Вольтметр постійного струму з автоматичним вибором меж вимірювання. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Вольтметр постійного струму з автоматичним вибором меж вимірювання. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Вимірювальна техніка

Коментарі до статті

При розробці даного пристрою було поставлено завдання - зробити максимально простий за схемою цифровий вольтметр постійного струму з автоматичним вибором меж, що забезпечує вимірювання напруги до 999 і споживає невеликий струм. Схема розробленого пристрою показано на рис. 1. Основа його - мікроконтролер DD1, що працює за програмою, коди якої показані в таблиці.

Вольтметр постійного струму з автоматичним вибором меж вимірювання
Рис. 1

Вимірювана напруга надходить на вхід вбудованого в мікроконтролер АЦП (висновок 3) через резистивні дільники напруги та фільтр НЧ C1R5, що пригнічує високочастотні перешкоди. В якості зразкової напруги для АЦП використаний вбудований мікроконтролер джерело напруги 2,56 В. При вхідній напрузі менше 10 В лінії порту PBI і РВ2 (висновки 6 і 7) мікроконтролера DD1 знаходяться в стані високого опору. У цьому випадку коефіцієнт поділу вхідного дільника напруги АЦП дорівнює 4 (верхнє плече дільника - R3 і R6, нижнє - R2) і вхідна напруга вимірюється з точністю до сотих часток вольта.

Якщо вхідна напруга перевищить 10 В, за допомогою лінії порту РВ1 мікроконтролер DD1 підключить паралельно резистору R2 резистор R9, збільшуючи коефіцієнт поділу вхідної напруги до 40. У цьому випадку верхня межа вимірювання становитиме 999 В. Коли на цій межі напруга стане менше 10 В, лінії порту РВ1 і РВ2 (висновки 6 і 7) мікроконтролера DD1 перемикаються в стан високого опору і коефіцієнт поділу вхідного дільника знову зменшиться до 4. Якщо ж вхідна напруга досягне 100 В і більше, за допомогою лінії порту РВ2 мікроконтролер DD1 додатково підключить паралельно резистору R2 R8, При цьому коефіцієнт розподілу вхідної напруги зросте до 400, а верхня межа вимірювання складе 999 В. Коли вхідна напруга перевищить значення 999 (перевантаження), в першому і другому (крайні праві) розрядах відображаються символи "- -".

У пристрої також передбачено вимірювання напруги акумулятора G1 з точністю до сотих часток вольта. Для цього напруга, пропорційна напрузі акумулятора, з резистивного дільника R1R4 надходить на вхід РВ4, який програмно налаштований як ще один вхід вбудованого АЦП. Вся інформація відображається на десяти розрядному РК індикаторі HG1. У лівій його частині - напруга акумулятора, а в правій - напруги, що вимірюється.

Поділ цілих і десятих часток вольта здійснюється порожнім знайоместом. У зв'язку з обмеженим числом портів введення-виведення мікроконтролера дані передаються по одній лінії РВ5 (висновок 5) з часомімпульсним кодуванням (час передачі 1 приблизно в десять разів більше 0, а пауза між ними дорівнює тривалості 1). При малій тривалості сигналу конденсатор С3 не встигає зарядитися, а під час паузи повністю розряджається, тому при малій тривалості імпульсу під час його спаду на лінії даних DAT (висновок 4 індикатора HG1) є низький рівень і контролер РК індикатора сприймає це як 0. При великій Тривалість імпульсу до моменту спаду імпульсу конденсатор С3 встигає зарядитися до високого рівня і контролер РК індикатора фіксує це як 1.

Для живлення пристрою підійде акумулятор від мобільного телефону. При напрузі 4,2 споживаний струм не перевищує 5 мА. Світлодіод НL1 використовується не як світловий індикатор, а як стабілізатор напруги живлення РКІ. Вольтметр зберігає працездатність при зниженні напруги живлення 3 ст.

Більшість елементів, крім акумулятора G1, вимикача живлення SA1, індикатора HG1 та резистора R3, змонтовані на друкованій платі з однобічно фольгованого склотекстоліту, креслення якої показано на рис. 2.

