PIC12F675 및 LED 표시기에 내장된 전류-전압계. PIC16F676의 전압계. 무선 엔지니어링, 전자 및 DIY 회로 pic16f676의 자동차 전압계

전류전압계는 각각 0.01A 및 0.1V의 분해능으로 전류 0-9.99A 및 전압 0-100V를 측정하도록 설계되었습니다.

연산 증폭기는 LM2904로 교체할 수 있으며 LCD 디스플레이는 HD44780 컨트롤러에 있어야 합니다. 문자 수는 2x8... 2x16 문자 디스플레이를 사용할 수도 있지만 이 경우 디스플레이의 대부분은 사용되지 않은 상태로 유지됩니다. 이러한 상황에서는 전류계가 내장될 장치에서 정보가 표시될 디스플레이의 작업 부분 아래에만 창을 자르는 것이 좋습니다. 중요한! 일반적으로 디스플레이에 직접 전류 제한 저항이 백라이트 전원 회로에 설치됩니다. 저항이 없으면 LED +로 가는 개방 회로에 직접 설치해야 합니다. 저항 저항 6 ... 100 Ohm, 원하는 백라이트 밝기에 따라 ...

장치 설정은 간단합니다. 먼저 "대비" 저항을 사용하여 필요한 디스플레이 대비를 설정하고 "세트 U" 및 "세트 I" 저항을 사용하여 전압계 및 전류계 판독값의 정확도를 조정합니다. 전압계와 전류계 판독 값의 상한선을 조정하는 것이 바람직합니다. 조정 후 부하가 없는 전류계에 전류 값이 표시되면 부하가 없는 전류 값이 0.00A가 되도록 연산 증폭기를 선택합니다!

사진 장치!

전류계를 전원 공급 장치에 연결합니다.

라디오 요소 목록

오늘은 저렴한 마이크로 컨트롤러에서 전압, 전류, 전력 소비 및 암페어 시간을 측정할 수 있는 범용 단순 측정 장치를 만드는 방법을 알려 드리겠습니다. PIC16F676다음 계획에 따라.

전압전류계의 개략도

DIP 부품의 인쇄 회로 기판은 45x50mm로 나타났습니다. 또한 아카이브에는 SMD 부품용 인쇄 회로 기판이 있습니다.

마이크로컨트롤러용 PIC16F676두 가지 펌웨어가 있습니다. 첫 번째 - 전압, 전류 및 전력을 측정하는 기능 - vapDC.hex, 두 번째에는 첫 번째와 동일하게 암페어/시간을 측정하는 기능만 추가되었습니다(항상 필요한 것은 아님). vapcDC.hex.

인쇄 회로 기판에 회색으로 표시된 저항은 표시기에 따라 연결됩니다. 공통 음극이 있는 표시기를 사용하는 경우 MK의 11번째 다리에서 나오는 저항기(1K)가 +5에 연결되고 표시기가 공통 양극을 사용하면 저항을 공통 와이어에 연결합니다.

내 경우에는 표시기와 공통 음극, 저항기가 보드 아래에 있으며 MK의 11번째 다리에서 +5까지 위치합니다.

버튼을 짧게 누르면 " 안에"는 작동 모드 표시를 활성화합니다: 전압 "-U-", 전류 "-I-", 전력 "-P-", 암페어/시간 카운터 "-C-". 연산 증폭기의 일부 예 LM358출력에 양의 오프셋이 있으면 미터의 디지털 보정으로 보상할 수 있습니다. 이렇게 하려면 현재 측정 모드 "-I-"로 전환해야 합니다. "버튼"을 7~8초 동안 누르세요. 시간" 표시기에 "-S.-"라는 문구가 나타날 때까지. 그런 다음 버튼을 사용하십시오. " 안에" 그리고 " 시간»올바른 오프셋 «0». 버튼을 누르면 표시기에 상수(수정된 현재 판독값)가 직접 표시됩니다. 모드 종료 - 키를 동시에 누르기 " 안에" 그리고 " 시간". 결과는 "-3-", 즉 비휘발성 메모리에 쓰는 표시입니다. 버튼을 길게 누르면 암페어/시간 카운터가 재설정됩니다. 시간"3~4초.

저 같은 경우는 "버튼만 넣었어요. 안에", 작동 모드를 전환합니다. 버튼 " 시간"연산 증폭기의 경우 전류 보정이 필요하지 않으므로 설정하지 않습니다. LM358새로운 경우 오프셋이 거의 없으며, 그렇다면 중요하지 않습니다. 세그먼트 표시기를 별도의 보드에 배치했습니다. 예를 들어 변환된 ATX PSU에 내장된 장치 케이스에 쉽게 부착할 수 있습니다.

