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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Voltímetro CC con selección automática de límites de medida. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Tecnología de medición Al desarrollar este dispositivo, la tarea fue hacer un voltímetro digital de CC con selección automática de límites lo más simple posible, que proporcione mediciones de voltaje de hasta 999 V y consuma poca corriente. El diagrama del dispositivo desarrollado se muestra en la Fig. 1. Se basa en el microcontrolador DD1, que funciona según un programa cuyos códigos se muestran en la tabla.
El voltaje medido se suministra a la entrada del ADC integrado en el microcontrolador (pin 3) a través de divisores de voltaje resistivos y un filtro de paso bajo C1R5, que suprime las interferencias de alta frecuencia. Como voltaje de referencia para el ADC se utilizó la fuente de voltaje de 2,56 V incorporada en el microcontrolador. A un voltaje de entrada de menos de 10 V, las líneas de los puertos PBI y PB2 (pines 6 y 7) del microcontrolador DD1 están en un estado de alta resistencia. En este caso, el coeficiente de división del divisor de voltaje de entrada del ADC es 4 (el brazo superior del divisor es R3 y R6, el brazo inferior es R2) y el voltaje de entrada se mide con una precisión de centésimas de voltio. Si el voltaje de entrada excede los 10 V, usando la línea del puerto PB1, el microcontrolador DD1 conectará la resistencia R2 en paralelo con la resistencia R9, aumentando el factor de división del voltaje de entrada a 40. En este caso, el límite superior de medición será 999 V. Cuando el voltaje en este límite es inferior a 10 V, los puertos de línea PB1 y PB2 (pines 6 y 7) del microcontrolador DD1 cambiarán a un estado de alta resistencia y el factor de división del divisor de entrada disminuirá nuevamente a 4. Si la entrada El voltaje alcanza 100 V o más, usando la línea del puerto PB2, el microcontrolador DD1 conectará adicionalmente una resistencia en paralelo con la resistencia R2 R8. En este caso, el factor de división del voltaje de entrada aumentará a 400 y el límite superior de medición será 999 V. Cuando el voltaje de entrada excede los 999 V (sobrecarga), se muestran los símbolos “- -” en el primer y segundo dígito (el más a la derecha). El dispositivo también permite medir el voltaje de la batería G1 con una precisión de centésimas de voltio. Para hacer esto, se suministra un voltaje proporcional al voltaje de la batería desde el divisor resistivo R1R4 a la entrada PB4, que está configurada por software como otra entrada del ADC incorporado. Toda la información se muestra en el indicador LCD de diez dígitos HG1. En el lado izquierdo está el voltaje de la batería y en el lado derecho está el voltaje medido. La separación de enteros y décimas de voltio se realiza mediante un símbolo vacío. Debido al número limitado de puertos de entrada/salida del microcontrolador, los datos se transmiten a través de una línea PB5 (pin 5) con codificación de tiempo de pulso (el tiempo de transmisión 1 es aproximadamente diez veces mayor que 0 y la pausa entre ellos es igual a la duración de 1). Con una duración de señal corta, el condensador C3 no tiene tiempo de cargarse y durante una pausa se descarga completamente, por lo tanto, con una duración de pulso corta, durante su caída, hay un nivel bajo en la línea de datos DAT (pin 4 de el indicador HG1) y el controlador del indicador LCD percibe esto como 0. Con un pulso largo, la duración del pulso, cuando el pulso decae, el capacitor C3 tiene tiempo de cargarse a un nivel alto y el controlador del indicador LCD registra esto como 1 . Se puede utilizar la batería de un teléfono móvil para alimentar el dispositivo. A una tensión de 4,2 V, el consumo de corriente no supera los 5 mA. El LED HL1 no se utiliza como indicador luminoso, sino como estabilizador de voltaje para la pantalla LCD. El voltímetro permanece operativo cuando la tensión de alimentación cae a 3 V. La mayoría de los elementos, excepto la batería G1, el interruptor de encendido SA1, el indicador HG1 y la resistencia R3, están montados en una placa de circuito impreso hecha de fibra de vidrio de una cara, cuyo dibujo se muestra en la Fig. 2.
El tablero se instala en una caja de plástico de tamaño adecuado. Se utilizan resistencias R1-4, MLT, C2-23, el condensador de óxido es importado, los condensadores C1, C3 son K10-17. Indicador LCD - KO-4B2 (con controlador W-1611-04) o NT-1611, fabricado por Telesystems. El LED, el interruptor de encendido y la batería del celular pueden ser de cualquier tipo. Para configurar el dispositivo, necesitará un voltímetro estándar. Primero, se conecta a la batería y, al seleccionar la resistencia R4, las lecturas en el lado izquierdo del indicador se igualan con las lecturas de un voltímetro estándar. Luego conecte la entrada "+" del dispositivo al terminal positivo del condensador C2 y seleccione la resistencia R9 para ecualizar las lecturas en el lado derecho del indicador LCD con las lecturas de un voltímetro estándar. A continuación, conecte este voltímetro a la entrada del dispositivo, aplíquele un voltaje de aproximadamente 30 V desde una fuente de alimentación estabilizada y seleccione una resistencia para igualar nuevamente las lecturas en el lado derecho del indicador LCD con las lecturas de un estándar. voltímetro. El voltaje de entrada aumenta a 150 V y las lecturas se ecualizan nuevamente seleccionando la resistencia R8. Dado que la corriente máxima del divisor no excede 1 mA (a un voltaje de entrada de 1000 V es aproximadamente 0,6 mA), los diodos protectores internos son bastante capaces de proteger el microcontrolador de sobrecargas y voltajes anormales en la entrada del ADC incorporado. Códigos de texto y programa para el microcontrolador del voltímetro Autor: Ozolín M.
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