Амперметр на МК

[Scadauser]

При измерении тока просто вычитаете из значения АЦП запомненное значение для "0" и получаете то, что надо

А лучше - поставить перемычечку на плате и подписать - "калибровка 0", замкнул - прочиталось значение, запомнилось, от него потом и пляшем.

[whoim]

Scadauser,
Yurkin2007,
большое спасибо! все пины расписаны, поэтому сделаю по нажатию и удержанию двух кнопок (которые уже есть) в течении трех секунд. вольтметр будет привязываться на 5в, амперметр на ноль. 5в буду давать стабилизированное.

[onwire]

почитал тему, предложу еще один способ измерения постоянного тока в цепи - типа компенсационного: силовой провод продет в отверстие в железном незамкнутом сердечнике. В зазоре сердечника стоит датчик Холла в качестве нуль-индикатора.
Сигнал напряжения с этого датчика усиливается в ток такой силы и полярности, чтобы
размагнитить сердечник. То есть ток выхода усилителя проходит через катушку надетую на этот же самый сердечник. Ампер-витки у нее те же что у первичной, витков много - ток усилителя в столько же раз меньше. Петля авторегулирования замыкается и стремится ловить 0 индукции в сердечнике. Посему проблем с линейностью быть не должно. Предвижу же проблему с устойчивостью усилителя. Из плюсов - дешево и в цепь врезаться не надо. Вот!

[onwire]

Прошу извинить меня, не продумавши написал. Даже магнитомягкий ферромагнетик имеет коэрцитивную силу (остаточный магнетизм) и в предложенной методе вызовет смещение то в + то в -. Тогда пусть усилитель возбуждается (и в режим ШИМ наверно работать будет) и быстро перемагничивает сердечник. Напряжение с размагничивающей катушки тогда надо проинтегрировать RC-фильтром перед подачей на ЦАП. Жрать поди много будет такая система...В общем, предлагаю в качестве пищи для размышлений -

[ForcePoint]

почитал тему, предложу еще один способ измерения постоянного тока в цепи - типа компенсационного: силовой провод продет в отверстие в железном незамкнутом сердечнике. В зазоре сердечника стоит датчик Холла в качестве нуль-индикатора.

КМК, некоторые LEM'ы и Honeywell'ы имеют именно такую конструкцию. Так-что гистерезис при перемагничивании - решаемая проблема.

[кустомер]

Тыщу лет назад видал я такую конструкцию: силовой провод продет через ферритовое кольцо.
На кольце 2 обмотки: сигнальная намотана нормально, а подмагничивающая по внешнему краю кольца (т.е. ось обмотки совпадает с продетым проводом). Такая обмотка, питаемая переменным подмагничиванием, не создает отклика в сигнальной обмртке, так как они перпендикулярны, но от подмагничиания меняется магнитная проницаемость феррита (он же нелинеен).
Поэтому, если появляется ток в продетом проводе - то его поле модулируется изменяющейся проницаемостью феррита, и в сигнальной обмотке наводится сигнал, пропорциональный току в проводе.

Но здесь применить такую вещь сложно, поскольку от полярности будет зависеть фаза снимаемого переменного сигнала, придется городить фазовый детектор.

Но как пища для размышлений - тож неплохо)))))))

[whoim]

Ну, вроде завелось. на тычки "пальцем" во входа операционника реагирует.
http://www.youtube.com/watch?v=wzLri...ature=youtu.be

Помогите оптимизировать программу? 99,7% занято в тиньке 261, а хочется еще калибровку вольтметра..

