Цифровой амперметр и вольтметр для блока питания
Цифровой амперметр и вольтметр на PIC16F873A
На рисунке 1 представлена схема цифрового амперметра и вольтметра, которая может быть использована, как дополнение к схемам блоков питания, преобразователей, зарядных устройств и т.д. Цифровая часть схемы выполнена на микроконтроллере PIC16F873A. Программа обеспечивает измерение напряжения 0... 50 В, измеряемый ток — 0... 5 А.
Для отображения информации используются светодиодные индикаторы с общим катодом. Один из операционных усилителей микросхемы LM358 используется в качестве повторителя напряжения и служит для защиты контроллера при внештатных ситуациях. Все-таки цена контроллера не так уж и мала. Измерение тока производится косвенным образом, при помощи преобразователя ток-напряжение, выполненного операционном усилителе DA1.2 микросхемы LM358 и транзисторе VT1 – КТ315В. Почитать о таком преобразователе еще можно здесь и здесь. Датчиком тока в этой схеме служит резистор R3. Преимуществом такой схемы измерения тока состоит в том, что здесь отпадает необходимость точной подгонки миллиомного резистора. Скорректировать показания амперметра можно просто триммером R1 и в довольно широких пределах. Сигнал тока нагрузки для дальнейшей оцифровки снимается с нагрузочного резистора преобразователя R2. Напряжение на конденсаторе фильтра стоящем после выпрямителя вашего блока (вход стабилизатора, точка 3 на схеме)питания не должно быть более 32 вольт, это обусловлено максимальным напряжением питания ОУ. Максимальное входное напряжение микросхемного стабилизатора КР142ЕН12А – тридцать семь вольт.
Регулировка вольтамперметра заключается в следующем. После всех процедур — сборки, программирования, проверки на соответствие на собранное вами произведение подают напряжение питания. Резистором R8 выставляют на выходе стабилизатора КР142ЕН12А напряжение 5,12 В. После этого вставляют в панельку запрограммированный микроконтроллер. Измеряют напряжение в точке 2 мультиметром, которому вы доверяете, и резистором R7 добиваются одинаковых показаний. После этого к выходу (точка 2) подключают нагрузку с контрольным амперметром. Равенства показаний обоих приборов в данном случае добиваются при помощи резистора R1.
Резистор-датчик тока можно изготовить самому, используя для этого, например, стальную проволоку. Для расчета параметров этого резистора можно использовать программу «Программа для работы с проволокой» Программу скачали? Открыли? Значит так, нам нужен резистор номиналом в 0,05 Ом. Для его изготовления выберем стальную проволоку диаметром 0,7мм – у меня она такая, да еще и не ржавеющая. С помощью программы вычисляем необходимую длину отрезка, имеющего такое сопротивление. Смотрим скрин окна данной программы.
И так нам нужен отрезок стальной нержавеющей проволоки диаметром 0,7мм и длиной всего 11 сантиметров. Не надо этот отрезок свивать в спираль и концентрировать все тепло в одной точке. Вроде все. Что не понятно, прошу на форум. Успехов. К.В.Ю. Чуть не забыл про файлы.
Цифровой амперметр и вольтметр для блока питания (3282 Загрузки )
Ism_U_I_873_dly-toka-50A (2233 Загрузки )
87 комментариев к “Цифровой амперметр и вольтметр для блока питания”
ошибка в печатной плате, сигнал с эмиттера VT1 проложен не на 2 ножку как на схеме а на 4 микроконтроллера. А как будет выглядеть схема ежели датчик тока R3 «врезать» в минусовую шину и нужно ли после этого менять прошивку??? Спс!! 🙂
Извиняюсь за невнимательность. Ошибку исправил. Прошивку менять не надо, а схема будет примерно такой, как у Н. Заец — ж Радио №1 2005 стр. 32
Доброго времени суток. Возможно переделать прошивку под pic16f876 ? Опыт написания программ у меня небольшой Если есть возможность можно посмотреть исходник? Заранее благодарю. С наступившим Новым годом!
Привет. Найду, вышлю.
Благодарю! Письмо с исходников пришло
Уважаемый, админ. На измерение какого максимального тока рассчитан амперметр? Широкий предел, всеравно имеет свой предел.
Приношу свои извинения. Забыл указать пределы. Программа обеспечивает измерение напряжения до 50 вольт и тока до пяти ампер.
А расширить предел, допустим, до 50А нельзя?
