Вольтметр и амперметр с жк дисплеем

Вольтметр и амперметр с ЖК дисплеем

Этот прибор был разработан для измерения выходного напряжения и тока в блоке питания. Для измерения тока используется специальный шунтирующий резистор. Прибор может включать и выключать вентилятор, для обдува радиатора, при достижении определённого тока и напряжения. Уровень тока и напряжения, при котором вентилятор включается можно настроить при помощи специальной кнопки.

Технические характеристики

  • Микроконтроллер ATmega8 в качестве основы прибора
  • Дисплей на контроллере HD44780
  • Диапазон измеряемого напряжения 0-30В
  • Точность измерения напряжения 10 мВ
  • Точность измерения тока 10 мА
  • Оносторонняя печатная плата
  • Совместимость с другими LCD-дисплеями на контроллере HD44780

Схема

В списке деталей, приведённом ниже, есть элементы с пометкой «не используется». Их не требуется устанавливать, т.к. они были необходимы предыдущей версии прибора. Возможно, схема и печатная плата будут исправлены позже.

Печатная плата

В архиве по ссылке есть две версии платы отзеркаленная и не отзеркаленная. Для разных способов изготовления печатной платы нужна та или иная версия для получения правильной платы. При монтаже печатной платы не забудьте припаять две перемычки и расположить микросхему U2 на радиаторе.

После того, как на плату запаяете все детали, необходимо:
— поставить 2 перемычки на плате
— поставить перемычку вместо L1
— посадить на радиатор элемент U2
— обратить внимание на полярность элементов D1 и D2

Список элементов

Элемент Значение Корпус Примечание
R1 100k 1206
R2 100k 1206
R3 10k Потенциометр
R4 30k 1206
R5 10k 1206
R6 10k 1206
R7 7k5 1206
R8 7k5 1206
R9 500R Потенциометр
R10 500R Потенциометр
R11 5k1 1206
C1 100n 1206
C2 100n 1206
C3 100n 1206
C4 100n 1206 Не используется
C5 100n 1206 Не используется
C6 100n 1206 Не используется
C7 100n 1206 Не используется
C8 100n 1206 Не используется
C9 100n 1206 Не используется
C10 22u/6V SMD A
C11 10n 1206 Опциональный элемент — защищает Q1 против скачка напряжения после выключения вентилятора.
C12 10u/50V
L1 47u 1210 Не используется — закоротите на плате
D1 диод SMD A Опциональный элемент — защищает Q1 против скачка напряжения после выключения вентилятора.
D2 диод SMD A например SK310A
U1 7805 TO-252 Стабилизатор напряжения +5V, например LM7805
U2 7812 TO220 Стабилизатор напряжения +12V, например LM7812
U3 ATMEGA8 TQFP32
LCD GOLDPIN 1×16
J1 GOLDPIN 1×2 FAN_CON — разъем для вентилятора
J2 GOLDPIN 1×1 +12V_CON — опциональный +12V разъем
J3 GOLDPIN 1×1 +35V_CON — главный разъем питания
J4 GOLDPIN 1×3
S1 выключ.
Q1 MOSFET N SOT-23 e.g. BSS-138 (вентилятор менее 200мА)

Прошивка

При использовании микроконтроллера в TQFP корпусе, его проще прошить после монтажа на плату. Я сделал так, что микроконтроллер можно прошить через разъем для подключения ЖК дисплея. В качестве кабеля для прошивки микроконтроллера я использую кабель от старого жесткого диска. Помните, что при прошивке на схему необходимо подавать +5V питания. В зависимости от конструкции вашего программатора, он сам подаст это напряжение, или его придется брать с дополнительного блока питания.

После подключения к микроконтроллеру программатора, проверьте, распознает – ли программатор микроконтроллер. Если все в порядке, вы можете прошивать микроконтроллер. FUSE-биты необходимо выставить на работу микроконтроллера от встроенного RC генератора с частотой 1 МГц. Если микроконтроллер новый, этого делать не требуется. Поле прошивки микроконтроллера вы можете подключать ЖК-дисплей. Рекомендуется подключать его при помощи разъёма, для возможности обновления прошивки в будущем.

