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

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.

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.

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Оригинал статьи

Теги:

• Вольтметр
• Амперметр
• LCD
• AVR
• Микроконтроллер
• Перевод