Точечный вольтметр на PIC

В основу разработки была положена необходимость контроля напряжения аккумулятора в режиме хранения. Когда то встречались такие схемы на AVR контроллерах, но там они были только для контроля напряжение.Также была заложена минимальная цена, минимальное потребление, возможность регулировки параметров без перепрограммирования контроллера и указание аварийных режимов работы аккумулятора (индикация разрядки). На вольтметре происходит последовательный периодический вывод информации о уровне напряжения на измеряемом аккумуляторе. В данном исполнении схема установлена на клеммы аккумулятора 7 А*ч для блоков бесперебойного питания. 

Характеристики вольтметра:
- диапазон измеряемых напряжений - 8...25 вольт
- питание от измеряемой цепи
- погрешность, не более  - 2%, в измеряемом диапазоне
- периодичность измерений - 1 раз в 10 секунд
- тип индикатора светодиодный, два одиночных светодиода
- последовательное выведение информации на индикатор

Описание работы принципиальной схемы

Как видим в схемотехнике нет ничего принципиально нового. Стандартная схема включения микроконтроллера PIC12F675 с внутренним генератором. К нему подключены измерительные цепи подсоединённые к входам АЦП. Цепочка подсоединённая к выводу 7 измеряет напряжение на входных клеммах всей схемы. А цепочка подключенная к выводу 6 измеряет напряжение на внутреннем делителе и отвечает за формирование уровня аварийного напряжения. К выводам 2 и 3 подсоединены светодиоды индикатора напряжения.

При включении схемы происходит внутренний сброс и инициализация регистров микроконтроллера. После чего происходит измерение напряжений на входах 7 и 6. Далее производится пересчёт измеренного напряжения в количество вспышек светодиодов. пропорционально измеренному.

Вывод на индикацию происходит последовательно следующим образом:

Количество десятков вольт индицируется одновременной вспышкой двух светодиодов.

Количество единиц вольт индицируется вспышками светодиода присоединённого к выводу 3,

Количество  десятых долей вольт показывает соответственно светодиод на выводе 2

Длительность вспышек и интервалов между ними рассчитана исходя из максимального удобства считывания. Индикация самого длительного по отображению уровня напряжения (19,9 вольт) - 12...15 сек.  

Сама схема конечно тоже потребляет определённый ток, но настолько незначительный что сравним с саморазрядом аккумулятора. 

Индикация порога напряжения за которым начинается недопустимо низкий уровень напряжения проявляется в непрерывном последовательном мигании светодиодов. 

Взаимозаменяемость элементов

Микросхему стабилизатора напряжения 78L05 можно заменить на 7805, при этом немного возрастёт потребляемый ток. 
Светодиоды красный и зелёный в любой последовательности и спецификации - лишь бы удобно считывалось.
Стабилитрон 5.1 вольт возможна замена на 5,6 вольта. Переменные резисторы в диапазоне от 10 до 100 кОм. 

Настройка схемы 

После сборки проверить напряжение питания микроконтроллера - 5 вольт. Все переменные резисторы выставить в положение ближнее к минус устройства. Срабатывание светодиодов проверить подачей напряжения на соответствующий вывод микроконтроллера (МК должен быть снят!) . После чего установить микроконтроллер (МК) в панельку и сравнивая показатели с более точным вольтметром установить правильность отображения входящего напряжения регулируя резистор на выводе 7. 

Аварийное напряжение следует подать на входную цепь в помощью лабораторного блока питания (не ждать же разряда аккумулятора). И резистором подсоединённым к выводу 6  отрегулировать точку срабатывания. 

Нужно учитывать то, что отображение происходит не сразу, а при следующем цикле измерения. 

По подсчёту совокупной стоимости деталей стоимость не превышает 1.0 у.е.

Более детальную стоимость каждый может рассчитать исходя из тех поставщиков деталей что ему доступны.

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• Вольтметр
• Sprint-Layout
• Микроконтроллер
• PIC