Вольтметр на ATTINY2313

[al911]

Немогу нигде найти схему вольтметра постоянного тока (0-18В) изделий готовых туча а самодельных нет. Может кто знает где искать.

[hardlock]

al911, в тиньке2313 нету АЦП, поэтому вольтметр на ней не постройить.

[ooogo]

если очень хочется, то можно
http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/app/micr ... AVR400.htm
http://atmel.com/dyn/resources/prod_doc ... oc0953.pdf

[hardlock]

ooogo, зачем так заморачиваться, если можно взять другую тиньку, например 26-ю?

[ooogo]

как вариант, не более того!

[Iesaul]

Журнал "Радио_2010_02" , на первый взгляд не плохой вольтметр на ATtiny2313. Предел измерений 0-99,99В разбит на два диапазона 0-9,999 и 10,00-99,99 с авто переключением.Если будете делать- отпишитесь.
P.S. Из-за наложенного ограничения на прикрепляемые файлы-целиком статья не влазит,а вот просто схему,сейчас вырву.

[Iesaul]

Все-таки надо собрать этот вольтметр. Может на выходных займусь. А пока выкладываю печатку в формате lay. От авторского варианта почти не чем не отличается. Добавлен участок платы для 4-х разрядного индикатора, который при желании, можно отделить и подключить к основной плате проводами.

[Alexander]

al911, кинул в личку ссылку обсуждения схемы вольт/амперметра, правда на PIC, зато простого.

А по поводу вольтметра на тиньке - схемка действительно занятная, на досуге попробую тоже сделать.
Вот заодно и прошивка:

[Iesaul]

Долго не мог сделать плату, потому, что картридж на лазерном принтере начал печатать серым вместо черного, поэтому от ЛУТ пришлось отказаться. А рисовать плату ручками- ну очень не хотелось. И решил я попробовать пленочный фоторезист и струйный принтер - результатом очень доволен. Вот, что у меня получилось:

Рисунок нанесен с помощью фоторезиста

Хотел переделать разводку платы под СМД, но схема с первого раза не заработала. Работает только генератор, больше импульсов негде не вижу. Разбираться пока не буду – нет времени. Хотя очень грешу на МК, возможно я его подпалил в другом проекте.
Alexander, дайте и мне пожалуйста ссылочку.

[Alexander]

Iesaul, когда настроите вольтметр, отпишитесь пожалуйста как и что в плане точности, калибровки...
(Ссылка в ЛС.)

[Cry Baby]

Вот. Слева вольтметр, справа амперметр. Для амперметра пришлось немного исправить программу. Зато усилитель постоянного тока не нужен, показывает 30А при напряжении с шунта 0,6В. СП5-2, к сожалению, найти не удалось.

[Iesaul]

Cry Baby,я тоже думал над переделкой вольтметра в амперметр,поделитесь своими наработками, если можно.У самого руки дошли только до того,чтобы запустить вольтметр, но есть нюансы.Вечером постараюсь отписаться подробней, а пока пару фоток.

[Iesaul]

Ну, вот и я закончил вольтметр. А сейчас все по порядку. Как и предполагал контроллер оказался подпаленный, но прошивался и даже стартовал в схеме, но кроме четырех нолей замерших на дисплее, больше от него получить не удалось не чего. Но это позже, а пока, что имеем темный дисплей. Новый МК ситуацию не изменил. Тогда был проведен экспресс-анализ устройства путем лоскатания ножек МК, слюнявым пальцем, на что дисплей изредка, но радостно реагировал высвечивая число »1408». Тогда на помощь пришел осциллограф. Обнаружилось, что если на вход вольтметра подать какой-то потенциал или просто взяться рукой, то на выходе компаратора DA3 видим прямоугольные импульсы которые через резисторы подтяжки пролазят на все ноги, может и не в этом причина, но когда я подвесил в воздухе ногу RESET, МК запустился. (В будущем нужно будет повесить на эту ногу супервизор питания и забыть.)Тут надо сказать, что на печатке перепутаны разряды(информация читается с права на лево), чтобы это устранить надо снять три перемычки и обрезать одну дорожку идущие с эмиттеров транзисторов VT3-VT6 к индикатору и соединить так, чтобы VT3 был соединен с 6 ногой индикатора, VT6 – c 12, VT4 – с 8, а VT5 c 9.
Ну, а теперь о хорошем: Вольтметр действительно заслуживает внимания, и смело может претендовать на лабораторный прибор, и не только в составе блока питания. Понравилось, что мгновенно реагирует на изменение входного напряжения, высокая точность, хорошая линейность во всем диапазоне, легко корректируется. Но не справедливо было-бы только хвалить, заметил я и одну бяку на которую можно и закрыть глаза если-бы прибор не претендовал на лабораторный. А именно: в нижнем диапазоне, на небольшом участке где-то с 9,400в и до 9,999в начинает наш прибор завышать напряжение от нескольких милливольт при 9,400в, до 190-200мV при показаниях 9,99в. Подозреваю, что это программная ошибка как-то связанная с гистерезисом введенным на границе диапазонов. Или это только у меня так?

