Вольтметр на atmega8: Микроконтроллеры и Технологии – АЦП микроконтроллеров AVR. Делаем цифровой вольтметр 0

Литература.

Задействуем АЦП. Вольтметр на AVR. – Проекты – AVR project.ru

 Аналогово-Цифровой Преобразователь служит для преобразования аналогового сигнала на входе в цифровую форму, понятную для МК.  Практически во всех современных микроконтроллерах от AVR имеется 10 битный АЦП, позволяющий оцифровывать аналоговый сигнал с дискретностью 1024 значений. Этого достаточно чтобы, например, делать замеры напряжений (в разумных пределах), снимать показания с различных датчиков, таких как фотодиод и термопара, делать анализаторы спектра и многое другое.

 Примерная работа преобразования приведена на рисунке ниже; через равные промежутки времени (ось X) происходит считывание значения напряжения на входе АЦП (ось Y). Так как АЦП имеет ограниченную разрешающую способность, появляется дискретность (дробление) значений.  

  Величина по оХ называется частотой дискретизации, чем больше частота тем точнее может быть полученная информация о сигнале. АЦП в мк AVR может работать на частотах дискретизации от 50 до 200 кГц

  В Bascom-AVR конфигурирование АЦП сводится к одной строчке:

Config Adc = SINGLE , Prescaler = 128 , Reference = Avcc

 здесь Adc – режим считывания значения: Single – единичное считывание, также может быть Free (режим постоянной работы преобразователя)

Prescaler = 128 – выбираем частоту дискретизации путем деления частоты кварца на определенное число (также может быть 2,4,8,16,32,64 или Auto). Если выбрать Auto, то компилятор сам выберет подходящую частоту работы АЦП

Reference – выбор источника опорного напряжения. Aref – внешний источник, Avcc – напряжение питания схемы, Internal – внутренний ИОН на 2,56 в.

  Преобразование аналога в цифру в Bascom-AVR происходит следующим образом, для примера считаем значение напряжения на первом канале АЦП и выведем результат преобразования на ЖКИ:

Start ADC         ‘ запускаем преобразование
M = GetADC(1)     ‘ приравниваем переменную М результату преобразования
Stop ADC          ‘ останавливаем работу АЦП
LCD  M           ‘ выводим значение на ЖКИ

  Считывание может быть произведено с любого пина АЦП микроконтроллера, от 0 до 7 (например для ATMEGA32). Для этого в строке GetADC(x) заместо х ставим интересующий нас канал. И все!

  В дополнение решил собрать вольтметр на ATMega8. Во-первых стало интересно как точно все это работает в железе, и во-вторых вольтметр пригодится в регулируемом блоке питания который хочу собрать.

Итак, первым делом нужно определиться с диапазоном измеряемых значений.  Я выбрал пределом измерения 30 Вольт, от этого зависит коэффициент на который нужно будет умножать результат преобразования, а также расчет резисторного делителя напряжения на входе АЦП. В качестве источника опорного напряжения выбран внутренний ИОН на 2,56 В. Поэтому резисторный делитель рассчитан таким образом, чтобы при максимально измеряемом напряжении 30 В на вход АЦП заходило не более 2,56 В. Схема вольтметра приведена ниже:

  Подстроечник RV1 – многооборотный, для точной настройки делителя.

  Индикация организована в главном цикле программы. Для считывания показаний АЦП задействован Timer1, который переполняется примерно 2 раза в секунду. При переполнении вызывается подпрограмма, в которой происходит считывание данных с АЦП и их преобразование.

 Так как переполнение таймера происходит каждые 0,5 сек, то показания вольтметра будут обновляться 2 раза в секунду. Это сделано для того чтобы четвертая цифра отображающая сотые доли не скакала слишком быстро, размазывая показания (так как АЦП имеет свойство иногда менять показания при неизменном напряжении на входе).

    M2 = M1
    M3 = M1
    M4 = M1
     
    M1 = M1 / 1000     ‘ обработка тысяч
    N1 = Abs(M1)
     
    M2 = M2 Mod 1000   ‘ обработка сотен
    M2 = M2 / 100
    N2 = Abs(M2)
     
    M3 = M3 Mod 100    ‘ обработка десяток
    M3 = M3 / 10
    N3 = Abs(M3)
     
    M4 = M4 Mod 10     ‘ обработка единиц
    N4 = Abs(M4)
     
    Return
     
    End

  Заснял небольшое видео, показывающее работу вольтметра.

 Разрешение измерения вольтметра получилась 0,03 В (большего из 10 битного АЦП на таком диапазоне не выжать), точность не менее 0,05 В. Что весьма не плохо, учитывая что использовался внутренний ИОН и не использовались ВЧ-фильтры на входе преобразователя. Для блока питания самое то.

ЗЫ. Если говорить о точности измерения, то в качестве эталонного измерителя напряжения выступал мой Mastech MAS838, поэтому все относительно =) 

Скачать файлы к проекту

Бортовой компьютер (часы, двухканальный термометр, вольтметр на ATmega8 и LCD 16х2) « схемопедия

Прибор предназначен для установки в автомобилях, на мотоциклах, мопедах, скутерах – там, где нужен контроль температуры двигателя и напряжения бортовой сети и имеет следующие возможности:

1. Индикация текущего времени.

2. Измерение напряжения бортовой сети (7 – 16В).

3. Измерение температуры двигателя (-55… +125°С).

4. Измерение температуры в салоне автомобиля или температуры окружающего воздуха, если прибор используется на мототранспорте (-55… +125°С).

Схема бортового компьютера проста и не содержит дефицитных и дорогостоящих деталей. Питание осуществляется от бортовой сети ТС, имеется защита от переполюсовки – диод D1, который можно заменить на любой другой с прямым током не менее 200 мA. 16-ый вывод дисплея соединен с GND, 15-ый вывод (подсветка) через резистор 47 Ом соединен с VCC(5 В).

