AVT-5300.pdf
(
831 KB
)
Pobierz
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/strict.dtd">
PROJEKTY
VMOD
Uniwersalny, miniaturowy
miernik napięcia
Dodatkowe materiały
na CD/FTP
W projekcie miniaturowego
woltomierza o wszechstronnym
zastosowaniu użyto
mikrokontrolera ATmega88.
Układ wyposażono w 4-cyfrowy
wyświetlacz LED. Woltomierz
ma funkcję automatycznego
przełączania zakresów
pomiarowych, umożliwiając
pomiar napięcia o wartości
do 50 V
DC
. Oprócz tego może
opcjonalnie pełnić funkcje
amperomierza (0...50 A) lub
termometru (0...150°C).
Rekomendacje:
VMOD przyda
się jako miernik panelowy
w zasilaczu, regulatorze
temperatury lub innym
przyrządzie, których jest wiele
w warsztacie elektronika.
AVT
5300
AVT-5300 w ofercie AVT:
AVT-5300A – płytka drukowana
AVT-5300B – płytka drukowana + elementy
Schemat ideowy miernika napięcia
VMOD pokazano na
rysunku 1
. Napięcie
wejściowe jest dzielone w stopniu wyzna-
czanym przez dzielnik zbudowany z rezy-
storów R1, R2 i R12. Ich rezystancje zostały
tak dobrane, aby rezystancja wejściowa była
zbliżona do 1 MV. Dzielnik ma dwa wypro-
wadzenia. Pierwsze, o ilorazie 1/50, odpo-
wiada za najwyższy podzakres pomiarowy
10...50 V. Drugie, 1/10, jest stosowane do
uzyskania pozostałych trzech podzakresów:
– połączone bezpośrednio do przetworni-
ka A/C odpowiada zakresowi 5...10 V.
– połączone przez wzmacniacz napięcio-
wy o wzmocnieniu 2 daje wypadkowy
iloraz 1/5 i odpowiada zakresowi 1...5 V.
– połączone przez wzmacniacz napięcio-
wy o wzmocnieniu 10 daje wypadkowy
iloraz 1 i odpowiada zakresowi 0...1 V.
Schemat blokowy obwodu wejściowego,
ułatwiający zrozumienie zasady jego działa-
nia, pokazano na
rysunku 2
. Za wykonywa-
nie pomiarów i wyświetlanie wyników odpo-
wiada mikrokontroler ATmega88. Steruje on
również 4-cyfrowym wyświetlaczem LED.
Pierwszy etap pomiaru polega na od-
czycie stanu przetwornika A/C dla wejścia,
które jest dołączone do masy. Następnie jest
mierzone napięcie doprowadzone do wejścia
przetwornika (szczegółowo będzie to opi-
sane dalej). Wynik pierwszego pomiaru jest
odejmowany od właściwego wyniku pomia-
ru napięcia. Pozwala to na częściowe wyeli-
minowanie niedoskonałości przetwornika
i bloku wejściowego związanych z błędem
offsetu.
VMOD jest wyposażony w funkcję au-
tomatycznej zmiany zakresu pomiarowego.
W wyniku kolejno wykonywanych pomia-
rów są odczytywane zmierzone wartości
liczbowe napięcia dla kolejnych wejść połą-
czonych z wyjściami dzielnika wejściowego,
a więc dla kolejnych podzakresów pomia-
rowych. Jeśli wartość liczbowa jest większa
od 1000, to przetwornik wskazuje stan bliski
maksymalnemu i wówczas następuje zmia-
na podzakresu na „wyższy”. Jeśli wartość
jest mniejsza, to następuje jej konwersja na
mV i skorygowanie offsetu. Wynik pomiaru
jest uśredniany, a średnia arytmetyczna jest
wyliczana ze 100 pomiarów. Wartość średnia
jest wyświetlana na wyświetlaczu. Taki me-
chanizm powoduje, że wskazania są stabil-
ne, odporne na zakłócenia, a ostatnia cyfra
nie oscyluje. Należy zaznaczyć, że układ nie
wprowadza korekcji charakterystyki prze-
twornika A/C wbudowanego w mikrokontro-
ler. Charakterystyka ta może być nieliniowa
Podstawowe informacje:
• Pomiar napięcia stałego do 50 V
• 4 wybierane automatycznie podzakresy
pomiarowe: 0...1 V, 1...5 V, 5...10 V
i 10...50 V
• Rozdzielczość pomiaru 1, 5, 10 lub 50 mV
(zależnie od zakresu)
• Rezystancja wejściowa 1 M
V
• Pomiar napięć własnych (wspólna masa
zasilania i pomiarowa)
• Nie mierzy napięć ujemnych
• Opcjonalne funkcje: amperomierz 0...50 A lub
termometr 0...150˚C
• Napięcie zasilania 6...15 V
DC
• Wymiary 32 mm×47 mm×20 mm
Dodatkowe materiały na CD/FTP:
ftp://ep.com.pl
, user:
16732
, pass:
630v2nfb
• wzory płytek PCB
• karty katalogowe i noty aplikacyjne
elementów oznaczonych w
Wykazie
elementów
kolorem czerwonym
Projekty pokrewne na CD/FTP:
(wymienione artykuły są w całości dostępne na CD)
AVT-5233 3-kanałowy woltomierz (EP 5/2010)
AVT-5182 Wielokanałowy rejestrator napięć
(EP 4/2009)
AVT-2857 Moduł woltomierza/amperomierza
(EdW 3/2008)
AVT-449 Moduł pomiarowy (EP 6/2007)
AVT-5097 „Mówiący” woltomierz (EP 1-2/2003)
AVT-5086 Programowany 4-kanałowy
komparator/woltomierz (EP 11/2002)
AVT-2270 Moduł miliwoltomierza
(EdW 3/1998)
AVT-2126 Moduł woltomierza na LCD
(EdW 3/1997)
34
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 7/2011
Uniwersalny, miniaturowy miernik napięcia
i będzie to główną przyczyną powstawania
błędów pomiarowych.
