Įžanga
Pasigaminus reguliuojamą maitinimo šaltinį, iškilo problema, kaip žinoti kokią įtampą ir srovę jis atiduoda. Paprasčiausia išeitis: nusipirkti ir įdėti. Pasidairius po Lietuvos elektronikos parduotuves rasti keli paneliniai indikatoriai. Visi šie indikatoriai turi bendrus trūkumus: atskiro maitinimo būtinybę, prastą matomumą dėl naudojamo skystųjų kristalų ekrano bei galimybės vienu metu rodyti srovę ir įtampą, nebuvimą.
Numojus ranka į komercinius variantus, imtasi įnirtingai naršyti internetą, ieškant man tinkamo multimetro. Paieškos baigėsi daline sėkme, rasti du projektai: pirmame nėra pateiktas išeities kodas ir naudojamas gan brangus mėlynas LCD. Galima naudoti ir paprastesnį, bet apžvalgos kampai bus prastesni, lyginant su septinių segmentų ekranu, o antrame multimetras negali vienu metu rodyti srovę ir įtampą. Panaudoti išvadiniai elementai trukdo naudoti kaip panelinį multimetrą. Galiausiai buvo nuspręsta imtis pačiam kurti sau tinkamą multimetrą.
Principinė schema
Paanalizuokime visą principinę schemą dalimis.
Viršuje kairėje yra jungtys, prie kurių jungiasi maitinimo įtampa, matuojama įtampa bei įtampa, kuri proporcinga srovei, tekančiai per šuntą. Srovės matavimo įtampa paprastai būna maža, taigi, ji jungiasi per 1 kiloomo varžą prie analogas-skaičius keitiklio. Maitinimo ir matuojama įtampos per varžinius įtampos daliklius jungiasi į mikrovaldiklio analogas-skaičius keitiklius.
Pagal nurodytas varžas, maksimali matuojama įtampa yra apie 40 V. Jei bus matuojama kitokia įtampa, reikia parinkti įtampos daliklius taip, kad įtampa ant mikrovaldiklio kojelių niekada neviršytų atraminės ADC keitiklio įtampos, tai yra 2,56 V, pagal formules:
Schemos viršuje šiek tiek dešiniau yra impulsinis įtampos keitiklis. Jis surinktas aplink LM2575T – 5.0 mikroschemą. Svarbu parinkti tinkamą induktyvinę ritę. Ji parenkama remiantis LM2575T – 5.0 aprašymu. Aš naudojau 330 uH ritę, nes maitinimo įtampa mano atveju yra apie 35 V. Bendru atveju, labiausiai tinka 470 uH ir 330u H ritės, nebent maitinimas yra palyginti žemos įtampos (15 V ar mažiau). Tokiu atveju labiau tinka naudoti 220 uH induktyvumo ritę.
Viso prietaiso širdis yra „Atmega8“ mikrovaldiklis. Šalia jo yra keramikiniai 0,1 uF kondensatoriai, skirti sumažinti mikrovaldiklio veikimo trikdžius. Taipogi yra numatyta vieta kvarco kristalui bei jo kondensatoriams. Jis nenaudojamas, nes užtenka vidinio 8 MHz taktinio dažnio.
Schemos dešinėje, per vidurį yra šeši septinių segmentų ekranėliai. Šie ekranėliai yra multipleksuojami, perjunginėjami tokiu dažnumu, kad žmogaus akis nepastebi mirgėjimo.
Schemos apačioje matome lauko tranzistorių, skirta valdyti ventiliatoriui bei programavimo ir UART jungtis.
Spausdintinė plokštė
Plokštė yra dvipusė, nes stengtasi padaryti kaip galima mažesnę, taip pat stengtasi daryti kuo mažiau perėjimų iš vienos pusės į kitą. Dėl šios priežasties kai kurių komponentų litavimas tampa sudėtingesnis, ypač jei plokštė neturi metalizuotų kiaurymių. Pasistengsiu gan detaliai paaiškinti tokių sudėtingesnių vietų surinkimą, siekdamas, kad net pradedantieji galėtų teisingai sulituoti šią plokštę.
Išėsdinę takelius ir padengę visą plokštę lydmetaliu, pradėkite surinkimą nuo perėjimų (via) litavimo. Būtina pirmiau sulituoti perėjimus, nes vėliau juos sulituoti trukdys kiti komponentai. Toliau lituokite „Atmega8“ ir likusius paviršinio montažo elementus. Jeigu siekiate kuo žemesnės plokštės iš ekranėlių pusės, diodą D1 lituokite iš tos pačios pusės kaip ir ritę L1, tokiu būdu diodas atsiduria po rite.
Svarbu prilituoti diodo išvadus iš abiejų pusių, kitaip impulsinis įtampos keitiklis neveiks. U1 reikia prilituoti iš abiejų pusių. Toliau lituokite jungtis P1, P2, P3 ir P4. Prilitavę iš vienos pusės, plastmasinę jungties dalį su atsuktuvu ar peilio galiuku pastumkite aukštyn ir prilituokite iš kitos pusės. Viena iš sudėtingiausių lituoti dalių yra septynių segmentų ekranėliai. Juos reikia prilituoti iš abiejų plokštės pusių. Sudėkite visus šešis ekranėlius, bet palikite apie 1 mm tarpelį nuo plokštės tam, kad galėtumėte prieiti su lituokliu. Lituokite L1, C1, C2 ir Y1 (jei jį naudosite). Šiems komponentams užtenka prilitavimo iš vienos pusės.
Programavimas
Programavimas vyksta per P4 jungtį. Pirma kojelė (keturkampė) yra žemė, 2 – SCK, 3 – RST, 4 – MISO, 5 – MOSI. Priklausomai nuo to, ar naudojamas vidinis ar išorinis taktinio dažnio šaltinis, reikia sukonfigūruoti fuse bitus, taip pat reikia įjungti Watchdog, EESAVE ir nustatyti Brown out detection įtampą ant 4 V ir įjungti BOD. Tada telieka įrašyti „production multimeter.hex“, kuris yra IAR/Release/Exe. Kitas variantas, tinkantis pradedantiesiems, kurie gyvena Kaune – susisiekti su manimi ir aš jums užprogramuočiau šį multimetrą.
P.S. Programa bus dar tobulinama ir atnaujinama, o techninėje dalyje jokių pokyčių nebus atliekama. Jei kas nors patobulinsite ar praplėsite dabartinę programą ar turite pasiūlymų kaip tai padaryti, susisiekite su manimi.
Šis projektas dalyvavo konkurse „RS stipendija“.