Для сборки устройства необходимы следующие компоненты:

1. Дисплей Wh2602 с подсветкой – 1шт.

2. Микроконтроллер Atmega8 – 1шт.

3. Микросхема DS1307- 1шт.

4. Датчик температуры DS18B20 – 2 шт.

5. Стабилизатор 78L05 (7805, КР142ЕН5А) – 1шт.

6. Подстроечный резистор 10 кОм – 2шт.

7. Резистор 10 кОм – 3шт.

8. Резистор 4,7 кОм – 4шт.

9. Резистор 24 кОм – 1шт.

10. Резистор 47 Ом – 1шт.

11. Часовой кварц (32768 Гц) – 1шт.

12. Конденсатор керамический 0,1 мкФ -2шт.

13. Конденсатор электролитический 470 мкФ х 16 В – 1шт.

14. Кнопки тактовые – 2шт.

15. Батарейка 3 В – 1шт.

16. Панелька SCS-8 (для DS1307) – 1шт.

17. Панелька SCS-28 (для Atmega8) – 1шт.

18. Диод 1n4001 или любой другой с прямым током не менее 200 мА

Фьюзы:

Кнопки располагаются отдельно от основной платы, и подключены к контактам set_minute и set_hour на печатной плате. Батарейка подключается к +-BAT. После того, как устройство будет собрано, еще раз проверьте все соединения на соответствие схеме. Подстроечные резисторы ставятся в среднее положение, и на вход “+12V” подается напряжение 8 – 16 вольт.

Правильно собранная схема с правильно прошитым микроконтроллером запускается сразу. Вращением RV2 добиваются отображения символов на дисплее. С помощью RV1 подстраивают значение вольтметра на дисплее так, чтобы оно было равно напряжению питания устройства в данный момент. Кнопками устанавливают текущее время. Показания температур в калибровке не нуждаются. Датчик, который измеряет температуру двигателя соединяется с устройством с помощью двухжильного экранированного кабеля: вывод GND датчика припаивается к экрану.

Прикрепленные файлы:

ЧАСЫ – ТЕРМОМЕТР – ВОЛЬТМЕТР

   Измеритель, представленный в этом проекте, содержит в себе функции сразу 3-х устройств: вольтметр, термометр и часы. Выполнено оно на микроконтроллере семейства AVR ATMega8 и датчике DS18B20. Управление осуществляется тремя кнопками. Две для настройки часов, третья SB1 для выбора режима работы. Также присутствует кнопка SB3 которая нужна для вкл/выкл индикатора.

   Часы. Подсчет времени происходит, постоянно, независимо от того какой режим выбран. Настройка осуществляется кнопками “SB2” и “SB4“.

   Термометр. Он позволяет измерять тепературу от -50 до +85 гадусов. Датчиком термометра служит микросхемка DS18B20, считав из нее данные о текущей температуре и сделав необходимые преобразования выводим результат измерения на индикатор.

   Вольтметр. Цифровой вольтметр позволяет измерять постоянное напряжение от 0 до 25 вольт. В качестве контроллера используется ATMEGA8, которая тактуется внутренним RC-генератором 8 МГц. Измерения постоянного напряжения производятся при помощи встроенного в контроллер 10-и разрядного АЦП. Измеряемое напряжение, через делитель поступает на вход ADC0 (PortC. 0 выв.23). После соответствующих преобразований, результат измерения отображается на 4-х разрядном индикаторе с общим катодом. Обращайте внимание что они есть разного размера, могут отличаться цоколевкой, ну и включением (ОА и ОК).

   Переключение между режимами вольтметра и термометра производится кнопкой SВ1: один раз нажали — термометр, ещё раз — вольтметр, ещё раз – часы и так по кругу. Схема проста в изготовлении и содержит минимум элементов. Прошивку на контроллер скачайте тут.

Принципиальная схема часов с термометром и вольтметром

   Перечень элементов часов:

1.  Микроконтроллер AtMega8
2.  Индикатор любой (с небольшим током потребления и с общим катодом)
3.  Часовой кварц 32768 Гц
4.  Датчик температуры DS18B20
5.  Конденсатор 100 нФ
6.  Резистор 4,7 кОм
7.  Резисторы 1 кОм 4 шт
8.  Резистор 11,1 кОм
9.  Резистор 100 кОм

   Отдельно внимание следует уделить FuseBits. В нашем случае (для CodeVision AVR) они выставляются так как на картинке:

   После окончательной сборки и настройки, часы – термометр – вольтметр вместе с источником их питания (батарейки либо сетевой адаптер) размещаем в небольшом пластиковом корпусе. При необходимости, подбираем резисторами яркость свечения светодиодного индикатора.

   Сборка и испытания устройства: Шимко С.Н.

   Форум по измерительным устройствам на микроконтроллерах

ВОЛЬТМЕТР НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ ATmega8 | Библиотека устройств на микроконтроллерах

Характеристики вольтметра

Схема вольтметра

Плата вольтметра

Устройство и функционирование вольтметра, настройка

Вольтметр построен на базе микроконтроллера ATmega8. В устройстве используется динамическая индикация на трехразрядном светодиодном семисегментном индикаторе. Полное обновление изображения на индикаторе происходит с частотой примерно 162 Гц. Прибор отображает среднее арифметическое значение напряжения, используя результаты 64 замеров, что позволяет повысить точность. Обновление показаний производится около 4 раз в секунду.

Настройка прибора производиться по образцовому вольтметру (я использовал цифровой вольтметр с относительной погрешностью 0,5%), путем настройки коэффициента деления входного напряжения подстроечным резистором R2.

При программировании устройства необходимо установить частоту генератора 1 МГц (при использовании моей прошивки), также очень желательно включить детектор пониженного напряжения и установить порог срабатывания равным 4В (фьюзы BODEN=0, BODLEVEL=0), для ATmega8L можно установить порог 2,7В (BODEN=0, BODLEVEL=1).

Индикаторы GNS-3011HS можно заменить на их аналоги АЛС324Б без каких-либо изменений в схеме и прошивке. При необходимости можно изменить яркость свечения индикаторов подбором резисторов R9 — R16 или программными методами. Дипазон измерений легко изменить на 0 — 99,9В, для этого достаточно установить необходимый коэффициент деления напряжения подстроечным резистором R2 и установить точку после второго разряда.

Схема в формате KiCad (EESchema)
Плата в формате Sprint Layout 5.0
Прошивка в формате Intel HEX и исходный код (AvrAsm 2)

Самый простой цифровой вольтметр с AVR

Это, наверное, самый простой из возможных цифровых вольтметров с микроконтроллером Atmel AVR. Схема управляется микропроцессором IO1 – Atmel AVR ATmega8 (ATmega8, ATmega8L), программа для загрузки и настройки битов конфигурации ниже. (ATmega8 может показаться слишком “большим”, но был выбран потому, что это один из наиболее часто используемых AVR и его часто можно найти в ящике.) Трехзначный семисегментный светодиодный дисплей используется для отображения значения. Катоды подключены к порту D, анодов к младшим 3 битам порта B. Использование сверхъяркого дисплея позволяет опустить текущую усилительные транзисторы. Дисплей управляется мультиплексированием (матрицей) и подключается обычным мультиплексным способом. Я использовал трехзначный желтый дисплей T-5631BUY-11 с яркостью 150-200мкд. Резисторы с R1 по R8 определяют ток на дисплее и, следовательно, его яркость. Их выбрали не превышен максимальный выходной ток (40 мА), даже когда все 8 светодиодов горят одновременно.Схема использует несимметричный 10-разрядный АЦП (аналого-цифровой преобразователь) в AVR. Выходные значения колеблются от 0 до 1023, но потому что не стоит добавлять четвертую цифру для узкого диапазона от 1000 до 1023 диапазон ограничен до 0 до 999. При более высоком значении появится символ «—». Диапазон вольтметра соответствует входному напряжению 2,5 В. Вход подключается через делитель на 1/4, состоящий из R9, R10 и P1, обеспечивая диапазон 10 В с разрешением до 0,01 В. Входное сопротивление составляет примерно 1 МОм.(Если вам нужен диапазон 100 В, измените значение R10 на 9M1 и P1 на 2M2. Тогда у вас будет Диапазон 100 В с разрешением 0,1 В и входным сопротивлением около 10 МОм.) Калибровка вольтметра выполняется по известному напряжению путем настройки подстроечного резистора P1. Перемычки DP1 и DP2 могут использоваться для подсветки десятичных знаков. DP1 загорается десятичным понятием после первого числа (0,00), DP2 загорается точкой после второго числа (00,0). Частота обновления вольтметра около 4 Гц.IO1 использует внутренний RC-генератор, настроенный на 1 МГц. Схема питается от источника около 5В. Потребление тока около 25 мА (большая часть – это потребление светодиодного дисплея). Разместите C1 и C2 как можно ближе к IO1 AVR. Измеритель может быть полезен как усовершенствование лабораторного источника питания, индикатора напряжения бортовой сети транспортного средства, напряжения питания ПК, напряжения батареи в ИБП и т. Д. Напряжение питания 5 В можно получить, используя простой источник питания, например, на интегральной схеме 7805. Используйте соответствующий предохранитель на входе питания.
Программа для бесплатного скачивания:
исходный код на ассемблере (ASM)
скомпилированный HEX файл (298 байт)
Как записать программу в AVR описано здесь .

Установка битов конфигурации.

Тестирование вольтметра с ATmega8.

Видео – проверка простого вольтметра AVR.

Добавлен: 27. 6. 2012
дом

Вольтметр на базе Atmeag8 / AVR | Модель встроенной системы

Учебное пособие для вольтметра на базе Atmeag8 / AVR

I t измеряет напряжение переменного тока и показывает показания в среднеквадратичном значении.

Основы сигналов переменного тока

Сигнал переменного тока, амплитуда которого изменяется во времени.В Индии частота переменного тока составляет 50 Гц.

Тогда Период времени один полный цикл ,

T = 1 / частота

T = 1/50 Гц = 0,002 секунды

= 20 милли секунд

= 10 миллисекунд для полупериода

Существует множество методов цифрового измерения напряжения переменного тока

, мы могли бы найти среднеквадратичное значение, умножив пиковое напряжение на 0.707.

Vrms = пиковое напряжение * 0,707.

Приблизительно пиковое напряжение переменного тока индийской линии составляет 325 В.

Пример:

325 В * 0,707 = 229,775 В (приблизительно = 230 В (среднеквадр.)).

Но микроконтроллер мог распознавать только напряжение до 5 вольт, а также не мог распознавать отрицательные значения

, поэтому мы не можем подать на него 230 вольт напрямую.

Это можно исправить с помощью понижающего трансформатора, который имеет преимущество безопасности.

Напряжение переменного тока можно снизить с помощью трансформатора до комфортного диапазона. (т.е. от 0 до 5 В постоянного тока)

произвести расчет как,

Делитель напряжения выдает 5 вольт при напряжении 230 В. [ подробнее расскажу по пути ].

Выход двухполупериодного выпрямителя подается на АЦП микроконтроллера. Затем сделайте соответствующее кодирование.

Секция микроконтроллера

Основы

Я выбрал, частота F_cpu – это внутренний RC-генератор 8 МГц.

АЦП Atmega8 использует Prescalar [частотный редуктор или делитель на 2-й, 4-й и т. Д.]

Частота предварительного масштабирования АЦП Atmega находится в диапазоне от 50 кГц до 200 кГц

Время преобразования АЦП составляет от 13 до 260 микросекунд.

Частота АЦП = F_cpu / Prescaler

= 800000 Гц / 8

= 62,5 кГц

На высокой частоте преобразование в АЦП будет быстрым, а на более низкой частоте преобразование будет более точным.

Расчет времени преобразования АЦП

Время преобразования = 1 / частота АЦП

= 1/62500

= 0,000016 секунды

= 0,016 миллисекунды

= 16 микросекунд. [При 62,500 кГц]

Таким образом, для одного цикла преобразования потребовалось бы 16 миксекунд с частотой 62,5 кГц.

Для одного преобразования требуется 13 циклов АЦП

т.е.

13 * 16 микросекунд = 230 микросекунд [приблизительно]

= 230 мкс.

Полуволна имеет длительность 10 миллисекунд [100000 микросекунд].

Доступное время конверсии –

= Общий период времени для полупериода / одного времени преобразования АЦП

= 10000 микросекунд / 230 микросекунд

= 43. 4 образца [для одного полупериода 10 миллисекунд]

Изображение показывает только 7 образцов за полупериод. В нашем случае это 43

расчет Vpeak

Принимает самый большой Vpeak из 40 образцов.

Vrms = Vpeak * .707

************************************************* ***************************

Расчет размера шага АЦП Atmega8

АЦП Atmega8 – это 10-битное / [т.е. максимальное высокое значение 1023 = 1111111111], при котором АЦП выдаст значение полной шкалы.

АЦП требуют часы, а также опорное напряжение.

Разрешение выхода АЦП определяет размер шага.

АЦП o / p = Vin * 1024 / Vref

Примеры;

Vin = 5 вольт, Vref = 5 вольт

ADC o / p = 5 * 1023/5 = 1023 [максимальное значение ADC]

Напряжение размера шага = Vref / 1023 = 0. 004887 вольт = 4,88 милливольт

Одна двоичная цифра изменяется при изменении напряжения 4,88 В

Размер шага изображения 1,25 вольт

************************************************ ************************************************ ***

проектирование и создание цифрового вольтметра с использованием микроконтроллера avr atmega8 – для тем и материалов проектов B.Sc, HND и OND

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУКЦИЯ ЦИФРОВОГО ВОЛЬТМЕТРА С МИКРОКОНТРОЛЛЕРОМ AVR ATMEGA8

РЕФЕРАТ

Эта работа проводится на цифровом вольтметре с использованием микроконтроллера ATMEGA8, который представляет собой прибор, используемый для измерения разности электрических потенциалов между двумя точками в электрической цепи.Цифровой вольтметр отображает в цифровом виде напряжение, ток или сопротивление с помощью аналого-цифрового преобразователя. Цифровые вольтметры могут измерять диапазон напряжений переменного тока (AC), напряжения постоянного тока (DC) или как напряжения переменного, так и постоянного тока. Устройства обычно отображают от трех до семи цифр.

ГЛАВА ПЕРВАЯ

1.2 ПРЕДПОСЫЛКИ ИССЛЕДОВАНИЯ
Цифровой вольтметр – это прибор, который измеряет напряжение или падение напряжения в цепи.Цифровой вольтметр использует твердотельные компоненты и отображает значения в цифровом виде. Как правило, цифровые вольтметры (цифровые вольтметры) могут использоваться для определения чрезмерного сопротивления, которое может указывать на обрыв цепи или заземление. Они также используются для определения низкого напряжения или падений напряжения, которые могут указывать на плохое соединение. Положительный вывод подключается к положительной стороне схемы, а отрицательный вывод подключается к заземлению схемы. Внутреннее сопротивление цифровых вольтметров – это импеданс, который обычно выражается в омах на вольт.Это количество относительно велико, чтобы устройство не потребляло значительный ток и не нарушало работу проверяемой цепи. Чувствительность вольтметра определяет диапазон напряжений, который могут измерять цифровые вольтметры. Цифровые вольтметры
могут измерять диапазон напряжений переменного тока (AC), напряжения постоянного тока (DC) или как напряжения переменного, так и постоянного тока. Устройства обычно отображают от трех до семи цифр. Некоторые цифровые вольтметры могут регистрировать минимальные и максимальные напряжения, называемые выбросами.Другие измеряют среднеквадратичное значение (RMS), диапазон частот или мощность сигнала в децибелах. Цифровые вольтметры также используются для контроля резистивных датчиков температуры (RTD), термопар, транзисторов и диодов. Настольные, монтируемые в стойку и портативные устройства широко доступны. Устройства с батарейным питанием не требуют подключения к электросети. Цифровые вольтметры с непрерывной слышимостью издают звуковой сигнал при касании щупами. Устройства с возможностью аналоговой гистограммы отображают такие показания состояния, как заряд батареи, уровень сигнала и непрерывность.
Некоторые цифровые вольтметры взаимодействуют с компьютерами и включают встроенное программное обеспечение для мониторинга таких приложений, как сбор данных. Программируемые устройства позволяют пользователям устанавливать значения, которые запускают процедуры мониторинга. Часто доступны устройства хранения данных, регистрации и съемные устройства хранения данных. Некоторые цифровые вольтметры позволяют пользователям регулировать частоту дискретизации или предоставлять внутреннюю память. Другие включают функцию автоматического выбора диапазона, которая автоматически регулирует диапазон измерения. Опции вывода включают интерфейсную шину общего назначения (GPIB), десятичное двоичное кодирование (BCD) и цифро-аналоговое преобразование (DA).RS232 – это стандартный протокол связи для последовательных портов. IEEE 488 – стандартный протокол связи для параллельных портов.
1.2 ЦЕЛЬ ПРОЕКТА
Основная цель данной работы – разработать устройство, которое с помощью микропроцессора ATMEGA8 будет численно отображать напряжение, ток или сопротивление между двумя точками в электрической цепи.

1.3 ЗНАЧЕНИЕ ПРОЕКТА
Преимущества использования микроконтроллера Atmega8 в данной работе следующие:

• Он имеет низкое энергопотребление
• Он имеет лучшее разрешение дисплея в Амперах при использовании резистора с низким сопротивлением падения напряжения.
• Это намного меньший размер печатной платы, всего 5 см x 5 см. По-прежнему нет SMD компонентов.
• Он имеет простую калибровку, только одну настройку напряжения и одну предварительную настройку ампер, отсутствие обнаружения напряжения.

