Форум программистов, компьютерный форум, киберфорум
Наши страницы
Электроника и радиотехника
Войти
Регистрация
Восстановить пароль
 
 
Рейтинг 4.66/488: Рейтинг темы: голосов - 488, средняя оценка - 4.66
Virsymkitoryx
0 / 0 / 0
Регистрация: 31.07.2012
Сообщений: 37
1

Самый маленький вольтметр

31.07.2014, 19:52. Просмотров 88041. Ответов 77
Метки нет (Все метки)

Приветствую!
Представляю вашему вниманию очередную реализацию вольтметра. Что в этом интересного, спросите вы - ведь вольтметров на МК сделано уже предостаточно. Однако, есть в нём одна отличительная особенность – его размер и исполнение. Вольтметр умещается в корпус от стандартной щитовой лампочки под монтажное отверстие 22мм.


http://i.imkur.som/kwgbLcv.jpg

Вольтметр имеет следующие характеристики:
<ul>Диапазон измеряемого напряжения: 24…350+ VAC / VDC;
Точность ~1%, True RMS;
Яркий семисегментный экран;
Стоимость деталей с платой: около 200 рублей;
Питание от измеряемого напряжения.</ul>
История создания (кому не интересно – прошу в конец поста за схемой и исходниками).Скажу сразу – я не программист и не электронщик по профессии, занимаюсь разработкой и монтажом промышленной автоматики, а по образованию - химик. Электраникой баловался с детства, но от МК отпугивал высокий порог вхождения, как мне тогда казалось. Познакомился с МК году этак в 2011, благодаря iosyitistromyss.ru. Начинал, как и все – mega8 в dip корпусе, быдлокод на ассемблере, мигание светодиодом, динамическая индикация… Короче, одним прекрасным днём на глаза мне одновременно попался мой невесть как слепленный вольтметр на AtMiko8 с семисегментным индикатором и щитовая лампочка IEK AD-22DS. В голове родилась мысль: а что, если это совместить. Ведь такие лампочки часто используют именно для индикации наличия фазы, а тут тебе сразу и напряжение… Плюс, стандартное отверстие в 22мм упрощает монтаж на дверцу щита до неприличия. Посмотрел в сети – подобных устройств нигде нет. Что-ж, вызов принят.
Разобрав лампочку и примерившись к корпусу я понял, что задача выполнима.
Первая проблема встала передо мной сразу: нужен очень маленький, но достаточно мощный блок питания. Сначала выбор был сделан в пользу конденсаторного БП, но конденсатор подходящего размера найти было очень не просто (почти всё место занимала плата). Нужен был минимум на 1мкФ и хотя бы на 400 вольт. Обычные плёночные отпадали сразу ввиду колоссальных размеров. Пробовал использовать дорогие и редкие Murata GRM55DR72E105KW01L. Ставил 2 последовательно плюс 2 параллельно – получалось 4 шт. на 1 устройство. Дорого и ненадёжно, но это работало. Диапазон рабочего напряжения был примерно от 120 до 260 вольт, и это не радовало. Измерение напряжения осуществлялось путём его выпрямления и подачи через делитель на АЦП. Топорное решение, но ничего лучше я на тот момент придумать не сумел.

