Cześć, około tygodnia temu, pojawiła się informacja na forum o moim ostatnim urządzeniu DIY woltomierza, czas najwyższy aby przedstawić wam, króciutki artykuł o tym projekcie, który swoją drogą powstał w "kuźni" Atnel


W związku z potrzebą testowania wielu płytek jednocześnie, sprawdzania poziomów napięć itp... postanowiłem ułatwić sobie życie i stworzyć kilku kanałowy woltomierz (konkretnie 4 kanały). Zazwyczaj pracuję przy niewielkich napięciach, tak też ustawiłem zakres od 0 do 32 V. Ponadto, nie raz brakuje pod ręką zwykłego miernika z funkcją wykrywania zwarć, przy pomocy buzzera postanowiłem również taką funkcję zaimplementować. Jeżeli chodzi o pozostałe założenia projektu to zerknijcie na poniższą listę.

Założenia projektu:
1. Dokonywanie pomiaru w tym samym czasie na 4 kanałach (nawet na 5 kanałach! z tym, że na ostatnim sprawdzam tylko stan napięcia na baterii).
2. Dźwiękowa funkcja wykrywania zwarć na jednym z kanałów (jak w uniwersalnych miernikach).
3. Pomiar napięć w zakresie od 0 do 32 V.
4. Wyświetlanie danych na wyświetlaczu opartym o sterownik PCD8544, ponadto na ekranie telefonu z systemem android.
5. Komunikacja urządzenia przez WiFi/bluetooth z telefonem.
6. Własne źródło zasilania w postaci akumulatora Li-po 4,2 V z możliwością ładowania.
7. Zasilanie układu z 5 V przy wykorzystaniu ładowarki-przetwornicy ATB Lion booster.

Prawdę mówiąc, jest to moje drugie podejście do tego projektu, za pierwszym razem próbowałem stworzyć o wiele bardziej "okrojoną" wersję woltomierza. Niestety wyczerpał się mój zapas motywacji podczas walki z programowaniem i poległem. Przegrałem bitwę, ale to jeszcze nie był koniec wojny... Po pewnym czasie, uzbrojony w nową wiedzę wróciłem na plac boju i tym razem udało mi się. Zobaczcie sami prototyp i urządzenie w ostatniej fazie rozwoju


Po rozpisaniu założeń i sentymentalnej podróży do etapów prototypowania, przejdźmy do schematów...

Główne części - blok z mikrokontrolerem, oraz układami TLC272.


Pomniejsze części - bloki z min. wyświetlaczem, złączem Kanda (w wersji mini ) itd...


Nie jestem jeszcze szpecem od elektroniki analogowej, a sam woltomierz, nie miał być mega dokładnym, naukowym urządzeniem. Ot zwykłe proste narzędzie pomocne w pracy. Dlatego nie zastosowałem jakichkolwiek dedykowanych wzmacniaczy, a sam pomiar napięcia oparty jest o porty ADC mikrokontrolera AVR ATmega328p (napięcie odniesienia ustawione na 1,1 V). Jednak dzięki zastosowaniu odpowiednich dzielników rezystorowych (jak widać na schemacie), oraz odpowiedniej optymalizacji kodu udało mi się zminimalizować błąd pomiaru do +- 50 mV, co mi w zupełności wystarcza.

Na jakiej zasadzie to działa?
Korzystając z procka ATmega328p, ustawiłem odpowiednie przerwania na portach ADC, wcześniej ustawiając napięcie odniesienia na 1,1 V. Funkcja odpowiedzialna za pomiary wykonywana jest w pętli głównej co pół sekundy. Do przejrzystego prezentowania danych stworzyłem przyjemne dla oka warstwy na wyświetlaczu. Częstotliwość odświeżania wynosi pół sekundy. Co ja będę pisał o tych warstwach, zobaczcie jak się prezentują



Z wiedzą zdobytą z poradników użytkownika mirekk36, opanowałem oraz stworzyłem komunikację WiFi, pomiędzy moim urządzeniem, a telefonem. Również dzięki zdobytej wiedzy z poradników o programowaniu w B4A, napisałem program na androida. Sporo czasu zajęło mi ułożenie odpowiedniej szaty graficznej przyjemnej dla oka oraz opanowaniu zupełnie nowych i bardzo ciekawych zagadnień pojawiających się na drodze pisania aplikacji do woltomierza. Od strony programistycznej patrząc, w pętli głównej programu mam zdarzenie do obsługi WiFi, a wysyłane dane oparte są o własne komendy AT. Zobaczcie jak wygląda aplikacja.


Aby lepiej zaprezentować wam moje urządzenie, z którego na co dzień korzystam, postanowiłem spróbować swoich sił i nagrać krótki materiał wideo. Jeżeli zaciekawiłem was chociaż troszeczkę projektem, zerknijcie na filmik.