1.4 ПРЕИМУЩЕСТВА ПРОЕКТА

• Они точнее аналоговых мультиметров.
• Они уменьшают ошибки чтения и интерполяции.
• Функция «автополярность» может предотвратить проблемы с подключением измерителя к испытательной цепи с неправильной полярностью.
• Ошибки параллакса устранены. Если на стрелку аналогового мультиметра смотреть под другим углом, вы увидите другое значение. Это ошибка параллакса. Цифровой дисплей цифрового мультиметра решает эту проблему
• Дисплей цифрового мультиметра не имеет движущихся частей. Это избавляет их от износа и ударов.
• Скорость чтения увеличена, так как читать легче.
• В отличие от аналоговых мультиметров, настройка нуля не требуется.
• Цифровой выход подходит для дальнейшей обработки или записи и может быть полезен в быстро расширяющемся диапазоне приложений, управляемых компьютером.
• С появлением интегральных схем, размер, стоимость и требования к мощности цифровых мультиметров резко сократились.
• Точность увеличена за счет цифрового считывания. Вы можете ошибиться при чтении шкалы аналогового мультиметра, но цифровые мультиметры имеют ЖК-дисплей для отображения точных показаний.
Цифровые мультиметры
• могут использоваться для проверки целостности цепи, конденсаторов, диодов и транзисторов. Более совершенные цифровые мультиметры также могут измерять частоту.
• Функция автоматического выбора диапазона цифрового мультиметра помогает выбирать различные диапазоны измерения, что может предотвратить повреждение измерителя в случае выбора неправильного диапазона.
• Портативный размер позволяет легко носить с собой куда угодно.
• Они вызывают меньшее воздействие нагрузки измерителя на тестируемые цепи.
• Некоторые современные цифровые мультиметры имеют микропроцессоры и могут сохранять показания для дальнейшей обработки. Они имеют очень высокий входной импеданс.

1.

1.6 ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ ПРОЕКТА
Различные этапы разработки этого проекта были должным образом разделены на пять глав, чтобы облегчить всестороннее и краткое чтение.В этом тезисе проекта проект организован последовательно следующим образом:
Первая глава этой работы посвящена введению в цифровой вольтметр. В этой главе обсуждались предыстория, значение, объективные ограничения и проблема цифрового вольтметра.
Глава вторая посвящена обзору литературы по цифровому вольтметру. В этой главе была рассмотрена вся литература, относящаяся к этой работе.
Глава третья посвящена методологии проектирования. В этой главе обсуждались все методы, задействованные во время проектирования и строительства.
Глава четвертая посвящена анализу тестирования. Были проанализированы все тесты, которые привели к точной функциональности.
Глава пятая – заключение, рекомендации и ссылки.

Этот материал представляет собой полный и хорошо проработанный проектный материал строго для академических целей, который был одобрен разными преподавателями из разных высших учебных заведений. Мы делаем аннотацию и первую главу видимыми для всех.

Все темы проекта на этом сайте состоят из 5 (пяти) глав.Каждый Материал проекта включает: Аннотация + Введение + и т. Д. + Обзор литературы + методология + и т. Д. + Заключение + Рекомендация + Ссылки / Библиография.

Кому “ ЗАГРУЗИТЬ ” полный материал по данной теме выше нажмите «ЗДЕСЬ»

Хотите наши Банковские счета ? пожалуйста, нажмите ЗДЕСЬ

Для просмотра других связанных тем нажмите ЗДЕСЬ

Кому “ САММИТ ” новых тем, разработайте новую тему ИЛИ вы не видели свою тему на нашем сайте, но хотите подтвердить ее доступность нажмите ЗДЕСЬ

Хотите, чтобы мы провели исследование по вашей новой теме? если да, нажмите “ ЗДЕСЬ ”

У вас есть вопросы по поводу нашей почты / услуг? Нажмите ЗДЕСЬ , чтобы получить ответы на свои вопросы

Вы также можете посетить нашу страницу в facebook по адресу fb. me / hyclas просмотреть другие наши родственные конструкции (или дизайн) фото

Для получения дополнительной информации свяжитесь с нами любым из следующих способов:

Мобильный номер: +2348146561114 или +2347015391124 [Mr. Невинный]

Адрес электронной почты : [email protected]

Watsapp № : +2348146561114

Чтобы увидеть наш дизайн Pix: Вы также можете посетить нашу страницу в facebook по адресу fb.me / hyclas за наши дизайнерские фотографии / картинки.

ЕСЛИ ВЫ УДОВЛЕТВОРЕНЫ НАШИМИ УСЛУГАМИ, ПОЖАЛУЙСТА, НЕ ЗАБЫВАЙТЕ ПРИГЛАШАТЬ ДРУЗЕЙ И КУРСОВ НА НАШУ СТРАНИЦУ.

и код языка C

В этом проекте мы собираемся разработать цифровой вольтметр диапазона 25 В с использованием микроконтроллера ATMEGA32A. В ATMEGA мы собираемся использовать 10-битный АЦП (аналого-цифровой преобразователь) для создания цифрового вольтметра. Теперь АЦП в ATMEGA не может принимать входное напряжение более + 5В, поэтому для получения более высокого диапазона мы будем использовать схему делителя напряжения.

Теперь важно отметить, что входной сигнал, принимаемый контроллером для преобразования АЦП, составляет всего 50 мкА. Этот эффект нагрузки резистивного делителя напряжения важен, поскольку ток, потребляемый из Vout делителя напряжения, увеличивает процент ошибки, пока нам не нужно беспокоиться об эффекте нагрузки.

Мы возьмем два резистора и сформируем схему делителя так, чтобы при напряжении Vin 25 В мы получили выходное напряжение 5 Вольт. Поэтому все, что нам нужно сделать, это умножить значение Vout на «5» в программе, чтобы получить реальное входное напряжение.

Аппаратное обеспечение: ATMEGA32, источник питания (5 В), ПРОГРАММАТОР AVR-ISP, JHD_162ALCD (16 * 2LCD), конденсатор 100 мкФ, конденсатор 100 нФ (5 шт. ), Резистор 10 кОм, резистор 2 кОм, потенциометр 1 кОм или предустановка.

Софт: Atmel studio 6.1, прогисп или флеш магия.

Полная принципиальная схема цифрового вольтметра показана на рисунке выше.Здесь PORTB ATMEGA32 подключен к порту данных ЖК-дисплея. Следует не забыть отключить связь JTAG в PORTC или ATMEGA, изменив байты предохранителя, если вы хотите использовать PORTC в качестве обычного порта связи. В ЖК-дисплее 16×2 всего 16 контактов, если есть черный свет, если нет подсветки, будет 14 контактов. Можно включить или оставить контакты подсветки. Теперь в 14 контактах 8 контактов данных (7-14 или D0-D7), 2 контакта источника питания (1 и 2 или VSS & VDD или gnd & + 5v), 3 контакта ^rd для контроля контрастности (VEE-контролирует толщину символов. должен быть показан) и 3 контакта управления (RS, RW и E).(Узнайте больше о ЖК-дисплее в этом руководстве: «Сопряжение ЖК-дисплея с микроконтроллером AVR»).

В схеме вы можете заметить, что я взял только два управляющих контакта, это дает гибкость для лучшего понимания, бит контрастности и ЧТЕНИЕ / ЗАПИСЬ не часто используются, поэтому их можно замкнуть на землю. Это переводит ЖК-дисплей в режим максимальной контрастности и чтения. Нам просто нужно управлять контактами ENABLE и RS, чтобы отправлять символы и данные соответственно.

Подключения, которые выполняются для ЖК-дисплея, приведены ниже:

PIN1 или VSS на землю

PIN2 или VDD или VCC к питанию +5 ​​В

PIN3 или VEE на землю (дает максимальный контраст для новичков)

PIN4 или RS (выбор регистра) к PD6 uC

PIN5 или RW (чтение / запись) на землю (переводит ЖК-дисплей в режим чтения, упрощает обмен данными для пользователя)

PIN6 или E (Enable) для PD5 uC

PIN7 или D0 – PB0 uC

PIN8 или D1 – PB1 uC

PIN9 или D2 – PB2 uC

PIN10 или D3 – PB3 uC

PIN11 или D4 – PB4 uC

PIN12 или D5 – PB5 uC

PIN13 или D6 – PB6 uC

PIN14 или D7 – PB7 uC

На схеме вы можете видеть, что мы использовали 8-битную связь (D0-D7), однако это не обязательно, мы можем использовать 4-битную связь (D4-D7), но с 4-битной коммуникационной программой становится немного сложнее. Мы подключаем 10 контактов ЖК-дисплея к микроконтроллеру, из которых 8 контактов – это контакты данных, а 2 контакта – для управления.

Напряжение на R2 (2,2 кОм) не является полностью линейным; это будет шумно. Чтобы отфильтровать шум, конденсаторы помещаются на каждом резисторе в цепи делителя, как показано на принципиальной схеме выше.

Потенциал 1K здесь предназначен для настройки точности АЦП. В ATMEGA32A мы можем подавать аналоговый вход на любой из восьми каналов PORTA, не имеет значения, какой канал мы выберем, поскольку все они одинаковы, мы собираемся выбрать канал 0 или PIN0 PORTA.10 = 5 мВ. Таким образом, на каждые 5 мВ приращения на входе у нас будет приращение на единицу на цифровом выходе.

Теперь нам нужно установить регистр АЦП исходя из следующих условий:

1. Прежде всего, нам нужно включить функцию ADC в ADC.

2. Максимальное входное напряжение для преобразования АЦП составляет + 5 В (5 * (12,2 / 2,2) = 27,7 В; поскольку R1 = 10 кОм и R2 = 2,2 кОм). Таким образом, мы можем установить максимальное значение или ссылку АЦП 5В.

3. Контроллер имеет функцию преобразования триггера, что означает, что преобразование АЦП происходит только после внешнего триггера, поскольку мы не хотим, чтобы нам нужно было настраивать регистры для работы АЦП в непрерывном автономном режиме.

4. Для любого АЦП частота преобразования (аналоговое значение в цифровое значение) и точность цифрового выхода обратно пропорциональны. Поэтому для большей точности цифрового вывода нам нужно выбрать меньшую частоту. Для меньшей тактовой частоты АЦП мы устанавливаем предварительную продажу АЦП на максимальное значение (128). Поскольку мы используем внутренние часы с частотой 1 МГц, частота АЦП будет (1000000/128).

Это единственные четыре вещи, которые нам нужно знать , чтобы начать работу с ADC .

Все четыре вышеупомянутых параметра устанавливаются двумя регистрами:

КРАСНЫЙ (ADEN): этот бит должен быть установлен для включения функции АЦП ATMEGA.

СИНИЙ (REFS1, REFS0): Эти два бита используются для задания опорного напряжения (или максимальное входное напряжение, мы будем давать). Поскольку мы хотим иметь 5V опорного напряжения, REFS0 должен быть установлен, в таблице.

СВЕТЛО-ЗЕЛЕНЫЙ (ADATE): этот бит должен быть установлен для непрерывной работы АЦП (режим автономной работы).

РОЗОВЫЙ (MUX0-MUX4): эти пять битов предназначены для указания входного канала. Поскольку мы собираемся использовать ADC0 или PIN0, нам не нужно устанавливать какие-либо биты, как указано в таблице.

КОРИЧНЕВЫЙ (ADPS0-ADPS2): эти три бита предназначены для установки предскалярного значения для АЦП. Так как мы используем предскаляр 128, нам нужно установить все три бита.