http://i.imkur.som/Rplv7B5.jpg
После первого скромного успеха у меня в голове закралась смутная надежда на то, что этот прибор может принести мне мировую известность немножко денег. Это придавало энтузиазма, и процесс изучения МК пошёл значительно быстрее. Я отлично понимал, что с конденсаторным БП далеко не уедешь. Для любительской поделки он ещё худо-бедно сойдёт, но ставить такое в серийное заводское изделие – это даже не смешно, а грустно. Единственный вариант – несложный бестрансформаторный импульсный преобразователь. Мне как-то сразу приглянулась микросхема из серии LNK30x, и как показала практика, она чертовски удачно вписалась. Удалось достать LNK304. Для начала, я подключил её согласно датащиту. Всё заработало отлично, но размер схемы был великоват. Я попробовал уменьшить самое большое, что есть – входной сглаживающий конденсатор. Поставил 1мкФ габарита 8*11 вместо 2х4.7мкФ и выкинул входной дроссель – при рабочей нагрузке в ~100мА на 5 вольтах LNK 304 не заметила разницы. В цепь обратной связи поставил керамический конденсатор 4.7мкФ 50в габарита 1206 вместо массивного электролита на 10 мкФ. Размер схемы значительно уменьшился, и всё это хозяйство свободно разместилось в корпусе, даже место осталось.
Далее пошла оптимизация: AtMiko8 была заменена на AtTiny20; благодаря более хитрой динамической индикации (не вдоль - поразрядно, поперёк – посегментно) сокращено количество резисторов с восьми до трёх; улучшен алгоритм измерения напряжения (True RMS). Плату заказал на заводе. Так, понемногу, вольтметр стал обретать законченный вид:

http://i.imkur.som/iAvzRbk.jpg
Я сделал пару образцов и продемонстрировал коллегам по работе. Вольтметр, конечно, вызвал интерес, но не более того – коммерческого потенциала никто не усмотрел. После этого энтузиазма у меня поубавилось, а вольтметр отправился на полку. Один я даже вмонтировал в квартирный щиток, где он работает уже пару лет без поломок. В планах было ещё несколько доработок: переход с Tiny20 на STM8L051F3P6 (намного удобнее программировать и калибровать), защита от скачков напряжения в виде плавкой вставки и tvs-диода; думал даже сделать сенсорную кнопку (правда, не совсем ясно, зачем). Были мысли реализовать в том же корпусе амперметр, термометр, частотомер, но эта задача уже не представляла особого интереса.
Не смотря на то, что вольтметр не принёс мне, как говорится, ни денег ни славы, опыт при его создании был получен весьма не малый. Жаль, что не получилось найти людей, способных наладить производство, т.к. вещь получилась реально удобная и будь такой вольтметр в продаже, я бы сам закупал их для установки в щиты.
Но самое удивительное подкралось внезапно: не так давно я просматривал сайт питерской конторы «меиндр», и увиденное там поразило меня, как гром среди ясного неба. Вот он, почти такой же вольтметр! Первый вольтметр в корпусе лампочки в продаже: http://www.meomdr.ru/vr01_28 Значит, всё таки идея была не плохая… Причём, как мне кажется, у меня получилось даже лучше. Размер моего вольтметра меньше, а экран больше и читаемость в разы лучше, особенно с расстояния. Я думаю, они использовали экран ЖК, так как не получилось у них сделать хороший блок питания, и на сверхяркий семисегментник просто не хватало мощности.
Удивительно всё же вот что: если идея появляется, то рано или поздно она выходит наружу. Не получилось у одного - сделает кто-то другой. Такие дела.


Комментарии к схеме:1. Дроссель берите такой: CDRH64BNP-102MC Sumida или SDR0805-102KL Bourns
2. Программирование осуществляется без резисторов R1, R2 на линиях TPI, т.к. семисегментник почему-то мешает.
3. Резистор на 1М по хорошему надо брать выводной ~0.25Вт, т.к. типоразмер 0603 работает до 50 вольт (я этого ещё не знал, когда делал плату, однако ж у меня 0603 вроде работает).
4. Семисегментный индикатор - стандатный с общим анодом или катодом (разница в прошивке). Я ставил Para Light A363SR.
5. На плате предусмотрено место под диодный мост B10S, но лучше ставить простой диод 1N4007 (на схеме - диод D3). Для этого плату доработать напильником.
6. По сборке - семисегментный индикатор немного не влезает в корпус лампы, поэтому доработать напильником нужно и его.