조립된 장치에 전원을 연결하고, 측정된 전압과 전류를 적용하고, 멀티미터의 판독값에 따라 트리머 저항기를 사용하여 전압계와 전류계의 판독값을 조정합니다.

결과적으로 전압 전류계의 전체 디자인 비용은 호일 유리 섬유 없이 150 루블입니다. Ponomarev Artyom이 당신과 함께했습니다 ( 스토커68), 사이트 페이지에서 곧 뵙겠습니다 무선 회로 !

VOLTAMPERVATTMETER 기사에 대해 토론하십시오.

이 기사에서는 실험실 전원 공급 장치용 범용 제어 보드와 함께 작동하도록 설계된 디지털 전류계-전압계의 설계를 소개합니다. 그 특징은 자체 전류 센서가 없다는 것입니다. 전류 측정은 제어 보드의 전류 센서를 사용합니다. 고려된 설계는 컴퓨터 전원 공급 장치를 실험실 DC 전원 공급 장치로 변환하는 데 이상적입니다.

컴퓨터 전원 공급 장치를 실험실 전원 공급 장치로 전환하는 데 큰 수요가 있는 것으로 나타났습니다. 제어 및 보호 계획에 대한 옵션을 검색하면서 "실험실 전원 공급 장치용 범용 제어 보드"가 발견되었습니다(Radio Yearbook, 2011, No. 5, p. 53). 제어 보드의 회로는 매우 간단하고 효과적인 것으로 입증되었으며, 실험실의 고전력 DC 전원 공급 장치를 제어하고 보호하기 위한 모든 요구 사항을 충족했습니다.

출력 전압과 전류를 표시하기 위해 위에서 언급한 기사에 설명된 설계는 매우 번거롭고 비용이 많이 드는 것처럼 보였습니다. 게다가 이 클래스의 전원에서 전압과 전류를 동시에 표시하는 것은 중복되는 것으로 간주됩니다. 동시에 3자리 LED 표시기를 갖춘 저렴한 PIC16F676 마이크로컨트롤러에 조립된 전압계는 큰 인기를 얻었습니다. 이러한 기성품 전압계를 사용하는 것은 전류계 모드로 전환하기가 어렵기 때문에 그리 편리하지 않은 것으로 나타났습니다. 따라서 우리는 제어 보드의 전류 센서를 추가로 사용하여 측정 모드를 명확하게 표시하는 자체 전환 가능한 전압계 회로를 개발하기로 결정했습니다.

전류계의 주요 기술적 특성:

• 공급 전압 - 7 ... 35V DC;
• 전압 측정 범위 - 0 ... 50.0 V;
• 전류 측정 범위 - 0.02 ... 9.99 A;
• 전압 측정 단계 - 0.1V;
• 전류 측정 단계 - 0.01A;
• 측정 모드 전환 - 고정 기능이 있는 2극 전환 버튼으로;
• 측정 모드 표시 - 문자 "A" 또는 "U" 형태의 7개 세그먼트 표시기입니다.

제어 보드 다이어그램 설명

우선 그림에 표시된 "범용 전원 공급 장치 제어 보드"의 다이어그램을 고려하십시오.

쿼드 연산 증폭기 DA1의 단일 칩에 조립되며 이 경우 컴퓨터 전원 공급 장치의 TL494와 같은 PWM 컨트롤러를 제어하도록 설계되었습니다. 이 유형의 PWM 컨트롤러를 사용하여 컴퓨터 전원 공급 장치를 재작업하는 계획은 이미 여러 번 설명되었으므로 이에 대해서는 다루지 않겠습니다. 회로에는 DA1.1, DA1.4 요소의 전류 측정 증폭기와 DA1.2, DA1.3 요소의 전압이 포함되어 있으며 출력에서 ​​제어 신호가 PSU의 PWM 컨트롤러에 공급됩니다. 가변 저항 R13, R14는 각각 전압 및 전류 측정 채널의 출력 증폭기의 기준 전압을 변경합니다. 부하의 전류가 조정기 R14에 의해 설정된 값을 초과하지 않으면 제어 장치는 조정기 R13에 의해 설정된 전압 안정화 모드에서 작동합니다. 이 경우 HL3 표시등이 켜집니다. 부하의 전류가 조정기 R14에 의해 설정된 값에 도달하고 SA1 스위치가 열리면 제어 장치는 출력 전류 제한 모드로 들어갑니다. 이 경우 HL2 표시등이 켜집니다. SA1 스위치가 닫혀 있으면 부하의 설정된 전류에 도달하면 출력 전압이 0으로 떨어지고 HL1 표시기가 켜집니다. 현재 차단 모드를 종료하려면 스위치 SA1을 여는 것으로 충분합니다.

