Цифровой вольтметр 400В при разработке мощного блока питания с регулировкой выходного напряжения в интервале 0…360В возникла необходимость во встроенном цифровом вольтметре. Задача была решена с помощью микроконтроллера семейства PIC16F87X и ЖКИ, имеющего две строки по 16 символов.
C помощью предлагаемого цифровой вольтметр 400В можно не только измерять выходное напряжение блока питания, но и поддерживать его заданное значение. Для этого в нём предусмотрена передача в блок питания сигналов о знаке разности между заданным и измеренным значениями напряжения. Цифровой вольтметр 400В построен на микроконтроллере PIC16F873A-I/SP, имеющем десятиразрядный АЦП и достаточное для организации связи с обслуживаемым блоком питания, индикатором и органами управления число линий ввода-вывода. Его описание на русском языке можно найти в документе «PIC16F87X. Однокристальные 8-разрядные FLASH CMOS микроконтроллеры.
Заданное значение выходного напряжения и результат его измерения отображает символьный ЖКИ WH1602B-YYH-CTK с двумя строками по 16 знакомест, оснащённый внутренним контроллером, совместимым с HD44780. Знакогенератор ЖКИ должен содержать русские буквы, иначе придётся откорректировать программу микроконтроллера, переведя выводимые на экран надписи на английский язык. В верхней строке экрана ЖКИ выводится значение напряжения, которое требуется поддерживать, а в нижней строке — его фактическое (измеренное) значение. Это позволяет заблаговременно, до включения напряжения, на выходе блока питания установить его нужное значение и в дальнейшем автоматически устранять возможные отклонения. Принципиальная схема цифровой вольтметр 400В показана на рисунке.
Печатная плата цифровой вольтметр 400В
Он питается стабилизированным постоянным напряжением 5 В, например, от зарядного устройства для сотового телефона. Измеряемое напряжение подают на гнёзда Uизм. Сопротивление резистора R3 и положение движка подстроечного резистора R1 выбраны с таким расчётом, чтобы обеспечить нужный предел измерения напряжения. Программа микроконтроллера, написанная на языке mikroPascal, позволяет отсчитывать с шагом 1В напряжение до 511 В. Однако фактическое измеряемое напряжение ни в коем случае не должно быть больше номинального напряжения конденсатора С2 (400 В). Превышение допустимого напряжения на входе AN3 микроконтроллера предотвращает стабилитрон VD2.
К входу AN0 микроконтроллера подключён движок подстроечного резистора R2, с помощью которого задают значение напряжения, которое необходимо поддерживать на выходе блока питания. Подстроечным резистором R6 регулируют контрастность символов, выводимых на экран ЖКИ. АЦП микроконтроллеров семейства PIC16F87X — десятиразрядный. Это значит, что интервал его входного напряжения 0…5В разбит на 1024 уровня квантования, а результат преобразования — десятиразрядное двоичное число в регистрах ADRESH (два старших разряда) и ADRESL (восемь младших разрядов).
Программа выполняет операции, нужные для преобразования содержимого этих регистров в коды цифр, выводимых в разряды сотен, десятков и единиц вольт ЖКИ. Для загрузки в микроконтроллер DD1 программы к разъёму ХР2 подключают программатор. Перемычки S1 и S2 при выполнении этой процедуры должны быть сняты. Калибруют прибор, подав на его вход точно известное напряжение и установив подстроечным резистором R1 его значение на экране ЖКИ. Прошивку берем тут