uProcesorové konstrukce
Toto zařízení vzniklo na zakázku pro sledování nabíjení baterie. Původní zadání tedy bylo pouze pomocí několika LED zobrazovat přibližnou hodnotu proudu. Taktéž v zadání byl požadavek na použití integrovaného proudového čidla s možností měřit jak kladný, tak i záporný proud. Při návrhu jsem se rozhodl doplnit konstrukci i o měření napětí a zobrazování hodnot na LCD displeji. Tímto jsem získal data pro výpočet spotřeby a jednoduchý Wattmetr byl na světě.
| Napájecí napětí | 8-25V/DC (nebo 8-15V) |
| Odběr proudu | cca 30mA |
| Rozsah měření proudu | +/- 20A |
| Rozsah měření napětí | 0-30V/DC (nebo 0-15V) |
| Signalizace proudu | 8x LED (bar graf) |
| Volitelně displej | LCD 4x20 podsvícený na I2C sběrnici |
| Výstup komunikace | UART 9600bps |
Zapojení je celkem jednoduché, vzhledem k použití mikroprocesoru ATMEGA328P-AU. O úpravu napájecího napětí se stará IC2 nebo IC3. Záleží, který použijete. Vždy musí být však použit pouze jeden. Filtrační kondenzátory jsou pak C3-C6. K měření proudu je použito integrované čidlo ACS712 s proudovým rozsahem +/- 20A. Toto čidlo potřebuje jen jeden kondenzátor C7 (1nF). Jako výstup z čidla je analogové napětí v rozsahu 0-5V, přičemž pokud je průchozí proud čidlem nulový dává čidlo na výstupu přesně 2,5V. S kladným proudem poté napětí stoupá a se záporným klesá. Rozlišení tohoto čidla je 100mV/1A.
Signalizace průchozího proudu je indikována 8 LED. Poté je ve schématu pouze několik konektorů – JP1 pro připojení displeje, JP2 výstup na UART a ISP1 je servisní konektor. Nesmím zapomenout zmínit i dělič napětí pro měření napětí tvořený rezistory R10-R12.
Deska spoje je velikosti 50x30mm. První vrstva TOP a druhá BOTTOM.
Jak je z obrázků výše patrné kromě konektorů JP1, JP2 a ISP1, jsou všechny součástky v provedení SMD. Proto je nutné při osazování pracovat pečlivě. Taktéž deska obsahuje několik prokovů, takže pokud máte desku, která je nemá je nutno je vytvořit za pomoci slabého drátku zapájeného z obou stran desky.
Při osazování doporučuji začít procesorem a následně postupovat od nejmenších součástek k těm největším.
Primární funkcí tohoto zařízení je měření proudu. Tento proud je pak následně indikován za pomocí sloupce LED (barograf). Pokud teče proud ze vstupu IN na OUT, je to kladný proud a je zobrazován v následujících hodnotách:
LED1 = 100mA (zelená)
LED2 = 500mA (zelená)
LED3 = 1A (žlutá)
LED4 = 2A (žlutá)
LED5 = 3A (žlutá)
LED6 = 4A (červená)
LED7 = 5A (červená)
LED8 = 6A (červená)
Pokud proud teče směrem z výstupu OUT na IN, je to záporný proud a na sloupci LED je to signalizováno blikáním celého sloupce. Skutečná hodnota proudu se nezobrazuje.
K tomuto měřícímu modulu je možno pomocí I2C sběrnice (konektor JP1) připojit LCD displej o 4 řádcích a 20ti znacích na řádek. Tím je možno získat přesnější měřené hodnoty a to jak samotného proudu, včetně záporných hodnot, tak i napětí přivedeného na svorku IN. Z těchto hodnot je pak i vypočítáván aktuální příkon. Do budoucna bude i dostupný údaj o spotřebě (možná).
Pro potřeby ladění je současně dostupný i výstup dat na portu UART, jež je vyveden na konektor JP2.
| JP1 | Připojení externího LCD 4x20 znaků |
| JP1.1 | GND |
| JP1.2 | SDA |
| JP1.3 | SCL |
| JP1.4 | +5V (MAX 50mA) |
| JP2 | Komunikace UART 9600bps TTL |
| JP2.1 | RX |
| JP2.2 | GND |
| JP2.3 | TX |
| ISP1 | Servisní konektor |
| IN | Vstup kladného napětí 8-25V/DC (nebo 8-15V) |
| OUT | Výstup kladného napětí |
| GND | Záporné napětí (kostra) |
Při připojování zařízení je nutno dbát zvýšené opatrnosti protože prohození polarity bude mít za následek okamžité zničení zařízení.
Závěrem si zde můžete stáhnout veškerou dokumentaci pro stavbu. Je zde i projekt pro Eagle.
DOWNLOAD - Včetně programu pro procesor
Diskusi pro tuto konstrukci najdete ZDE.
25.08.2016 - Doplněn program (v1.3) s podporou AT příkazů a měřením výkonu a příkonu. Viz aktualizovaná dokumentace.
Pokud Vás tato konstrukce zaujala nebo Vám dobře slouží, můžete ji podpořit volitelnou částkou. Stačí kliknout na tlačítko DONATE, zadat požadovanou částku, kterou chcete přispět na další rozvoj této a jiných konstrukcí, poté stiskněte Update Total a přihlaste se k odeslání příspěvku. Za jakékoli příspěvky předem děkuji a věřím, že zde najdete mnoho dalších zajímavých konstrukcí, které třeba vzniknou právě díky Vám.
Tato konstrukce je z mé hlavy a proto není povoleno bez mého souhlasu přejímání na jiné stránky nebo komerční využití. Je povoleno se pouze odkazovat na tento web a tuto konstrukci. Pro více informací mne stačí kontaktovat. Zároveň nepřebírám jakoukoli odpovědnost za chování zařízení a případné škody spůsobené použitím tohoto zařízení, ať by byly jakéhokoli rázu. Zařízení je určeno pouze k užití pro vlastní potřebu.
V této konstrukci je použit program (program mikrokontroleru), na který se vztahují autorská práva. Jakýkoli prodej není bez souhlasu autora možný.
