AVT 5399 - Cyfronika

AVT
5399
Dwukanałowy multimetr
panelowy
Multimetr łączy w sobie funkcje
woltomierza i amperomierza.
Zasada działania opiera się
o pomiar spadku napięcia
na rezystorze za pomocą
przetwornika A/C wbudowanego
w mikrokontroler. Ten
nieskomplikowany w budowie
projekt pozwala na pomiar
napięcia w zakresie 0…32 V
oraz natężenia prądu w zakresie
0…5 A.
Rekomendacje:
Nieskomplikowany
i tani multimetr, idealnie nadaje
się do wbudowania w podwójny
zasilacz laboratoryjny lub do
użycia jako miernik panelowy.
Właściwości
•
•
•
•
•
dwa niezależne kanały pomiarowe
pomiar napięcia w każdym kanale w zakresie 0...32V, rozdzielczość ok. 50mV
pomiar pradu w każdym kanale w zakresie: 0...5A
wyświetlacz LCD 2x16 znaków
zasilanie: 7...12V DC
Zeskanuj kod
i pobierz PDF
Opis układu
Schemat ideowy multimetru przedstawiono na rysunku 1. Wymaga on zasilania przez zewnętrzne źródło napięcia w
zakresie 8....12 V i wydajności prądowej rzędu 100 mA (zależnie od zastosowanego wyświetlacza). Mikrokontroler jest
zasilany napięciem 5 V pochodzącym ze stabilizatora LM7805. Na wejściu i wyjściu stabilizatora zastosowano
kondensatory w celu fi ltracji zasilania. Sercem multimetru jest 8-bitowy mikrokontroler ATmega8, który ma 6-kanałowy
przetwornik A/C o rozdzielczości 10 bitów. Mikrokontroler jest taktowany wewnętrznym oscylatorem o częstotliwości 1
MHz. Do wyświetlania wyników pomiarów zastosowano popularny wyświetlacz 2×16 znaków z kontrolerem HD44780.
Jest sterowany w trybie 4-bitowym (wysyłane są do niego półbajty). Doprowadzenie R/W jest na stałe połączone do masy
(GND), więc nie ma możliwości odczytu flagi zapisu/odczytu z/do LCD (nie jest sprawdzana flaga BUSY). Wokół
mikrokontrolera zastosowano niezbędne elementy zewnętrzne. Wyprowadzenie Reset jest podciągnięte do zasilania
(VCC) przez rezystor R13 (10 kW). Przy pinie VCC znajduje się kondensator C6 (100 nF) tłumiący zaburzenia
wytwarzanie przez mikrokontroler. Zasilanie przetwornika A/C odbywa się poprzez dławik L1 (10 mH), który poprawia
jakość tego napięcia. Napięcie odniesienia dla przetwornika pobierane jest z wewnętrznego źródła, dlatego wejście AREF
jest zwarte do masy poprzez kondensator C5 (100 nF). Pomiar napięcia odbywa się za pomocą dzielnika rezystorowego
R1/R2 (120 kW/10 kW). Rezystory te powinny mieć jak najmniejszą tolerancję, dlatego najlepiej zastosować rezystory
metalizowane o dokładności 1%. Wartości te wybrane są nieprzypadkowo – napięcie jest dzielone przez 13.
Współczynnik podziału jest całkowity, co upraszcza oprogramowanie mikrokontrolera. Drugi kanał pomiaru napięcia
również wyposażono w taki sam dzielnik R3, R4). Pomiar prądu jest bardziej skomplikowany. Wykorzystuje on
wzmacniacz operacyjny pracujący w konfiguracji wzmacniacza różnicowego. Zasada działania takiego wzmacniacza
polega na tym, że napięcie wyjściowe jest różnicą napięć między wejściami wzmacniacza. Jak widać na schemacie, do
jednego wejścia jest doprowadzona masa (GND), a do drugiego wejścia jest dołączony drugi koniec rezystora
pomiarowego za pomocą dzielnika napięcia R7/R8. Na rezystorze pomiarowym (RP1) odkłada się napięcie
proporcjonalne do przepływającego prądu. Wzmocnienie wzmacniacza ustawione jest na 10, dzięki czemu
przetwornikowi A/C łatwiej go odczytać. Drugi kanał multimetru działa na tej samej zasadzie.
AVT 5399
Dwukanałowy multimetr panelowy
1
IN1
VDD
X1-2 X1-1
VCC
GND
–
1
R1
120k
IC3A
R3
120k
VCC
R2
10k
VCC
PC6(/RESET)
GND
AREF
AVCC
10uH
9
10
8
7
C6
100nF
R8
22k
22k
X2-1 IN2
LM358N
7
23
24
25
26
27
28
2
3
4
5
6
11
12
13
PB0(ICP)
PB1(OC1A)
PB2(SS/OC1B)
PB3(MOSI/OC2)
PB4(MISO)
PB5(SCK)
14
15
16
17
18
19
IC1
+12V
R9
100k
GND
PB7(XTAL2/TOSC2) PD0(RXD)
PD1(TXD)
PD2(INT0)
GND
PD3(INT1)
PD4(XCK/T0)
VCC
PD5(T1)
PD6(AIN0)
PD7(AIN1)
X2-2
OUT1
GND
R7
– 6
+
IC3B
GND
10k
5
R11
R12
22k
22k
RP2
0,1R
X4-2
OUT2
X4-1
PB6(XTAL1/TOSC1)
GND GND
R10
GND
VCC
PR1
10k
3
1
2
C5
100nF
PC0(ADC0)
PC1(ADC1)
PC2(ADC2)
PC3(ADC3)
PC4(ADC4/SDA)
PC5(ADC5/SCL)
GND
RP1
0,1
GND
GND
1
22
21
20
L1
GND
MEGA8-P
3
R6
10k
VCC
GND
R13
10k
R4
10k
+
2
S1
3
4
1
2
VCC
GND
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
VSS
VCC
VO
RS
R/W
E
DB0
DB1
DB2
DB3
DB4
DB5
DB6
DB7
LEDA
LEDK
LCD 2x16 (LED backlight)
4
100k
+12V
VDD
X3-1
8
R5
LM358N
C4
100uF
X3-2
PAD2
IC2
C1 C2
C3
7805T
100uF 100nF
100nF
1
3
VI
VO
+
+
GND
2
PAD1
IC4
Rys. 1 Schemat ideowy multimetru 2-kanałowego
GND
Montaż i kalibracja
Schemat montażowy multimetru pokazano na rysunku 2. Zaczynamy od montażu elementów najniższych: 6 zworek,
rezystorów, kondensatorów, a na końcu układów scalonych i podstawek. Kondensatory C1 i C4 należy przylutować od strony
lutowania. Po przylutowaniu gniazda goldpin dołączamy wyświetlacz, podłączamy zasilanie do modułu. Regulacji kontrastu
wyświetlacza dokonujemy przy pomocy potencjometru PR1.
Rys. 2 Schemat montażowy
2
AVT 5399
Dwukanałowy multimetr panelowy
W celu wykonania kalibracji wyświetlanych wartości doprowadzamy to samo napięcie, zmierzone miernikiem wzorcowym do
obu kanałów. Trzymamy przycisk S1 i podłączamy zasilanie układu. Po ok. 1 sekundzie pojawi się komunikat KALIBRACJA w
tym momencie puszczamy przycisk S1. Kolejne ekrany kalibracji obrazuje poniższy diagram. Każde kolejne dłuższe
przytrzymanie przycisku S1 powoduje przejście do kolejnego ekranu a każde krótkie naciśniecie zwiększa lub zmniejsza
wartość na wyświetlaczu. W ten sposób doprowadzamy wyświetlaną wartość jak najbliżej wartości wskazywanej przez
woltomierz i amperomierz wzorcowy.
Ekran powitalny
Kalibracja wartości napięcia kanału 2 - ZWIĘKSZANIE
Kalibracja wartości napięcia kanału 2 - ZMNIEJSZANIE
Kalibracja wartości napięcia kanału 1 - ZWIĘKSZANIE
Kalibracja wartości napięcia kanału 1 - ZMNIEJSZANIE
Kalibracja wartości prądu kanału 1 - ZMNIEJSZANIE
Kalibracja wartości prądu kanału 2 - ZWIĘKSZANIE
Kalibracja wartości prądu kanału 2 - ZWIĘKSZANIE
Kalibracja wartości prądu kanału 2 - ZMNIEJSZANIE
Koniec kalibracji
Obsługa
Po włączeniu zasilania na ekranie pojawia się ekran powitalny.
Po upływie ok.1,5 sekundy na ekranie wyświetlą się zmierzone wartości napięć i prądów dla obydwu kanałów.
Po naciśnięciu przycisku S1 na ekranie pojawią się wartości dla pierwszego kanału.
Następne przyciśnięcie przycisku S1 wyświetli wartości napięcia i prądu dla drugiego kanału.
Po kolejnym przyciśnięciu następuje powrót do wyświetlania pierwszego ekranu, wyświetlającego wartości dla obydwu
kanałów.
AVT 5399
Dwukanałowy multimetr panelowy
3
WYJŚCIE 1 WYJŚCIE 2
(OUT)
(OUT)
– + – +
+
–
ZASILANIE
7...12V DC
– + – +
PR1 - regulacja kontrastu wyświetlacza
S1 - przycisk kalibracji i konfiguracji
WEJŚCIE 1 WEJŚCIE 2
(IN)
(IN)
Rys. 3 Sposób podłączenia miernika
Wykaz elementów
Rezystory:
R1, R3: ..............................................120 kW/1%
R2, R4: ................................................10 kW/1%
R6, R10, R13: ............................................10 kW
R5, R9: .....................................................100 kW
R7, R8, R11, R12: ......................................22 kW
RP1, RP2: ............................................0,1 W/5 W
PR1: ...................................10 kW (potencjometr)
Kondensatory:
C1, C4: .......100 mF/25V (montowane od strony lutowania)
C2, C3, C5, C6: ..........................................100 nF
Półprzewodniki:
IC1: .........................ATmega8 (zaprogramowany)
IC2: .........................................................LM7805
IC3: ...........................................................LM358
IC4: .......................................................LCD 16×2
Inne:
L1: ....................................................dławik 10mH
Drut srebrzony do wykonania 6 zwór
Gniazdo goldpin 16×1
Goldpin 1×3 kątowy - zasilanie
Goldpin 16×1 - wyświetlacz
Złącze ARK2×4
Switch wysoki
Podstawka 28-pin
Podstawka 8-pin
Zeskanuj
kod
i pobierz
katalog
zestawów
AVT
AVT Korporacja sp. z o.o.
ul. Leszczynowa 11
03-197 Warszawa
tel.: 22 257 84 50
fax: 22 257 84 55
www.sklep.avt.pl
06/2013
Dział pomocy technicznej:
tel.: 22 257 84 58
[email protected]
AVT Korporacja zastrzega sobie prawo do wprowadzania zmian bez uprzedniego powiadamiania.
Montaż i podłączenie urządzenia niezgodny z instrukcją, samowolna zmiana części składowych oraz jakiekolwiek przeróbki konstrukcyjne mogą spowodować uszkodzenie
urządzenia oraz narazić na szkodę osoby z niego korzystające. W takim przypadku producent i jego autoryzowani przedstawiciele nie ponosi odpowiedzialności za jakiekolwiek
szkody powstałe bezpośrednio lub pośrednio w wyniku użycia lub nieprawidłowego działania produktu.
4
AVT 5399
Dwukanałowy multimetr panelowy