Вольтметр(амперметр)на микроконтроллере Attiny2313

Предлагаю вашему вниманию конструкцию цифрового вольтметра, который также может быть переделан в амперметр. Схема была взята из журнала Радио №2 за 2010 год. Схема представлена на рисунке

Вольтметр предназначен для измерения напряжения до 0-99,99 в, этот интервал разбит на два участка – 0-9,999в и 10-99,99 в. Переключение с одного диапазона на другой –автоматическое. Входное сопротивление на первом участке – 470 кОм, на втором – около 100 кОм, абсолютная погрешность измерения на первом участке составляет ±3мв, напряжение питания – 15-20 в, потребляемый ток – 60мА(зависит от примененного семисегментного индикатора). Период повторения измерения – 100мс, максимальное время одного цикла преобразования при входном напряжении 9,999 в – 10мс. При превышении измеряемым напряжением 99,99 в на индикаторе отображается число «9999», которое мигает с частотой 2Гц. Полярность входного напряжения — положительная.
Принцип работы вольтметра основан на методе преобразования измеряемого напряжения в частоту с помощью однократного интегрирования. Это позволяет по сравнению с микроконтроллерами, имеющими встроенные десятиразрядные АЦП, получить большую разрешающую способность в широком интервале измеряемого напряжения. Подсчет частоты, переключение пределов и вывод результатов измерения на светодиодный индикатор осуществляет микроконтроллер. Подробное описание работы можно прочитать в статье, в прилагаемом файле, так же исходный код и файл прошивки
depositfiles.com/files/9p9spo2oo
Теперь про доработку этого вольтметра. Резистор делителя напряжения R2 я сделал составным – резистор ПТМН – 0,5Вт 100кОм, ±0,25% и последовательно с ним многооборотный подстроечный СП5-2 на 22 кОм, резистор R5 поставил подстроечный СП3-39А на 15 кОм. Это было сделано для точного подбора сопротивления делителя напряжения при настройке вольтметра.
Вольтметр собран на печатной плате. Плата была перерисована из статьи в программе sprint layout, файл печатки прилагается ниже
depositfiles.com/files/rsbo4oebv
а вот печатка для SMD компонентов
depositfiles.com/files/zi6xq8x7f
Микроконтроллер прошивался при помощи программатора STK 200/300, в программе CodeVisionAVR.
Фьюзы для CodeVisionAVR

Фьюзы для Pony Prog

Питается вольтметр от трансформаторного блока питания с стабилизатором напряжения на микросхеме 7815, собранном по типовой схеме. Блок питания собран на печатной плате, так же на плате находится составной резистор R2 и R5. Файл печатной платы ниже.
depositfiles.com/files/nsaa4kzkj
Фото основной платы вольтметра


Фото блока питания


И теперь все в сборе

Настройка вольтметра заключается в установке резистором R3 тока зарядки конденсатора C2 и подбор сопротивления делителя напряжения. Предварительно делитель подстроечными резисторами настраивается – резистор R2 на сопротивление 117 кОм, резистор R5 на сопротивление 13 кОм. На вход прибора подают стабилизированное напряжение в интервале 9…9.8 в, контролируя образцовым вольтметром. Резистором R3 уравнивают показания налаживаемого и образцового вольтметров. Увеличивают напряжение до тех пор, пока вольтметр не переключится на второй диапазон измерений. Если показания вольтметра «зависли» при этом, то резисторами R2 и R5 добиваются переключения вольтметра на второй диапазон, после этого нужно повторить регулировку резистором R3. Подают на вольтметр максимально возможное напряжение до 100 в и резисторами R2 и R5 корректируют показания. Далее подают на вход от 5 до 10 в и при необходимости корректируют показания резистором R3. Проверяется показания вольтметра во всем диапазоне.
Фото показаний вольтметра на первом диапазоне и образцового прибора Щ301-1.

Фото показаний вольтметра на втором диапазоне и образцового прибора Щ301-1.


Вольтметр, собранный по этой схеме показал высокую точность показаний, по сравнению с китайскими мультиметрами, его можно применять и как лабораторный.
Для данного вольтметра корпус не изготавливался, вольтметр был встроен в корпус электролизера, для контроля напряжения на электродах, вместо штатного стрелочного вольтметра.
Так же данная схема вольтметра может быть переделана в амперметр.
Схема изменений приведена ниже

Показания могут лежать в диапазоне от 0,00 до 99,99А.
Децимальная точка зафиксирована, старший разряд при показаниях, меньших 10А не горит.
Делитель изъят, вместо С4 стоит танталовый конденсатор К53-4 6,8мкФ — для усреднения. В сток транзистора VT1 добавил резистор 1ом, ёмкость-то большая, хоть немного ограничивает пиковый ток разряда.
Для имеющегося шунта необходимо пересчитать ёмкость С2: Сх=(Uпоказ./Uшунт)*С2, где Сх, мкФ — искомая ёмкость конденсатора, Uпоказ., мВ — требуемое максимальное показание амперметра, Uшунт, мВ — напряжение на шунте, соответствующее максимальному измеряемому току, С2 — 2,2мкФ. Пусть на шунте падает 300мВ. Для 10А получается: (1000/300)*2,2 = 7,33 мкФ. Ёмкость лучше округлить в большую сторону, до 8,2мкФ. Номинал резистора R4 придется подобрать, он будет меньше, чем в исходной схеме. Немного измененная прошивка прилагается ниже (так же и исход)
depositfiles.com/files/r753yeofl
Ну вот и все! Оценивайте, комментируйте, критикуйте!