/*


*/

#define F_CPU 8000000UL
#include ‹avr/io.h›
#include ‹avr/interrupt.h›
#include ‹avr/eeprom.h›

/* пины */
#define SH_CP PB0 //защелка регистра
#define ST_CP PB1 //clock регистра
#define DATA  PB2 //данные в регистр
#define LED_BRI PB4 //яркость подсветки (программный шим)
#define BUT_MODE PB3 //кнопка выбора режима
#define BUT_BRI PB5 //кнопка выбора яркости
#define RED_LED PA3 //красный светодиод галактека опасносте
#define EX_LED PA0 //вход сигнала габаритов

/* настройки */
#define TAXO_DIV 4 //количество импульсов за оборот коленвала
#define TAXOLED_DIV 200 //оборотов на один светодиод
#define AMP_DIV 2 //делитель (коэффициент) амперметра. На него делится значение +-512
#define VOLTMETER_DIV 25 //резисторный делитель * опорное напряжение (5в) и еще что то
#define OFF_TIME 30000 //время выключения при бортовом ниже OFF_VOLT
#define OFF_VOLT 130  //порог, ниже которого устройство отрубается через OFF_TIME

/* вспомогательное */


//настройки

/* переменные */
volatile unsigned char mode=0; //0 - вольтметр, 1 - амперметр, 2 - тахометр
volatile unsigned char mode_off=0; //0 - дисплей выкл, 1 - дисплей вкл
volatile unsigned long millis; //счетчик прошедших миллисекунд с начала работы 
volatile unsigned long prev_millis_main; //храним время последнего вызова главного цикла
volatile unsigned long prev_millis_off; //храним время отключения если низкое бортовое
volatile unsigned int last_press_time; //переменная для определения длительности нажатия BUT_MODE
volatile unsigned char taxo_tmp; //временная переменная тахометра, используемая в прерывании
volatile unsigned int taxo; //переменная тахометра
volatile   signed int amp;  //переменная амперметра
volatile unsigned char amp_sign; //знак амперметра
volatile unsigned int amp_null; //соответствие уровня АЦП нулю показаний амперметра
volatile unsigned int volt; //переменная напряжения
volatile unsigned char to_display[4]; //цифры и символы для вывода на дисплей
volatile unsigned char to_led_line[3]; //светодиодная линейка тахометра
volatile unsigned char digit_step; //шаг вывода на дисплей/текущая цифра
volatile unsigned char bri[2]; //яркость дисплея и светодиодов линейки тахометра
volatile unsigned char bri_step; //шаг цикла яркости

//цифры ==›dp gfedcba
static unsigned char symbols[14] = {
0b00111111, //0 [0]
0b00000110, //1 [1]
0b01011011, //2 [2]
0b01001111, //3 [3]
0b01100110, //4 [4]
0b01101101, //5 [5]
0b01111101, //6 [6]
0b00000111, //7 [7]
0b01111111, //8 [8]
0b01101111, //9 [9]
0b00000000, //sp[10]
0b01110111, //A	[11]
0b00111110, //U [12]
0b01000000  //-	[13]
};

/* вспомогательные функции */

//пауза
void pause(unsigned int _pause){ 
	unsigned int i;
	for (i = _pause * 1000; i›0; i--) asm("nop");
}
//ADC function - оцифровка
unsigned int ADC_input(unsigned char _pin) {
	//выбор пина
	if (_pin == 1) ADMUX = (1 ‹‹ MUX0); //ADC1
	if (_pin == 2) ADMUX = (1 ‹‹ MUX1); //ADC2
	ADCSRA |= (1 ‹‹ ADEN);
 	ADCSRA |= (1 ‹‹ ADSC); // Включаем оцифровку
	while (ADCSRA & (1 ‹‹ ADSC)); //Ждем окончания
	ADCSRA &= ~(1‹‹ADEN); // остановим оцифровку
	return (ADCL|ADCH‹‹8); //отдаем результат
}

//заносит цифры и символы в массив to_display
void to_numbers(unsigned int _number) {
	
	to_display[0] = 0;
	to_display[1] = 0;
	to_display[2] = 0;
	to_display[3] = 0;
	