원본 기사 "실험실 전원 공급 장치용 내장형 범용 제어 보드"에서 제어 회로의 작동 및 조정에 대해 자세히 알아볼 수 있습니다.

전류계 전압계 회로 설명

전류계의 회로도는 아래 그림에 나와 있습니다.

전류전압계의 기본은 RA0 입력(IN 회로)에서 수신된 입력 신호의 아날로그-디지털 변환 기능을 수행하고 측정 결과를 3자리 7세그먼트 LED 표시기로 출력하는 DD1 마이크로컨트롤러입니다. 공통 음극 HG1 사용. 측정 채널 전환은 SA1 버튼으로 수행됩니다. SA1 버튼의 두 번째 극은 측정 결과를 처리할 때 사용되는 마이크로컨트롤러(체인 SW)에 신호를 공급하는 데 사용됩니다.

디스플레이는 100Hz의 새로 고침 빈도로 역동적입니다. 표시 음극이 마이크로컨트롤러 출력에 직접 연결되어 있으므로 부하를 줄이기 위해 각 방전은 4개 세그먼트의 2단계로 점화됩니다. 표시의 하위 숫자가 자주 깜박이는 것을 제외하기 위해 표시의 표시 새로 고침 빈도를 인위적으로 줄여 초당 3회 수행합니다. 측정된 값 표시 가능성을 초과하면 표시기에 세 개의 대시가 나타납니다.

선택한 측정 모드를 표시하기 위해 HG1보다 기호가 더 작은 공통 음극 HG2가 있는 한자리 7세그먼트 표시기가 사용됩니다. 표시기 HG2의 세그먼트 "b", "c", "e" 및 "f"가 계속 켜져 있습니다. 전압 측정 모드에서 스위치 SA1은 SW 회로에 양의 전원을 공급하며, 이 회로는 저항 R11을 통해 "d" 세그먼트를 점화하여 표시기에 "U" 기호를 형성합니다. 동시에 트랜지스터 VT1을 기반으로 한 하이 레벨은 트랜지스터를 닫힌 상태로 유지합니다. 전류 측정 모드로 전환하면 SW 회로에 공통 와이어가 공급됩니다. 트랜지스터 VT1이 열리고 세그먼트 "a"와 "g"에 전원이 공급되고 표시기에 "A" 기호가 형성됩니다.

전류전압계 회로의 전원 공급 장치는 컴퓨터 PSU의 PWM 컨트롤러 전원 공급 장치에서 가져오며 통합 조정 가능한 안정기 DA1을 사용하여 안정화됩니다. 안정기 출력의 분배기 R3, R4는 약 3V의 전압을 설정합니다. 회로의 이 공급 전압은 낮은 전류 측정 모드에서 마이크로컨트롤러 ADC의 전체 범위를 사용할 수 있도록 선택됩니다. 입력 신호 레벨.

건설 및 세부 사항

제어 회로와 전류계의 요소는 각각 40x50mm 및 58x37mm 크기의 단면 포일 유리 섬유로 만들어진 인쇄 회로 기판에 조립됩니다. PCB 도면 및 레이아웃은 아래 그림에 나와 있습니다. 도면은 요소의 설치 측면에서 표시됩니다.

제어회로기판은 가변저항 R13, R14 단자에 고정되도록 배선된다. 조정이 쉽도록 설계에는 출력 라디오 구성 요소가 사용됩니다.

전압계 설계의 소형화를 보장하기 위해 주로 표면 실장 요소(1206 폼 팩터 저항기 및 0805 커패시터)가 사용됩니다. 마이크로 컨트롤러 마이크로 회로는 DIP 패키지에 설치된다는 점에 유의해야 합니다. 도체 측면에 표면에 장착되며 리드 끝이 바깥쪽으로 구부러져 있습니다. SA1 스위치는 구형 컴퓨터에서 "터보" 스위치로 사용되는 PS-850L 유형 버튼입니다.

표시기 HG1(기호 크기 0.56인치) 및 HG2(0.39인치)는 공통 음극이 있는 유사한 표시기와 함께 사용할 수 있으며, "녹색" 표시기는 다소 어둡게 빛나기 때문에 빨간색 빛이 나는 것이 좋습니다.

조립 및 조정

원본 기사에서 제어 구성표 사용 및 설정 방법에 대해 읽을 수 있습니다. 전류계 전압계 회로는 조정할 필요가 없습니다. 전류 및 전압 측정 채널의 입력 분배기에서 각각 저항 R1 및 R2의 값을 선택하기만 하면 됩니다. 이는 디지털 멀티미터를 기준 전류계-전압계로 사용하여 실험적으로 수행하는 것이 가장 좋습니다.