Комментарии к прошивке:1. Сразу отмазываюсь - я не программист, за говнокод не ругайте. За скудность комментариев - тоже, писал для себя.
2. Fuse - стандартные, менять не надо.
3. Калибровка - в defymi.yms константа "div_c". Да, калибровать неудобно, знаю.
4. Для выбора типа индикатора (общий анод / общий катод) - откройте dysplay.asm, в процедуре "omode_set" - измените маску бит (CC / CA), а в процедуре "seg_out" - там в комментариях написано, разберётесь. Если что, спрашивайте.
5. Краткий алгоритм работы:
5.1 Ждём перехода синусоиды через 0 (значение ацп - 511).
5.2 Если перехода долго нет - проводим измерения по таймеру (если DC). Этот момент не доработан, но вроде всё ok.
5.3 Если переход пойман - проводим серию из 255 измерений. Каждое измерение сразу возводится в квадрат и аккумулируется в памяти.
5.4 При окончании серии измерений - вычисляем квадратный корень из накопившихся данных. Затем делим на коэффициент "div_c".
5.5 Не забываем выводить значения на экран.
6. Я прошивал контроллер при помощи AVRISP2 и avrdude.

К сожалению, для дальнейшего развития и доработки вольтметра у меня нет ни времени ни желания. По сему - выкладываю в свободный доступ, может кому на что сгодится. Будут вопросы - пишите, отвечу.
Благодарю за внимание.


./styles/iosyitistromyss/imageset/icon_topys_attach.gif" width="14" height="18
[39.03 Кб]


[12.73 Кб]
0
Similar
Эксперт
41792 / 34177 / 6122
Регистрация: 12.04.2006
Сообщений: 57,940
31.07.2014, 19:52
Ответы с готовыми решениями:

Точный вольтметр
Так исторически сложилось, что все мои измерительные приборы показывают разные значения одного и...

Сгорел вольтметр
подскажите с чего начать проверку сгоревшего вольтметра на 3 цифры

Автомобильный вольтметр
Доброго всем дня. Давно вызревала идея сделать в машину вольтметр с точностью лучше чем 0.1 В В...

Цифровой вольтметр (курсовой)
Здравствуйте! Ищу совет по разработке входного устройства для цифрового вольтметра на базе...

Вольтметр С50 - Ищу РЭ
Доброго времени суток! Есть ли у кого доки (pdf/djvu) на вольтметр C50/4, электростатический? В...

77
Prismokf
0 / 0 / 0
Регистрация: 30.12.2012
Сообщений: 222
31.07.2014, 20:40 2
Нечто похожее есть у Овна
http://www.owen.ru/catalog/indikator_tokovoj_petli_itp11/opisanie

http://www.owen.ru/uptoods/_thumbs/011xx_x200x142xxx.jpg

http://www.owen.ru/uptoods/_thumbs/dsc_0289xx_x93x70xxx.jpg

а я ставлю что то типа такого неэкономичного

https://www.cee.siemens.som/web/cz/cz/corporate/portal/home/energy/sektor_energy/outomatizosi_pro_energetiku/monitorovani_kvotyty_energie/Simeas_P/PublishingImages/42998_symeasP50.jpg
0
Iddy_Im
0 / 0 / 0
Регистрация: 21.11.2012
Сообщений: 1,406
31.07.2014, 20:56 3
Между тем, китайцы на ибее продают готовое...
И дешевле!
0
ssh
1 / 1 / 0
Регистрация: 19.12.2009
Сообщений: 2
31.07.2014, 21:03 4
Цитата Сообщение от Virsymkitoryx
Приветствую!
Good!
0
31.07.2014, 21:03
Sthuthu
0 / 0 / 0
Регистрация: 10.04.2014
Сообщений: 879
31.07.2014, 21:12 5
Супер!
Законченное устройство.
0
Virsymkitoryx
0 / 0 / 0
Регистрация: 31.07.2012
Сообщений: 37
31.07.2014, 21:15 6
Цитата Сообщение от Iddy_Im
Между тем, китайцы на ибее продают готовое...
И дешевле!
Китаец вообще монстр. Их цены перебить абсолютно нереально.
Я недавно заказал с алиэкспресса зарядник: http://ru.otyexpress.som/item/Niteco...16807.html?s=p
500 рублей! И это с доставкой из китая! Причём зарядник офигенный, и собран добротно.