Можно. Уменьшите сопротивление шунта в 10 раз. Но правда в программе надо будет внести поправочку — запятую переставить.
Это получается, что шунт должен быть 0,005 Ом. Если Вам не сложно поправить программу, по поводу запятой. Я в программировании не разбираюсь.
Примерно таким, внешними резисторами коэффициент передачи преобразователя можно подстроить. Не забывай про мощность шунта. Для тока 50 А — 50 х 50 х 0,005 = 12,5 Вт. Если шунт сделать из материала с большим ТКС, то показания амперметра при больших токах будут сильно завышены. С программой чуть позже.
Понял, спасибо.
Нужна прошивка под pic16f876, МОРЕ, если Вы смогли поправить, поделитесь, пожалуйста, можно через Admina.
Еще вопрос, можно ли использовать индикаторы с общим анодом?
Индикаторы должны быть с ОК. Для контроллера PIC16F876A можно использовать эту же прошивку.
Здравствуйте. Имею 886 контроллер. Прошу выслать исходники (если на ASM). Попробую подправить. Спасибо.
Здравствуй, Петр, проект выслал на почту.
admin, спасибо, получил. Для начала попробую смоделировать в Протеусе.
Добрый день.Заинтересовал Ваш ампервольт метр но у меня PIC16F876 нельзяли выслать прошивку Заранее благадарен.
Здравствуй, Александр. Если мне не изменяет память, то 873 и 876 отличаются только объемом памяти, так что я думаю эта прошивка подойдет и для 876.
Уважаемый admin. С Вашего разрешения небольшое замечание по схеме:
— для того, чтобы вольтметр работал с начала диапазона необходимо стабилизатор LM317 запитать отдельно от основного стабилизатора (если, например, на выходе основного стабилизатора выставить 5 вольт (не говоря о более меньшем), то питание контроллера будет не пределах даташит со всеми вытекающими последствиями). Можно попробовать установить сброс по питанию контроллера 2,1 вольт, но тогда не будут засвечиваться индикаторы.
Конечно лучше, если есть возможность это сделать, и когда блок питания имеет выходное напряжение ниже 8 вольт.
Не могли бы вы скинуть исходник, надо изменить пределы измерения.
Здравствуйте admin.
Воплотил Ваше творение в железо. Все работает, при этом были произведены следующие изменения в программе применительно к имеющимся в наличии радиоэлементам:
— использован контроллер PIC16F886;
— применены 4-х разрядные индикаторы KINGBRIGHT (зеленый — напряжение, красный — ток);
— для использования всех разрядов, было внедрено спереди буквенное обозначение измеряемых величин u;i;
— для разгрузки контроллера (и увеличения яркости индикаторов) в катодах разрядов применены транзисторы.
Нет возможности вставить фото, жаль.
Форумчане, поделюсь наработанным.
admin, еще раз спасибо за предоставленный исходник.
Всегда пожалуйста.
не могли бы вы прислать прошивку для предела 50 ампер
Прошивку я выслал. Но не забудьте уменьшить сопротивление R3 в десять раз.
прошику получил,спасибо
Пожалуйста.
Добрый день! Подскажите, а если 50А и напряжение до 300В. Что нужно переделать и переписать? Заранее спасибо! Если можно, ответ на почту.
Здравствуй, Павел. Надо изменить сопротивление резисторов делителя напряжения и погасить запятую. Для измерения тока в 50А надо уменьшить в 10 раз сопротивление шунта, а так же переставить программно запятую на разряд вправо.
Спасибо! Будем пробовать!!
Привет, Павел, а как ты без исходника это представляешь?
Доброго.Повторил конструкцию уже 2 раза, все работает без проблем...Появилась нужда измерить ток порядка 20-30Ампер.В наличии измерительная техника только до 10А. Прошу автора поделиться прошивкой со смещенной запятой до 50А,буду пробовать...пока кручу шунты из разных материалов.Спасибо за проект.Мира и добра.
Привет, Игорь. Судя по адресу почты, вам мира и добра желаю в тысячу раз больше! А прошивку поищу и вышлю, а то сейчас уже на часах 02.32. Да, чуть не забыл, при больших тока особое внимание уделяется ТКС (температурный коэффициент сопротивления) материала шунта. При его большом значении и большой рабочей температуре шунта показания прибора будут не корректными. Лучше конечно применять промышленные шунты на соответствующий ток, изготовленные из константана.
