Dijital Voltmetre Ampermetre Termostat Devresi ATmega8

Dijital Voltmetre Ampermetre Modülü, bir voltmetre, ampermetre ve termostat içeren evrensel bir sistemdir. Voltaj ayarını ve akım çekimini izlemek için bir laboratuar güç kaynağında kullanabilirsiniz. Aşırı ısınmaya ve hasara karşı koruma sağlamak için akımda karşılık gelen bir azalmaya sahip termostat sistemide vardır.

Volt Ampermetre Modülü kullanmanın bir başka pratik yolu, çeşitli şarj cihazlarına kurmaktır. Sistem, bağlı akülerin uçlarında görünen voltajı izler ve istenilen değere ulaşıldığında kapanır. Termostat, yüksek yük akımları durumunda çok önemli bir faktör olan pillerin sıcaklığını kontrol etmeye yardımcı olur.

Dijital Voltmetre Ampermetre özellikleri;

• iki alt aralıkta 50 V’a kadar voltaj ölçümü;
• otomatik değiştirme: 0..20 V, 20..50 V;
• 0.01 V (aralık I) veya 0.1 V (aralık II) ölçüm farkı;
• akım ölçümü 0 … 10A, çözünürlük 0.01;
• termostat, 125 С’ye kadar sıcaklık ölçümü;
• dahili akım sınırlayıcı
• 0.01 V çözünürlükle 20 V’a kadar ölçüm yapabilen diferansiyel giriş;
• giriş voltajı ile karşılaştırma imkanı;
• güç kaynağı: 8..12 V DC.

Kullanıcı menüsünün yapısı aşağı’da gösterilmiştir. 1. Ana ekranda, üst satırda voltaj ve akım görüntülenir. Alt sıra, diferansiyel giriş voltajını ve sıcaklık sensörünü gösterir. Alt satırdaki öğeler, ana ekranda görünmesini önlemek için herhangi bir zamanda gizlenebilir. S1 veya S2’ye basmak ayarlar menüsüne girer. S1, S2’de değişiklikler yapılırken imleci hareket ettirmekten sorumludur. Ayarlar menüsünde değerleri geri yüklemek S2’yi basılı tutup ardından S1’e basarak yapılabilir. S2 düğmesine basmak, sıcaklığın ve histerezisin ayarlandığı termostat ayarları menüsünü görüntüler.

Ayrıca ana LCD ekranda termostatı kapatabilir ve sıcaklık okumasını gizleyebilirsiniz. Sıcaklık sensörünün çıkışı, çalışma değerinde bulunan T0 çıkışıdır. yüksek seviye. Sıcaklık ayarlanan değere ulaşırsa, sıcaklık ayarlanan histerez eşiğinin altına düşene kadar T0 çıkışı düşük ayarlanır. Bu gerçek, sıcaklığın yanında ana ekranda bir yıldız işaretinin görünmesiyle belirtilir. Mevcut limit ayar menüsü S1’e basılarak seçilir ve yapısı termostat ayar menüsüne benzer. Burada ayrıca histerezi ve I0 çıkış akımının değerini tanımlayabilirsiniz. Daha sonra, U0 çıkış voltajının değerinin ayarlandığı diferansiyel girişler kurulum menüsüne gidersiniz.

Dijital Voltmetre Ampermetre Devre Şeması

ATmega8 mikro denetleyici harici bir 8 MHz kristal ile çalışır. Sıfırlama girişi olarak yapılandırılan PC6 pini, direnç R5 aracılığıyla pozitif güç kaynağına harici bir çekme gerektirir. Sistemin analog kısmı, L1 jiklesi ve C4 filtreleme kapasitöründen beslenir. ADC, R4 ve PR2’den oluşan ayarlanabilir bir voltaj bölücü aracılığıyla ayarlanan 2.047 V’luk bir harici referans voltajı ile çalışır. 1:10 oranlı bölücü R6, PR3, R7, 0,01 V çözünürlükle 20 V’a kadar voltajı ölçmenize izin verir.

Ölçülen voltaj 20 V’den daha yüksek bir değere ulaşırsa, bir sonraki girişten okuma gerçekleştirilir – PC1, burada bölücü 1 oranında : 100, 0,1 V çözünürlükle 50 V’a kadar olan gerilimleri ölçmenize izin verir. UA ve UB girişleri, sistemdeki herhangi iki nokta arasındaki voltajı ölçebilen (tabii ki toprağa göre) diferansiyel giriş şeklinde oluşturulur. Bu girişlerin her biri için maksimum voltaj 0,01 V çözünürlükle 20 V’tur. Akım, yüke seri olarak bağlanmış bir direnç boyunca voltaj düşüşü ölçülerek dolaylı olarak ölçülür. Mikrodenetleyicinin PB3 girişine dijital bir termometre DS18B20 bağlanır.

Etkili soğutma sağlamak için güç dirençleri R1 ve R2, karttan kısa bir mesafede lehimlenmiştir. LCD Ekranı çıkarın ve güç kablolarını bağlayın. Yalnızca ekran yerine takıldıktan sonra 12 V güç sağlayın. Güç açıldıktan sonra, ekran ana veri penceresini göstermelidir. Gerekirse, PR1 potansiyometresi ile kontrastı ayarlayın. S1 ve S2 düğmelerine basmak, Kullanıcı menüsün’deki diyagrama göre ilgili ayarlar penceresini çağırmalıdır. Her şey doğru çalışıyorsa, kalibrasyona geçin.

