Voltampèremètre sur PIC16F676. Ingénierie radio, électronique et circuits DIY

Mise en place d'un voltmètre de Vladimir

Ajout de commutateurs aux anodes indicatrices, ce qui augmente la luminosité de l'écran et permet l'utilisation d'écrans plus puissants.

Deux chevalières pour DIP14 et SO14

Le circuit utilise des transistors BC847 (KT3102).

Lors de la mise à jour de l'article principal sur le voltmètre, le diviseur de tension du circuit et les joints de Vladimir ont été remplacés. Le firmware du voltmètre se trouve dans l'article principal.

Mise en place d'un voltmètre réseau de Wali Marat

Le signet diffère du circuit en remplaçant les résistances R2 et R3 par un trimmer de 4,7k et l'absence de diode Zener VD1.

Un circuit de voltmètre réseau modifié a également été envoyé ; il comporte un circuit de meilleure qualité pour stabiliser la tension d'alimentation du voltmètre.

Photo d'un voltmètre réseau

Mise en place d'un voltmètre/ampèremètre de Wali Marat

Une diode Zener de 5,1 V VD1 (indiquée en vert) a été ajoutée à tous les circuits de Wali Marat pour protéger l'entrée ADC du microcontrôleur contre les surtensions.

L'appareil présenté ici sera utile si vous disposez d'une alimentation avec une tension de sortie de 0-10 V. Ce sont les limites de mesure qui sont « intégrées » dans le circuit représenté sur la figure. Il est basé sur un microcontrôleur Atmega8 (U1) dans un boîtier DIP standard. Cela peut sembler encombrant, mais il a été choisi en raison de sa grande popularité et aussi parce que les programmeurs pour ce microcontrôleur sont très courants. Atmega8 est utilisé par la plupart des radioamateurs et sur Internet vous pouvez trouver de nombreux circuits avec ce microcontrôleur. Par conséquent, si vous n’aimez pas ce voltmètre, Atmega8 ne restera pas inactif.

Voltmètre numérique sur Atmega8. Le schéma est basique.

La mesure du voltmètre sera affichée sur un indicateur numérique à sept segments à trois chiffres (DISP1). Je vais vous donner quelques informations à ce sujet.

Indicateur LED numérique à 7 segments est un indicateur composé de sept LED installées en forme de chiffre 8. En allumant ou éteignant les LED (segments) correspondantes, vous pouvez afficher des chiffres de zéro à neuf, ainsi que quelques lettres. En règle générale, plusieurs indicateurs numériques sont utilisés pour créer des nombres à plusieurs chiffres - pour cela, les indicateurs sont équipés d'un segment de virgule (point) - dp. En conséquence, un indicateur comporte 8 segments, bien qu'ils soient appelés 7 segments en fonction du nombre de segments numériques.

Chaque segment indicateur est une LED distincte, qui peut être allumée (allumée) ou éteinte (non allumée) en fonction de la polarité de la tension qui leur est fournie. Les indicateurs sont disponibles avec une cathode commune et une anode commune. Nous parlons de la connexion commune de toutes les LED (segments). De plus, les indicateurs peuvent contenir plusieurs chiffres, auquel cas chaque chiffre est appelé chiffre ou signe. Par exemple, un indicateur à sept segments à trois chiffres (trois chiffres) contient trois chiffres. C'est exactement le genre d'indicateur dont vous aurez besoin pour cet appareil.


La conception utilise un indicateur lumineux rouge GNT-2831BD-11 avec une anode commune. Les résistances R1-R8 déterminent le courant dans l'indicateur et donc sa luminosité. Leur résistance ne doit pas dépasser le courant de sortie maximum (40 mA), même lorsque les 8 LED sont allumées en même temps. Le circuit utilise un CAN (convertisseur analogique-numérique) asymétrique 10 bits situé dans l'AVR. La plage de valeurs de sortie est de 0 à 999. Lorsque la limite de ces valeurs est atteinte, le symbole "---" apparaîtra.