[Cry Baby]

Собрал 3 экземпляра, проблем с "reset" не было, при включении сразу загорается "1408". (У Стивена Кинга рассказик есть, "1408" называется ) Фьюз биты правильно настроены? С ними немного помучился вначале - тоже чудеса происходили...
Супервизор питания у МК есть встроенный, если он нужен, просто сконфигурите фьюзы BODLEVEL 2...0 как "100". Если верить PDF, то при Uпит меньше 4,3В МК будет сброшен.
Первый собранный экземпляр мучал основательно, нелинейности на максимуме не обнаружил. В самом низу, от 0 до 20мВ - да, немного подвирает, но вверху было идеально. Вечером специально проверю - отпишусь. Вы как настраивали? По максимуму первого диапазона (я ставил 9,980В)?
Некоторые компараторы дурят - факт. В одном случае С7 поставил 100пФ, в других по 470пф. У меня LM393 на панельке - пробовал разные микросхемы, - действительно - некоторым C7 не нужен... Странно. Может быть, попробовать сразу кондер на 510пФ?
Нелинейность наверху может страдать из-за пониженного питания, если меньше 13В. Я пробовал от +15 до +21В - показания не менялись. Программа показания корректирует только на константу (в двух случаях не потребовалась). В исходнике, кусок программы, переключающий делитель, показания только отслеживает, но не корректирует (можно скорректировать ширину гистерезиса). Но могу и ошибаться, конечно... Можно посмотреть осциллографом пилу на 2ом выводе LM393, подав на вход максимум напряжения. При погрешности в 200мВ искажение пилы ближе к вершине должно быть заметно "на глаз"... Искажение можно вызвать и принудительно, уменьшая напряжение питания вольтметра.
По амперметру. Мне нужно было измерять ток от 3А до 30А, имея самодельный шунт в 0,0177ом. При 30А на нем падает 531мВ. Индикатор должен показать 30,00. Для этого проделал следующее. Убрал полевик VT2, резистор R5, вместо R2 поставил 10к - диапазон переключать не надо. В исходнике, есть подпрограмма, переключающая децимальную точку. Подправил, что б всегда была в 3ем разряде. Далее, пропорционально увеличил ёмкость С2 до 12мкФ, обманывая программу. Теперь получается большее измеренное значение за счет большего времени интегрирования. А дальше подал 531мВ на вход, и настроил 30,00 на индикаторах. И всё Да, ещё немного исправил подпрограмму UBCD, дабы не выводить лишний "0" при значениях тока, меньне 10,00А. А то раздражало...
Если надо, могу выложить изуродованный исходник.
P.S. Индикатор у Вас роскошный . Хватает для него тока? Яркость можно регулировать программно - нашёл где

[Iesaul]

Супервизор питания у МК есть встроенный

Экспериментировал с фьюзами монитора питания -не запускался, да к тому-же, по отзывам, не всегда корректно встроенный работает.

Вы как настраивали? По максимуму первого диапазона (я ставил 9,980В)?

Да, пытался тоже так, но из-за привирания именно на этом куске ,ничего хорошего не получилось, а вот при напряжении 1,999В (да и на мультиметре разрешение увеличивается до 1mV )- получилось идеально на участке от 0 до 9 вольт, да и на верхнем диапазоне после подстройки делителя все приблизилось к идеалу.Проверял до 30В. А вот, латр и простейший выпрямитель, но из-за того, что напруга постоянно скачет,трудно сообразить что-либо.

С7- не устанавливал. LM393-менял,изменений не заметил.Но то,что нужно питать от 15-20в совсем вылетело из головы он у меня 12В довольствовался.Надо будет делать БП. Сейчас фьюзы стоят вот-так:

Фьюзы.jpg (12.75 KiB) Viewed 40162 times

А,что такое DR1, и правильно ли я его собрал?

DR1.jpg (27.31 KiB) Viewed 40162 times

К стати, Вы сопротивление делителя просто подбирали резисторами? Я поступил так: R2-выбрал из номинала 120к, наиболее близко к 117к, точно не помню, но это и не важно,нашелся скажем 117,65кОм- его и ставлю, а вот R5, теперь нужен - 117,65/9=13,07кОм, найти такой номинал не всегда получается, поэтому можно взять резистор из 12 или 13ком, главное, чтобы был несколько ниже чем нужно, и надфилем легонько подтачиваю ему брюшко, постоянно контролируя сопротивление, после получения необходимого номинала, эту царапину нужно закрасить.Такой операции хорошо поддаются МЛТ-2.

(У Стивена Кинга рассказик есть, "1408" называется )

Да, без мистики не куда, калибрую прибор вечером-привирает днем, калибрую днем-привирает вечером ,оказалось свет от настольной лампы попадая на стабилитрон VD1-занижает показания, чем ярче тем сильнее- у меня милливольт на 10 была разница. А по поводу амперметра: мне нужен до 10А с показаниями до сотых, и использованием шунта от китайского мультиметра, думаю такой вариант устроит многих буду рад любой помощи, особенно с прошивкой, потому,что в программировании я хорошо понимаю только последнюю строку, там где "END"
P.S Индикатор от Ваших не чем не отличается, разве, что 4 в одном.

[Cry Baby]

Ну вот и причина нелинейности - 12В однозначно (с) мало. Меряем-то до 9,999, плюс 2,5В минимум на LM317 падает, - при 12В она просто не в состоянии "вытянуть" пилу до максимума... К стати, о БП. Может пригодится в жизни - я один экземпляр запитываю в готовом лабораторном БП от китайского "зарядника" для сотового телефона. Купил самый дешёвый, за 90р. В нем стабилитрон поменял на 15В вместо 4,7В, что б на выходе 16в было. И быстро, и дешевле получается, чем самому городить. Он же вспомогательный, жалко время на него тратить...
DR1 - матрица резисторов, 8шт, один вывод каждого резистора объединяется в общий. Можно добыть со старых материнок. На Вашей схеме верхний резистор (выв.1 к +5В) надо соединить перемычкой.
Из всех фьюзов у меня только SPIEN=0 (разрешение программирования по SPI), т.е. запрограммирован.
С делителем отчасти повезло, номиналы как в статье, 117к и 13к, допуск 0,5%, но хватило только на один вольтметр. В другом случае составил 75к+15к вместо 117к и 10к вместо 13к. Коэффициент, главное, 9. 117к - дюже редкий ряд сопротивлений Е192.
Судя по фотке, вы мастерски владеете надфилем. Как самурай мечом. Такой результат не просто получить даже с 1% резисторами...
А какое напряжение падает на китайском шунте при токе в 10А? Я что-то никогда не интересовался этим вопросом, и 10А пока взять негде. Он, вроде бы, кратковременного использования? Если в курсе, напишите. Есть 2 варианта амперметра - погрубее 00,00 - 10,00 и поточнее 0,000 - 9,999. Вечером постараюсь выложить прошивки.

[Iesaul]

На Вашей схеме верхний резистор (выв.1 к +5В) надо соединить перемычкой.

Ну вот и с reset_ом все решилось.
А вот какие характеристики у шунта не знаю. Лет 8 назад я делал БП для себя, и встраивал туда вольтметр и амперметр из мультиметров, отрезая все лишнее и оставляя только самое нужное, а недавно решил пыль погонять, и спалил приборы- они в разобранном виде очень боятся статики. А шунтик остался, вот и захотелось легкой жизни. Но это не принципиально,я в свое время натаскал и готовых шунтов и провода, так ,что будет из чего новый сделать. А на счет кратковременного использования, очень может быть, у меня он работал до 5 ампер.

[Cry Baby]

Вот исходник для амперметра. Показания могут лежать в диапазоне от 0,00 до 99,99А. Децимальная точка зафиксирована, старший разряд при показаниях, меньших 10А не горит. Уменьшена вдвое скорость вывода показаний на индикаторы, для амперметра это не актуально, как мне кажется. Делитель изъят (см. пост 19 апр 2010 09:04), вместо С4 стоит танталовый конденсатор К53-4 6,8мкФ - для усреднения. В сток транзистора VT1 добавил резистор 1ом, ёмкость-то большая, хоть немного ограничивает пиковый ток разряда.
Для имеющегося шунта необходимо пересчитать ёмкость С2: Сх=(Uпоказ./Uшунт)*С2, где Сх, мкФ - искомая ёмкость конденсатора, Uпоказ., мВ - требуемое максимальное показание амперметра, Uшунт, мВ - напряжение на шунте, соответствующее максимальному измеряемому току, С2 - 2,2мкФ. Пусть на шунте падает 300мВ. Для 10А получается: (1000/300)*2,2 = 7,33 мкФ. Ёмкость лучше округлить в большую сторону, до 8,2мкФ. Номинал резистора R4 придется подобрать, он будет меньше, чем в исходной схеме. К стати, R3 можно использовать обычный, не многооборотный, если параллельно ему впаять постоянный ом на 30 - 51. Регулируется весьма плавно.
У этого способа есть недостатки - большая ёмкость С2 и относительное большое напряжение на шунте (при малом ухудшается точность измерения), что приводит к ухудшению КПД БП. Но есть и преимущество - не надо городить длополнительный усилитель напряжения.

[Iesaul]

Cry Baby,спасибо Вам большое,за прошивку и пояснения к ней,буду пробовать после майских праздников. А по вольтметру, меня все таки не оставляет мысль, развести плату под SMD компоненты, поэтому очень хочется избавиться от СП5-2, в первую очередь из-за его габарита, да и потом как любой проволочный резистор он не лишен недостатка в виде небольшого скачка,когда ползунок переходит с витка на виток, и по закону подлости это происходит в самом не подходящем месте. У нас на рынке есть большой выбор импортных многооборотных- надо будет присмотреться к ним получше. Чтобы не лопатить кучу даташитов, хочу спросить, может кто знает замену КП505А на аналог из SMD мира.
К стати, может имеет смысл включить последовательно с R5 подстроичник, эдак Ом на 300?

[Cry Baby]

Вот тут можно выбрать, как раз 2шт в корпусе:
http://www.platan.ru/cgi-bin/qwery_psea.pl
Должен подойти - IRF7341PBF,2Nкан 55В 4.7А SO8.
300ом вместе с R5 упростит настройку с делителем, но ведь тоже место занимать будет...

[Iesaul]

Cry Baby, запитал вольтметр по Вашему совету от зарядника, действительно дешево и сердито.Отличная идея! Теперь все отлично во всем диапазоне.Есть к Вам еще вопрос.Если вход вольтметра висит в воздухе то наблюдается наводка около 10-12mV, если закоротить или подключить к выключенному БП -то "0,000". На измерения не влияет, поправка введена(минус 6mV).Не особо напрягает,просто интересно было-ли у Вас такое и как боролись.
А транзисторы думаю будет удобней использовать в корпусе SOT-223,нашел такие:
IRFL024N - SOT-223(N- 55V;2.8A; 2.1W; 0.075 Ohm)
IRFL4105 - SOT-223(N- 55V;3.7A;2.1W;0.045 Ohm)
PHT8N06LT - SOT-223(N- 55V;7.5A;1.8W;0.08 Ohm)

[Cry Baby]

Есть такой момент, проявляется на холостом ходу. Только это, скорее всего, не наводка. Есть такой паразитный параметр у ОУ и компараторов - входной ток смещенения. Особо проявляется у приборов с биполярными транзисторами на входе, к которым относится LM393. В данном случае, протекая через резисторы R1 и R2 вызывает небольшое напряжение смещения. Я ставил разные LM'ки, совсем древние, добытые из комповых БП, и новые, из магазина, - картина менялась, при прочих равных условиях. С новыми микросхемами получалось 4-6 мВ. Правда, напряжение смещение тоже отличается от экземпляра к экземпляру, так что трудно сказать, что влияет больше.
Можно уменьшить номинал R1, но смысла нет - вольтметр же всегда будет подключен к источнику напряжения, у которого выходное сопротивление исчезающе мало.
Транзисторы отличные, особенно IRFL4105.

[Iesaul]

Развел плату под SMD. Надо-бы проверить. Есть желающие забросать камнями?

В формате Sprint-Layout 5 выложу после проверки.

[Iesaul]

Проверено.Можно собирать.

Добавлено спустя 4 минуты 20 секунд:
Вот так выглядит готовый и настроенный вольтметр:

А так со стороны деталей,без установленного С2, для наглядности:

Заметил один недостаток,при питании от 15 вольт кренка ощутимо греется,поэтому подкорректировал плату,в сторону максимального увеличения меди под кренкой, а так-же освободил место вокруг нее,теперь при желании, туда можно установить и большой корпус.

[Cry Baby]

Потрясающая конструкция
Придется Sprint-Layout изучать, а то я по-старинке - P-CAD 8.5... Сделаю себе экземпляр, из жадности, дюже удачный у Вас получился . Обидно, что переменники и индикатор найти в своей деревне не получится... Придется просить кого-нибудь, дабы привезли из столицы... Контроллер в таком корпусе прошить - тоже проблема, ну да придумаю что-нибудь. Спасибо Вам за плату!!!
З.Ы. У КРЕНки, по-идее, защита от перегрева есть, так что, не загнется, я думаю