LCD Pin number LCD signal ΅C signal/Pin Prog signal
1 GND GND GND
2 VCC VCC VCC
4 RS SCK / PB.5 SCK
5 RW MISO / PB.4 MISO
6 EN MOSI / PB.3 MOSI
10 D3 RESET RESET

Подключение

Разъемы и элементы регулировки прибора

S1 – Кнопка настройки
При нажатии этой кнопки на дисплей выводятся значения шунтирующего резистора. Если номинал резистора известен, то нажимайте кнопку до появления на дисплее соответствующего значения. Если номинал резистора неизвестен, то установите на него точный мультиметр, и подбирайте значения резистора до тех пор, пока показания прибора и мультиметра не совпадут. После установки значения резистора, кнопка не должна быть нажата в течение 5 секунд. После этого необходимо назначить ток, при котором вентилятор будет включаться.

R9 – настройка точности в точном поддиапазоне измерений
Чтобы уменьшить ошибки АЦП ошибки, диапазон измерения разделен на два поддиапазона 0-10V и 10-30V. Для подбора точного значения резистора подключите вольтметр к выходу блока питания с напряжением 9V, и меняйте значение резистора до тех пор, пока показания вольтметра и прибора будут равны.

R10 – настройка точности в грубом поддиапазоне измерений
Примерно тоже самое что R9, но для диапазона измерений 10-30V. На выходе блока питания необходимо напряжение около 19V.

R3 – настройка контрастности ЖК-дисплея
Проворачивайте потенциометр до тех пор, пока на ЖК-дисплее не появится четкое изображение.

J1 – подключение вентилятора
Прикрепите + вентилятора к 1 выводу разъема, — ко второму.

J2 – +12V
Если у вас в блоке питания есть постоянная линия +12 В, подключите её эти к контактам. В этом случае вы не должны монтировать U2 на печатной плате. Это хорошо, т.к. вы убираете лишний источник тепла. Если у вас нет постоянной линии +12 В, то оставьте контакты неподключенными.

J3 – +35V
Напряжение с диодного моста, которое идет на U2. Возможно, на этот контакт нужно подавать меньшее напряжение – всё зависит от типа использованной вами U2. Этот вывод должен быть подключен, даже если +12V уже подключено к J2.

J4 – сигнал для измерения напряжения и тока
Прибор предназначен для измерения тока и напряжения в блоке питания. Значение тока вычисляется из падения напряжения на шунтирующем резисторе.

Контакт 1 — измерение напряжения — подключается к + блока питания.
Контакт 2 — измерение тока – подключается к — блока питания.
Контакт 3 — GND – подключается к выводу шунтирующего резистора, противоположному подключенному к блоку питания.

Встраиваемые миниатюрные цифровые вольтметры из Китая: обзор и тонкости применения

Для контроля работы аппаратуры бывают полезны постоянно работающие приборы — вольтметры, амперметры и т.п. Постоянный контроль параметров поможет понять пользователю: всё ли в порядке с аппаратурой, или «что-то пошло не так».
В этом обзоре будут представлены два миниатюрных цифровых вольтметра: на 30 Вольт и на 100 Вольт. Они — похожи, но не одинаковы.

Вольтметры предназначены для измерения постоянного напряжения положительной полярности.

Куплены вольтметры были на Алиэкспресс у этого продавца, цена (на дату обзора) — смешная: от $0.76 за 30-вольтовый прибор и до $1.35 — за 100-вольтовый.

Конструкция цифровых вольтметров

Оба вольтметра — бескорпусные; и из-за очень малых размеров платы с электроникой сначала может показаться, что они состоят только из индикаторов:

На этом фото сразу видно различие между вольтметром на 100 В ( слева) и на 30 В (справа): вольтметр на 100 В имеет 3-проводное подключение, а вольтметр на 30 В — двухпроводное.

Почему так сделано?

Всё очень просто: в вольтметрах применяется линейный стабилизатор с максимальным входным напряжением 30 В. Поэтому «младший» вольтметр может питаться прямо от измеряемого напряжения, а «старший» при использовании для измерения напряжений свыше 30 В требует для своего питания отдельный источник.

Если же 100-вольтовый вольтметр применять для измерения напряжений до 30 В, то можно замкнуть красный и желтый провода между собой и тоже запитать от измеряемого напряжения.

Но, как обычно, есть нюанс. Если запитывать прибор от измеряемого напряжения, то оно должно быть не ниже, чем необходимо для питания стабилизатора напряжения в приборе, а это — 5 В (рекомендовано продавцом). То есть, в этом случае и измеряемое напряжение должно быть не менее 5 В (испытания показали работоспособность и при 4 В, но это не гарантируется для всего температурного диапазона; да и разброс параметров элементов на плате вольтметра никто не отменял).

Читайте также  Емкостные датчики приближения

Несколько слов о габаритах вольтметров.

Если говорить о размерах кратко, то габариты приборов 30.2 x 11 x 8.6 мм.

