LinTai: качественные китайские корпуса и каркасы
РадиоЛоцман - Все об электронике

Четырехканальный вольтметр 0-50 В на базе набора «Цифровая лаборатория» NR05

Мастер Кит NR05

Нередко возникает необходимость одновременно контролировать несколько напряжений, например, выходные напряжения блока питания компьютера, нескольких аккумуляторов и т. п. В прошлой публикации мы рассмотрели принцип работы кодового замка, а теперь, на основе платы расширения набора «Цифровая лаборатория» NR05» соберем четырехканальный цифровой вольтметр с индикацией результатов на встроенном в плату дисплее. Диапазон измеряемых напряжений можно изменять, применяя внешний делитель, а шаг измерения определяется разрядностью аналогово-цифрового преобразователя (АЦП) микроконтроллера ATmega328, примененного в плате Arduino, и составляет 1024 значения. Тогда в диапазоне напряжений 0-50 В шаг измерения напряжения будет около 50 мВ, что вполне достаточно для бытового применения.

Сравнительное тестирование аккумуляторов EVE Energy и Samsung типоразмера 18650

Четырехканальный вольтметр 0-50 В на базе набора «Цифровая лаборатория» NR05

Измеряемые напряжения будем подключать на свободные аналоговые входы платы. Это входы A0, A4, A5 и A7, расположенные в правой нижней части платы. Для использования входа A0 следует временно выпаять резистор R4, расположенный возле разъема XP3 в правой нижней части платы.

Внешний делитель с разъемами для подключения измеряемых напряжений и платы расширения изготовим методом ЛУТ (так называемая «лазерно-утюжная технология») и протравим плату в растворе хлорного железа. Мы применили SMD-резисторы, но, если у вас нет лазерного принтера, делитель можно изготовить, нарисовав проводники водостойким фломастером. В этом случае лучше использовать выводные резисторы, так как точность размеров получившихся проводников будет ниже. Подробно технологию изготовления печатных плат методом травления в хлорном железе можно изучить, приобретя набор NN201 производства Мастер Кит.

Готовая плата делителя представлена на фото ниже.

На плате расширения установлен 2-строчный жидкокристаллический индикатор с 16 символами в каждой строке. На таком индикаторе вполне комфортно разместятся четыре показания от 0 до 50 В с одним знаком после запятой и идентификаторы каналов.

Сами измерения целесообразно проводить несколько раз за небольшой период времени, усредняя их значения. Так мы уменьшим случайные ошибки измерений.

Реализуем также в программе «замораживание» результатов при нажатии на одну из встроенных в плату кнопок, к примеру, среднюю. При втором нажатии непрерывные измерения будут возобновляться.

Задействуем светодиод, подсоединенный к 13-му цифровому выводу Arduino для индикации процесса измерения.

С учетом сказанного выше составим программу для Arduino:

Спойлер

Программа снабжена достаточно подробными комментариями, поясняющими особенности реализации алгоритма.

Пожалуй, самой главной особенностью является описанный в комментариях процесс калибровки констант, участвующих в вычислениях измеряемых напряжений. Для калибровки делителя (производится однократно) следует использовать источник стабильного постоянного напряжения. С учетом того, что калибровка занимает непродолжительное время, можно с успехом использовать батарею на 9 В типа «Крона» и цифровой мультиметр. Вполне подойдет мультиметр из «Набора юного электронщика» NR02. Этот набор также отлично подойдет для обучения пайке и монтажу печатных плат.

Следует отметить, что при изменении напряжения питания, поступающего на Arduino, следует обязательно соответственно изменить калибровочное значения опорного напряжения, относительного которого вычисляются измеренные значения.

Для изменения диапазона измерений необходимо применить делитель с другим коэффициентом деления входного напряжения.

Мастер Кит

Электронные компоненты. Бесплатная доставка по России
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя