Цей вольтметр призначений для вбудовування в регульовані лабораторні джерела живлення. Він здійснює вимірювання і індикацію на четырехразрядном цифровому світлодіодному семиэлементном індикаторі напруги в межах 0...99.9 Ст. Цей інтервал розбитий на два піддіапазони: 0...9,99 і 10,0...99,9 В, а їх перемикання здійснюється автоматично. В індикаторі не використовуються десяткові крапки, тому поділ одиниць і десятків вольт від десятих і сотих часток вольта здійснюється одним погашеним" розрядом індикатора. Схема пристрою показана на рис. 1. Його основою є мікроконтролер DD1, що працює за програмою, яку ви зможете взяти за посиланням у кінці статті.
Рис. 1
Вимірювання напруги і перетворення в цифровий код здійснює вбудований у мікроконтролер DD1 10-розрядний АЦП. Діод VD1 захищає його вхід напруги мінусовій полярності, а діод VD2 обмежує напругу на ньому на рівні 3,1...3,3 Ст. Дросель L1 спільно з конденсатором СЗ утворюють фільтр живлення аналогової частини мікроконтролера DD1. Конденсатор С1 знижує рівень перешкод на вході АЦП, а конденсатор С4 - на виході РА3 мікроконтролера, на якому присутній зразкове напруга для АЦП (2,56), заданий програмно.
Поки вхідна напруга менш 9,99, значення в регістрах даних АЦП менше встановленого порогу і на виході РА0 мікроконтролера низький рівень. Тому транзистор VT1 закритий і резистори R1-R3 утворюють дільник напруги з коефіцієнтом передачі 0,25. У цьому випадку "світяться" перший і другий розряди індикатора HG2, які индицируют соті і десяті частки вольта відповідно. Третій розряд погашений, так як він є розділовим, "світиться" також перший розряд індикатора HG1, який є в даному випадку третім розрядом всього індикатора вольтметра, на ньому відображаються одиниці вольт. Якщо вхідна напруга досягне значення 10 і більше, на виході РА0 мікроконтролера встановиться високий рівень, транзистор VT1 відкриється і паралельно резистору R3 через малий опір стік-витік відкритого транзистора буде підключений резистор R4, зменшуючи коефіцієнт передачі резистивного дільника напруги R1-R4 в десять разів - 0,025.
У цьому випадку "світяться" перший (десяті частки вольта) і третій (одиниці вольт) розряди індикатора HG2 (другий є розділовим і погашений), а також перший розряд (десятки вольт) індикатора HG1. Більшість деталей, крім світлодіодних індикаторів, монтують на платі з односторонньо фольгованого склотекстоліти, креслення якої показаний на рис. 2.
Рис. 2
У пристрої застосовані оксидні конденсатори К50-35 або імпортні, резистори - МЛТ, С2-23, транзистори BSS88 замінні на BS170P, КП504А. Можна застосувати один чотирирозрядний, два двухразрядных або чотири одноразрядных світлодіодних семиэлементных індикатори із спільним катодом. Дросель L1 - ДМ-0,1 або імпортний ЕС24, на платі він встановлений між висновками 5 і 15 мікроконтролера з боку друкованих провідників. Живити пристрій необхідно від стабілізованого джерела напруги, наприклад, інтегрального стабілізатора 78L05, підключивши його до виходу випрямляча джерела живлення. Але слід пам'ятати, що максимальна вхідна напруга стабілізатора 78L05 становить 30 Ст. Середній струм, споживаний пристроєм, - близько 12 мА. Налагодження зводиться до добірці резисторів R1 і R4. Спочатку, подавши на вхід напругу близько 5 В і контролюючи його зразковим вольтметром, підбіркою резистора R1 встановлюють на індикаторі необхідне значення. Потім збільшують вхідна напруга до 15...20 В і підбіркою резистора R4 встановлюють на індикаторі необхідне значення.
Програма для прошивки мікроконтролера
Автор: М. Озолін, с. Червоний Яр, Томської обл.; Публікація: www.cxem.net