С разбивкой по деталям размеры будут такие: длина платы — 30.2 мм, ширина платы — 11 мм, длина блока индикации — 22.6 мм, ширина блока индикации — 10.4 мм, высота блока индикации (от уровня платы) — 6.2 мм, высота всего прибора (от низа платы до верха индикатора) — 8.6 мм.

Высота цифр на индикаторе — 7.1 мм (0.28 дюйма).

Посмотрим на обратную сторону вольтметров, т.е. на платы с электроникой:

Платы вольтметров — абсолютно одинаковые, и различаются только расположением двух элементов (эти места указаны стрелочками на фото).

То есть, при желании и наличии «прямых рук» можно один из них преобразовать в другой и обратно. Но экономического смысла в этом нет, лучше сразу купить, какой надо (или, при сомнениях — оба сразу).

Назначение проводов — очевидное: чёрный — земля, красный — питание (оно же — измеряемое напряжение для 30-вольтового прибора), желтый — измеряемое напряжение.

На платах вольтметров расположено очень мало деталей.

Основа вольтметров — аналого-цифровой микроконтроллер, увы, без маркировки. Впрочем, никаких претензий к его работе не возникло.

Микроконтроллер осуществляет аналого-цифровое преобразование сигнала; затем, вероятно, какую-то нехитрую вычислительную обработку (возможно, усреднение нескольких замеров); а затем отправляет результат на 3-значный светодиодный индикатор.

Питанием микроконтроллер обеспечивают стабилизаторы с маркировкой «7533-1 E1125D» и «6513 TA502H».

Оба стабилизатора выдают на выходе напряжение 3.3 В, и, скорее всего, являются клонами популярных стабилизаторов AMS1117.

Для калибровки вольтметров имеется подстроечный резистор.

Вот, собственно, и всё.

Испытания цифровых вольтметров

Сразу надо сказать о главном: в испытаниях проверялась точность настройки вольтметров в том виде, в каком они пришли из Китая. Проверять точность просто «как таковую» смысла нет, поскольку в приборах есть калибровочные подстроечники, позволяющие скорректировать настройку вольтметров, если погрешность показаний окажется высокой.

Программа испытаний такая: сначала проверяем точность 100-вольтового вольтметра, а затем — синхронность показаний вольтметров при измерениях одного и того же напряжения.

Также проверим ток потребления приборов и входное сопротивление для 100-вольтового прибора.

Проверка точности заводской настройки, напряжение — 5 Вольт:

Всё хорошо, ошибка — менее 1%.

Напряжение — 12 В:

Здесь формально ошибки совсем нет, но это означает, скорее всего, что ошибаются оба прибора. 🙂

Обратите внимание: после 10 Вольт на тестируемом вольтметре запятая перескочила на 1 знак, и теперь прибор сотые доли Вольта не показывает.

Напряжение — 30.1 В:

Аналогично, ошибки как будто нет.

Дальше надо бы проверить на напряжении 100 В, но такого блока питания у меня не нашлось. Максимум, что нашлось — напряжение — 49.4 В:

Здесь обнаружилась небольшая погрешность на 0.1 В.

Вольтметр на 100 В позволяет измерять напряжения и меньшие, чем его напряжение питания. Но точность при этом будет падать по банальной причине: из-за слишком большого «веса» ошибки на единицу младшего разряда.

Можно измерить, например, напряжение на батарейке:

Теперь проверим совпадение (или несовпадение) показаний вольтметров между собой для двух напряжений — 4 В и 30 В:

Совпадение показаний вольтметров между собой оказалось на очень хорошем уровне.

Теперь — пример практического применения одного из этих вольтметров.

Младший вольтметр (на 30 В) я пристроил к QC-триггеру, предназначенному для получения напряжения 9 и 12 Вольт от павербанков и QC-зарядок (обзор QC-триггера вместе с павербанком).

Этот триггер посылает в подключенное устройство команду на выдачу 9 или 12 В, но не проверяет её исполнение.

Теперь проверка есть:

На этой фотографии оказалась хорошо заметна ещё одна особенность вольтметра: цифра «1» на индикаторе светится ярче других цифр.

Вероятно, вольтметр питает каждый из 3-х разрядов индикатора одним и тем же током, и для подсветки обходит их поочерёдно; в результате чего чем меньше число активных сегментов в цифре, тем ярче они светятся.

Нельзя назвать это существенной проблемой, но обратить внимание на неё следует.

Теперь — о потреблении тока вольтметрами.

Вольтметр на 30 В (с красным индикатором) потребляет 11 мА, вольтметр на 100 В (с жёлтым индикатором) — заметно больше, почти 16 мА.

При питании вольтметра на 100 В от источника с напряжением 30 В нагрев стабилизатора на плате прибора был весьма ощутимым (получилось 0.4 Вт рассеиваемой мощности на стабилизаторе).

Отсюда следует рекомендация: запитывать 100-вольтовый прибор напряжением не свыше 20 В. Самый лучший вариант — напряжением 5 В, которое есть почти везде.

Причина более высокого потребления у этого вольтметра, возможно, кроется в более высоком потреблении его индикатора (всё остальное у них — одинаковое).

Входное сопротивление 100-вольтового прибора — 100 КОм.

Говорить же о входном сопротивлении 30-вольтового прибора нет смысла, поскольку вход там объединён с питанием.

Диапазон подстройки точности вольтметров с помощью подстроечного резистора на плате составляет около 8%.

Итоги, выводы, тонкости применения

Сначала — о тонкостях применения при измерении отрицательных напряжений.

Если напряжение не превосходит 30 В, то всё делается элементарно: земля вольтметра подключается к минусу питания, а плюс вольтметра — на землю питания. И всё сразу работает!

Если же измеряемое напряжение превосходит 30 В, то всё становится намного сложнее.

Использовать в этом случае возможно только 100-вольтовый прибор; причём для его питания потребуется отдельный изолированный источник (в буржуйской терминологии — плавающий или даже летающий).

Это — серьёзное усложнение схемы, из-за чего есть смысл задуматься о других приборах для подобных измерений.

Теоретически можно вместо изолированного источника питания загасить лишнее напряжение резистором или стабилитроном; но такое решение — не красивое и ограничивает диапазон рабочих напряжений.

Теперь — о достоинствах протестированных вольтметров.

  • низкая цена;
  • хорошая точность измерения;
  • возможность питания измеряемым напряжением;
  • малые габариты и вес.

Достоинства — очень существенные, но и недостатки тоже есть:

  • отсутствие регулировки яркости (в темноте свечение индикатора ощущается слишком ярким, а при ярком свете — тускловатым);
  • наличие строб-эффекта (при движении глаз или самих вольтметров);
  • не измеряют переменное напряжение;
  • сложности с измерением отрицательных напряжений свыше 30 В.

Купить протестированные вольтметры можно здесь, причём имеется широкий выбор цветов свечения индикаторов (помимо протестированных с желтым и красным цветом).

Цифровой вольтамперметр на ATmega8 для блока питания

Цифровой вольтамперметр предназначенный для установки в блок питания для отображения выходного напряжения, тока и некоторых дополнительных параметров, выполнен в виде встраиваемого модуля.

Основные характеристики устройства:

  • основа устройства – микроконтроллер AVR ATmega8 компании Atmel;
  • диапазон измеряемого напряжения: 0 В – 30 В, шаг 10 мВ;
  • диапазон измеряемого тока: 0 А – 99 А, шаг 10 мА (шаг зависит от значения сопротивления шунта);
  • два вариатна конструкции: с микроконтроллером в TQFP и PDIP корпусе;
  • односторонняя печатная плата;
  • компактная конструкция;
  • отображение измеряемых величин на ЖК дисплее (однострочном или двухстрочном) на базе контроллера HD44780.

Измерение тока проводится с использованием шунта, который подключен последовательно с нагрузкой в цепи отрицательной (общей) клеммы блока питания. Питание устройство получает от основного блока питания (т.е. от блока питания который вы модернизируете). Дополнительной функцией, которую выполняет микроконтроллер, является управление вентилятором охлаждения радиатора выходного транзистора (транзисторов) блока питания.

При использовании двухстрочного дисплея (и соответствующего ПО для микроконтроллера) имеется возможность отображения значения сопротивления подключенной нагрузки. А при использовании блока питания для зарядки Li-Pol аккумуляторов имеется функция отображения электрической емкости аккумуляторов, что дает возможность оценить их состояние и уровень разряда.

Внутреннее разрешение вольтамперметра по диапазону измерения тока рассчитывается согласно выражения:

Разрешение[мА] = 1/(R[Ом]×3.2)

Кроме того, падение напряжения на шунте не должно превышать 2.4 В, поэтому значение сопротивления шунта должно быть меньше 2.4/Imax[A]

Читайте также  Соединение светодиодной ленты с блоком питания

Автором было разработано два варианта вольтамперметра:

  • вариант №1: применен микроконтроллер ATmega8 в корпусе TQFP32;
  • вариант №2: применен микроконтроллер ATmega8 в корпусе PDIP.