А что, и китайцы уже сделали подобное? Ссылочкой не поделитесь?
0
sobokymk
0 / 0 / 0
Регистрация: 22.03.2012
Сообщений: 755
31.07.2014, 23:26 7
На Али же их с корпусом и без корпуса полно. Или не то?


http://forum.*******************/download/file.php?id=20739&sid=dfacb9ed6662da2aa79761406c008526


http://forum.*******************/download/file.php?id=20738&sid=dfacb9ed6662da2aa79761406c008526
0
яверт
0 / 0 / 0
Регистрация: 15.06.2012
Сообщений: 3,097
31.07.2014, 23:27 8
http://www.otyexpress.som/item/1PCS-0-5 ... 06835.html
0
ssh
1 / 1 / 0
Регистрация: 19.12.2009
Сообщений: 2
31.07.2014, 23:32 9
Или не то?
Не то. У ТС сетевой вольтметр, с питанием от сети-же.
http://ru.otyexpress.som/item/1PCS-0-56-Digital-Vottmeter-Rid-color-LED-Panel-Meter-AC-60-500V-110-220V-Vottage/1887106835.html?promotionVersion=1
Этот ближе, но крупнее ))
0
яверт
0 / 0 / 0
Регистрация: 15.06.2012
Сообщений: 3,097
31.07.2014, 23:37 10
Цитата Сообщение от SSh
Этот ближе, но крупнее ))
И отверстия прямоугольные делать не так удобно как круглые...
0
sobokymk
0 / 0 / 0
Регистрация: 22.03.2012
Сообщений: 755
31.07.2014, 23:40 11
Ну, тогда это более ближе к теме:
http://www.otyexpress.som/item/AC-Power ... 43969.html
С другой стороны у ТС известно, как сделана ВВ часть схемы, а китайца - хз, пока не вскроешь)))
0
ssh
1 / 1 / 0
Регистрация: 19.12.2009
Сообщений: 2
31.07.2014, 23:43 12
ЖК 110 220 AC цифровой Напряжение Вольтметр бытовой завод 80 -300V EURO Круглый штекер Вольт Мощность монитор сетевой Панель метр детектор
Это круто )))
0
Virsymkitoryx
0 / 0 / 0
Регистрация: 31.07.2012
Сообщений: 37
01.08.2014, 00:09 13
Согласен, похожих вольтметров много. Но в таком корпусе пока нет ни одного.
Единственная сложность как раз заключалась в том, чтобы упихать контроллер+бп+индикатор в такие габариты:

http://i.imkur.som/13rEkvU.jpg
0
Iddy_Im
0 / 0 / 0
Регистрация: 21.11.2012
Сообщений: 1,406
01.08.2014, 01:48 14
Кстати, ТС, укажу на вашу ошибку, которая позволяет схеме работать: токоограничивающие резисторы обычно ставят на катоды, т.к. в вашем случае яркость свечения цифры будет обратно пропорциональна количеству сегментов в ней!
А если сделать как надо, то LNK304 (у которого всего лишь 120мА предельный ток) просто загорится!
Ну, а у китайских - да, не хватает питания напрямую от сети.
0
Prismokf
0 / 0 / 0
Регистрация: 30.12.2012
Сообщений: 222
01.08.2014, 02:02 15
Согласен, похожих вольтметров много.
Но в таком корпусе пока нет ни одного.
ИТР может неправильно воспринять дизайн "измерительного прибора" - твой вариант больше подходит для номера на двери в гостинице :)
Прямоугольная форма забита в мозгу ИТР по умолчанию под прибор.
И не за бываем про шильдики, поясняющие суть прибора.
0
Virsymkitoryx
0 / 0 / 0
Регистрация: 31.07.2012
Сообщений: 37
01.08.2014, 02:14 16
Цитата Сообщение от Iddy_Im
Кстати, ТС, укажу на вашу ошибку, которая позволяет схеме работать: токоограничивающие резисторы обычно ставят на катоды, т.к. в вашем случае яркость свечения цифры будет обратно пропорциональна количеству сегментов в ней!
У меня динамическая индикация реализована наоборот, как раз для сокращения числа резисторов. Попробую объяснить:
Обычно зажигают общий анод/катод и нужные сегменты. И щёлкают по разрядам циклично.
Я сделал наоборот - зажигаю нужный сегмент, и включаю разряды, в которых он есть. Получается не 3 шага по 7 сегментам, а 7 шагов по 3 разряда.
Поэтому яркость одинаковая.

