Олег Тётушкин
г. Москва
Главная особенность этого миниатюрного вольтметра - использование для индикации измеряемого напряжения всего одной светодиодной матрицы 5х7 (аналоги MP509 и MP606)
). Измеренное напряжение (три разряда с разделительной точкой) выводится в виде бегущей строки. При этом одновременно видны только два символа и десятичная запятая. Пример индикации напряжения 7,24 В показан на рис.1. Значение выплывает с правой стороны индикатора с частотой примерно 1,2 секунды. Такой способ индикации не вызывает затруднений при ее считывании. И привлекает внимание.
Рис.1
MP503 собран на микроконтроллере PIC18F2520. Его выбор обусловлен наличием достаточного числа портов ввода—вывода для управления светодиодной матрицей LED1 без применения дополнительных микросхем, наличием встроенных десятиразрядного АЦП и источника образцового напряжения. Для снижения потребляемого тока и упрощения схемы микроконтроллер тактируется внутренним генератором.
Технические характеристики
- Напряжение питания постоянное: +7…24 В
- Измеряемое напряжение: 0,01…99,9 В
- Ток потребления не более, 55 мА
- Диаметр элемента в светодиодной матрице, 2 мм
- Габаритные размеры, ДхШ, 38 x 25 мм
Входная цепь вольтметра состоит из резисторов R14—R17 и конденсатора С2 и образует автоматический делитель напряжения с изменяемым коэффициентом передачи. Его изменение осуществляется подключением дополнительного резистора R17 с помощью порта RA2. Т.е. пока измеряемое напряжение ниже 10 В порт RA2 находится в неактивном состоянии. Когда же напряжение на входе вольтметра превысит 10В. на выходе RA2 выставляется логический 0 и резистор R17 подключается параллельно резистору R16, увеличивая коэффициент входного делителя.
С выхода делителя напряжение, пропорциональное входному, поступает на линию RA0 (вывод 2) микроконтроллера D1. Линия RA0 микроконтроллера настроена как АЦП. Микропрограмма, записанная в контроллер, обрабатывает данные с этой линии и выводит значение на матричный светодиодный индикатор LED1. Измеренное значение выводится на светодиодную матрицу вдоль длинной стороны. Это позволяет одновременно выводить два знакоместа 3х5 точек и десятичную запятую.
Использование последовательного соединения двух резисторов R14—R15 мощностью 0,5 Вт. обусловлено необходимостью обеспечить надежную работу, поскольку их максимальное рабочее напряжение составляет 250 В.
На разъемы J1 (Х1-Х2) подается измеряемое напряжение. На разъемы J2 (Х3-Х4) подается напряжение питания (+ на Х4). Диод VD1 защищает цепи питания от переплюсовки. В качестве блока питания можно использовать любой нестабилизированной блок с выходным напряжением от 7 до 24 вольт. Разъемы
Резисторы R2 и R3 подтягивают линии SCL и SDA выведенные на разъем Х6. Эти линии могут быть использованы при подключении модуля к внешнему устройству по интерфейсу I2C. В опубликованной прошивке протокол I2C не реализован. Также на печатной плате разведено место для микросхемы ST485BD - преобразователя интерфейса RS485. Выходы 6 и 7 микросхемы также выведены на разъем Х6. Реализация протокола MODBUS для подключения модуля через интерфейс RS485 будет реализована в следующих версиях прошивки.
Разъем X5 предназначен для внутрисхемного программирования микроконтроллера PIC18F2520 установленного в модуле.
Вольтметр смонтирован на печатной плате из двустороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм (рис.3).
Рис.3
D1 - PIC18F2520-I/SO или PIC18F2523-I/SO без каких либо изменений в схеме и файле прошивки. D3 - L7805ABD2T-TR, LED1 - TA07-11SRWA(ярко красного свечения), VD1 - FR101GS, R1 - 10K, R2-3 - 4K7, R5-11 - 1K, R14-15 - 10K, R16 - 1K, C1, C4, C6 - 0.1, C5 – 10.
Применены резисторы для поверхностного монтажа размеров 0805 R1-R13, R16-R17 и 1206 R14, R15. Конденсаторы размером 0805.
Плата разведена таким образом, что в качестве разъемов J1 (Х1-Х2) и J2 (Х3-Х4) можно использовать штырьковые разъемы PLS с шагом 2,5 мм или подходящие винтовые клеммные разъемы с шагом контактов 3,82 мм.
Наиболее интересное применение модуля это вольтметры для лабораторного блока питания или благодаря оригинальному способу индикации в качестве элемента дизайна в молдинговых корпусах для PC. В этом случае, если будет использоваться несколько индикаторов, можно попробовать на некоторых из них поменять светодиодную матрицу на желтого или зеленого свечения. Также вольтметр можно рекомендовать автолюбителям, для индикации бортового напряжения в автомобиле.
Материал опубликован в журнале Радиолюбитель 2010`11.