29 комментариев

avatar
Поставьте пожалуйсте тэг cut! А то некрасиво отображается!
avatar
готово!
avatar
Йес, ес. Так и знал. Все думал где всплывет эта связка депозит-летитбит-рапида-турбобит. Вот она!
ну что сказать. Оптимистичное студенческое настроение чувствуется, призы гарантируются. Особенно это — Ну вот и все! Оценивайте, комментируйте, критикуйте! На самом деле это так просто)

Совет нужен? Переписать все тексты заново конкретнее и русскому языку надо учиться.
А то прям читаешь, Киркоров тут и все остальные розовые кофточки сейчас будут внимательно читать и всему верить сразу.
Стиль сменить надо, типичное разводилово.
Следующий пост будет — Как заработать в интернете? Дооо, как все предсказуемо )))
avatar
при чем тут разводилово, ты о чем????
avatar
я эту схему 4 раза уже повторил, работает отлично… я уже давно не студент…
avatar
Haters gonna hate!
Оставьте этого тролля без еды
avatar
Ну на 80 кб что на депозите он много не заработает… точнее вообще ничего.
И вообще депозит можно рассматривать лишь как надежное хранилище на 3 месяца (при условии что вы зарегистрированы и у вас не варез).
  • JN79
  • 0
avatar
Уважаемый автор, заинтересовала ваша схема амперметра, не могли бы вы её от редактировать в плане названий элементов, описание читаю и названия элементов не сходятся с текстом. за ранее блогадарен.
avatar
названия элементов даны по основной схеме вольтметра, на схеме вольтметра С4 — это на схеме амперметра С3, возле которого подпись 6,8 мкф танталовый, С5 на схеме амперметра — это С2 на схеме вольтметра.
avatar
ещё один вопросик, а у вас нет проекта в протеусе? хочу собрать и компоненты есть, но пока останавливаюсь хочется по смотреть как работает.
avatar
в протеусе к сожалению проекта нет, все сперва макетировалось в живую
avatar
жаль, я вот в протеусе поставил дисплей и контроллер, запустил модуляцию и первое что появилось это четыре цифры 1408 — цифры такие, тока в каком порядке они были не вспомню, далее появились 0.00 я так понял какая то инициализация прошла и потом он считывает показания, и я так понимаю что в схеме перепутаны выводы на аноды дисплея.
avatar
цифры 1408 это начальная инициализация, в схеме выводы не перепутаны, в железе все работало, проверьте правильность в протэусе
avatar
Уважаемый автор, напишите пожалуйста на почту portos61@mail.ru.
Очень нужна консультация.
avatar
Написал вам
avatar
Искал в сети вариант цифровой индикации тока для зарядного устройства да и вообще в свой лабораторный БП непомешалобы. Нашел эту страничку, заинтересовал вариант амперметра. Прочитал все с вольтметром понятно, смотрю на схему вариант амперметра и немогу понять как этот девайс подключается к шунту измерительному. Точнее где вход схемы?

Разжуйте мне бестолковому :) заранее благодарен.
avatar
Вход +Uизм и -Uизм
avatar
могли бы вы переделать прошивку что бы при 16в показывало 3000
avatar
зачем????
avatar
Здравствуйте. Собрал вольтметр, но нет индикации, испробовал уже два микроконтроллера — безрезультатно.
Можете помочь разобраться, в чем проблема?
avatar
проверьте правильность включения индикатора, в схеме индикатор с общим анодом, проверьте правильность включения транзисторов, которые коммутируют аноды
avatar
фьюзы правильно выставили?
avatar
Индикатор и транзисторы включены правильно, фьзы тоже правильно выставил.
Резисторная сборка была неправильно спаяна, после исправлений:
если длительное время не включать, то при последующем включении индикатор загорается через 1-2 мин, с четвертый разряд не горит и на подачу измеряемого напряжения не реагирует, новый мк проблемы не решил.
avatar
Здравствуйте. Я хочу собрать вольтметр, SMD вариант. Подскажите пожалуйста какие транзисторы VT3-VT6 можно впаять вместо КТ3102?
avatar
BC847 пойдет вот даташит hep.fi.infn.it/PAMELA/pdf/bc847.pdf
avatar
Спасибо
avatar
А как же фьюзы? там все пустые, так и должно быть?
avatar
да, так и должно быть
avatar
Делал этот вольтметр, показатели хорошие.Вот платка yadi.sk/d/CeVInoV8H5MCF Полевые транзисторы ставил разные P3057 и в sot23 -702
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.