	//разбираем число на символы
	while (_number ›= 1000) {
		_number -= 1000;
		to_display[0]++;
	}
	while (_number ›= 100) {
		_number -= 100;
		to_display[1]++;
	}
	while (_number ›= 10) {
		_number -= 10;
		to_display[2]++;
	}
	to_display[3] = _number;
	
	if(mode == 0) to_display[0] = 12; //если режим вольтметра выводим U
	if(mode == 1 && amp_sign == 1) to_display[0] = 13; //если режим амперметра и разряд выводим минус
	else if(mode == 1) to_display[0] = 11; //если режим амперметра выводим А
	if((mode==0 || mode ==1 ) && to_display[1]==0) to_display[1] = 10; //если режим амер/вольтметра и первый ноль, ставим взамен пробел
}

//формирование потока на регистр из одного байта
void shiftout(char _byte){
	//цикл по битам
	for (char i=0; i‹=7; i++) {
		if(_byte&(1‹‹i)) PORTB |= (1‹‹DATA);
		else PORTB &= ~(1‹‹DATA);
		//обозначим clock
		PORTB |= (1‹‹SH_CP);
		PORTB &= ~(1‹‹SH_CP);
	}
	
}

//вывод данных в регистры
void out(void) {
	PORTA |= ((1‹‹PA4)|(1‹‹PA5)|(1‹‹PA6)|(1‹‹PA7)); //выключим катоды дисплея
	PORTB &= ~(1‹‹LED_BRI); //выключим катод светодиодов
	if(mode_off==1) {	
		PORTB &= ~(1‹‹ST_CP); //снимем "защелку" 74HC595
		//обнулим посылки в регистры линейки
		for (unsigned char i=0; i‹=2; i++)
			to_led_line[i] = 0x0;
		//готовим посылки в регистры
		for (char i=0; i‹=23; i++) {
			if((taxo/TAXOLED_DIV) ›= i+1) {
				if (i ‹ 8) { to_led_line[2] |= (1 ‹‹ i); }
				if ((i ›= 8) && (i ‹ 16)) { to_led_line[1] |= (1 ‹‹ i-8); }
				if (i ›= 16) { to_led_line[0] |= (1 ‹‹ i-16); }
			}
		}
		//отсылаем посылки
		for (unsigned char i=0; i‹=2; i++)
			shiftout(to_led_line[i]);
		
		//отсылаем в регистр дисплея состояние
		//if((mode == 0 || mode == 1) && digit_step == 2) shiftout(symbols[to_display[digit_step]] | (1‹‹7)); //если вольтметр или амперметр ставим точку на втором разряде
		//else shiftout(symbols[to_display[digit_step]]); //иначе просто отсылаем
		shiftout(symbols[to_display[digit_step]]); //долбанный дисплей не имеет точек ((
		PORTB |= (1‹‹ST_CP); //установим "защелку" 74HC595
		
		//цикл яркости, управляем катодами
		if((PINA&(1‹‹EX_LED)&&bri_step ‹= bri[0]) || (!(PINA&(1‹‹EX_LED))&&bri_step ‹= bri[1])) { //если установленная яркость разрешает вывод (с учетом сигнала габаритов)
			//катоды дисплея
			PORTA &= ~(1‹‹(digit_step+4)); //включим нужный катод
			//яркость светодиодов
			PORTB |= (1‹‹LED_BRI); //включим катод светодиодов
		}
		//изменение шагов
		digit_step++;
		if(digit_step == 4) {
			digit_step = 0;
			bri_step++;
			if(bri_step == 9) bri_step = 0;
		}
	}//mode_off
}

//обработчик таймера
ISR (TIMER1_COMPA_vect) {
	millis++; //счетчик миллисекунд
	out(); //обновим дисплей 
}

