Меню

Вольтметр переменного напряжения микроконтроллер

Вольтметр переменного напряжения микроконтроллер

RMS вольтметр, с функцией защиты от опасных перепадов напряжения в электросети.

Автор: C@at, http://c2.at.ua.
Опубликовано 26.08.2013
Создано при помощи КотоРед.
Участник Конкурса «Поздравь Кота по-человечески 2013!»

Эта статья, об измерителе сетевого напряжения или другими словами бытовой вольтметр.

Как известно, номинальное значение напряжения в сети (действующее значение) — 220 В. Разумеется, оно не равно в точности 220 В,
Причины отклонений сетевого напряжения могут быть разными: включение и отключение мощной нагрузки, аварии в системе электроснабжения, перегрузка сети и т. д.
Межгосударственный стандарт ГОСТ 13109-97(«……. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения») допускает отклонение от номинального значения до 10%.

Поэтому электроприборы с питанием от сети должны согласно стандартов нормально функционировать при напряжении 198. 242В. Некоторые из них, в частности с импульсными блоками питания, допускают и больший разброс напряжения. Современное высокотехнологичное электрооборудование, как правило, содержащее в своём составе импульсные преобразователи напряжения, допускает широкий диапазон входных напряжений: от 100 до 240В при номинальной частоте от 50 до 60Гц, что позволяет использовать данные электроприборы без преобразователей практически в любой стране мира.
Но не у всех, все высокотехнологичное . , у нас и в этих пределах (при ±10% электроприборы могут функционировать неустойчиво или вообще выйти из строя.
Последнее происходит, к сожалению, довольно часто. К пониженному напряжению сети (160. 180В) чувствительны приборы, имеющие электродвигатели: холодильники, микроволновые печи, стиральные машины, а к повышенному — подавляющее большинство. Наиболее опасна ситуация, когда в сети присутствует межфазное напряжение 380 В и резко увеличиваются токи потребления всех электроприборов. В этом случае часть элементов выходит из строя по причине превышения предельно допустимого напряжения или тока. Так, например, из-за насыщения магнитопровода ток асинхронного двигателя увеличивается в несколько раз. Естественно, все это ведет к порче дорогостоящих приборов, а также увеличивает вероятность возникновения пожара.
Описанное ниже устройство защищает приборы с потребляемой мощностью до 7 кВт, отключая их от электросети при снижении или превышении сетевым напряжением заранее установленных значений (по умолчанию 190 и 245 В).
Сразу стоит оговорить: подобное реле только считывает данные о напряжении, но не влияет на его стабильность.
И речь в этой статье, как по принципу одной схемы собрать сетевой вольтметр, с любым индикатором из рассмотренных ниже трех вариантов схем.

По характеристикам , друг от друга отличий не имеют.

• Вольтметр RMS с цифровым табло (индикация действующего значения напряжения в диапазоне 85. 265В.** 3 );

• Рассчитано на непрерывный режим работы** 5 ;

• После обнаружения отклонения от заданных пределов, отключение фазы защитным реле для обесточивания нагрузки.

• Раздельная установка верхнего и нижнего порогов напряжений в диапазоне 120. 280 В.;

• шаг установки порога отключения: 1Вольт;

• Устанавливаемое посредством системного меню время включения нагрузки по «возвращении» напряжений в заданные пределы в диапазоне : 5-240 сек.;

• Задержка на включение нагрузки 3 сек. после первого включения прибора в сеть ( если напряжение находится в заданных пределах);

• Настраиваемая задержка на отключение реле, при выходе напряжения за заданные пределы, в пределах от 0.2 ms** 2 до 2 секунд ** 1

• Возможность монтажа на DIN-рейку во вводном электрическом щитке и защита всего электрооборудования дома или квартиры;

• Меню системных настроек, осуществляемых посредством трёх клавиш;

• Автоматический выход из системного меню через 20 секунд, при отсутствии нажатий на клавиши навигации;

• Прерывистый звуковой сигнал или мигающий светодиод «ALARM» при выходе напряжении за установленные пределы;

• Тип выходного устройства: реле;

• Коммутируемая способность: 30А/7кВт. (При токовых нагрузках более 32А (мощность более 7кВт), управление защиты осуществлять через магнитный пускатель).

