Универсальный измерительный прибор на микроконтроллере atmega8

Этот прибор, измеритель ESR-RLCF, собирал в количестве четырех штук, работают все замечательно и ежедневно. Он обладает большой точностью измерения, имеется программная коррекция нуля, простой в налаживании. До этого собирал много разных приборов на микроконтроллерах, но всем им к этому очень далеко. Уделить надо только должное внимание катушке индуктивности. Она должна быть большой и намотана как можно толстым проводом.

Схема универсального измерительного прибора

Универсальный измерительный прибор на микроконтроллере atmega8

Возможности измерителя

  • ESR электролитических конденсаторов – 0–50 Ом
  • Ёмкость электролитических конденсаторов – 0.33–60 000мкФ
  • Ёмкость неэлектролитических конденсаторов – 1 пФ – 1 мкФ
  • Индуктивность – 0.1 мкГн – 1 Гн
  • Частоту – до 50 МГц
  • Напряжение питания прибора – батарея 7–9 В
  • Ток потребления – 15–25 мА

В режиме ESR им можно измерять постоянные сопротивления 0.001 – 100 Ом, измерение сопротивления цепей, имеющих индуктивность или ёмкость, невозможно, так как измерение производится в импульсном режиме и измеряемое сопротивление шунтируется. Для корректного измерения таких сопротивлений необходимо нажать кнопку «+» при этом измерение производится при постоянном токе 10мА. В этом режиме диапазон измеряемых сопротивлений равен 0.001 – 20 Ом.

Универсальный измерительный прибор на микроконтроллере atmega8

В режиме частотомера при нажатой кнопке «Lx/Cx_Px» включается функция «счетчик импульсов» (непрерывный счёт импульсов поступающих на вход “Fx“). Обнуление счетчика производится кнопкой «+». Есть индикация разряда батареи. Автоматическое отключение — около 4х минут. По истечении времени простоя

4 мин, загорается надпись "StBy" и в течении 10 сек, можно нажать кнопку "+" и продолжится работа в том же режиме.

Универсальный измерительный прибор на микроконтроллере atmega8

Как пользоваться прибором

  • Включение/ выключение – кратковременное нажатие кнопок “on/off”.
  • Переключение режимов – “ESR/C_R” – “Lx/Cx” – “Fx/Px” – кнопкой “SET”.
  • После включения прибор переходит в режим измерения ESR/C. В этом режиме производится одновременное измерение ESR и ёмкости электролитических конденсаторов или постоянных сопротивлений 0 – 100 Ом. При нажатой кнопке «+», измерение сопротивлений 0.001 – 20 Ом, измерение производится при постоянном токе 10 мА.
  • Установка нуля необходима, каждый раз при замене щупов или при измерении с помощью адаптера. Установка нуля производится автоматически, по нажатию соответствующих кнопок. Для этого замыкаем щупы, нажимаем и удерживаем кнопку “-”. На дисплее появится значение АЦП без обработки. Если значения на дисплее отличаются более +/-1, нажать кнопку “SET”, и запишется правильное значение “EE>xxx xxx Обсудить статью УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР

Универсальный измерительный прибор на микроконтроллере atmega8Статья-прикол про радиолюбительство и классификацию радиолюбителей.

Универсальный измерительный прибор на микроконтроллере atmega8Описание сборки и настройки поисковых катушек для металлодетектора, типа "кольцо" и "DD".

ДРАГМЕТАЛЛЫ В РАДИОЛАМПАХ

Универсальный измерительный прибор на микроконтроллере atmega8Содержание золота и других драгоценных металлов в радиолампах.

ДРАГМЕТАЛЛЫ В АВТОМОБИЛЯХ

Универсальный измерительный прибор на микроконтроллере atmega8Содержание драгоценных металлов в отечественных автомобилях — ГАЗ, ЗИЛ, МАЗ.

АЦП универсальный «измеритель» , LED — МК Atmega8.

Автор: C@at
Опубликовано 03.12.2013
Создано при помощи КотоРед.

Каждый, кто паяет для себя различные схемки обязательно за свою практику уже собрал подобный измеритель, и каждый раз собирается схема и прошивается программа для конкретного измерителя.

Но бывает так, что нужен стандартный набор измерителей в нестандартном сочетании, и если вы сами не пишите такие программы, начинается поиск подходящего по сайтам и форумам и не факт, что поиск закончится успехом. .

В таком случаяе рекомендую обратить внимание на эту статью.

В данной схеме варианты настройки показаний измерений, реализованы все в одной программе, и конечный выбор результата на экране предоставлен самому пользователю, и выбор у вас, будет нелегкий, так как, по финалу показания на LED дисплее, если посчитать, даже очень скромно, это количество вариантов 4 3 степени, на 1 канал. (варианты показаний пользователь выбирает сам, без перепрошивки МК и привлечения программиста)

Читайте также:  Какие травы лечат аллергию

В данной схеме не рассматривается готовая входная часть измерителей, будь например это вольтметр или амперметр, входная часть схемы везде обычно стандартна и довольно подробно описана во многих источниках, эту часть схемы вы можете позаимствовать в любой подходящей по назначению нужной вам схемы (например так) .

Универсальный измерительный прибор на микроконтроллере atmega8

И так переходим к сути вопроса, что должен знать пользователь для эксплуатации этой схемы.

На вход МК РС0 и РС1 всегда подается напряжение от 0 и максимум 5 вольт (предусмотрен вариант инверсии от 5-ти вольт до 0) , это основа и начало для всех подобных схем (поэтому выше и было сказано, что подойдет любая схема от аналогичных измерителей) .

Но вот по универсальности настроек эта программа уже не имеет аналогов, ни с какой другой схемой.

Пользователь выбирает сам нужный вариант конечного отображения информации на дисплее.

Дисплей, в этой схеме можно использовать как ОА, так и ОК для всех видов измерений нужно использовать 4-х значные, но и тут в некоторых видах индикации приемлемо использовать 3-х значные, функциональность устройства в большинстве случаев, от этого не будет ущемлена.

Как выбрать нужную конфигурацию измерителя с помощью меню настройки.

После подачи питания на схему, вход в меню настроек происходит, по удержанию двух кнопок Кн1 и Кн3 нажатыми, происходит вход в меню выбора типа индикатора, ОА или ОК (по умолчанию в программе установлен тип индикаторов с ОА ) и дополнительно загорается светодиод SL-3 (необходимость применения SL-3 обусловлена тем, что тип индикатора, возможно, какой-то раз придется выбирать тип индикатора «вслепую»).

В этом меню, если все соответствует типу индикатора, нажимаем Кн2 «далее» или Кн1 чтобы изменить тип индикатора.

По нажатию Кн2 переходим в меню выбора показаний на экране ( tu ), всего четыре вида отображения информации в цифрах.

0.000 – 9.999

0.00х – 9.99х (знак х, выбор символа, на это происходит в следующем меню)

0.0х – 99.9х

0х – 999х

Если требуется изменить вид отображения, нажимаем Кн1 (выбор по «кольцу») или далее Кн2.

Следующее меню это выбор буквы х в четвертом разряде индикатора (для видов отображения 2-3-4, 10 различных букв, при использовании трехразрядных индикаторов буква «отсекается»).

Изменить букву ( Si ), нажимаем Кн1 (выбор по «кольцу») или далее Кн2.

Следующее меню ( Fn ) это выбор коэффициента усиления АЦП «на все случаи жизни» от 1 до 9.

Изменить коэффициент нажимаем Кн1 или далее Кн2.

Следующее ( in ) это выбор инверсии входа РС0

Значение , прямое измерение на входе РС0 от 0 до 5-ти вольт.

Значение 1, измерение в инверсии от 5-ти до 0 вольт.

Изменить нажимаем Кн1 или далее Кн2 переходим в аналогичные настройки второго канала.

Выход из настроек нажатие Кн3 или отключить схему от питания и включить снова.

Внимание, все изменения настроек в рабочей схеме, приведут к необходимости подстройки входных аналоговых цепей, (и уставок в каналах управления).

Управление исполнительными каналами с помощью уставок.
В основном режиме осуществляется индикация показаний каждого канала на соответствующем индикаторе.

Нажатием кнопки Кн2 входим в меню выбора уставок порога срабатывания каждого канала нагрузки.

Кнопками Кн1 " + ” и Кн3 " ” изменение значения уставок.

Для удобства настройки на каждом индикаторе отображаются уставка только своего канала, причем, второй индикатор отображает подсказку( On , Off ).

При установке цифрового значения On меньше чем Off управление управляющим каналом будет происходить по принципу, который обычно называют «нагреватель»

При установке цифрового значения On больше чем Off управление управляющим каналом будет происходить по принципу «охладитель»

Универсальный измерительный прибор на микроконтроллере atmega8

Выход из меню автоматически примерно через 5 сек.

Читайте также:  Выращивание цыплят бройлеров кобб 500

Все настройки сохраняются в энергонезависимой памяти EEPROM.

Выход на управляющие каналы обозначен светодиодами SL1 SL2, тут так-же , вам не предлагается готовое решение управления нагрузкой, со схемой управления нагрузкой пользователь должен определится сам, согласно своих условий применения такого управления.

Индикация, выполнена на отдельной плате, для примера есть два варианта готовых плат ,

плата под индикатор 0.36" (9мм)

Как извесно, ни одна радиолюбительская лаборатория не может обойтись без средств измерения и наблюдения за процессами протекающими в электронном устройстве. Современный рынок предлагает нам целые линейки измерительных приборов от самых простых до профессиональных, но не каждый, даже самый опытный самодельщик, позволит иметь в составе своей лаборатории полный набор доступного оборудования. Все это — следствие высоких цен на приборы, обусловленное реалиями современного рынка. Но радиолюбители как всегда находят выход из положения — самостоятельно конструируют и изготовливают измерительное оборудование для своих потребностей. С опытом повторения одного из таких приборов, конструкции Андрея Владимировича Остапчука (Andrew) и предлагаю вам ознакомиться.

Универсальный измерительный прибор на микроконтроллере atmega8

Универсальный измерительный комплекс АВО-2006 содержит минимальное количество недифицитных и недорогих деталей, а учитывая функциональные возможности прибора,рискну назвать его самым простым, что мне доводилось встречать в своей практике! Итак, какими же функциями обладает прибор?

— Наличие функции измерения сопротивления в интервале от 0 до 200000000 ОМ;

— Наличие функции измерения емкости конденсаторов в интервале от 0,00001 до 2000 мкф;

— Наличие функции однолучевого осциллографа, позволяющей визуализировать форму сигнала, измерять его амплитудное значение и напряжение;

— Наличие функции генератора частотного сигнала в интервале от 0 до 100000 Гц с возможностью пошагового изменения частоты с шагом 0-100Гц и выводом значения частоты и длительности на дисплей;

— Наличие функции измерения частоты в интервале от 0,1 до 15000000 Гц с возможностью изменения времени измерения и выводом значения частоты и длительности на дисплей.

Универсальный измерительный прибор на микроконтроллере atmega8

Если вас впечатлил список функций, поддерживаемых прибором, предлагаю перейти к рекомендациям по его изготовлению. Прежде всего несколько замечаний по комплектующим прибора. Самая дорогая и ответственная деталь — ЖК индикатор на 2 строки по 16 символов, со встроенным контроллером HD44780 или его аналогом. Самые распространенные — индикаторы фирм Winstar и МЭЛТ (хотя мое личное предпочтение — Winstar с русским и латинским шрифтом). Конденсатор С5 следует выбрать как можно более термостабильный, пленочный — от неизменности его параметров будет зависеть точность измерений параметров сопротивлений.

Универсальный измерительный прибор на микроконтроллере atmega8

Другая ответственная деталь — защитный стабилитрон VD1. Сразу оговорюсь — применение отечественных стабилитронов КС156 невозможно, поскольку они имеют малое обратное сопротивление, а ведь именно от него зависит работоспособность прибора — чем выше обратное сопротивление стабилитрона, тем лучше. Идеально для этих целей подходят импортные стабилитроны с маркировкой на корпусе 5V6 или 5V1. Для изготовления прибора идеально подходят микроконтроллеры Atmega8A-PU (аналог старых Atmega8-16PI и Atmega8-16PU), но так как на сегодняшний момент появилось много китайских аналогов этих контроллеров, причем со старыми маркировками, не исключены и отказы в работе устройства — здесь мы вам помочь, увы, не можем.

Универсальный измерительный прибор на микроконтроллере atmega8

Прежде чем приступать к изготовлению прибора, советую поближе познакомиться с ЖК индикатором. Лучше скачать даташит с сайта производителя (Winstar-www.winstar.com.tw или МЭЛТ-www.melt.com.ru). Далее, строго следуя даташиту подключаем экран к блоку питания устройства (это может быть простейший трансформаторный блок питания со стабилизатором LM317 (К142ЕН5А)

Универсальный измерительный прибор на микроконтроллере atmega8

или 6-ти вольтовый гелевый (или любой другой малогабаритный и легкий) аккумулятор с тем же стабилизатором (если кому то понадобится изготовить измеритель для полевых работ). Напряжение +5 вольт подаем на вывод 2 индикатора (смотри даташит — выводы питания могут менятся!), минус подаем на выводы 1 и 5. Вывод 3 индикатора подключаем через подстроечный резистор 10кОм к минусу питания. Вращая резистор, добиваемся четкого и контрастного отображения всей верхней строки индикатора. Снимаем резистор, замеряем его сопротивление и подбираем такой же постоянный — вот мы и подобрали резистор R4 для нашей схемы. Подобную процедуру проводим и при подключении подсветки дисплея — добившись оптимальной яркости свечения, подбираем постоянный резистор — это будет резистор R5 нашей схемы. Другая важная процедура-прошивка микроконтроллера. Качаем HEX файл с сайта автора и зашиваем в наш контроллер при помощи программатора, не забывая при этом про фьюз-биты контроллера.

Читайте также:  Почему кот постоянно мяукает и ходит

Универсальный измерительный прибор на микроконтроллере atmega8

Собрать прибор можно на макетной плате, настолько проста его обвязка. После первого запуска прибора приступаем к его калибровке. Для этого, в режиме измерения сопротивления, при калибровке на ноль, замыкаем измерительные щупы (крокодилы) между собой, нажимаем и удерживаем кнопку 1 и одновременно нажимаем кнопку 2 (заносим в память — на экране надпись ОК).

Универсальный измерительный прибор на микроконтроллере atmega8

Универсальный измерительный прибор на микроконтроллере atmega8

Универсальный измерительный прибор на микроконтроллере atmega8

Далее производим калибровку по номиналу 1000Ом — навешиваем прецизионный резистор, нажимаем и удерживаем кнопку 2 и одновременно нажимаем кнопку 1 (заносим в память). Переключение режимов прибора осуществляется по кольцу при помощи кнопки 3. Для калибровки прибора в режиме измерения емкостейвыполняем следующие действия. При калибровке на 0 — размыкаем щупы измерителя и нажимаем и удерживаем кнопку 1 и выполняем запись в память кнопкой 2. При калибровке на 1000пФ — навешиваем прецизионный конденсатор, нажимаем и удерживаем кнопку 2 и выполняем запись в память кнопкой 1. Все, прибор готов к работе. В остальных режимах никаких калибровок не производится.

Универсальный измерительный прибор на микроконтроллере atmega8

Проверить работу осциллографа и частотомера, можно подключив прибор в какую нибудь рабочую схему, результаты измерений с которой были сняты заранее при посредстве других осциллографа и частотомера. Проверить работу генератора частоты можно просто подключив к выходу прибора обычный динамик и плавно изменяя частоту клавишами регулировок (1 и 2). Этими же клавишами производится и изменение времени развертки в режиме осциллограф. Изменение времени измерения частоты (в режиме частотомер) осуществляется кнопкой 1, позволяющей измерять частоту с точностью до 0,1Гц.

Универсальный измерительный прибор на микроконтроллере atmega8

Одно небольшое замечание — измерения, калибровки и настройки производить только с уже готовыми экранированными щупами (а не с кусочками монтажного провода) — практика показывает что разные типы кабеля могут внести значительные искажения в результаты измерений.

Универсальный измерительный прибор на микроконтроллере atmega8

В качестве калибровочных конденсаторов отлично подходят прецизионные К71-7, а в качестве калибровочных резисторов — С2-33Н.

Универсальный измерительный прибор на микроконтроллере atmega8

Все детали с отклонением от номинала не более 1 процента. Если в результате первичных контрольных замеров выяснится что линейность измерений емкости слишком мала, изменяем сопротивление резистора R3 в пределах 50-220кОм (чем больше номинал этого резистора, тем выше будет точность измерений малых емкостей, но соответственно вырастет в разы время измерения больших емкостей); если линейность измерения сопротивлений мала, то придется подобрать емкость конденсатора С5 (разумеется менять его можно только на тако же термостабильный).

Универсальный измерительный прибор на микроконтроллере atmega8

Вот вкратце и все рекомендации по сборке и наладке устройства. Свой прибор отдал для испытаний знакомому, работающему в цехе КИПиА местного предприятия, а для сравнения передал ему еще китайский измерительный прибор XC4070L (LCR-метр). Так вот — по результатам контрольных замеров, произведенных на прецизионной аппаратуре предприятия, прибор АВО-2006 превзошел китайский измеритель по точности измерения емкостей и сопротивлений! Так что делайте выводы и следите за дальнейшими публикациями в этой области. Автор: Электродыч.