Принципиальная схема вольтамперметра (вариант №1)

Список электронных компонентов (вариант №1)

Обозначение в схеме

Номинал

Корпус

Примечание

C4, C5, C6, C7, C8, C9

Данные конденсаторы, указанные на схеме,
устанавливать на плату не нужно.
Они были необходимы для прежней версии
ПО для микроконтроллера.

Опционально. Для защиты транзистора
от помехи по напряжению при включении
вентилятора.

На плату не устанавливается

Опционально. Для защиты транзистора
от помехи по напряжению при включении
вентилятора.

Регулятор напряжения +5 В

Регулятор напряжения +12 В

N-канальный MOSFET
(ток вентилятора менее 200 мА)

Принципиальная схема вольтамперметра (вариант №2)

Ниже представлена схема подключения модуля в блоке питания.

Рассмотрим подробно процесс настройки вольтамперметра.

Кнопка S1 – сброс/установка параметров.
Для входа в режим установки параметров вольамперметра необходимо, удерживая кнопку нажатой, подать питание на схему. На дисплее появится надпись «www.elfly.pl», что означает вход в режим установки.

Первый параметр для настройки – опорное напряжение для АЦП микроконтроллера. Опорное напряжение является основным фактором погрешности измерений. Пользователь должен измерить опорное напряжение на выводе 20 микроконтроллера (для микроконтроллера в корпусе PDIP – вывод 21). Измеренное значение вы и должны прописать в этом «сервисном меню» при помощи этой же кнопки S1, иначе, по умолчанию, принимается значение опорного напряжения Vref = 2.56 В (соответственно техническому описанию на микроконтроллер).

После изменения значения опорного напряжения для сохранения параметра никаких манипуляций с кнопкой S1не должно проводится в течении 5 с.

Следующий параметр – установка значения сопротивления резистора-шунта.
Если номинал шунта известен, то нажатиями на кнопку S1 необходимо добиться отображения на дисплее соответствующего значения и затем не нажимать кнопку в течении 5 с для сохранения значения.

Если значение сопротивления шунта неизвестно, то необходимо на выход блока питания подключить амперметр, выставить некоторый ток при помощи регулятора ограничения тока блока питания и нажать кнопку S1. Кнопку необходимо нажимать пока показания амперметра и нашего устройства (с правой стороны на дисплее, с левой стороны отображается значение шунта) не станут равными.

После проведения этой процедуры для сохранения параметров кнопку не нажимать в течении 5 с.

Кроме того кнопка S1 используется для сброса значения электрической емкости при зарядке Li-Pol аккумуляторов.

Резистор R9 – точная настройка поддиапазона делителя напряжения.
Чтобы исключить ошибки преобразования АЦП диапазон измерений разбит на два поддиапазона 0 В – 10 В и 10 В – 30 В. Для настройки необходимо на выход блока питания подключить вольтметр и установить выходное напряжение на уровне около 9 В, и регулируя R9 добиться одинаковых показаний вольтметра и нашего устройства.

Резистор R10 – грубая настройка поддиапазона делителя напряжения.
Процедура аналогичная точной настройке, но необходимо установить выходное напряжение блока питания около 19 В, и регулируя резистор R10 добиться совпадения показаний.

Резистор R1 – регулировка контрастности LCD.
Если после сборки устройства на дисплее ничего не отображается, то сперва необходимо отрегулировать контрастность дисплея.

Коннектор J1 – подключение вентилятора.

Коннектор J2 – питание модуля вольтамперметра (+12 В)
Если ваш блок питания имеет выход стабилизированного напряжения +12 В, то его можно подключить к этому коннектору, и в таком случае можно не использовать в схеме регулятор напряжения U2. Такое решение имеет свои плюсы т.к. возможно подключить более мощный вентилятор охлаждения.

Если выхода +12 В у вашего блока питания нет, то этот коннектор необходимо оставить не подключенным.

Примечание. Во втором варианте схемы (PDIP) данный коннектор отсутствует.

Коннектор J3 – питание модуля вольтамперметра (+35 В)
Напряжение питания +35 В подается с диодного моста блока питания. Перед подключением необходимо уточнить параметры используемого регулятора напряжения U2 и уровень напряжения с диодного моста, чтобы не повредить регулятор U2. Но с другой стороны, минимальное напряжение, подаваемое на этот коннектор, не должно быть ниже 9 В или 6.5 В, если используются регуляторы с низким падением напряжения (LDO).

Данный коннектор должен быть подключен независимо от того, подключен ли коннектор J2 к питанию +12 В.