A l'entrée du voltmètre (in), un diviseur de tension est installé à partir des résistances R9, R10 et R11, fournissant une plage de mesure allant jusqu'à 10 V avec une erreur de 0,01 V. À la broche 23 du microcontrôleur U1, le diviseur génère un tension qui ne doit pas dépasser 2,5 V. Le voltmètre à résistance d'entrée est proche de 1 mOhm. Pour calibrer le voltmètre, appliquez une tension connue avec précision à son entrée et, en déplaçant la résistance d'ajustement R11, obtenez les mêmes lectures sur l'indicateur.

Le taux de mise à jour du voltmètre est d'environ 4 Hz. Le circuit est alimenté par une source stabilisée de 5 V. La consommation de courant de l'appareil est d'environ 25 mA (l'essentiel de la consommation est dans l'indicateur). Placez les composants C1 et C2 aussi près que possible du microcontrôleur.

Les bits correctement définis sont illustrés dans la figure ci-dessous.


Si vous avez besoin de limites de mesure jusqu'à 100 V, modifiez la valeur de R10 à 9,1 mOhm et de R11 à 2,2 mOhm. Vous obtiendrez alors la plage de mesure souhaitée avec une erreur de 0,1 V et une résistance d'entrée d'environ 10 mOhm. Dans ce cas, vous devrez modifier l'emplacement du point indicateur pour qu'il s'affiche derrière deux symboles, et non derrière le premier, comme sur le schéma. Pour ce faire, laissez la broche 28 de la puce U1 libre et connectez la broche 27 au fil commun. Désormais, à la place des caractères sous la forme 0,00, 00,0 sera affiché.

De plus, il est possible d'utiliser un ou deux indicateurs. De plus, si quatre chiffres sont utilisés, alors le chiffre le plus à droite affiche les unités de mesure stylisées « V » ou « A ». Mais il existe une limite à l’utilisation d’indicateurs avec l’OA. Lorsque les émetteurs suiveurs sont allumés de cette manière, les indicateurs s'allument en mesurant les courants. Ainsi, avec un circuit à 2 indicateurs, il est conseillé d'utiliser des indicateurs avec OK, auquel cas les courants mesurés n'affecteront pas l'ouverture des interrupteurs à transistors.
Si des boutons sont installés, appuyer sur le bouton « B » sur l'indicateur gauche affichera le mode actuel de cet indicateur, « -U- » ou « -I- ». Maintenir davantage changera le mode. Pour une version avec un indicateur à 3 chiffres, cette fonction vous aidera à vous rappeler dans quel mode se trouve l'appareil, et pour une version avec indicateur à 2 chiffres, elle échangera les valeurs de tension et de courant affichées. Dans tous les cas, la fonction de suppression des zéros insignifiants est appliquée à la tension, c'est-à-dire que si la tension ne dépasse pas 9,9 V, nous ne verrons pas le premier zéro (« _Х.Х ») sur l'indicateur.
Kn "N" permet d'entrer dans le menu de correction du décalage actuel. Cela peut être nécessaire si, pour améliorer la linéarité des lectures de courant, l'ampli-op a été déplacé vers la section linéaire. Ainsi, par correction, vous pouvez supprimer les lectures « supplémentaires ». Après avoir appuyé brièvement sur le bouton du clignotant gauche (s'il y en a deux), le message « ShI » (current offset) apparaîtra et le voyant commencera à clignoter. Pendant qu'il clignote, vous pouvez utiliser les boutons pour régler le décalage. Après quelques secondes, l'indicateur cessera de clignoter et les données seront écrites dans la mémoire non volatile. Dans le même temps, le mode d'affichage de l'indicateur sera enregistré en mémoire, qui apparaîtra la prochaine fois que vous l'allumerez.
Tension affichée 0,0...99,9V, courant 0...99,9A (ou 0,0...9,99A, dépend du fichier du firmware et des paramètres du système d'exploitation de l'ampli-op).

