Надоело мне тестировать всевозможные стабилизаторы и блоки питания в слепую, подключая к ним различного рода резисторы и прочую чепуху и решил я собрать электронную нагрузку, а какая нагрузка без блока индикации? Правильно, фиговая! Поэтому был собран вольтамперметр, на базе имеющихся в наличие микроконтроллера ATmega8 и дисплея 16 символов на 2 строки.
В устройстве применено совсем не много деталей, пробегусь по основным узлам. Питание микроконтроллера и дисплея реализовано от отдельного источника состоящего из 2-х литиевых банок формата 18650 и линейного стабилизатора на пять вольт L7805, перед которым расположен делитель напряжения R1 — R2 необходимый для измерения напряжения на аккумуляторах. Подстроечный резистор R3 служит для настройки контраста дисплея. При включении устройство в течении 3-х секунд выводит на дисплее напряжение на аккумуляторах.
Напряжение подключаемого источника питания измеряется на делителе R4 — R5. Коэффициент этого делителя позволит микроконтроллеру измерять напряжение до 55 вольт, что более чем достаточно для моих целей.
Силу тока микроконтроллер определяет измеряя напряжение на резисторе R6 в качестве которого я использовал 2 параллельно подключенных резистора на 3 ома, а следовательно их общее сопротивление равно 1.5 ома и это не лучший выбор так как при больших токах и малом сопротивлении нагрузки такое значение будет сильно влиять на измерения. Необходимо использовать резистор сопротивлением не более 1 ома и мощностью не менее 2 ватт. Как вариант из доступных, можно параллельно установить два 2-х ватных резистора сопротивление 1 ом каждый.
Резистор R6 включен последовательно с нагрузкой, определив напряжение получившегося делителя и зная напряжение подключенного источника питания, микроконтроллер высчитывает сопротивление нагрузки, ток и потребляемую мощность, после чего выдает получившиеся значения на дисплей.
Дисплей устанавливается на плату со стороны дорожек и крепиться к ней 18-ти миллиметровыми винтами М3. При разводки платы я допустил ошибку и промахнулся с одним из крепежный отверстий, если вы захотите собрать схему, то это легко исправить, например немного переместив входное отверстие для подключения плюса питания от аккумулятора, свободного места на плате осталось достаточно, но и на 3-х винтах дисплей держится отлично. При сборки следует обратить внимание, что на плате имеются перемычки. Проставки для винтов в моём случае распечатаны на 3д принтере и имеют высоту 11 миллиметров.
Перед заливкой прошивки в микроконтроллер, необходимо задать некоторые параметры (строки с 30 по 35):
reference_voltage = 4.95; // Значение опорного напряжения в вольтах shunt_resistance = 1.50; // Сопративление шунта (резистора R6) в омах float R1 = 14810.00; // Сопративление резистора R1 делителя напряжения аккумулятора в омах float R2 = 12020.00; // Сопративление резистора R2 делителя напряжения аккумулятора в омах float R4 = 4625.00; // Сопративление резистора R4 делителя напряжения вольтметра в омах float R5 = 470.00; // Сопративление резистора R5 делителя напряжения вольтметра в омах
В качестве опорного напряжения использовано напряжение питания микроконтроллера, а так как стабилизатор L7805 выдает на выходе не точные 5 вольт, то необходимо измерить выходное напряжение стабилизатора мультиметром и внести его значение в прошивку. Аналогично необходимо поступить с резисторами и вписать в прошивку их точные значения.
- Скачать архив проекта (схема, печатная плата, прошивка).
В виде бонуса! Подписчик YouTube канала Дмитрий Ягупов развел плату для дисплея с подсветкой и любезно предоставил Fuse-биты для работы ATMega8 от внутреннего генератора на 8МГц на случай если кто захочет прошивать не из под Arduino IDE. Скачать архив.