Коннектор J4 – подключение линий измерения напряжения и тока.
Выводы коннектора подключаются:

  • Вывод 1 – подключается к клемме «+» блока питания;
  • Вывод 2 – подключается к клемме «–» блока питания;
  • Вывод 3 – «общий»

Коннектор LCD – подключение индикатора
Вольтамперметр работает корректно с однострочным LCD. Дисплей необходимо использовать со светодиодной подсветкой (ток потребления до 15 мА).

Программирование микроконтроллера

Микроконтроллер может быть запрограммирован с помощью отдельного программатора или же в внутрисхемно с помощью переходника, который подключается к коннектору LCD. Примерный внешний вид переходника изготовленного автором из кабеля IDE:

Помните, что при программировании микроконтроллера в схеме, необходимо подать напряжение питания +5 В. В зависимости от используемого программатора, напряжение питания может подаваться от самого программатора, либо от внешнего источника.

Соответствие сигналов переходника, коннектора LCD, микроконтроллера и программатора

Выводы
ЖК модуля

Сигнал

Выводы
микроконтроллера

Выводы
программатора

Вольтметр и амперметр с жк дисплеем

Вольтметр-амперметр-ваттметр, с дисплеем Nokia5110.

Автор: С@аt, http://c2.at.ua.
Опубликовано 10.07.2013
Создано при помощи КотоРед.

Данный проект, это по сути ремейк предыдущего проекта «ДЖИН V1».

Теперь это — «Вольтметр-амперметр-ваттметр, V 3.0 с дисплеем Nokia5110″ .

Программа рассчитана для измерений постоянного тока, в лабораторном БП.

Свойства программы и характеристики:

  • двухдиапазонный вольтметр, общий диапазон измерения от 0 до 100V.
  • амперметр от 0.00 до 10.00А дискретность измерения тока 0.01А.
  • Тригерная защита по превышению потребляемых ампер
  • вольтметр №2 и №3 с диапазоном измерения от 0 до 30V.
  • ваттметр,
    • диапазон от 0.00 до 999.99Watt,шаг отображения измерения 0.01 ватт.
  • отображение внутреннего сопротивления подключенной нагрузки в оМ
  • термометр точность 0.1°C
  • аппаратный ШИМ (PWM)МК, частота 62.5 kHz ,

коэффициент заполнения импульсами – ШИМа, отображается в основном экране в % исчислении, от 0 до 100% ,

Детали: дисплей Nokia 5110 на базе контроллера PCD8544, МК ATmega8 с любой буквой, в DIP или TQFP исполнении . А также ОУ Lm 328 или Lm 2904 .

Управление кнопками:

Во время работы, управление кнопками Кн1, Кн2, Кн3 ;

Кн2 производит выбор (устанавливается курсор) на регулировку ШИМ или установку порога сработки защиты амперметра,

кнопки Кн1, Кн3 выполняют функцию уменьшения или увеличения, порога защиты ампер или значения ШИМ.

(сброс сработавшей защиты амперметра, производится по нажатию любой кнопки Кн1, Кн2, Кн3 )

Настройка схемы после сборки (первый пуск).

Настройка вольтметра: начинаем с первого поддиапазона, подаем на вход «0-100 V» любое постоянное напряжение до 9.98 V,

и сравнивая с тестовым вольтметром, настраиваем подстроечным резистором R -1 одинаково видимые показания приборов,

аналогично поступаем и со вторым поддиапазоном,

подаем на вход «0-100 V» напряжение от 10.1 V и, сравнивая с тестовым вольтметром,

настраиваем подстроечным резистором R -2 одинаковые показания напряжения.

Вольтметры №2 и №3 подстраиваются резистором R -4, R -5.

Изменить диапазон амперметра (до 20А и 30А, по умолчанию устанавливается до 10А) можно так, установить перемычку на общий питания, 19 нога (порт РВ5), включить схему, проверить визуально установкой защиты полученный диапазон, если диапазон тот что требуется перемычку снять , если нет, повторить действие.

(ВНИМАНИЕ. выбор нового диапазона амперметра, в рабочей схеме повлечет за собой необходимость подстройки, резисторов обратной связи цепей амперметра и последующей регулировки резистора R -3 )

R -3 подстройка показаний амперметра.

Пример возможного подключения, схемы и реле защиты вольтамперваттметра, в состав лабораторного блока питания.

FUSE. МК тактируется от внутреннего RS осциллятора, на частоте 8MHz.

Фото, отображение информации на дисплее.