• Питание от контролируемой сети;

• Потребляемая мощность устройства не более 1.5 ватт (с включенным (запитанным) реле защиты) ** 5 .

• Настройки сохраняются в энергонезависимой памяти;

Поблочная схема RMS вольтметра, с функцией защиты изобразить так.

Блок питания-1-_ .
П-1-1 питается от сети по бестрансформаторной схеме, как вариант можно использовать П-1-2, вариант П-1-2 подойдет когда малогабаритность устройства не требуется и RMS вольтметр не нужно устанавливать на DIN рейку .
Входное сетевое напряжение поступает на контакты LI и N колодки X0-1, в защищаемую цепь напряжение подают с контактов LO и N этой колодки. При срабатывании защиты электромагнитное реле Р1 отключает выходное напряжение (силовые дорожки усиливаются слоем припоя).

В случае перегрузки по току, цепь LI должен размыкать, включённый в неё последовательно стандартный автоматический выключатель (механический) (МЭС 441-14-20) с номинальным током 32 А и характеристикой отключения класса С. (На схеме он не показан).

Блок контроллера-2-_ .
Собственно тут сам микроконтроллер DD1 и управление прибором с помощью трёх кнопок на его передней панели Кн3 (+ «Увеличение»), Кн2 (>»настройки») и Кн1-(«Уменьшение»).
Микроконтроллер DD1 постоянно следит за выпрямленным входным сетевым напряжением, после диодного моста оно поступает
через резистивный делитель на вход встроенного десятиразрядного АЦП (вывод 23 DD1(РС0)). Измерение этого напряжения основано на усреднении 200 отсчётов его мгновенного значения, взятых АЦП в течение 20 мс (одного периода сетевого напряжения частотой 50 Гц).
Таймером период сетевого напряжения (20 мс) режется на равномерные интервалы по количеству необходимых выборок, по каждому срабатыванию таймера опрашивается АЦП.
Urms= sqrt(1/T* S[u(t)*u(t)]dt,
где: sqrt — корень квадратный, S — интеграл за период времени от 0 до Т.
Для дискретного способа взятия интеграла формула упроститься до вида
Urms=K*sqrt(1/N*sum(Uadc*Uadc)),
Где: К — поправочный коэффициент, Uadc — значение на выходе АЦП, N — число выборок за время прохождения полуволны синусоиды.
На индикаторе прибора отображается действующее значение напряжения. Оно же используется при задании порогов срабатывания защиты.

Основные технические характеристики измерительной программы микроконтроллера

  • Интервал измеряемых значений сетевого напряжения, В . 0. 500
  • Верхний порог срабатывания, В . 225. 280** 1
  • Нижний порог срабатывания, В . 120. 215** 1
  • Настраиваемая задержка на отключение реле , с. до 0.5 ** 1
  • Наименьшее время срабатывания, с. 0,2** 4
  • Задержка включения после нормализации напряжения, с. 2. 240** 1

Блок индикации-3-_.
И-3-1 это ЖКИ 8х2 (WH0802A-TMI-CT) синий экран, инверсия с белой подсветкой, отличительная черта малое потребление энергии.
Если применять классические ЖКИ 8х2 (WH0802A-YGK-CT) черные символы с желто-зеленой подсветкой, нужно произвести замену в блоке П-1-1 LNK304 на LNK306** 2 или LNK305 тогда соответственно П-1-1 будет иметь выходной ток 225 mA** 2 или 175 mA. Так-же в этом случае можно задействовать вывод 5 DD1(порт РD3), для управления подсветкой при нажатии кнопок.
И-3-2 используем светодиодные 4-х разрядные семисегментные LED индикаторы ОА или ОК (печатная плата, под размер индикатора 0.56″ (14,2мм)).