ТЕМНО-ЗЕЛЕНЫЙ (ADSC): этот бит устанавливается для АЦП, чтобы начать преобразование. Этот бит можно отключить в программе, когда нам нужно остановить преобразование.

Пояснение к программированию

Работа этого цифрового вольтметра проекта объясняется шаг за шагом в приведенном ниже коде.

с использованием микроконтроллера AVR (ATmega8): принципиальная схема и код

В этом проекте мы собираемся создать амперметр низкого диапазона с использованием микроконтроллера ATMEGA8 . В ATMEGA8 для этого мы собираемся использовать 10-битный АЦП (аналого-цифровое преобразование). Хотя у нас есть несколько других способов получить текущий параметр из схемы, мы собираемся использовать метод резистивного сброса, потому что это самый простой и простой способ получить текущий параметр.

В этом методе мы собираемся передать ток, который необходимо измерить, на небольшое сопротивление, тем самым мы получим падение на этом сопротивлении, которое связано с током, протекающим через него.Это напряжение через сопротивление подается на ATMEGA8 для преобразования в АЦП. При этом у нас будет ток в цифровом виде, который будет отображаться на ЖК-дисплее 16×2.

Для этого воспользуемся схемой делителя напряжения. Мы собираемся пропустить ток через полную ветвь сопротивления. Измеряется середина ветви. Когда ток изменяется, сопротивление будет падать линейно по отношению к нему. Таким образом, у нас есть напряжение, которое изменяется линейно.

Теперь важно отметить, что входной сигнал, принимаемый контроллером для преобразования АЦП, составляет всего 50 мкА. Этот эффект нагрузки резистивного делителя напряжения важен, поскольку ток, потребляемый из Vout делителя напряжения, увеличивает процент ошибок, поэтому нам не нужно беспокоиться об эффекте нагрузки.

Аппаратное обеспечение: ATMEGA8, источник питания (5 В), ПРОГРАММАТОР AVR-ISP, JHD_162ALCD (16 * 2LCD), конденсатор 100 мкФ, конденсатор 100 нФ (4 шт.), Резистор 100 Ом (7 шт.) Или 2 шт.5 Ом (2 шт.), Резистор 100 кОм.

Софт: Atmel studio 6.1, прогисп или флеш магия.

[См. Это руководство, чтобы понять, как взаимодействовать ЖК-дисплей с микроконтроллером AVR]

Напряжение на R2 и R4 не является полностью линейным; это будет шумно. Чтобы отфильтровать шум, конденсаторы помещаются на каждом резисторе в схеме делителя, как показано на рисунке.10 = 5 мВ. Таким образом, на каждые 5 мВ приращения на входе у нас будет приращение на единицу на цифровом выходе.

Теперь нам нужно установить регистр АЦП исходя из следующих условий:

1. Прежде всего нам нужно включить функцию ADC в ADC.

2. Здесь мы получим максимальное входное напряжение для преобразования АЦП + 5В. Таким образом, мы можем установить максимальное значение или ссылку АЦП 5В.

3. Контроллер имеет функцию преобразования триггера, что означает, что преобразование АЦП происходит только после внешнего триггера, поскольку мы не хотим, чтобы нам нужно было настраивать регистры для работы АЦП в непрерывном автономном режиме.

4. Для любого АЦП частота преобразования (аналоговое значение в цифровое значение) и точность цифрового выхода обратно пропорциональны. Поэтому для большей точности цифрового вывода мы должны выбирать меньшую частоту. Для обычных часов АЦП мы устанавливаем предварительную продажу АЦП на максимальное значение (2). Поскольку мы используем внутренние часы с частотой 1 МГц, частота АЦП будет (1000000/2).

Это единственные четыре вещи, которые нам нужно знать, чтобы начать работу с ADC.

Все вышеупомянутые четыре функции устанавливаются двумя регистрами,

КРАСНЫЙ (ADEN): этот бит должен быть установлен для включения функции АЦП ATMEGA.

СИНИЙ (REFS1, REFS0): Эти два бита используются для задания опорного напряжения (или максимальное входное напряжение, мы будем давать). Поскольку мы хотим иметь 5V опорного напряжения, REFS0 должен быть установлен, в таблице.

ЖЕЛТЫЙ (ADFR): этот бит должен быть установлен для непрерывной работы АЦП (режим автономной работы).

РОЗОВЫЙ (MUX0-MUX3): эти четыре бита указывают входной канал. Поскольку мы собираемся использовать ADC0 или PIN0, нам не нужно устанавливать какие-либо биты, как указано в таблице.

КОРИЧНЕВЫЙ (ADPS0-ADPS2): эти три бита предназначены для установки предскалярного значения для АЦП.Поскольку мы используем прескаляр, равный 2, мы должны установить один бит.

ТЕМНО-ЗЕЛЕНЫЙ (ADSC): этот бит устанавливается для АЦП, чтобы начать преобразование. Этот бит можно отключить в программе, когда нам нужно остановить преобразование.

[Также проверьте: цифровой вольтметр с микроконтроллером AVR]

Упрощенный биполярный вольтметр 50 В и амперметр 5 В

Упрощенный биполярный вольтметр амперметр

Этот проект предназначен для отображения положительного и отрицательного напряжения и потребления тока для существующего биполярного (+ ve и -ve) источника питания постоянного тока. который выполнен в виде модуля для удобного добавления на лицевую панель.

Большинство доступных модулей либо не могут считывать отрицательные напряжения и токи, либо являются дорогостоящими для любителя. Схема проста и требует одного положительного источника питания (от 8 до 12 В постоянного тока).

См. Полную принципиальную схему:

Здесь микроконтроллер ATMEGA8 является сердцем проекта. Каналы АЦП микроконтроллера непрерывно считывают напряжения, доступные на 4 выводах (23,24,25 и 26), затем обрабатывают и отображают на ЖК-дисплее с 2 строками и 16 столбцами.