전원 공급 장치 출력의 신호가 매우 "잡음"인 경우 전류계가 제대로 작동하지 않는다는 점에 유의해야 합니다. 따라서 제어 회로의 커패시터 C1, C2 선택에 신중하게 접근해야 합니다. 우리는 이러한 제어 방식을 사용하여 이미 6개 이상의 전원 공급 장치를 조립했으며 일부 전원 공급 장치에서는 커패시터 C1, C2의 값을 회로에 표시된 값에 비해 크게 늘려야 했습니다.

결론

위의 제어 방식으로 전원 공급 장치를 작동한 경험을 통해 재작업에 사용하는 데 일관성이 없음을 알 수 있었습니다. 컴퓨터전원 공급 장치 실혐실상당한 수준의 출력 전압 리플로 인해 PSU가 실제로 "노래"합니다! 이제 실험실 PSU를 생성하는 데 사용됩니다.

PIC16F676의 전압계 - 0-50V 제한의 디지털 DC 전압계의 자체 조립에 대해 설명하는 기사입니다. 이 기사에서는 PIC16F676의 전압계 회로와 인쇄 회로 기판 및 펌웨어를 제공합니다. 표시를 구성하는 데 사용되는 전압계입니다.

전압계 사양:

• 측정 결과 표시 해상도는 0.1V입니다.
• 오류 0.1 ... 0.2V;
• 전압계의 전압 공급은 7 ... 20V입니다.
• 평균 소비 전류 20mA

디자인은 "Milivoltmeter" 기사의 저자 N. Zayets의 구성을 기반으로 합니다. 저자 자신은 매우 관대하며 기술과 소프트웨어 모두에서 자신의 개발을 기꺼이 공유합니다. 그러나 (제 생각에는) 디자인의 중요한 단점 중 하나는 구식 요소 기반입니다. 현재로서는 그 사용이 전적으로 합리적이지 않습니다.

그림 1은 저자 버전의 개략도를 보여줍니다.

회로의 주요 노드를 간략하게 살펴보겠습니다. 칩 DA1은 조정 가능한 전압 조정기이며 출력 전압은 조정된 저항 R4에 의해 조정됩니다. 전압계의 정상적인 작동을 위해서는 별도의 8V DC 소스가 필요하기 때문에 이 솔루션은 그다지 좋지 않습니다. 그리고 이 긴장은 지속적이어야 합니다. 입력 전압이 변경되면 출력 전압도 변경되며 이는 허용되지 않습니다. 실제로 이러한 변경으로 인해 PIC16F676 마이크로컨트롤러가 소진되었습니다.

저항 R5-R6은 입력(측정된) 전압의 분배기입니다. DD1 - 마이크로 컨트롤러, HG1-HG3 - 하나의 정보 버스로 조립되는 3개의 개별 7세그먼트 표시기입니다. 별도의 7세그먼트 표시기를 사용하면 인쇄 회로 기판이 크게 복잡해집니다. 이 솔루션도 그다지 좋지 않습니다. 예, ALS324A의 소비량은 적당합니다.

그림 2는 재설계된 디지털 전압계 회로도를 보여줍니다.

그림 2 - DC 전압계의 개략도.

이제 스키마에 어떤 변경 사항이 적용되었는지 살펴보겠습니다.

조정 가능한 통합 안정기 KR142EN12A 대신 + 5V의 일정한 출력 전압을 갖는 통합 안정기 LM7805를 사용하기로 결정했습니다. 따라서 마이크로 컨트롤러의 작동 전압을 안정적으로 안정화할 수 있었습니다. 이 솔루션의 또 다른 장점은 입력(측정된) 전압을 사용하여 회로에 전원을 공급할 수 있다는 것입니다. 물론, 이 전압이 6V를 초과하고 30V 미만이 아닌 한. 입력 전압에 연결하려면 점퍼(jamper)를 닫으면 됩니다. 안정 장치 자체가 매우 뜨거우면 라디에이터에 설치해야 합니다.

과전압으로부터 ADC 입력을 보호하기 위해 제너 다이오드 VD1이 회로에 추가되었습니다.

제조업체에서는 마이크로컨트롤러를 안정적으로 재설정하기 위해 저항 R4와 커패시터 C3을 권장합니다.

3개의 개별 7세그먼트 지표 대신 하나의 공통 지표가 사용되었습니다.

마이크로컨트롤러의 개별 다리를 언로드하기 위해 3개의 트랜지스터가 추가되었습니다.

표 1에서는 전체 부품 목록과 아날로그 부품으로의 교체 가능성을 확인할 수 있습니다.

그림 3 - PIC16F676의 인쇄된 전압계 보드(도체 측면)

그림 4 - 부품 배치의 인쇄 회로 기판 측면.

그림 4 - 부품 배치의 인쇄된 면(그림의 보드는 실제 크기와 동일하지 않음)

펌웨어의 경우 변경 사항이 중요하지 않았습니다.

• 중요하지 않은 숫자 비활성화를 추가했습니다.
• 7세그먼트 LED 인디케이터에 결과를 출력하는 시간이 증가되었습니다.

알려진 작동 부품으로 조립된 전압계는 즉시 작동하기 시작하며 조정이 필요하지 않습니다. 어떤 경우에는 저항 R1 및 R2를 선택하여 측정 정확도를 조정해야 합니다.

전압계의 모양은 그림 5-6에 나와 있습니다.

그림 5 - 전압계의 모양.

그림 6 - 전압계의 모양.

기사에서 고려한 전압계는 집에서 성공적으로 테스트되었으며 온보드 네트워크로 구동되는 자동차에서 테스트되었습니다. 충돌은 없었습니다. 장기간 사용하기에 좋을 수 있습니다.

재미있는 영상

요약하겠습니다. 모든 변경 후에는 PIC16F676 마이크로 컨트롤러의 측정 한계가 0-50V인 디지털 DC 전압계가 전혀 나쁜 것이 아닌 것으로 나타났습니다. 이 전압계를 반복적으로 사용하실 모든 분들께 서비스 가능한 부품과 제조 행운을 기원합니다!

ATtiny13 마이크로 컨트롤러, 프로그램 및 인쇄 회로 기판에서 만든 자체 제작 디지털 전류계의 개략도 및 설명.

한때 1976년 소련에서 탄생한 매우 흥미로운 장치가 이 라인의 저자의 손에 넘어갔고 단순히 불필요하다고 여겨졌습니다. 이 장치는 ADZ-101U2라고 불리며 소련 구성주의의 전형적인 예였습니다. 상단에 운반용 손잡이가 있고 내부에 강력한 단상 변압기가 있는 20kg의 무거운 "여행 가방"이었습니다.

그러나 가장 흥미로운 점은 이 "여행 가방"에는 후면 패널이 전혀 없다는 것입니다. 장치가 그것을 "뿌릴" 수 있었기 때문에 전혀 아닙니다. 그리고 여기서 중요한 점은 두 패널이 모두 전면에 있다는 것입니다! 한편으로는 "여행 가방"은 용접기이고 다른 한편으로는 자동차 배터리 충전기였습니다.

그리고 "용접기"로서 그는 특별한 감정을 일으키지 않았다면 여전히 교류 전류가 50A에 불과하기 때문입니다. 그렇다면 여기에 "충전기"가 있습니다. 물론 경제에 필요한 것입니다. 장치 테스트를 통해 완전한 전투 능력이 확인되었지만(심지어 용접도 작동했습니다!) 물론 결함 없이는 할 수 없었습니다.

문제의 본질은 "충전기"의 일반 전류계가 알 수 없는 방향으로 사라졌고 장치의 이전 소유자가 완전히 "동등한" 대체품을 찾았다는 것입니다. 즉 일종의 군용 트럭에서 비틀린 자동차 전류계, ± 30A의 매우 "유익한" 규모를 가지고 있습니다!

배터리 충전량을 모니터링하는 것은 문제가 있다는 것이 분명합니다(충전 전류는 3-6A에 불과합니다!). 이러한 장치의 도움으로 가볍게 말하면 마치 전혀 존재하지 않는 것처럼 ...

따라서 "트럭 표시기"를 명확한 눈금이 0-10A인 다소 적절한 장치로 교체하기로 결정했습니다. 이 역할에 대한 이상적인 후보는 션트가 내장된 포인터 패널 전류계였습니다. 이전에 소련 생산의 거의 모든 "충전기"와 기타 여러 장소에서 사용되었던 것입니다.

그러나 전기 상점을 처음으로 둘러보고 "붕괴"된 것은 실망감을 가져 왔습니다. 원하는 장치와 원격으로 유사한 것조차도 오랫동안 판매되지 않은 것으로 나타났습니다 ...

그래서 그 당시 저자는 아직 광대 한 중국 기적 현장에 익숙하지 않았고 그의 손이 다시 납땜 인두에 닿았고 그 결과 장치가 개발되었으며 그 다이어그램은 그림에 나와 있습니다. 1이며, 그 특성은 표 1과 같다.

표 1. 장치 특성

회로도

이 전류계에 측정 결과를 표시하기 위해 한 쌍의 7세그먼트 LED 표시기를 사용하기로 결정했습니다. 이러한 표시기는 16xx 유형의 최신 LCD 모듈에 비해 다소 구식임에도 불구하고 부인할 수 없는 여러 가지 장점이 있습니다. 훨씬 더 안정적이고 내구성이 있습니다. 석유 제품과의 접촉으로 악화되지 않고 흐려지지 않습니다. (그리고 차고의 기름진 손은 흔한 일입니다. LED 표시기의 숫자는 특히 멀리서 보면 더 밝고 훨씬 더 "가독성이 좋습니다". 게다가 LED는 다음과 같습니다. 추위에 단순히 "맹인"되는 LCD와는 달리 차고의 추위를 두려워하지 않습니다.