Güç kaynağını bağladıktan sonra yapmamız gereken ilk şey ADC referans voltajını ayarlamaktır. PR2 potansiyometresiyle, giriş 21’deki (AREF) voltajı 2.047’ye ayarlayın. Ardından, ölçüm girişine, bildiğimiz parametrelerle, örneğin 5,00 V’luk bir voltaj uygularız. Düzenlenmiş bir güç kaynağından veya harici bir voltaj bölücüsünden beslenebilir. Giriş 23’te (PC0), uygulanan voltajın 1 / 10’unu ayarlıyoruz – bizim durumumuzda 0,50 V’dir. Giriş 24’te (PC1), uygulanan voltajın 1 / 100’ünü veya 0,05 V’u ayarlıyoruz.

Benzer şekilde, diferansiyel girişler kalibre edilir. Giriş 26 (PC3) ve 27 (PC4) potansiyometrelerinde PR5 ve PR6, bu durumda sırasıyla UA ve UB girişlerine uygulanan 0,50 V – 1/10 gerilim kaynağı ayarlar. Modülü yeniden başlatın, ancak mikro denetleyici ve ekran ile akım ölçüm devrelerinin kalibrasyonu, yük ile seri olarak bağlanmış bir ampermetrenin okumalarına dayanarak yaptığımız PR7 potansiyometresinin ayarlanmasına dayanır.

Yük ve ampermetrenin nasıl bağlanacağı, şemada ile açıklanmaktadır. Modül çalışırken de kalibrasyon yapılabilir. Yalnızca ek bir voltmetre ile ayarlamamız gereken voltaj, bu durumda ADC referans voltajı olacaktır. Ekrandaki okumalara göre diğer ayarlamalar zaten yapılmıştır. Bu nedenle, voltaj bölücüyü ek bir voltmetre ile kurmuyoruz. Bu yöntem daha hızlıdır ve yukarıda açıklanandan daha doğru olabilir. Ölçüm girişine voltaj uygulanmazsa, ancak buna rağmen modüllere yapılan okumalar sıfır değilse, bu, yanlış bir şey yaptığımız anlamına gelir. ADC sıfır kayması (ofset hatası). Azaltmak için, basılan düğmeyle (bunlardan biri) güç kaynağında modülü yeniden başlatmak gerekir.

Böylelikle ölçüm sırasında sürekli hesaplanacak olan hata değerini EEPROM’a kaydeder. Modülün okumaları gerçek olanlardan önemli ölçüde farklıysa, kalibrasyon işlemini referans voltajın diğer değerleri ile tekrarlamak gerekir. PR2 potansiyometresi ile referans voltajında ​​birkaç mV kadar küçük bir değişiklik olumlu sonuçlar verebilir. Ancak, ADC’nin mevcut doğrusal olmaması nedeniyle tüm ölçüm aralığı boyunca ideal okumalar elde edemeyeceğimizi hatırlamalıyız.

Şarj İşlemleri İçin Kullanımı

Modül şarj modunda çalışacaksa kullanılabilecek bir şarj devresi örneği yukarıda göstermektedir. Devre, az sayıda eleman içeren bir devre oluşturmanıza izin veren, yaygın olarak kullanılan ve iyi bilinen bir LM317 entegre voltaj regülatörü kullanır. PR1 potansiyometresi piller için şarj voltajını ayarlar ve şarj akımı Rx direnci tarafından belirlenir. Gördüğünüz gibi, hem voltaj hem de şarj akımını seçmede tam bir özgürlük var. Elbette bazı sınırlamalar var

LM317 tipi stabilizatörün parametreleri, yüke 1,5 Amperden fazla veremez. Rx direncinin yerine, şarj akımını seçmek için paralel bağlı dirençlerden oluşan değiştirilebilir bir tertibat koymak iyidir, örneğin: 1; 0.1; 0.01. Düşük akımlarla şarj etme yeteneği, pilin izin verilen sınırın altında deşarj olması durumunda yararlı bir özelliktir. Li-Po ve Li-Ion piller söz konusu olduğunda, 2,7 V’un altındaki deşarj, önemli ölçüde güç kaybına ve hatta geri döndürülemez hasara neden olabilir.

Bu durumda, son kurtarma seçeneği 0,01 A akımla ön yüklemedir. Bağlanan akünün terminallerinden gelen voltaj, modülün diferansiyel girişlerine uygulanmalıdır: UA ve UB. Bağlı akünün voltajı diferansiyel girişler için menüde ayarlanan değere ulaşırsa, U0 çıkışından T2 transistörüne kadar olan voltajın bağlantısı kesilir ve böylece şarj işlemi sona erer. Açık nedenlerden dolayı, transistör T2 mümkün olan en düşük drenajdan kaynağa direncine sahip olmalıdır – BUZ11 Mosfete karşılık gelir. DS18B20 sıcaklık sensörü, bağlı pillerin sıcaklığını ölçer ve gerekirse T0 çıkışındaki düşük durumu ayarlar ve böylece şarj işlemini durdurur. Mikrodenetleyicinin doğrudan çıkışları olduğundan ve kolayca zarar görebileceğinden, T0, U0 ve IO çıkışlarını tutarken ve bağlarken özel dikkat gösterin.

Dijital Voltmetre Ampermetre Termostat projesine ait kaynak asm, hex kodları sigorta ayarları ve eagle cad PCB dosyaları;