Montaż i uruchomienie
Miernik VMOD jest zbudowany z dwóch
płytek: głównej i wyświetlacza. Ich schemat
montażowy pokazano, odpowiednio, na
ry-
sunku 3
i
rysunku 4
. Montaż jest typowy
i nie wymaga opisu. Należy jedynie zwrócić
uwagę na wzajemne połączenie płytek, typo-
wo, pod kątem prostym.
Zmontowany układ wymaga wykonania
kalibracji. Na początek zwieramy wejścia
pomiarowe. Na wyświetlaczu powinna być
Rysunek 2. Schemat funkcjonalny obwo-
dów wejściowych
Rysunek 3. Schemat montażowy płytki
głównej
Rysunek 4. Schemat montażowy płytki
wyświetlacza
REKLAMA
Rysunek 1. Schemat ideowy miernika VMOD
35
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 7/2011
PROJEKTY
Wykaz elementów
Rezystory:
(SMD 0805)
R1: 820 k
V
1%
R3, R10, R11, R13, R25: 10 k
V
R4: 3,9 k
V
1%
R5: 33 k
V
1%
R6: 2 k
V
1%
R7, R8, R15, R16: 100
V
1%
R14, R17: 20 k
V
1%
R9, R26: 47
V
R18...R27: 100
V
1%
R28: 0
V
(zworka)
R2: 100 k
V
helipot
R12: 50 k
V
helipot
Kondensatory:
C1, C2, C4...C9: 100 nF (SMD 0805)
C3: 10
M
F (SMD „A”)
Półprzewodniki:
D1: LL4148 (MMELF)
Q1...Q4: BC857 (SOT23)
Q5: BC847 (SOT23)
IC1: TLC272 (SMD)
IC2: ATmega88 (SMD)
IC3: 78M05
Inne:
S: microwitch 10
POW, OUT: goldpin 1×2
WEJ1, WEJ2: goldpin 1×1 kątowy
DISP: goldpin kątowy 1×12, LTS2801 ×4
Tabela 1. Wykaz funkcji dostępnych w menu
Funkcja
Pozycja menu/oznaczenie
Opis
Kropka przy cyfrze jedności
Zatrzymanie pomiarów, wyświetlanie aktual-
nie zmierzonej wartości
Hold
Menu
„MEnu”
Informacja o wejściu do menu
Funkcja domyślna, pomiar napięcia. Może
być wykorzystana jako amperomierz z bocz-
nikiem 1
V
Woltomierz
„ModE” > ”AMP1”
Praca jako amperomierz z bocznikiem 0,1
V
.
Aktywowanie funkcji odpowiednio przesuwa
przecinek na wyświetlaczu
Amperomierz
„ModE” > „AMP2”
Praca jako amperomierz z bocznikiem
0,01
V
. Aktywowanie funkcji odpowiednio
przesuwa przecinek na wyświetlaczu; może
być wykorzystana jako termometr z dołączo-
nym układem LM35
Amperomierz/Termometr „ModE” > „AMP2”
Funkcja domyślna, wyświetla wartość średnią
pomiarów wykonanych pomiędzy kolejnymi
odświeżeniami wyświetlacza
Uśrednianie
„Func” > „AVEr”
Wyświetlenie wartości minimalnej z po-
miarów wykonanych pomiędzy kolejnymi
odświeżeniami wyświetlacza
Wartość min.