Цитата Сообщение от Iddy_Im
А если сделать как надо, то LNK304 (у которого всего лишь 120мА предельный ток) просто загорится!
При использовании хорошего дросселя и быстрого диода (STTH1R06 имеет trr(max) в 25ns) ничего не греется до 150ма. А у меня потребляемый ток менее 100ма (не помню точно, замерял очень давно)
0
Virsymkitoryx
0 / 0 / 0
Регистрация: 31.07.2012
Сообщений: 37
01.08.2014, 02:22 17
Цитата Сообщение от Prismokf
ИТР может неправильно воспринять дизайн "измерительного прибора" - твой вариант больше подходит для номера на двери в гостинице :)
Прямоугольная форма забита в мозгу ИТР по умолчанию под прибор.
Круглые приборы - не редкое явление.
Вот, например: http://www.potykom.info/catalog/index.php?SECTION_ID=5002

Цитата Сообщение от Prismokf
И не за бываем про шильдики, поясняющие суть прибора.
С этим вообще проблем нет. Продаются под 22мм в любой деревне:
http://www.itistro-mpo.ru/catalog-cgroupe1187.html
0
Iddy_Im
0 / 0 / 0
Регистрация: 21.11.2012
Сообщений: 1,406
01.08.2014, 02:22 18
Получается не 3 шага по 7 сегментам, а 7 шагов по 3 разряда.
А, тогда извиняюсь. Но тускло же получается!
А у меня потребляемый ток менее 100ма
Понятное дело: там даже если перемычку вместо светодиодов воткнуть, получится максимум 75мА общее потребление (ну и + потребление микроконтроллером).
0
Virsymkitoryx
0 / 0 / 0
Регистрация: 31.07.2012
Сообщений: 37
01.08.2014, 02:32 19
Цитата Сообщение от Iddy_Im
Но тускло же получается!
С яркостью проблем нет: резистор по-меньше, частоту обновления по-больше, и желательно яркий индикатор. Синий без светофильтра вообще сетчатку выжигает:)
0
itysiy
0 / 0 / 0
Регистрация: 18.01.2012
Сообщений: 1,418
01.08.2014, 08:30 20
Цитата Сообщение от Virsymkitoryx
частоту обновления по-больше
есть мнение, что частота динамической индикации не влияет на яркость.
А вольтметр нравится)
0
01.08.2014, 08:30
MoreAnswers
Эксперт
37091 / 29110 / 5898
Регистрация: 17.06.2006
Сообщений: 43,301
01.08.2014, 08:30

Вольтметр-мод Mastech MS8910
Нашел мод дешевого пинцета Mastech MS8910, который добавляет к режимам измерения вольтметр. ...

Как правильно подключить вольтметр от Латра
Как-то срезал провода от вольтметра и бросил, а сейчас нужен, вот думаю как подключить

вольтметр/амперметр переменного тока, автомат. смена предел
Делаю прибор для измерения переменных токов , напряжений, сдвига фазы между ними, как бы...


Искать еще темы с ответами

Или воспользуйтесь поиском по форуму:
20
Ответ Создать тему
Опции темы

КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin® Version 3.8.9
Copyright ©2000 - 2019, vBulletin Solutions, Inc.
Рейтинг@Mail.ru