И вот что здесь получается, по индикации схемы практически разные , но имеют некоторую универсальность , на платку контроллера И-2-1, устанавливается на разъеме И-3-1 индикатор ЖКИ, и на эту же платку с МК, можно устанавливать платку И-3-2 с LED индикатором.
Такое схемное решение будет интересно тем кто желает опробовать этот RMS вольтметр «вживую» в варианте с LED индикатором и ЖКИ индикатором.
Если собирать по этой конструкции, при сборке И-3-2 нужно уделить чуть внимания пайке разъемов, так как разъемы нужно паять с двух сторон платы. в принципе ничего сложного , фото как это сделано имеется внизу этой статьи.

Читайте также:  Работа интегрального стабилизатора напряжения

И-3-3 используем индикатор для Nokia5110. (Под каждый вариант схемы V_1,V_2 и V_3 в прикрепленном архиве к статье , соответствующая прошивка V_1,V_2 и V_3)

Схема вариант V_1 (индикатор ЖКИ).

Схема вариант V_2 (индикатор LED).

Схема вариант V_3 (дисплей Nokia5110).

Пару слов про схему с дисплеем Nokia5110. На экране , мы видим графическое отображение напряжения в виде шкалы, видимый диапазон 220V ±10% (от 198V до 242V в пределах нормы).

Довольно наглядно дает представление о состоянии сети в текущий момент, такая небольшая анимация легко воспринимается визуально ,

что даже не вдаваясь в арифметику цифр сразу можно иметь понятие о состояние сетевого напряжения.

Схема RMS вольтметра собрана на односторонних печатных платах.

Платы помещены в стандартный пластиковый корпус Z100 шириной четыре модуля (70 мм (65x90x70)), предназначенный для монтажа на DIN-рейку.
В передней панели корпуса сделан вырез под индикатор , отверстия под светодиод «ALARM» и для толкателей кнопок Кн1Кн3.
При подключении автомата к сети, входящий фазный провод должен быть соединён с контактом LI колодки ХТ1, а нейтральный — с её контактом N. Все соединения с сетью и защищаемыми электроприборами должны быть выполнены одножильным медным проводом сечением не менее 4 мм 2 . Если провода многожильные, на них необходимо надеть специальные наконечники с последующим обжимом.

После включения в сеть RMS вольтметр, выдержав паузу 2 с, подаст на выход (контакты LO и N колодки ХТ1) сетевое напряжение (если оно находится в допустимых пределах) и будет отображать его текущее действующее значение.

Если зафиксировано сетевое напряжение выше верхнего порога (ВП** 1 ) либо ниже нижнего порога (НП** 1 ), выход будет отключён, а индикатор начнёт мигать с частотой 0.5 Гц. Когда напряжение в сети вернётся в норму, светодиод погаснет. Мигание индикатора всегда означает, что напряжение находится за установленными пределами, и на выходе прибора сетевое напряжение выключено реле Р-1.
Каждый раз после выхода за установленные пределы** 1 сетевого напряжения до его возвращения в норму** 1 на выходе будет выдержан интервал времени от 2 до 240 сек** 1 . Принудительно завершить отсчёт выдержки, можно нажатием на кнопку Кн1.
** 1 Значение устанавливается пользователем.
** 2 Зависит от быстродействия применяемого реле (Время отпускания JQX-15F(T90) макс. 10мсек);
** 3 Гарантированный производителем диапазон работы ИС LNK30… см. даташит.
** 4 Является минимальной продолжительностью выброса напряжения, вызывающего формирование сигнала отключения нагрузки.
** 5 Для схем собранной в данной комплектации V_1,V_2 и V_3 (П-1-1, К-2-_, И-3-_ ( И-3-1 с ЖКИ WH0802A-TMI-CT)).