„Func” > „MIn”
Wyświetlenie wartości maksymalnej z po-
miarów wykonanych pomiędzy kolejnymi
odświeżeniami wyświetlacza
Wartość max.
„Func” > „MAX”
Ustawienie częstotliwość pojawiania się ko-
lejnych wskazań na wyświetlaczu, w zakresie
0,1...2,5 s
Czas odświeżania
„FrEq”
Pozwala ustawić wartość napięcia, powyżej
której ma być załączane wyjście OUT. Roz-
dzielczość 100 mV. Wartość domyślna 50 V
Protekcja
„ProT”
Kalibracja
„CALi”
Ustawia współczynnik korekcji offsetu
Wyjście
„EXIT”
Wyjście z menu
Przytrzymanie przycisku i dołączenie zasilania
układu powoduje przywrócenie ustawień
domyślnych
Domyślne
Niedostępne w menu
mierz o jak najmniejszej niepewności pomia-
rowej i na zaciski pomiarowe obu mierników
doprowadzamy napięcie stałe 25 V. Teraz, re-
gulując potencjometrem R12 umieszczonym
na płytce VMOD, doprowadzamy do zgodno-
ści wskazań obu przyrządów. Analogicznie
wykonujemy kalibrację dla zakresu 5...10 V,
z tym że należy posłużyć się napięciem sta-
łym 7,5 V, a niezbędnych regulacji dokonuje
się za pomocą potencjometru R2.
Ostatnim etapem jest kalibrowanie
wzmacniaczy. Wartości elementów zostały
tak dobrane, aby uzyskać określone parame-
try, ale tolerancje ich wartości mogą spowo-
dować niewielkie rozbieżności.
Dla sprawdzenia zakresu pomiarowe-
go 0…1 V na wejście pomiarowe podajemy
napięcie stałe o wartości ok. 500 mV. Jeśli
wskazanie przyrządu jest nieco większe, to łą-
czymy kroplą cyny pola oznaczone „A10_–”.
Jeśli to nie wystarczy, przecinamy ścieżkę
łączącą pola oznaczone „A10_0”. Gdy wska-
zanie jest mniejsze od wartości napięcia, to
postępujemy analogicznie, ale posługując się
polami oznaczonymi „A10_+”. Ten sam spo-
sób postępowania dotyczy podzakresu 1...5 V.
Tu należy posłużyć się napięciem stałym ok
2,5 V i zwierać pola oznaczone jako „A2_+”
lub „A2_–”. Jeśli mimo wszystko wskazania
w znaczny sposób odbiegają od wartości wej-
ściowych, należy ponownie przeprowadzić
kalibrację dla zakresu 5...10 V.
Po skalibrowaniu zakresów pomiaro-
wych osie potencjometrów można zabezpie-
czyć przed obrotem kroplą farby nitro.
Rysunek 5. Realizacja funkcji pomiaru
temperatury za pomocą czujnika LM35
wskazywana wartość 0,000, jednak zwykle
po zmontowaniu układu tak nie jest i należy
wprowadzić współczynnik korekcji offsetu.
W tym celu przechodzimy do menu usta-
wień, odszukujemy pozycję „cALI” i urucha-
miamy. Po krótkiej chwili ponownie pojawi
się wskazanie i jeśli jest większe niż 1...2 mV,
należy procedurę powtórzyć.
Jako kolejną przeprowadzamy kalibrację
dla zakresu 10…50 V. W tym celu równolegle
do wejścia pomiarowego dołączamy wolto-
Obsługa
Urządzenie ma kilka dodatkowych
funkcji, które są dostępne z poziomu menu
ustawień. Podczas normalnej pracy, krótkie
przyciśnięcie przycisku „S” uruchamia funk-
cję HOLD, natomiast dłuższe przytrzyma-
nie przycisku powoduje wejście do menu.
W menu krótkie przyciśnięcie powoduje
zmianę elementu menu, a przytrzymanie
– wejście do danej grupy ustawień lub uru-
chomienie danej funkcji. Opis funkcji do-
stępnych w menu zamieszczono w
tabeli 1
.
Na
rysunku 5
i
rysunku 6
pokazano sposoby
dołączenia przyrządu w celu realizacji róż-
nych funkcji pomiarowych.
Rysunek 6. VMOD pracujący jako ampe-
romierz
DS
36
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 7/2011
Plik z chomika:
zck68
Inne pliki z tego folderu:
AVT-01.pdf
(581 KB)
AVT-02.pdf
(436 KB)
AVT-2004.pdf
(990 KB)
AVT-2126.pdf
(1295 KB)
AVT-2270.pdf
(237 KB)
Inne foldery tego chomika:
Listingi
Program mikrokontrolera
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin