zip.

Автор: Б. Балаєв

Дивіться інші статті розділу Вимірювальна техніка.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Моделювання структури твердотільних акумуляторів 28.01.2022 Вчені Ліверморської національної лабораторії імені Лоуренса (LLNL) у співпраці з Державним університетом Сан-Франциско та Університетом штату Пенсільванія розробили інструмент детального моделювання твердотільних структур, який допоможе створити акумулятори з кращими характеристиками. Тверді електроліти можуть допомогти подолати безліч перешкод, з якими сьогодні стикаються батареї з рідкими електролітами. Але твердотільні акумулятори мають свої недоліки. Новий інструмент моделювання конфігурацій та станів твердих структур покаже, як оминути всі проблеми. Мікроструктура матеріалів і твердого електроліту зокрема сильно впливає на транспорт іонів. Від цього залежить кількість робочих циклів акумуляторів та їх струмові характеристики. У той самий час на микроструктуру можна проводити, використовуючи її формування ті чи інші способи обробки. Діапазон можливостей тут нескінченний, чого не скажеш про час чи ресурси на експерименти. Прискорити процес можуть інструменти, що пояснюють фундаментальність процесів та дають якісний та кількісний аналіз структур, дефектів, розподілу речовин, їх концентрацію, зв'язки та інші характеристики. "Ми розробили нову потужну можливість обчислювального моделювання, яка може запропонувати фундаментальне наукове розуміння та практичний посібник із проектування не лише співтовариству дослідників у галузі зберігання енергії, а й співтовариству фахівців з обробки матеріалів", - зазначили вчені.

Інші цікаві новини:

▪ Отруєний нектар для комарів

▪ Фотокамера Samsung WB2200 із 60-кратним оптичним зумом

▪ Овочева дієта корисна при розсіяному склерозі

▪ 8 ГБ відеопам'яті у ноутбуці Eurocom

▪ ІС Toshiba TC3567х із підтримкою стандарту Bluetooth Low Energy 4.1

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Параметри, аналоги, маркування радіодеталей. Добірка статей

▪ стаття Національна економіка. Конспект лекцій

▪ стаття Як Зевс покарав людей за крадіжку Прометеєм вогню? Детальна відповідь

▪ стаття Вулкан Везувій. Диво природи

▪ стаття Радіодзвінок керує насосом. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Електронний ключ К1233КТ2. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024