Voltmetro remoto multicanale su un microcontrollore. Schema, descrizione

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Voltmetro remoto multicanale su un microcontrollore. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Un voltmetro remoto multicanale è un dispositivo che consente di misurare a distanza i valori delle tensioni sinusoidali alternate da diverse fonti (sei canali in questa implementazione) e presentare le informazioni ottenute su sei indicatori a sette segmenti a tre cifre.

Lo sviluppo del dispositivo è guidato dalla necessità di monitorare costantemente l’alimentazione delle apparecchiature situate ad una certa distanza dalla posizione della persona. Attualmente il dispositivo viene utilizzato per controllare tre fasi della tensione di ingresso fornita a un normalizzatore industriale e tre fasi della tensione rimossa. La distanza dal luogo di misurazione al luogo di indicazione è 800 m.

Strutturalmente, il voltmetro è realizzato sotto forma di due moduli: un modulo di misurazione e trasmissione, situato direttamente sul luogo di misurazione, nonché un modulo di ricezione e indicazione, installato sul posto di lavoro. La comunicazione tra i due moduli è organizzata tramite una coppia di fili (attualmente viene utilizzata una coppia telefonica). Il canale di comunicazione è isolato galvanicamente dai componenti del dispositivo che sono sotto tensione pericolosa; le informazioni vengono trasmesse tramite un segnale di corrente con un valore fino a 30 mA.

Voltmetro remoto multicanale su un microcontrollore. Schema strutturale

Specifiche del dispositivo:

- Tensione misurata: 100-330 V CA, 50 Hz;
- Intervallo tra le misurazioni: 0.5 sec. (tutti i 6 valori vengono aggiornati);
- Tensione di alimentazione del modulo ricevente e display: 7-25V DC;
- Tensione di rottura dell'isolamento galvanico dei moduli: 5.0 kV;
- Errore massimo di misurazione: ±1,5%.

(clicca per ingrandire)

La conversione da analogico a digitale viene effettuata utilizzando un ADC integrato nell'ATmega8 MK. Per misurare il valore efficace della tensione alternata, viene implementato un algoritmo per rilevare il picco di un segnale sinusoidale e la sua successiva moltiplicazione per il coefficiente di ampiezza della sinusoide.

Il modulo di misura e trasmissione è alimentato tramite un alimentatore senza trasformatore proveniente dal primo canale della tensione misurata. Quando la tensione su questo canale scende al di sotto di 90 V, il modulo si spegne. Il LED HL1 viene utilizzato per indicare il processo di trasmissione delle informazioni al modulo ricevente.

(clicca per ingrandire)

Il modulo di ricezione e indicazione è alimentato da una sorgente di tensione CC esterna di 7-25 V.

In modalità normale, tutti gli indicatori visualizzano i valori di tensione misurati corrispondenti a un canale specifico. Se non ci sono messaggi dal trasmettitore per più di 2 periodi di aggiornamento (circa 1,4 secondi), su tutti gli indicatori viene visualizzata la parola "Err", che indica una violazione del canale di comunicazione o un malfunzionamento del trasmettitore. L'indicazione ritorna alla modalità normale dopo aver ricevuto il pacco successivo. Una diminuzione della tensione su uno qualsiasi dei canali, tranne il primo, al di sotto di 100 V porta all'indicazione di un trattino “---” sull'indicatore corrispondente, i restanti canali vengono visualizzati in modalità normale.

In questa versione del voltmetro, viene misurata solo la tensione di rete CA, apportando tuttavia modifiche minime alla parte software del modulo di trasmissione MK, nonché modificando i valori dei resistori del partitore di tensione R5-R10 e R11- R16 è possibile misurare la tensione continua su tutti o più canali singoli.

È possibile scaricare il firmware del microcontrollore, i circuiti stampati nei formati GIF e LAY (SprintLayout) e le fotografie del dispositivo finito qui (430 kb).

Autore: Lukashchuk Anton Sergeevich, a.s.lukashuk[dog]gmail.com; Pubblicazione: cxem.net

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