Положительное напряжение делится с помощью резистивных делителей, а отрицательное напряжение преобразуется в положительное с помощью LM358 (один OP-AMP используется из Dual OP-AMP IC) и питается от отдельного источника 6 В через фиксированный стабилизатор напряжения IC 7806. Остальная схема – это питание через другой фиксированный стабилизатор напряжения IC 7805.

Ток измеряется с помощью модулей ACS712-5A, которые могут измерять ток от -5A до + 5A. Два аналогичных модуля ACS712-5A используются для измерения положительного и отрицательного тока, а схема и применение для подключения модулей показаны ниже.

Первоначальная настройка / калибровка:

После того, как компоненты припаяны на печатной плате (здесь используется печатная плата общего назначения) в соответствии со схемой, файл BipolarVAmeter.HEX должен быть загружен в ATMEGA8 с помощью любого подходящего программатора, использующего его порт ISP. .

После подключения источника питания к цепи (предпочтительно от батареи 9 В) включите цепь. Теперь подключите положительные и отрицательные соединения источника питания к входу для положительного напряжения и входу для отрицательного напряжения для измерения напряжения.Считайте входные напряжения на мультиметре (режим напряжения) и отрегулируйте подстроечные регуляторы 200K для отображения того же напряжения на ЖК-дисплее.

Для калибровки показаний тока подключите два модуля ACS712-5A, как показано на рисунке, последовательно с мультиметром в режиме 10A. Необходимо сделать небольшую печатную плату с двумя кнопками, подключенными к контактам 4 и 5 ATMEGA8. Теперь перезапустите схему с выключенным и включенным питанием (или нажмите кнопку сброса).

Считайте текущий расход в амперах на мультиметре, на ЖК-дисплее для положительных и отрицательных значений.если на ЖК-дисплее отображается нулевое значение (0,0 А), поменяйте местами подключения входа питания для конкретного модуля ACS712-5A после отключения подачи питания на схему.

Если отображаемое значение (в амперах) не совпадает со значением мультиметра, запишите процент ошибки для положительного и отрицательного ампер на ЖК-дисплее, относительно. до значения мультиметра.

Теперь сбросьте схему и просто нажмите любую кнопку, пока на ЖК-дисплее отображается название проекта (упрощенный биполярный вольтметр).

Некоторые коэффициенты умножения для отрицательных и положительных значений силы тока отображаются последовательно. Нажмите кнопки BUTTON_UP или BUTTON_DN, чтобы увеличить или уменьшить значения в соответствии с наблюдаемой процентной ошибкой. Теперь измеритель отображает ток в амперах с исправленными значениями.

Вышеупомянутый процесс необходимо повторять до тех пор, пока значения ампер, отображаемые на ЖК-дисплее, не будут совпадать со значением на мультиметре.

После завершения и калибровки начальной настройки схема готова к использованию.Схема подключения модуля Volt Amp к существующему источнику питания и окончательной сборки на передней панели показана здесь.

НАСЛАЖДАЙТЕСЬ. ВСЕГО НАИЛУЧШЕГО.

Щелкните ссылку / вложение, чтобы загрузить файл и переименовать его в BipolarVAmeter.HEX, а затем загрузить в ATMEGA8 с помощью любого подходящего программатора AVR.

Упрощенный двухполюсный вольт-ампер-ваттметр

Этот проект является РАСШИРЕНИЕМ для проекта упрощенного вольт-амперметра, который отображает ватты и сводку в дополнение к вольтам и амплерам как для положительного, так и для отрицательного напряжения постоянного тока и потребления тока.

Основное отличие состоит в том, что ЖК-дисплей должен быть изменен на 4 строки x 16 столбцов вместо 2 строк x 16 столбцов. Никаких изменений в схеме нет. Напишите новый HEX-код, доступный ниже (загрузите по ссылке), в ATMEGA8. Значение WATTS получается умножением потребляемого напряжения и тока. Сводка содержит общий ток и общую мощность (как положительную, так и отрицательную потребляемую мощность).

Сделайте панель подходящей для размещения ЖК-дисплея 16×4. Остальные вещи такие же, как объяснено выше.

НАСЛАЖДАЙТЕСЬ. УДАЧИ

Щелкните ссылку / вложение, чтобы загрузить файл и переименовать его в BipolarVAWmeter.HEX, затем загрузить в ATMEGA8 с помощью любого подходящего программатора AVR.

Дешевый вольтметр Atmega8, найдите предложения вольтметра Atmega8 на сайте Alibaba.com

US USB 10 Pin to Standard 6Pin Adapter Board 5.2 и далее AVR ISP Downloader USBASP USBISP 3.3V / Программатор 5V AVR USB ATMEGA8

8.80

ГОРЯЧИЙ НОВЫЙ Черный USBASP USBISP Программатор AVR USB ATMEGA8 ATMEGA128 + 10-контактный кабель

4.39

Новый USBASP USBISP Программатор AVR USB ATMEGA8 ATMEGA128

12,04 долл. США / комплект

USB US $ 13.34 / Set

ATmega168PA-AU ATmega168PA 8-битный микроконтроллер AVR с 16 Кбайт внутрисистемной программируемой флеш-памятью

6,99

WYHP USBASP USBISP AVR 10-контактный программатор 3.3 В / 5 В 51 ATMEGA8 ATMEGA128 с кабелем загрузчика для Arduino

4,99

Универсальный USB-программатор Usbasp Usbisp AVR USB Atmega8 Atmega128

7,49

USBASP USBISP ATM AVR Адаптер программатора 10-контактный кабель USB ATMEGA8

6.59

USBASP USBISP 3.3 5V AVR Downloader Programmer с ATMEGA8 ATMEGA128

6.55

Адаптер программатора USBASP Qunqi 5V / 3,3V с 10-контактным кабелем ATMEGA8 ATMEGA128 для Arduino

6,49

ZYAMY LC-01 51 Программатор AVR ISP USBASP Загрузчик USBISP Загрузочный кабель 10-контактный кабель USB ATMEGA8