На этих фото можно посмотреть с какой стороны располагаются соединительные разъемы плат (следует принять во внимание, что используя разъемы (тип PBS-40 — PLS-40) , расстояние между платами составит 12мм, заменив разъемы на проволочные перемычки это расстояние можно уменьшить до минимально необходимого, что существенно уменьшит габариты собранных плат)

Фьюзы , для внешнего кварца 8 MHz.

AVRStudio, AVRDUDE; Low-0x8D High-0xDD

Если Вы решили собрать для собственного пользования любую из этих схем RMS измерителей,

то вы должны ясно понимать и отдавать себе отчет, по следуюшим пунктам:

3. Внимание! Устройство имеет гальваническую связь с питающей сетью.

Все подключения необходимо производить только при отключенном сетевом питании устройства.

На правах первого пользователя этой разработки, позволю себе тут-же, сделать кратко небольшую оценку этих устройств на внешний вид.

V_1 Знаете есть такое выражение «Смотрится богато!», это выражение 100% соответствует исполнению прибора в версии V_1
V_2 Надежность этой конструкции «при любой погоде» не вызывает никаких сомнений, это про V_2.
V_3 Всего лишь несколько элементов графики на дисплее, делает отображение информации очень интересным. «Глаз не оторвать». так можно сказать про V_3

Источник

Вольтметр переменного напряжения на ATmega48-20PU

Вольтметр переменного Напряжения

Н. ОСТРОУХОВ, г. Сургут

В статье описан вольтметр переменного напряжения. Он собран на
микроконтроллере и может быть использован как автономный измерительный прибор
или как встроенный вольтметр в генераторе НЧ.

Предлагаемый вольтметр предназначен
для измерения переменного напряжения синусоидальной формы частотой от 1 Гц до
800 кГц. Интервал измеряемого напряжения — 0…3 В (или 0…30 В с внешним
делителем напряже­ния 1:10). Результат измерения отобра­жается на
четырехразрядном свето­диодном индикаторе. Точность измере­ния определяется
параметрами встро­енных в микроконтроллер АЦП и источ­ника образцового
напряжения и равна 2 мВ (для интервала 0…3 В). Питается вольтметр от
источника стабилизированного напряжения 5 В и потребляет ток 40…65 мА в
зависимо­сти от примененного индикатора и яркости его свечения. Ток, потребляемый
от встроенного преобразователя полярности, не превышает 5 мА.

В состав устройства (см. схему на
рис. 1) входят преобразователь переменного напряжения в постоянное, буферный
усилитель постоянного напря­жения, цифровой вольтметр и преобра­зователь
полярности питающего напря­жения. Преобразователь переменного напряжения в
постоянное собран на компараторе DA1, генераторе импульсов на элементах
DD1.1—DD1.4 и переключательном транзисторе VT1. Рас­смотрим его работу
подробнее. Предположим, что на входе устройства сиг­нала нет. Тогда напряжение
на инвертирующем входе компаратора DA1 равно нулю, а на неинвертирующем определяется
делителем напряжения R19R22 и при указанных на схеме номиналах равно около -80
мВ. На выходе компаратора в этом случае присутствует низ­кий уровень, который
разрешает работу генератора импульсов. Особенность генератора в том, что при
каждом спаде напряжения на выходе компаратора DA1 на выходе генератора (вывод 8
элемента DD1.2) формируется один импульс. Если к моменту его спада выходное
состояние компаратора не изменится, сформируется следующий импульс и т. д.

Длительность импульсов зависит от
номиналов элементов R16, С5 и равна примерно 0,5 мкс. При низком уровне
напряжения на выходе элемента DD1.2 открывается транзистор VT1. Номиналы
резисторов R17, R18 и R20 подобраны так, чтобы через открытый транзистор
протекал ток 10 мА, который заряжает конденсаторы С8 и С11. За время действия
каждого импульса эти конденсаторы заряжаются на доли милливольта. В установившемся
режиме напряжение на них возрастет от -80 мВ до нуля, частота следования
импульсов генератора уменьшится и импульсы коллекторного тока транзистора VT1
будут компенсировать только медленную разрядку конденсатора С11 через резистор
R22. Таким образом, благодаря небольшому начальному отрицательному смещению,
даже в отсутствие входного сигнала, преобразователь работает в нор­мальном
режиме. При подаче входного переменного напряжения из-за изменения частоты следования
импульсов генератора напряжение на конденсаторе С11 изменяется в соответствии с
амплитудой входного сигнала. ФНЧ R21C12 сглаживает выходное напряжение
преобразователя. Следует отметить, что фактически преобразуется только
положительная полуволна входного напряжения, по­этому если оно несимметрично
относительно нуля, возникнет дополнительная погрешность.