Доброго Валерий.Прошивку получил,спасибо.Попробовав медь и сталь, пришел к выводу...,первое не годится при больших токах точно(плывет), второе не сильно высоко(но пойдет для моих целей). Вчера получилось купить недорого три заводских шунта (20А,30А и 50А) и взять у коллеги прибор 20А.Поставил в схему сразу полтинник и успокоился.Показания устраивают полностью,доделываю теперь слесарку по вечерам.Работать будет данный узел в комплексе электронной нагрузки для проверки мощных блоков питания.Давно хотел себе такой прибор в домашнюю лабораторию, варганю вот теперь его под звуки артиллерии ...,аэропорт меньше 4 км по прямой.Такие дела...Мира и добра всем.
Удачи вам ребята, придется потерпеть, не может такого быть, что бы Россия вас бросила. Придет время.
Здравствуйте! Очень интересно = хочется повторить! В руки попала плата контроллера с 16F887. Прошу выслать исходники (желательно с комментариями = в программировании слабоват 🙁 но есть друг который разъяснит и поправит на Си или ASM). Попробую заставить ЖИТЬ контроллер другой жизнью... Спасибо.
Привет Валерий! Текст получен! Спасибо! Есть теперь над чем поработать... 873 переложить на 887, да еще с учетом разводки платы = перепаивать не буду.
Здравствуйте Петр! Если глянуть в даташит PIC16F886 и 887 близкие родственники, а значит стоящую передо мной задачу Вы уже частично решили. Не поделитесь ли, Петр, исходничком (через admin) ?
Юрий, — пожалуйста!
Валерий, здравствуйте.
Я так понял, Вы Юрию переслали исходник под 886 контроллер?
Здравствуйте. Нет, Петр, я переслал исходник на 873А.
Здравствуйте, можно адаптировать прошивку под контроллер PIC16F818?
У меня нет документации на этот контроллер и я с ним дела не имел. Могу выслать исходник.
Вышлите если можно исходник.
Здравствуйте. Не могли бы вы скинуть исходник, нужно изменить пределы измерения
Здравствуйте!
Очень интересный вариант вольтамперметра.
Шунт я так понимаю в плюсе питания?
Давно ищу схему именно с шунтом в плюсе для многокагнального лабораторного БП.
Хочу попросить автора подправить программу под 10А и для 4х значных индикаторов, что бы в самом младшем разряде для вольтметра высвечивалась буква U, а для амперметра буква A.
Хотелось бы конечно и исходник глянуть.
Заранее благодарю!
Поддерживаю Андрея. Тоже нужно под 10А (зарядное устройство). Спасибо.
Ребята, я просто физически не успеваю. На сайт приходит более 2000 тысяч посетителей и у многих куча пожеланий под свои конструкции. Для меня сайт, это кусочек масла на пенсионный хлеб. Если я не буду обновлять его, то встанет. Ждите.
А к PIC16F877a прошивка подойдет? Спасибо если ответите.
Ни когда не занимался 877, так что точно сказать не могу.
Очень интересное решение. Жаль, что исходник не на Си. Интересно было-бы встроить в свои программы как дополнительный блок измерения. Обычно на контроллерах в поделках остаются и свободные ноги и память для программы. На asm давно не писал.
877 пик можно использовать.Это то же самое,что и 876 только у него портов больше,развести соответствующие цепи на соответствующие порты и все будет работать.Можно мне тоже исходник на почту.
Здравствуйте. можете 50А прошивку на емаил сбросить?
Здравствуйте. Собрал ампервольтметр по вашей схеме,всё заработало почти сразу. К вольтметру ни каких претензий нет,а вот с амперметром небольшие проблемы, жуткое мерцание,иногда даже непонятно какие цифры показывает. Не подскажите как от этого можно избавится. Заранее спасибо.
Привет, Юрий. Возможно мерцание связано с большими наводками на вход RA0 или измеряемый ток с большими пульсациями. Попробуй параллельно резистору R2 — 1ком поставить конденсатор 1,0... 10мкф. Можно параллельно шунту поставить конденсатор фильтра.
Здравствуйте, можете отправить на почту прошивку не в hex файле, нужно посмотреть сам код программы
Нужна прошивка чтоб измеряла до 30 или 50 ампер! Где взять?
если можно скиньте на емэил прошивку на 50 ампер для 873
Здравствуйте админ ! Мне нужна прошивка до 50 Ампер скиньте на почту пожалуйста или исходник!
В схеме вроде ошибка,третья ножка DA1,я думаю должна быть подключена не к выходу БП,а к цепи +9...32В?
Привет, Вячеслав. Здесь все в порядке, стабилизатор напряжения питания контроллера, для уменьшения пульсаций на его выходе, питается от стабилизатора основного блока. Ошибка была, было две микросхемы DA1, извиняюсь, исправил.
Скажите.почему здесь нельзя прочитать все комментарии? Из 63 только последние 13,как у вас увидеть все? Ссылка на комменты вверху не работает.
Будьте добры,пришлите мне на почту исходник и прошивку на PIC16F876A.
Странно, сейчас займусь с проблемой комментариев. У меня тоже не все выводятся.
У меня только для 873А. Они отличаются только памятью, на сколько я помню.
Здесь в комментариях я читал про прошивки для PIC16F876A.Кстати все остальные комментарии появлялись после того,как сам отправишь коммент.Как бы переключалось на страницу с начальными 50 комментариями.Ребята,у кого есть прошивка на этот PIC,скиньте мне на почту.
Слушай, а можешь сделать схему и прошивку устройства на МК с 4-х значным LED дисплеем, которое бы вычисляло оствашееся время работы от аккумулятора в часах и минутах и выводило значение раз в минуту на дисплей относительно тока потребления и внесённых данных в прошивку о ёмкости аккумулятора. Сама формула вычисления имеется, вот:
t ≈ (C*1000)/(I*k)
t1 = INT (t)
t2 = INT (t*60 — (INT (t)*60))
t — расчетное время работы ч.
C — емкость аккумуляторной батареи, А*ч.
I — суммарный ток потребления, мА
k — коэффициент неполноты разряда аккумулятора (k = 1.3)
INT — Челая часть числа с откидыванием дробей
t1 — часы
t2 — минуты
В общем, работа чтоб была такой: Включил питание, устройство проверяет, потребляется ли ток нагрузкой, если нет нагрузки, то на дисплее отобразило «--:--», когда включилась нагрузка, то начали мигать двоеточие в течении минуты, после выдало значение часов и минут, но точки мигали всё время, пока есть нагрузка и значение менялось ежеминутно. Когда в рассчётах время равно примерно ноль минут, то на дисплее мигало бы «00:00», а точки бы горели не мигая. В общем вот такая штука бы.
Устройство стало бы полезно тем, у кого имеются электроскутеры, электромобили и т.д. чтоб знать на сколько часов и минут ещё хватит энергии при таком потреблении. У меня лично на велосипеде стоит акустическая система и аккум на 33 ампера 12 вольт на раме. Схема сложная, там ещё и преобразователи питания имеются разные, и понижающие и повышающие... В общем помог бы со схемой и прошивкой, был бы благодарен!
Доброго здравия, admin, занялся переделкой автомобильной зарядки, буду очень благодарен за прошивку на 50А вариант, с уважением.
Привет, Юрий. Файл загрузки поместил в статью.
Здравствуйте.admin,если можно скиньте мне на почту исходники.
Здравствуйте уважаемый автор!!!
Огромное Вам спасибо за Ваш труд -
с поправками все подробно и прекрасно.
но у нас такая задача что нужно сделать
десять измерений с внесением результатов
во внутреннюю энергонезависимую память и
затем иметь возможность делать выборки
результатов измерений даже и после
отключения питания. Подскажите пожалуйста,
будем очень благодарны и сможем оплатить,
дайте с Вами связь, — с уважением...
Извиняюсь, но у меня сейчас нет возможности заниматься разработками.
Уважаемый автор, по вашей работе много бедных студентов (таких как я) пишут курсовую, а бедные они, потому что разбирают написанную программу через декомпилятор hex файла, не могли ли вы выложить исходник кода в архивы? Заранее спасибо)
Ув. admin сделал ваш вольамперметр. -вольтметр работает хорошо а вот амперметр молчит.убираю сопротивление R 1 показывает 000. ставлю сопротивление показывает 5.11 а. больше ни на что не реагирует. не подскажете что может быть?
Привет, Александр. Точно могу сказать, не знаю, но по всей вероятности в 99% — это ошибка при монтаже, остальное — неисправные элементы. Не спеша проверь монтаж на возможные замыкания, непропаи, обрывы дорожек. Схема и прошивка полностью рабочие. Да, попробуй заменить DA1.2, у этих микросхем возможно большое смещение нуля на выходе.