Пару слов по поводу работы выхода ШИМ в этой схеме.
На вопрос, зачем он вообще нужен? у меня сейчас ответа нет. )))

В этой схеме он подключен к подсветке индикатора, небольшое видео как это работает (продолжительность 2мин.12сек.)

Читайте также  Светодиод для налобного фонарика

В основном экране когда курсор стоит на символе % скважность регулируется кнопками Кн1 , Кн3.

P.S. Напряжение питания этой схемы.

В моем варианте , питание 5 вольт. Вот и на дисплейчике который тут Nokia5110 написано 3 — 5 вольт.

Практически это нормально, но :)) вспоминаются мне некоторые давнишние ассоциации, про 1 китайский ватт . 1 китайский ампер.

В общем проверил работу этой схемы, с помощью своего ЛБП.

Результат ; в пределах от 2.6 до 5 вольт, схема производит измерения и работает нормально. Так что тут, товарищи пользователи, выбор оставлен вам, зарекомендованные 3.3 вольта, или не сомневаемся ни в чем, и используем привычные 5 вольт.

МИНИ ЦИФРОВЫЕ ВОЛЬТМЕТРЫ

Ещё одна маленькая победа Китай-прома над отечественным радиолюбительством произошла в области А/В-метров. Уже несколько лет как стали очень популярны мини LED индикаторы напряжения. Их уже можно увидеть во многих самодельных конструкциях и делание цифрового вольтметра / амперметра на микроконтроллере с нуля уже скорее проходит по категории «мазохизм», если конечно не требуются особые свойства или точность. Значит имеет смысл взглянуть на такие модули по-пристальнее, выбрав самые маленькие из них трех разных цветов для теста.

Модули вольтметры цифровые

Большим преимуществом блоков является относительно низкая цена и отсутствие напряжения питания, они питаются от напряжения которое одновременно измеряют. Производитель дает диапазон напряжения 2,6 — 30 В. Для начала протестируем их при разных значениях напряжения. Питание от преобразователя и литий-ионных аккумуляторов. Сравнивать будем показания с измерителем UNI-T UT210E, а также с ANENG. Модули имеют на плате небольшой потенциометр для коррекции показаний.

Бывает что настройка модуля при низком напряжении требует и коррекции на верхних рабочих диапазонах этого модуля. Для повышения точности тем потенциометром можете откалибровать показания по эталонному прибору и после процедуры рекомендуем капнуть лак для ногтей, чтобы обездвижить его. После калибровки они станут достаточно точные.

Точность этих индикаторов будет приемлемой во многих устройствах, особенно учитывая низкую цену этих модулей (можно купить за менее 100 рублей). Индикаторы автоматически переключают диапазон — после превышения значения 9,99 В отображаются только десятичные части, то есть одна цифра после запятой.

Подключение минивольтметров

Для некоторых отсутствие отдельного блока питания является недостатком. Но если есть отдельный источник питания, то можете подключить его отдельно. Еще одним недостатком является низкое внутреннее сопротивление, которое ограничивает использование модуля только для источников питания, зарядок и аналогичных схем. Другим недостатком является ограниченный диапазон измерения снизу.

Это измерительное устройство в схемном плане ничем не отличается от трехпроводного исполнения, для третьего провода (измерительного) имеется дополнительное поле для пайки. Достаточно снять перемычку.

Преимущество двухпроводной системы заключается в более низкой цене, которая компенсирует многие проблемы этого модуля.

Количество отображаемых сегментов увеличивает потребление тока, иногда эти колебания могут проявляться в показаниях точности.

Простейший вольтметр является двухпроводным — он питается от напряжения которое в то же время измеряет, то есть не нужен дополнительный источник питания для индикатора. И главное — после использования другого источника питания можем измерить напряжение от 0 В.

Мини вольт-ампер метры

Более дорогим аналогом является индикаторы, одновременно показывающие напряжение и ток. Они чуть отличаются схемой подключения и наличием двух резисторов коррекции показаний на плате.

Форум по обсуждению материала МИНИ ЦИФРОВЫЕ ВОЛЬТМЕТРЫ

Электрофорез «Поток-1» — схема, инструкция и самостоятельное изготовление медицинского прибора.

Микроконтроллер ATtiny13 и MOSFet транзисторы будут управлять светодиодными лентами в этой схеме ЦМУ.

Изучим разные типы датчиков приближения и объекты, которые они могут обнаруживать.

Цифровой амперметр на основе Arduino Uno

Амперметр используется для измерения протекающего тока через нагрузку или устройство. В этой статье мы рассмотрим создание простого цифрового амперметра на основе платы Arduino Uno, а вместе с этим повторим и основные положения закона Ома, которые нам потребуются для измерения силы тока.

Основные положения закона Ома

Наверняка все из вас хорошо знают трактовку закона Ома: «разность потенциалов между двумя полюсами или клеммами проводника прямо пропорциональна количеству тока, проходящего через этот проводник», в качестве константы этой пропорциональности мы используем сопротивление. Выражение для закона Ома выглядит следующим образом:

V = IR

V — напряжение на проводнике в вольтах (В),
I — ток, проходящий через проводник в амперах (А),
R – сопротивление проводника в омах (Ω).

Для того чтобы найти ток, протекающий через устройство, необходимо преобразовать приведенную формулу закона Ома к виду:

I = V / R

То есть для нахождения значения тока нам нужно знать всего 2 величины: напряжение и сопротивление.

В нашем проекте мы последовательно с устройством, силу тока через которое нужно измерить, будем включать сопротивление. Поскольку нам нужно найти падение напряжения, то нам просто необходимо измерить напряжение перед и после сопротивления как показано на следующем рисунке.

Согласно приведенной схемы мы будем находить 2 значения напряжения. Разница между напряжениями (V1-V2) на двух концах резистора даст нам падение напряжения на резисторе (R), и когда мы разделим падение напряжения на сопротивление резистора, мы получим силу тока (I) через устройство.

Необходимые компоненты

  1. Плата Arduino Uno (купить на AliExpress).
  2. ЖК дисплей 16х2 (купить на AliExpress).
  3. Резистор 22 Ом (купить на AliExpress).
  4. Светодиод (купить на AliExpress).
  5. Потенциометр 10 кОм (купить на AliExpress).
  6. Мультиметр.
  7. Макетная плата.
  8. Соединительные провода.

Принципиальная схема и соединения

Схема устройства представлена на следующем рисунке.

От платы Arduino Uno осуществляется питание всех остальных компонентов схемы. Выход датчика измерения силы тока подключен к одному из аналоговых контактов платы Arduino. ЖК дисплей подключен к цифровым контактам Arduino (7,8,9,10,11,12).

ЖК дисплей содержит 16 контактов, первые два контакта (VSS,VDD) и последние два контакта (анод и катод) подключены к земле и 5v. Контакты сброса (RS) и доступности (E) подключены к цифровым контактам Arduino 7 и 8. Контакты данных D4-D7 подключены к цифровым контактам Arduino (9,10,11,12). Контакт V0 подключен к средней точке потенциометра. Красный и черный провода – соответственно 5v и gnd (земля).

Измерение тока

Схема нашего амперметра содержит резистор и светодиод в качестве нагрузки. Резистор соединен последовательно со светодиодом, поэтому ток через него можно определить измеряя падение напряжения на резисторе. Точки V1, V2, в которых измеряется напряжение, подсоединены к аналоговым входам платы Arduino.

На этих аналоговых входах стоят АЦП (аналогово-цифровые преобразователи) с разрешением 10 бит, которые конвертируют входное напряжение в число от 0 до 1023. Параметры этого конвертирования мы можем изменить в программе. Также нам необходимо знать, какое минимальное напряжение способны обрабатывать АЦП на аналоговых входах платы Arduino – оно составляет 4.88mV. Таким образом, мы можем просто умножить значение с выхода АЦП на 4.88mV и получить, соответственно, значение напряжения на входе АЦП (на входе аналогового контакта платы). Более подробно про АЦП в Arduino можно прочитать в этой статье.

Расчеты

Итак, значение на выходах АЦП платы Arduino лежит в диапазоне 0-1023, а опорное напряжение – в диапазоне 0-5v.

Рассмотрим пример. Допустим, V1= 710, V2= 474 и R=22Ω, разница между напряжениями (точнее их конвертированными значениями на выходах АЦП) составляет 236. Умножив 236 на 0.00488 мы получим значение напряжения 1.15v – это и есть нужное нам значение падения напряжения. Разделив это значение напряжения на 22 (сопротивление) мы получим текущее значение тока 0.005A. Таким образом, с помощью платы Arduino мы можем достаточно просто измерять силу тока, проходящего через нагрузку.

Исходный код программы

Полный текст программы приведен в конце статьи, здесь же сначала рассмотрим его наиболее важные фрагменты.

Сначала в программе нам необходимо подключить все используемые библиотеки (в нашем случае мы будем использовать только одну библиотеку – для работы с ЖК дисплеем). Затем мы будем считывать значения напряжения в двух точках с помощью функции analogread .