Читайте также:  Системы защиты от скачков напряжения

Буферный усилитель с коэффициентом
передачи 1,2 собран на ОУ DA3. Подключенный к его выходу диод VD1 защищает
входы микроконтроллера от напряжения минусовой полярности. С выхода ОУ DA3
через резистивные де­лители напряжения R1R2R3 и R4R5 по­стоянное напряжение
поступает на линии РС0 и РС1 микроконтроллера DD2, которые сконфигурированы как
входы АЦП. Конденсаторы С1 и С2 дополни­тельно подавляют помехи и наводки. Собственно
цифровой вольтметр собран на микроконтроллере DD2, в котором использованы
встроенный 10-разрядный АЦП и внутренний источник образцового напряжения 1,1 В.

Про­грамма для микроконтроллера
написана с использованием среды BASCOM-AVR и допускает применение трех- или
четырехразрядных цифровых све­тодиодных индикаторов с об­щим анодом или общим
като­дом и позволяет отображать действующее (для синусоидального сигнала) или
амплитудное значение напряжения входного сигнала, а также изменять яркость
свечения индикатора Логический уровень сигна­ла на линии PC3 задает тип примененного
индикатора — с общим анодом (низкий) или с общим катодом (высокий), а на линии
РС4 — число его раз­рядов, четыре — для низкого и три — для высокого. Про­грамма
в начале работы один раз считывает уровни сигна­лов на этих линиях и настраи­вает
микроконтроллер на работу с соответствующим индикатором. Для четырех­разрядного
индикатора результат измерения отобража­ется в виде Х.ХХХ (В), для трехразрядного
— XXX (мВ) до 1 В и Х.ХХ (В), если напряжение более 1 В. При применении
трехразряд­ного индикатора выводы его разрядов подключают как выводы трех
старших разрядов четырехразрядного на рис. 1.

Уровень сигнала на линии РС2 уп­равляет
умножением результата изме­рений на 10, что необходимо при при­менении внешнего
делителя напряжения 1:10. При низком уровне результат не умножается Сигнал на
линии РВ6 управляет яркостью свечения индика­тора, при высоком уровне она
снижает­ся. Изменение яркости происходит в результате изменения соотношения между
временем свечения и временем гашения индикатора внутри каждого цикла измерения.
При заданных в про­грамме константах яркость изменяется примерно вдвое.
Действующее значение входного напряжения отображает­ся при подаче на линию РВ7
высокого уровня и амплитудное — низкого. Уров­ни сигналов на линиях РС2, РВ6 и
РВ7 программа анализирует в каждом цик­ле измерения, и поэтому они могут быть
изменены в любой момент, для чего удобно применять переключатели. Продолжительность
одного цикла измерения равна 1.1 с. За это время АЦП выполняет около 1100
отсчетов, из них выбирается максимальный и умножается, если необходимо, на
нужный коэффициент.

Для постоянного измеряемого
напряжения достаточно было бы одного измерения на весь цикл, а для переменного
с частотой менее 500 Гц напряжение на конденсаторах С8. С11 заметно изменяется
в течение цикла. Поэтому 1100 измерений с интервалом 1 мс позволяют
зафиксировать макси­мальное за период значение. Преобразователь полярности
пита­ющего напряжения собран на микро­схеме DA2 по стандартной схеме. Его выходное
напряжение -5 В питает ком­паратор DA1 и ОУ DA3. Разъем ХР2 предназначен для
внутриаппаратного программирования микроконтроллера.