Raffinement de l'ensemble courantomètre :

L'auteur de l'amélioration est Impuls. Idée Simsim.
Le tout est d'organiser la polarisation de l'ampli-op dans la section linéaire,
suivi d'une correction des lectures dans le menu de service.



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Fichiers PP pour indicateurs 2x3 et 2x4, aimablement fournis par evg339

Fichiers PP pour indicateurs 2x3 et 2x4 placés verticalement, retravaillant le PP de evg339, aimablement fournis par VolosKR


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Fichier de firmware pour indicateurs avec OA
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Fichier de firmware pour les indicateurs avec OK
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Modification du diviseur de tension d'entrée :


Attention! Diviseur par 10


Fichier du micrologiciel ci-dessous


La polarité des indicateurs détermine la position de la résistance 1K avec 11 n. manette.

Option avec entrées de mesure pour tension - RA0 et courant - RA1^

Fichier du firmware par exemple, 1:10 c'est-à-dire jusqu'à 50 V, 2x3,2x4,1x3,1x4 indicateurs et entrées de mesure 13 et 12 pieds de contrôleur Vous n'avez pas accès au téléchargement de fichiers depuis notre serveur

Fichier du firmware par exemple, 1:20 c'est-à-dire jusqu'à 100 V, 1x3,1x4 indicateurs et entrées de mesure 13 et 12 pieds de contrôleur. Vous n'avez pas accès au téléchargement de fichiers depuis notre serveur

Fichier du firmware par exemple, 1:20 c'est-à-dire jusqu'à 100 V, la mesure du courant, les indicateurs 1x3, 1x4 et les entrées de mesure 13 et 12 des pattes du contrôleur ont été modifiés. Vous n'avez pas accès au téléchargement de fichiers depuis notre serveur

Oui! Il n'est pas nécessaire d'avoir un coupe-tension. Maintenant, construisons avec des boutons.

Coviraylhik a résumé (merci à lui) :

vaDCw2L8UAra0ra1.hex petite lettre v, div. par exemple, 1:10 à 50 V,
vaDCw2L4ra01.hex est pour un indicateur (sélectionnez V,A avec un bouton)
vaDCw2L8UAra01i.hex Standard jusqu'à 100 V _0,0 V, tension div 0,00 A, 1:20.
vaDCw2L8UAra01X.hex Standard jusqu'à 100 V, mais point 00,0 A déplacé

Un simple voltmètre à tension alternative avec une fréquence de 50 Hz se présente sous la forme d'un module intégré qui peut être utilisé soit séparément, soit intégré dans un appareil fini.
Le voltmètre est monté sur un microcontrôleur PIC16F676 et un indicateur à 3 chiffres et ne contient pas beaucoup de pièces.

Principales caractéristiques du voltmètre :
La forme de la tension mesurée est sinusoïdale
La valeur maximale de la tension mesurée est de 250 V ;
Fréquence de la tension mesurée - 40…60 Hz ;
La résolution d'affichage du résultat de la mesure est de 1 V ;
La tension d'alimentation du voltmètre est de 7 à 15 V.
Consommation de courant moyenne - 20 mA
Deux options de conception : avec et sans alimentation électrique embarquée
PCB simple face
Design compact
Affichage des valeurs mesurées sur un indicateur LED à 3 chiffres

Schéma schématique d'un voltmètre pour mesurer la tension alternative


Mise en œuvre d'une mesure directe de la tension alternative avec calcul ultérieur de sa valeur et sortie vers l'indicateur. La tension mesurée est fournie au diviseur d'entrée réalisé sur R3, R4, R5 et via le condensateur de séparation C4 est fournie à l'entrée ADC du microcontrôleur.

Les résistances R6 et R7 créent une tension de 2,5 volts (la moitié de la puissance) à l'entrée ADC. Le condensateur C5, de capacité relativement faible, contourne l'entrée du CAN et contribue à réduire les erreurs de mesure. Le microcontrôleur organise le fonctionnement de l'indicateur en mode dynamique en fonction des interruptions de la minuterie.