글쎄, 이 개발의 맥락에서 LED 매트릭스를 선호하는 마지막 주장은 긴 1602가 메모리 케이스의 일반 전류계 구멍 (둥근 매우 작음!) 에 크기가 맞지 않는다는 사실이었습니다. 표시기 유형을 결정한 후 이 장치의 기초로 어떤 마이크로 컨트롤러를 사용할 것인지에 대한 또 다른 질문이 생겼습니다.

이 회로가 특별히 MK를 기반으로 구축되어야 한다는 점에는 의심의 여지가 없습니다. "CMOS 배치기"에 전류계를 만들면 정신이 손상될 수 있습니다. 언뜻보기에 가장 확실한 솔루션은 "작업용" ATtiny2313입니다. 이 MK는 상당히 발전된 아키텍처와 LED 매트릭스 연결에 매우 적합한 입출력 라인 수를 갖추고 있습니다.

그러나 여기에서는 모든 것이 그렇게 간단하지 않은 것으로 나타났습니다. 결국 전류를 측정하려면 MC에 아날로그-디지털 변환기가 반드시 포함되어야 하지만 어떤 이유로 Atmel 엔지니어는 "2313번째"에 이 기능을 장착하지 않았습니다. .. 또 다른 것은 Meda 제품군입니다. 이 칩에는 반드시 "온보드" ADC 모듈이 있습니다.

그러나 반면에 "오래된" 제품군의 가장 단순한 대표자인 ATMega8v조차도 간단한 전류계 구성에 필요한 것보다 훨씬 더 많은 기능을 가지고 있습니다. 그리고 이것은 디자인에 대한 고전적인 접근 방식 측면에서 최고의 솔루션은 아닙니다!

여기서 "고전적인 디자인 접근 방식"이란 소위 "필요한 최소의 원칙"(새로운 "Arduins"에 반항하여이 라인의 저자 인 열렬한 지지자)을 의미합니다. 가능한 최소한의 리소스를 사용하여 설계해야 합니다. 최종 결과에는 사용되지 않은 요소가 최대한 적게 포함되어야 합니다. 따라서이 원칙에 따라-간단한 장치-간단한 마이크로 컨트롤러 외에는 아무것도 없습니다!

사실, 모든 단순한 MK가 당면한 작업에 적합한 것은 아닙니다. 예를 들어 ATtinyl3을 예로 들어 보겠습니다. ADC가 있으며 간단하고 저렴합니다. 예, 그것은 단지 입출력 라인입니다. 두 개의 "7 세그먼트" 매트릭스를 연결하려면 분명히 충분하지 않습니다 ...

약간의 꿈을 꾸면 페니 K176IE4 카운터와이 카운터를 제어하는 ​​간단한 알고리즘을 사용하여 그러한 문제를 해결할 수 있습니다.

또한 이 접근 방식에는 긍정적인 측면도 있습니다. 첫째, 표시기의 각 세그먼트에 전류 제한 저항기를 "걸" 필요가 없습니다(전류 생성기는 미터의 출력 단계에서 이미 사용 가능). 둘째, 이 회로에서는 공통 음극과 공통 양극이 모두 있는 표시기를 사용할 수 있습니다. "공통 양극"으로 전환하려면 트랜지스터 VT1 및 VT2, 핀의 연결을 변경해야 합니다. 6 DD2는 1kΩ 저항을 통해 +9V 라인에 연결하고 R3의 왼쪽 출력을 접지에 연결합니다.

쌀. 1. ATtiny13 마이크로컨트롤러의 수제 전류계(최대 10A)의 개략도.

MK를 사용하여 카운터를 제어하려면 두 개의 라인만 사용해야 합니다. 하나는 카운트 신호(C)용이고 다른 하나는 리셋 신호(R)용입니다.

또한 장치를 테스트하는 동안 MK 라인에 직접 연결된 K176IE4 CMOS 칩이 추가 조정 없이도 TTL 수준에서 상당히 안정적으로 작동하는 것으로 나타났습니다.

그리고 두 개의 추가 MK 라인이 VT1-VT2 키를 제어하여 동적 표시를 생성합니다. DD2 카운터 제어 절차가 구현된 소스 코드의 일부가 목록에 표시됩니다.

쌀. 2. K176IE4 제어 절차.

