Вольтметр на семисегментных индикаторах (ATmega8)

Устройство собрано на микроконтроллере ATMEGA-8 и светодиодном индикаторе с общим катодом MT-30361, ниже в архиве имеются 2 варианта прошивок, для индикатора с ОК и ОА.

Технические характеристики:

Напряжение питания: 6..14 В
Потребляемый ток: 42 мА
Число разрядов индикатора: 3
Диапазон измерения: от 0 до 50 В
Шаг измерения: 0,1 В
Расчетная погрешность 0,4%

Особенности конструкции:

Предусмотрена защита от подачи напряжения питания и измеряемого напряжения обратной полярности.
Для уменьшения размеров устройства применяются SMD компоненты.

Входное напряжение питания ограничивается и стабилизируется на уровне 5В микросхемой DA1. Диод VD1 служит для защиты от перепутывания полярности напряжения питания. Стабилитрон VD2 защищает вход микроконтроллера от превышения напряжения и напряжения обратной полярности.

Измеряемое напряжение через делитель R1 R2 R3 поступает на вход АЦП микроконтроллера и преобразуется в цифровой код. Для сглаживания пульсаций код усредняется по 16 замерам. Конденсатор С4 подавляет помехи в источнике опорного напряжения АЦП. Измеренный код масштабируется и величина напряжения раскладывается на десятичные разряды (десятки, единицы и десятые доли вольт). Полученные величины поочередно выводятся в соответствующие разряды индикатора методом динамической индикации. Резисторы R5..R12 ограничивают ток сегментов индикатора до безопасных значений.

Детали и настройка.

Чип резисторы R1, R2 желательно применить полупрецизионные размера 0805 или 0603 с допуском 1%. Резистор R3 подстроечный импортный номиналом 1,5-2кОм типа 3329H или 3329H-1.

Чип резисторы R4-R12 размера 0805 с допуском ±5%. Чип конденсаторы С1 и С2 керамические размера 1206, С1 емкостью не менее 10 мкФ с рабочим напряжением от 25 до 50В. Конденсатор C2 не менее 10 мкФ с рабочим напряжением 10..16В. Также можно применить танталовые чип конденсаторы емкостью 10..22мкФ размера "A". Рабочее напряжение конденсатора С1 не менее 25В, а конденсатора С2 не менее 10В.

Чип конденсатор С3 керамический размера 0805, конденсатор С4 размера 0603. Диод VD1 любой подходящий по размерам с барьером Шоттки. Чип стабилитрон VD2 BZV55C5V1 в корпусе SOD-80. Стабилизатор DA1 типа L7805ABD2T в корпусе D2PAK или MC7805BDTG в корпусе DPAK.

Светодиодный индикатор с общим катодом МТ-30361 (E30361-L-G-8-w) зеленого или МТ-30361 (E30361-L-C-8-w) красного свечения. Заменив прошивку можно применить и индикаторы с общим анодом. Микроконтроллер DD1 любые из серии ATMEGA-8 в корпусе TQFP-32.

Для настройки устройства на его вход подают образцовое напряжение 25В и регулируя R3 добиваются совпадения показаний вольтметра с образцовым напряжением. После этого ось подстроечного резистора контрится каплей краски.

Несколько слов по поводу конденсатора С4. В большинстве случаев вольтметр нормально работает и без него, однако с некоторыми экземплярами микроконтроллера Atmega8A при отсутствии входного напряжения вольтметр может показывать не нулевое напряжение. Это происходит из-за влияния помех на источник опорного напряжения 2.56В. При подключении С4 помехи полностью устраняются.

Вид собранной платы

Программа написана на языке С для компилятора WinAVR-20090313. Заводские настройки фьюз-бит при программировании менять не требуется.