//обработчик прерывания (импульсы с тахометра)
ISR (INT0_vect) {
	taxo_tmp++;
}

/* Главное тело программы */
int main(void) {

 //настройки пинов
 DDRA  = 0b11111000; //катоды дисплея, аварийный светодиод
 PORTA = 0b00000001; //подтягивающий резистор входа габаритов
 DDRB  = 0b00010111; //управление регистрами, управление яркостью
 PORTB = 0b01101000; //подтягивающие резисторы кнопок, тахометра (прерывание)
 
 //прерывания
 MCUCR = (1‹‹ISC01) | (1‹‹ISC00); //rising of int0
 GIMSK = (1‹‹INT0); //тахометр на INT0 (PB6)
 
 //настройка таймера
 OCR1C = 125; // основной счетчик
 //OCR1A = 200;  //значение совпадения (скважность)
 //TCCR1A = (2 ‹‹ COM1A0) | (1 ‹‹ PWM1A); //FastPwm PB1
 TCCR1A = (1 ‹‹ PWM1A); //FastPwm
 //TCNT1 = 0;
 PLLCSR = (1 ‹‹ PLLE);
 while (!(PLLCSR & (1 ‹‹ PLOCK)));
 PLLCSR = (1 ‹‹ PLLE);
 TCCR1B = (1 ‹‹ CS10) | (1 ‹‹ CS11) | (1 ‹‹ CS12); //=8000000/64/125(OCR1C) = 1000hz
 TIMSK = (1‹‹OCIE1A); //вызов функции по прерыванию
 asm("sei"); //разрешить прерывания
 
  //частота АЦП
 ADCSRA = (1 ‹‹ ADPS2)|(1 ‹‹ ADPS1)|(1 ‹‹ ADPS0); // Делитель clock / 128 
 
 //зададим на дисплее "минусы" при включении
 //mode = 9; //костыль против точки на 2-и сегменте
 //for(int x=0; x‹=3; x++)
//		to_display[x]=13;

 //тест линеек - вверх
 //for (int x=1; x ‹= 24; x++) {
//	taxo = x * TAXOLED_DIV;
	//pause(1500+x*2);
//	_delay_ms(50 + x*2);
// }
  //вниз
// for (int x=23; x ›= 1; x--) {
//	taxo = x * TAXOLED_DIV;
	//pause(1000+x*2);
//	_delay_ms(50 + x*2);
//}
 
 //читаем настройки из eeprom
 //режим работы
 mode = eeprom_read_byte((unsigned char*)0x00);
 //яркость без габаритов и с ними
 bri[0]  = eeprom_read_byte((unsigned char*)0x01); //яркость без габаритов
 bri[1]  = eeprom_read_byte((unsigned char*)0x02); //яркость с габаритами
 if(bri[0] ‹ 2 || bri[0] › 8) bri[0] = 8; //если яркость за пределами, ставим максимальную
 if(bri[1] ‹ 2 || bri[1] › 8) bri[1] = 8;
 //"ноль" амперметра
 amp_null = eeprom_read_word((unsigned int*)0x03);
 if (amp_null == 0) amp_null = 500;

 
 /* главный цикл */
 while(1){
	
	//время рассчитать значения, опросить кнопки
	if(millis ›= (prev_millis_main + 200)) {
	 
		prev_millis_main = millis; //выравниваем счетчики времени
		//расчет тахометра
		taxo = ((taxo_tmp * 5 * 60) / TAXO_DIV); //рассчитываем с учетом количества импульсов за оборот коленвала, приводим к об/сек, далее к об/мин
		taxo_tmp = 0; //сбрасываем временный счетчик
		//расчет амперметра
		amp = ADC_input(1); //0..1023
		if (amp ‹ amp_null) {
			amp_sign = 1;
			amp = (amp_null - amp) / AMP_DIV;
		}
		else {
			amp_sign = 0;
			amp = (amp - amp_null) / AMP_DIV;
		}
		//расчет вольтметра
		volt = VOLTMETER_DIV * ADC_input(2) / 102; //Расчитываем по делителю
		
