Простий псвевдо аналоговий LED вольтметр

Це опис простого псвевдоаналогового вольтметра. Читання виміряного значення відбувається у вигляді точок світлодіодів, стилізованих за типом стрелочнового датчика (хоча можна зробити і у вигляді LED лінійки), але вимір відбувається в цифровій формі, з використанням мікроконтролера. Вольтметр був створений в якості доповнення до регульованого блоку живлення і був зроблений з наявних під рукою радіоелементів.

схема принципова

Вольтметр складається з двох частин: дисплея і вимірювального модуля. Тут звичайний блок живлення 5 В, МК Atmega8 із зовнішнім джерелом опорного напруги і регістри з 32 світлодіодами.

Простий LED вольтметр — схема цифрової частини

Основний діапазон вимірювань напруги 1-32 В з дозволом 1 В, але вирішено ще додати автоматичну зміну діапазону на 0,1-3,2 В з дозволом 0,1 В.

Простий LED вольтметр — схема індикатора

Принцип дії заснований на вимірюванні напруги за допомогою двох перетворювачів ADC0 і ADC1. Перетворювач ADC1 використовується для визначення діапазону вимірювання. Значення з цього датчика дозволяє контролювати і додавати резистор R9 через пін порту PC2 — утворюючи дільник 1:10, або відключаючи його. Для напруг 0,1-3,2 V вхідна напруга з CON2 подається через резистор R8 і надходить безпосередньо на вхід перетворювача ADC0. Якщо напруга перевищить задане значення 3,3 вольта, то відбувається перемикання з низького діапазону, (загоряється зелений діод LED33), на діапазон високий.

Щоб використовувати такий вольтметр для блоку живлення 15 В, можна замість дільником 1:10 встановити дільник 1: 4, що як раз і дає діапазон до 16 В з дозволом 0,5 В. Оскільки не кожному сподобається перемикання діапазонів, можна від цього відмовитися і зробити один діапазон, з’єднавши R9 безпосередньо на масу, розрізавши з’єднання з контактом PC2, ADC1 невикористаний, ви можете також підключити до маси.

Діоди D2-D5 (разом з R8, R10), являють собою найпростішу захист перетворювачів від подачі напруги вище, ніж напруга живлення Atmega, тобто 5 В. Конденсатори C7, C8 додатково фільтрують розрахункове напруження. Від внутрішнього опорного напруги Atmega відмовилися через його нестабільності. Зразкове напруга виконано на TL431. Значення опорного напруги було зафіксовано на рівні 3,3 В. Точна настройка здійснюється за допомогою потенціометра. Резистори R3 і R4 дозволяють підібрати діапазон регулювання напруги потенціометра.

Харчування аналогової частини МК також виконано типово, з використанням дроселя 10 мкГн і конденсатора 100 нФ. Розділили масу цифрову і аналогову.

Напруга вимірювання передаються послідовно в регістри сигналами, маркованими як CLK, D і С., які виводяться на роз’єм CON4.

перемикання режимів

Вольтметр може працювати в режимі «світиться точки» по стандартному налаштуванні, або в режимі LED лінійки. Зміна режиму здійснюється зміною стану контакту PB0, pin 14. Підключення до маси — це режим точковий, від’єднання цього контакту від маси — переклад в режим лінійки.

Транзистор T1, R6, R7 і LED1 утворюють простий джерело струму, завдяки чому можна уникнути необхідності застосування окремих резисторів для кожного з 32 світлодіодів дисплея. Струм такого джерела струму визначається номіналом R7. Вольтметр виконаний на односторонніх друкованих платах.

Ссылка на основную публикацию