Вольтметр постійного струму з автоматичним вибором меж вимірювання
Рис. 2

Плата встановлена в пластмасовий корпус відповідного розміру. Застосовано резистори Р1-4, МЛТ, С2-23, оксидний конденсатор – імпортний, конденсатори С1, С3 – К10-17. ЖК індикатор - КО-4В2 (з контролером W-1611-04) або НТ-1611, що випускаються фірмою "Телесистеми". Світлодіод, вимикач живлення та акумулятор від мобільного телефону можуть бути будь-якого типу.

Для налагодження пристрою знадобиться зразковий вольтметр. Спочатку його підключають до акумулятора і добіркою резистора R4 зрівнюють показання в лівій частині індикатора з показаннями зразкового вольтметра. Потім підключають вхід "+" пристрою до плюсового виведення конденсатора С2 і добіркою резистора R9 зрівнюють показання в правій частині РК індикатора з показаннями зразкового вольтметра. Далі підключають цей вольтметр на вхід пристрою, подають на нього напругу близько 30 від стабілізованого джерела живлення і добіркою резистора знову зрівнюють показання в правій частині РК індикатора з показаннями зразкового вольтметра. Збільшують вхідну напругу до 150, і добіркою резистора R8 знову зрівнюють показання.

Оскільки максимальний струм дільника не перевищує 1 мА (при вхідній напрузі 1000 він становить близько 0,6 мА), із захистом мікроконтролера від перевантажень і аномальних напруг на вході вбудованого АЦП цілком справляються внутрішні захисні діоди.

Текст та коди програми для мікроконтролера вольтметра

Автор: Озолін М.

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

Низькотемпературний рекорд для квантових пристроїв 07.02.2016

Групі вчених з Технічного дослідницького центру VTT (Фінляндія), Ланкастерського університету та товариства Aivon (Великобританія) вдалося домогтися охолодження електронів у новому наноелектронному пристрої до температури, яка лише на кілька тисячних часток градуса перевищує абсолютний нуль.

Незважаючи на те, що сьогодні є методи, що дозволяють охолодити навіть масивні шматки металу нижче одного мілікельвіна (десять у мінус третій кельвіна), домогтися схожого охолодження для електронів у невеликих пристроях раніше не вдавалося.

Нове дослідження відкриває нові можливості в галузі квантових технологій, у тому числі конструювання квантових комп'ютерів та датчиків. Як відомо, квантові технології використовують квантово-механічні ефекти, які можуть перевершувати за продуктивністю будь-які технології, засновані лише на класичній фізиці. Багато високочутливих датчиків магнітного поля і детектори випромінювання вимагають низьких температур - їм шкідливий тепловий шум.

Використане експериментально наноелектронне пристрій є так званий первинний термометр, тобто. термометр, який не потребує калібрування. Це робить його дуже привабливим для використання області низькотемпературних приладів та метеорології.

У його створенні брали участь провідні вчені та експерти у галузі нанотехнологій та датчиків високої продуктивності з Фінляндії та Великобританії.

Професор Річ Хейлі (Rich Haley) з Ланкастерського університету каже, що дуже важливо, що в новому експерименті нарешті вдалося подолати бар'єр у 4 мілікельвіни, який утримувався в таких структурах протягом п'ятнадцяти років. Вчені раді, що їм не тільки вдалося досягти нового рекорду, а й знайти шлях до ще нижчих температур.

Інші цікаві новини:

▪ SANYO переходить до випуску OLED-дисплеїв

▪ Звукові хвилі - джерела негативної гравітації, що мають негативну масу

▪ При посадці на рейс покажіть діючий гаджет

▪ Надмініатюрний широкосмуговий детектор потужності LTC5508

▪ Флуоресцентні датчики вкажуть на органічні забруднювачі води

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки. Добірка статей

▪ стаття Розставити крапки над i. Крилатий вислів

▪ статья Якому радянському маршалу іноземний уряд подав позов за вбивство повії? Детальна відповідь

▪ стаття Прангос Липського Легенди, вирощування, способи застосування