Этот вольтметр предназначен для встраивания в регулируемые лабораторные источники питания. Он осуществляет измерение и индикацию на четырехразрядном цифровом светодиодном семиэлементном индикаторе напряжения в пределах 0...99.9 В. Этот интервал разбит на два поддиапазона: 0...9,99 В и 10,0...99,9 В, а их переключение осуществляется автоматически. В индикаторе не используются десятичные точки, поэтому разделение единиц и десятков вольт от десятых и сотых долей вольта осуществляется одним "погашенным" разрядом индикатора. Схема устройства показана на рис. 1. Его основой является микроконтроллер DD1, работающий по программе, которую вы сможете взять по ссылке в конце статьи.

Вольтметр для лабораторных источников питания

Рис. 1

Измерение напряжения и преобразование в цифровой код осуществляет встроенный в микроконтроллер DD1 10-разрядный АЦП. Диод VD1 защищает его вход от напряжения минусовой полярности, а диод VD2 ограничивает напряжение на нем на уровне 3,1...3,3 В. Дроссель L1 совместно с конденсатором СЗ образуют фильтр питания аналоговой части микроконтроллера DD1. Конденсатор С1 снижает уровень помех на входе АЦП, а конденсатор С4 - на выходе РА3 микроконтроллера, на котором присутствует образцовое напряжение для АЦП (2,56 В), заданное программно.

Пока входное напряжение менее 9,99 В, значение в регистрах данных АЦП меньше установленного порога и на выходе РА0 микроконтроллера низкий уровень. Поэтому транзистор VT1 закрыт и резисторы R1-R3 образуют делитель напряжения с коэффициентом передачи 0,25. В этом случае "светятся" первый и второй разряды индикатора HG2, которые индицируют сотые и десятые доли вольта соответственно. Третий разряд погашен, так как он является разделительным, "светится" также первый разряд индикатора HG1, который является в данном случае третьим разрядом всего индикатора вольтметра, на нем отображаются единицы вольт. Если входное напряжение достигнет значения 10 В и более, на выходе РА0 микроконтроллера установится высокий уровень, транзистор VT1 откроется и параллельно резистору R3 через малое сопротивление сток-исток открытого транзистора будет подключен резистор R4, уменьшая коэффициент передачи резистивного делителя напряжения R1-R4 в десять раз - 0,025.

В этом случае "светятся" первый (десятые доли вольта) и третий (единицы вольт) разряды индикатора HG2 (второй является разделительным и погашен), а также первый разряд (десятки вольт) индикатора HG1. Большинство деталей, кроме светодиодных индикаторов, монтируют на плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита, чертеж которой показан на рис. 2.

Вольтметр для лабораторных источников питания

Рис. 2

В устройстве применены оксидные конденсаторы К50-35 или импортные, резисторы - МЛТ, С2-23, транзисторы BSS88 заменимы на BS170P, КП504А. Можно применить один четырехразрядный, два двухразрядных или четыре одноразрядных светодиодных семиэлементных индикатора с общим катодом. Дроссель L1 - ДМ-0,1 или импортный ЕС24, на плате он установлен между выводами 5 и 15 микроконтроллера со стороны печатных проводников. Питать устройство необходимо от стабилизированного источника напряжения, например, интегрального стабилизатора 78L05, подключив его к выходу выпрямителя источника питания. Но следует помнить, что максимальное входное напряжение стабилизатора 78L05 составляет 30 В. Средний ток, потребляемый устройством, - около 12 мА. Налаживание сводится к подборке резисторов R1 и R4. Сначала, подав на вход напряжение около 5 В и контролируя его образцовым вольтметром, подборкой резистора R1 устанавливают на индикаторе необходимое значение. Затем увеличивают входное напряжение до 15...20 В и подборкой резистора R4 также устанавливают на индикаторе необходимое значение.

Программа для прошивки микроконтроллера

Автор: М. Озолин, с. Красный Яр, Томской обл.; Публикация: www.cxem.net

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

Навигация

Инструкции по эксплуатации

Copyright © 2018 Электрические принципиальные схемы.