		//опрашиваем кнопки
		if(!(PINB&(1‹‹BUT_MODE))) { //BUT_MODE
			last_press_time = millis;		
			while(!(PINB&(1‹‹BUT_MODE))) pause(1);
			//определим долгое нажатие - калибровка
			if ((millis - last_press_time) ›= 5000) { //больше пяти секунд и режим амперметра
				//калибровка амперметра (запись в еепром нуля показаний)
				amp_null = ADC_input(1);
				eeprom_write_word((unsigned int*)0x03, amp_null);
			}
			else { //если короткое нажатие
			//перебор режима
			 prev_millis_off = millis;
				if(mode_off==1){ //если дисплей включен
					mode++;
					if(mode ›= 3) mode = 0;
					eeprom_write_byte((unsigned char*)0x00, mode);
				} //mode off
			}
		} //BUT_MODE
		
		if(!(PINB&(1‹‹BUT_BRI))){ //BUT_BRI (2..4..6..8)
			//перебор режима
			prev_millis_off = millis;
			if(mode_off==1){ //если дисплей включен
				if(PINA&(1‹‹EX_LED)) { //сигнала габаритов нет
					bri[0] += 2;
					if(bri[0] › 8) bri[0] = 2;
					eeprom_write_byte((unsigned char*)0x01, bri[0]);
				}
				else {
					bri[1] += 2;
					if(bri[1] › 8) bri[1] = 2;
					eeprom_write_byte((unsigned char*)0x02, bri[1]);
				}
			} //mode off
		}
		
		//выбор отображения по режиму
		if(mode == 0) to_numbers(volt); //режим амперметра
		if(mode == 1) to_numbers(amp); //режим вольтметра
		if(mode == 2) to_numbers(taxo); //режим тахометра
		//if(mode == 3) to_numbers(bri[0]); //режим отладки
		//if(mode == 4) to_numbers(bri[1]); //режим отладки
		
		if(volt ‹ OFF_VOLT && millis › prev_millis_off + OFF_TIME) mode_off=0; //если таймаут и низкое бортовое (двиг не заведен) - выключить дисплей
		else { //иначе
			if(mode_off == 0) prev_millis_off = millis; //если первый цикл после включения - уравняем время
			mode_off=1; //включим дисплей
		}
		
		//RED_LED - аварийный светодиод
		if(taxo › 4000 || volt ‹= 130 || amp_sign == 1) PORTA |= (1‹‹RED_LED);
		else PORTA &= ~(1‹‹RED_LED);
		
	}//расчеты, опрос кнопок
 } //главный цикл
}

[Yurkin2007]

Помогите оптимизировать программу

Для утрамбовки программы очень полезно выкинуть все действия деления.
Вот, к примеру, Ваш тахометр. При выбранной периодичности 200мс шаг измерения будет 75 об/мин. Некошерно. Я думаю, лучше сделать период 150мс, тогда шаг будет 100 об/мин, если, конечно, у Вас 4 импульса за 1 оборот коленвала. Тогда делаем просто taxo = taxo_tmp; будет в сотнях об/мин, и исчезнут промежуточные умножения и деления. Для отображения на индикаторе делаем дополнительную проверку режима. Для отображения на линейном LED-индикаторе taxo = taxo ››1; для шага 200.
Конечно, для остальных показаний период 150мс слишком мал, цифры будут слишком быстро меняться. Ну, можно сделать остальные измерения через раз, т.е. с периодом 300мс. Будет даже лучше.
Вот, от одного деления уже избавились.
Для вольтметра и амперметра подобрать резисторы в делителях для круглых коэффициентов и заменить деление на простой сдвиг.

[whoim]

в чем суть "сдвига"?

[ForcePoint]

в чем суть "сдвига"?

Вай-вай... sancta simplicans. N/8 = N››3. Деление (программное, с циклами и пр. "ништяками") заменяется сдвигом, который реализуется одной (ну пусть даже тремя) командами АЛУ.