Po szerszy opis urządzenia, gdzie przedstawiłem m.in. całą relację z procesu powstawania projektu, zapraszam na mojego bloga: link

Na koniec chciałbym jeszcze podziękować użytkownikowi Sunriver, który udostępnił na naszym forum biblioteki do wyświetlacza opartego o sterownik PCD8544, bardzo się przydały

Zapraszam do dyskusji, zadawania pytań i krytyki mojego urządzenia

Woow, dotrzymał słowa, zamieścił!

Cytując klasyk: No piękne cacko...

_________________
http://www.jaglarz.info

O żesz .... aż ja się zdziwiłem więc jest i u nas

_________________
zapraszam na blog: http://www.mirekk36.blogspot.com (mój nick Skype: mirekk36 ) [ obejrzyj Kurs EAGLE ] [ mój kanał YT TV www.youtube.com/mirekk36 ]

Witam
Czy mógł bym prosić o kilka zdań na temat układu wejściowego napięcia mierzonego. Chodzi mi o wzmacniacze operacyjne dlaczego zostały użyte plusy i minusy takiego rozwiązania. Buduję podobny układ pomiarowy i trochę teorii by mi się przydało.
Pozdrawiam
Rafał.

Witam

Co prawda nie mój wątek, ale - doprecyzuj pytanie.
Złośliwie można by odpowiedzieć że każde rozwiązanie ma swoje plusy i minusy, ale "nie o take forum my walczyly"

Pozdr.

Masz rację źle zadałem pytanie, więc może inaczej: "Proszę o wytłumaczenie dlaczego układ wejściowy ADC został tak rozbudowany, jaką funkcję pełnią diody i wzmacniacz operacyjny. Co zyskujemy rozbudowując tak układ wejściowy.

Coś autor nie odpowiada to ja odpowiem

Wzmacniacze operacyjne pracują w układzie "wtórnika napięciowego" - stanowią one DOSKONAŁE zabezpieczenie wejść procka, dodatkowo są diody bo pomyśl co by się działo gdybyś mierząc napięcie odwrotnie podłączył sondy ? ... wszystko to zabezpieczenia torów wejściowych

_________________
zapraszam na blog: http://www.mirekk36.blogspot.com (mój nick Skype: mirekk36 ) [ obejrzyj Kurs EAGLE ] [ mój kanał YT TV www.youtube.com/mirekk36 ]

Dziękuję Mirku za informacje, wobec tego też zastosuje taki układ wejściowy w swoim urządzeniu pomiarowym, że dzielnik napięcia zamienię na regulowany.
Czy mógł bym prosić o sprawdzenie poprawności jeśli chodzi o regulowany dzielnik napięcia.
Zaciski 1;3;5;7 to zaciski "+" a 2;4;6;8 "-" mierzonego napięcia.


Dziękuję

Tak jak napisał Mirek, wzmacniacz w tym układzie służy jako zabezpieczenie. Jeżeli chodzi o diody BAT54S, w teorii miały służyć jako zabezpieczenie, jednak w praktyce wyszło że odkładało się na nich napięcie i nie można było dokonywać dokładnych pomiarów, zastąpiłem je zwykłymi diodami zenera.


Schemat jak najbardziej poprawny, tylko nie zapomnij o zamianie BAT54S na diody zenera, bo na etapie programowania będzie można nieźle się wkurzyć No i dodatkowo nie zapomnij oddzielić i połączyć mas (analogowej i cyfrowej) rezystorem 0R.

Takie mam drobne uwagi. Jeśli to ma służyć jako woltomierz to dzielniki na wejściu powinny mieć znacznie większą rezystancję, chyba, że to pomiar baterii czy akumulatora. Ale wtedy nie potrzeba wtórników. Druga uwaga, jeśli chodzi o osiągnięcie jak największej rezystancji wejściowej, to standardowo robi się trochę inaczej. Diody zabezpieczające daje się bezpośrednio między wejścia wzmacniacza operacyjnego, równolegle w przeciwne strony. To eliminuje wpływ prądu upływu diody, bo wzmacniacz dąży do wyrównania napięć na wejściu odwracającym i nieodwracającym, więc praktycznie prąd przez diodę nie płynie. Wtedy osiągniesz spokojnie rezystancję wtórnika liczoną w gigaomach. W wersji dla hardcorowców, to można jeszcze otoczyć wejście nieodwracające ścieżką, połączoną do wyjścia wtórnika, jak również ekran kabla pomiarowego można tam podłączyć
Wszystkie te metody znajdziesz w Sztuce Elektroniki, polecam lekturę.

Dzięki za praktyczne podpowiedzi, jeżeli przyjdzie mi budować kolejny (precyzyjny) woltomierz to zdecydowanie o wiele bardziej zagłębie się w "Sztukę Elektroniki" ;D

Wtórniki przede wszystkim zwiększają rezystancję wejściową, w woltomierzu to jet ważny parametr. Diody zabezpieczają wejście, choć tu zostały użyte trochę nietypowo jak na wtórnik.