Большое спасибо за ответ. Буду искать.
Уважаемый admin, спасибо за проделанную работу! Все учли и доступно объяснили, но вот вопрос Павла от
27 июля 2015 и ответ на него по увеличению предела измерения до 50А и до 300 v , а лучше уже до 400v — как для меня не совсем понятен. Объясните, пожалуйста, подробнее — что и как изменить в схеме и программе и если можно, прошивку под это в начало статьи, думаю что это интересно многим — пределы по току до 50А , а по напряжению до 400v. Можно на почту. Спасибо.
Привет, Георгий. Что изменить в схеме, приводится в комментарии для Павла. Для того, чтобы подправить программу, нужен исходник, но к сожалению он (исходник) погиб во время глюка операционки ПК.
Здравствуйте уважаемый admin. Как решить с 50А понятно. По поводу напряжения вопрос — я так понимаю, что для изменения пределов измерения напряжения, скажем до 300 v , необходимо заменить делитель R7 примерно на 100к и при существующей прошивке(точка не гаснет) показания мультиметра в точке 2 совместить с показаниями индикатора и умножить их потом на 10 (определить экспериментально этот коэффициент)? И еще вопрос — можно ли этот прибор совместить как то с переменным напряжением? Уж очень заманчиво... И еще, если утерян исходник, очень жалко… – можно попросить с Вашего разрешения у Петра 24 февраля, 2015; МОРЕ 2 января, 2015; Юрий 30 августа, 2015 (Вы им высылали) , если сообщите их почту — жалко ведь утерянное...
Привет, Сергей. Я не могу сообщать чужие адреса почтовых ящиков. Я не понимаю, что ты хочешь от этой схемы. Сейчас в Сети можно найти кучи разных измерительных схем.
Собрал данную схему в двух экземп. Вольтметр работает нормально. Амперметр показывает всякую чушь! Причём оба по разному. Впаял фильтры 1ком. 1мкф. на вход МК. 2 и 3 ножки МК. Ничего не изменилось. Один экз. начинает показывать где-то со 100 ма. Второй показывает всё что угодно. Преобразователи ток-напряжение работают чётко. 100ма-100мв. Программатор PICkit2 ОС XP. Ничего не возбуждается. Проверил первым делом. Прошу помощи! Сергей.
Привет, Сергей. С измерением напряжения практически ни у кого вопросов не вызывает. ОУ, включенный повторителем в цепь измерения напряжение является прекрасным фильтром от шумов и пульсаций. А вот с измерением тока почти у всех проблемы. Нелинейность этой схемы большая. Стабильность показаний амперметра зависят практически от всего т.к. коэффициент передачи преобразования ток-напряжение порядка 1000. Провода идущие от датчика до схемы должны быть экранированными. Многое зависит от монтажа, от формы тока нагрузки, от пульсаций напряжения, от шумов самого преобразователя. . На эту тему можно писать отдельную книгу. Попробуй параллельно шунту поставить керамический конденсатор. Возбуждение может проявляться только при определенном токе нагрузки. Нужно внимательно все посмотреть осциллографом и при всех возможных тока.
Всем доброго дня! Для корректной работы данной сх. пришлось несколько её модифицировать. Номинал R3 изменил на 0,51Ом, R2-100 Ом. Питание на 1 ножку МК подал через дроссель ДМ 0,1 500. 1 ножку заземлил через чип конденсатор 5мкФ. Всё заработало великолепно! До 100 мА погрешность, особенно на малых пределах, большая. Но, это недостаток всех подобных схем! Наверное,для точных измерений надо применять специализированные микросхемы.
С уважением Сергей
Здраствуйте! Вопросы следующие: 1) На схеме элемент обозначенный как «DA 2» это стабилизатор напряжения? 2) элемент обозначенный как «стабилизатор напряжения» для чего он нужен и какой подойдет? 3) Если измеряется ток и напряжение через резистор R3 возможно-ли его сделать потенциометром? 4) В какой программе писали прошивку для контроллера? 5) почему в схеме транзистор обозначен как КТ315В а по тексту КТ515В и какой вариант будет правильным?
Заранее спасибо
Привет, Александр. 1) Да. 2) Для того, чтобы стабилизировать напряжение. В стате написано:"микросхемного стабилизатора КР142ЕН12А". 3) Нет. 4) MPLAB IDE. 5) КТ315В. Спасибо, в тексте исправил.