절차는 저수준 언어 AVR-Assembler로 작성되었습니다. 그러나 이는 어떤 고급 언어로도 쉽게 번역될 수 있습니다. Temp 레지스터에서 프로시저는 표시기에 표시하기 위해 K176IE4 카운터로 전송되어야 하는 번호를 받습니다. 마이크로 컨트롤러 포트 B의 라인 1은 카운터의 재설정 입력(R)에 연결되고 라인 2는 카운터 입력(C)에 연결됩니다.

카운터 전환 시 숫자 깜박임을 방지하려면 이 절차를 호출하기 전에 log.O를 포트 B MK의 라인 0과 4에 적용하여 트랜지스터 VT1과 VT2를 닫아 두 비트를 모두 꺼야 합니다. 글쎄, 절차가 완료되면 이미 표시기의 하나 또는 다른 비트를 켤 수 있습니다. 그런데 K176IE4 카운터 덕분에 이를 위해 6개의 입력-출력 라인(카운터 제어용 2개, 동적 비트 전환용 4개)만 사용하여 모든 MK에 7x4 표시기 매트릭스를 연결할 수 있습니다.

그리고 "파트너"에서 K176IE4에 카운터를 하나 더 추가하는 경우(10일 K176IE8) 방전을 "스캔"하는 데 사용합니다. 그런 다음 MK에 최대 10개의 친숙도 표시기 매트릭스를 연결하여 이 입력-출력 라인 5개만 할당할 수 있습니다(K176IE8 제어용 2개, K176IE4용 2개, 계산 시 표시기 끄기용 1개 더). K176IE4)!

이러한 경우 동적 표시 알고리즘은 K176IE8 카운터를 제어하는 ​​것으로 축소되며 이는 위 목록에 표시된 K176IE4 카운터에 숫자를 전송하는 알고리즘과 여러 면에서 유사합니다.

이러한 표시기 매트릭스 연결의 단점은 "추가" 미세 회로를 사용하는 것 외에도 회로에 +9V 전원 공급 장치를 추가로 도입해야 한다는 점입니다. 아쉽게도 +5V에서 CMOS 카운터에 전원을 공급하려는 시도는 실패했습니다.

이 장치의 표시기로 동적 표시 회로에서 작동하도록 설계된 공통 음극을 갖춘 거의 모든 이중 "7 세그먼트"를 적용할 수 있습니다. 사용 가능한 4개의 비트 중 2개만 사용하여 4자리 행렬을 사용하는 것도 가능합니다.

사실, 전류계 회로 작업 과정에서 소수점 연결과 관련된 작은 문제가 나타났습니다. 결국 낮은 순서에서는 타지 않고 높은 순서로 빛나야합니다.

그리고 모든 것이 "현명하게" 수행된다면, 바로 이 쉼표의 동적 제어를 위해 MK의 다리를 하나 더 할당하는 것이 좋을 것입니다(K176IE4는 쉼표 관리를 위한 수단을 제공하지 않기 때문에). 표시기 출력, 쉼표를 담당합니다.

그러나 MK의 모든 입출력 라인이 이미 점유되어 있었기 때문에 이 문제는 결코 가장 우아한 방식으로 처리될 필요가 없었습니다. 두 쉼표를 모두 계속 켜두어 표시기의 해당 출력에 전원을 공급하기로 결정했습니다. 매트릭스" 전류 제한 저항 R3을 통해 +9 V 라인에서 (저항을 선택하면 나머지 세그먼트에 대해 쉼표 글로우의 밝기를 동일하게 할 수 있습니다) 최하위 숫자(가장 오른쪽 숫자)의 추가 쉼표는 검정색 니트로 페인트 한 방울로 간단히 덮혀 있습니다.

기술적 관점에서 볼 때 이러한 솔루션은 이상적이라고 할 수 없습니다. 하지만 이런 식으로 "위장 된"쉼표는 전혀 눈에 띄지 않습니다 ...

전류 센서로는 각각 5W의 전력을 갖는 두 개의 저항 R1, R2를 병렬로 연결하여 사용하였다. R1과 R2 쌍 대신 저항이 0.05Ω인 저항 하나를 설치하는 것이 가능합니다. 이 경우 전력은 7W 이상이어야 합니다.

또한 마이크로 컨트롤러의 "펌웨어"는 측정 션트의 저항을 선택하는 기능을 제공합니다. 이 회로에서는 0.05ohm 및 0.1ohm 전류 센서를 모두 사용할 수 있습니다.

특정 경우에 사용되는 션트의 저항을 마이크로컨트롤러에 설정하려면 주소 0x00에 있는 EEPROM 메모리 셀에 특정 값을 써야 합니다. 저항이 0.1Ω인 경우 이는 다음보다 작은 숫자일 수 있습니다. 128(이 경우 MK는 결과 측정값을 2로 나눕니다.) 저항이 0.05옴인 션트를 사용하는 경우 이 셀에 각각 128보다 큰 숫자를 기록해야 합니다.