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Merci pour votre attention!
Igor Kotov, rédacteur en chef du magazine Datagor


🕗 01/07/14 ⚖️ 19,18 Ko ⇣ 238 Bonjour lecteur ! Je m'appelle Igor, j'ai 45 ans, je suis Sibérien et un ingénieur en électronique amateur passionné. J'ai imaginé, créé et entretient ce merveilleux site depuis 2006.
Depuis plus de 10 ans, notre magazine n'existe qu'à mes dépens.

Bien! Le cadeau est terminé. Si vous voulez des fichiers et des articles utiles, aidez-moi !

Aujourd'hui, je vais vous expliquer comment fabriquer un appareil de mesure simple et universel, capable de mesurer la tension, le courant, la consommation électrique et les ampères-heures sur un microcontrôleur bon marché. PIC16F676 selon le schéma suivant.

Schéma schématique d'un voltamperwattmètre

Le circuit imprimé des pièces DIP s'est avéré être de 45x50 mm. Dans les archives se trouve également un circuit imprimé pour les pièces CMS.

Pour microcontrôleur PIC16F676 il existe deux firmware : dans le premier - la possibilité de mesurer la tension, le courant et la puissance - vapDC.hex, et dans le second - comme dans le premier, seule la possibilité de mesurer les ampères/heures a été ajoutée (pas toujours nécessaire) - vapcDC.hex.

La résistance, indiquée en gris sur le circuit imprimé, est connectée en fonction de l'indicateur : si on utilise un indicateur à cathodes communes, alors la résistance (1K) provenant de la 11ème branche du MK est connectée au +5, et si l'indicateur a une anode commune, puis on connecte la résistance au fil commun.

Dans mon cas, l'indicateur et la cathode commune, la résistance était située sous la carte, de la 11ème branche du MK à +5.

Appuyez brièvement sur le bouton " DANS"active l'indication du mode de fonctionnement : tension « -U- », courant « -I- », puissance « -P- », compteur ampère/heure « -C- ». Quelques exemples d'ampli-op LM358 avoir un décalage positif en sortie, il peut être compensé par correction numérique du compteur. Pour ce faire, vous devez passer en mode de mesure du courant, « -I- ». Maintenez le bouton " pendant 7 à 8 secondes N" jusqu'à ce que l'inscription "-S.-" apparaisse sur l'indicateur. Utilisez ensuite la touche " DANS" Et " N» régler le décalage « 0 ». Si les boutons sont enfoncés, l'indicateur affiche directement une constante lorsqu'il est enfoncé, les lectures actuelles sont corrigées. Quittez le mode - en appuyant simultanément sur les touches " DANS" Et " N". Le résultat est l'indication « -3- », c'est-à-dire l'enregistrement en mémoire non volatile. Le compteur ampères/heures est réinitialisé en maintenant enfoncé le bouton " N" 3-4 secondes.

Dans mon cas, j'ai seulement mis le bouton " DANS", pour changer le mode de fonctionnement. Bouton " N"Je ne le dis pas, car la correction de courant n'est pas nécessaire si l'ampli-op LM358 nouveau, alors il n'a pratiquement aucun déplacement, et si c'est le cas, il est insignifiant. Je ne place pas l'indicateur de segment sur une carte séparée, qui peut être facilement fixée au boîtier de l'appareil, par exemple intégrée à une alimentation ATX convertie.

Nous connectons l'alimentation à l'appareil assemblé, fournissons la tension et le courant mesurés, ajustons les lectures du voltmètre et de l'ampèremètre à l'aide de résistances d'ajustement en fonction des lectures du multimètre.

En conséquence, toute la construction du voltamperwattmètre a coûté 150 roubles, sans feuille de fibre de verre. Ponomarev Artyom était avec toi ( harceleur68), on se retrouve sur les pages du site Circuits radio !

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