그리고 다이어그램에 표시된 0.05Ω 션트로 장치를 작동할 계획이라면 지정된 셀을 기록하는 것에 대해 전혀 걱정할 필요가 없습니다. 새로운(또는 "0으로 지워진") MK는 모든 메모리 셀에서 숫자 255(0xFF)를 갖게 됩니다.

이 장치는 최소 12V의 전압을 사용하는 별도의 소스와 충전기 자체의 전원 변압기에서 전원을 공급받을 수 있습니다. 충전기 변압기에서 전원이 공급되는 경우 충전 회로와 전혀 연결되지 않는 별도의 권선을 사용하는 것이 좋습니다. 그러나 충전 권선 중 하나에서 전류계에 전원을 공급하는 것은 허용됩니다.

이 경우 공급 전압은 "충전기"의 정류기 브리지(즉, 권선에서 직접)로 가져와야 하며 75 Ohm / 1 W 저항을 전류계의 두 전원 공급선 모두 차단부에 연결해야 합니다. . VD1-4 브리지의 "네거티브" 다이오드가 충전 전류의 일부를 통과하지 못하도록 보호하려면 저항이 필요합니다.

사실 이러한 저항기를 설치하지 않고 장치를 충전 권선에 연결하면 VD1-4 브리지와 충전기의 다이오드 브리지에 공통 "접지"가 주어지면 배터리 충전 전류의 약 절반이 다음으로 돌아갑니다. 권선은 충전기 정류기의 강력한 다이오드를 통하지 않고 VD1-4 브리지의 "네거티브" 숄더를 통하지 않아 저전력 1N4007에 강한 발열을 일으킵니다.

이러한 저항기를 설치하면 장치의 전원 공급 전류가 제한되고 충전 전류 흐름으로부터 VD1-4 다이오드 브리지가 보호됩니다. 충전 전류는 이제 거의 완전히 "올바른" 회로를 통해 흐르게 됩니다. 기억 정류기.

회로도

이 전류계용 인쇄회로기판은 특정 메모리의 경우 특정 좌석용으로 개발되었습니다. 그 그림은 그림 3에 나와 있습니다.

표시기 매트릭스는 장착 측에서 스페이서 부싱을 통해 M2.5 볼트로 메인 보드에 부착되는 작은 스카프 (30x40 "브레드 보드"섹션)에 별도로 설치됩니다. 10선 케이블로 연결합니다.

결과 "샌드위치"의 또 다른 부분은 플렉시 유리로 만든 장식용 전면 패널로, 뒷면에는 스프레이 캔의 니트로 페인트로 칠해져 있습니다(작은 직사각형만 표시기용 "창"임). 도색되지 않은 상태로 유지되어야 합니다.

전면 패널은 마운팅 측면에서도 메인 보드에 부착됩니다(스페이서 부싱이 있는 M3 볼트 사용 - 장치를 충전기 케이스에 부착하는 데에도 사용됨). 저항기 R1 및 R2로 가는 고전류 회로의 인쇄된 트랙은 가능한 한 넓어야 하며, 저항기 리드는 전체 길이에 걸쳐 납땜되어야 하며 동시에 두꺼운 층으로 설치를 강화해야 합니다. 납땜.

장치를 충전기에 연결하기 위한 결론으로 ​​두 개의 M3 볼트를 사용하여 머리를 보드에 납땜하고 반대편에 너트로 고정하는 것이 좋습니다.

쌀. 3. 마이크로컨트롤러의 디지털 전류계 회로용 인쇄 회로 기판.

프로그램

MK에 "펌웨어"를 쓸 때 내부 클럭 생성기에서 1.2MHz의 주파수에서 작동하도록 구성해야 합니다. 이렇게 하려면 클록 주파수를 9.6MHz로 선택하고 내부 클록 분배기를 8로 활성화해야 합니다.

작동 신뢰성을 높이려면 내부 전원 감시 장치(BOD 모듈)를 활성화하여 공급 전압이 2.7V 미만으로 떨어지면 MC를 재설정하도록 설정하는 것도 바람직합니다.

모든 설정은 퓨즈 셀 구성(SUT1=1, SUT0=0, CKDIV8=0, BODLEVEL1=0, BODLEVELO=1, WDTON=1)에 해당 값을 기록하여 이루어집니다. 나머지 "퓨즈"는 기본적으로 그대로 둘 수 있습니다.

마이크로컨트롤러 및 인쇄 회로 기판 형식 Sprint Layout용 펌웨어 - 다운로드.

쌀. 3. Attiny13 조립용 전류계 보드.

쌀. 4. Attiny13 조립용 전류계 보드(뒤에서 본 모습).