В вольтметре применены постоянные
резисторы С2-23, МЛТ, подстроечные — фирмы Bourns серии 3296, оксидные
конденсаторы — им­портные, остальные — К10-17. Микро­схему 74АС00 можно
заменить на КР555ЛАЗ, транзистор КТ361Г — на любой из серии КТ3107. Диод 1N5818
заменим любым германиевым или диодом Шотки с допустимым прямым то­ком не менее
50 мА. Замена для микро­схемы ICL7660 автору неизвестна, но преобразователь
полярности напряже­ния +5/-5 В можно собрать по одной из опубликованных в
журнале “Радио” схем. Кроме того, преобразователь можно исключить
совсем, применив двухполярный стабилизированный ис­точник питания. Особо
следует остановиться на вы­боре компаратора, поскольку от него зависит диапазон
рабочих частот. Выбор компаратора LM319 (аналоги КА319, LT319) обусловлен двумя
крите­риями — необходимым быстродейст­вием и доступностью. Компараторы LM306,
LM361, LM710 более быстро­действующие, но приобрести их оказа­лось труднее, к
тому же они дороже. Более доступны LM311 (отечественный аналог КР554САЗ) и
LM393. При установке в устройство компаратора LM311, как и следовало ожидать,
час­тотный диапазон сузился до 250 кГц. Резистор R6 имеет сравнительно
небольшое сопротивление, поскольку устройство было примене­но как встроенный
вольт­метр в генераторе НЧ. При использовании прибора в автономном измерителе его
сопротивление можно увеличить, но погрешность измерения возрастет из-за сравнительно
большого входного тока компаратора DA1.

Схема делителя напря­жения 1:10
показана на рис. 2. Здесь функции ре­зистора R2 в делителе выполняет резистор
R6 (см. рис. 1). Налаживают делитель напряжения в определенной последова­тельности.
На его вход по­дают прямоугольные им­пульсы с частотой не­сколько килогерц,
ампли­тудой 2…3 В (такой калиб­ровочный сигнал имеется во многих
осциллографах), а к выходу (к выводу 5 DA1) подключают вход осциллографа. Подстройкой
конденсатора С1 доби­ваются прямоугольной формы импуль­сов. Осциллограф следует
применить с входным делителем напряжения 1:10. Все детали, кроме индикатора, смонтированы
на макетной монтажной плате размерами 100×70 мм с приме­нением проводного
монтажа. Внешний вид одного из вариантов устройства показан на рис. 3. Для
удобства под­ключения цифрового индикатора при­менен разъем (на схеме не
показан). При монтаже общий провод входной вилки ХР1 и соответствующие выводы конденсаторов
С8, С10, С11 и С13 сле­дует соединить с общим проводом в одном месте проводами
минимальной длины. Элементы VT1, R20, С8, С10, С11 и С13 и компаратор DA1
должны быть размещены максимально компактно, конденсаторы С3, С6 — как можно
ближе к выводам компаратора DA1, а С4, С14, С15 — к выводам мик­роконтроллера
DD2. Для налаживания вход устройства замыкают, общий вывод щупа осцил­лографа
присоединяют к плюсовому выводу конденсатора С13, а сигналь­ный — к эмиттеру
транзистора VT1. На экране должен появиться импульс отрицательной полярности
амплитудой около 0,6 В и длительностью 0,5 мкс. Если из-за малой частоты
следования импульсов их будет трудно наблюдать, то временно параллельно
конденсато­ру С11 подключают резистор сопротив­лением 0,1… 1 кОм. Напряжение
на конденсаторе С12 контролируют высо-коомным вольтметром, оно должно быть
близко к нулю (плюс-минус не­сколько милливольт).

Читайте также:  Тип стабилизатора напряжения ступенчатый это

Напряжение на выходе ОУ DA3
(которое не должно превышать нескольких милливольт) резистором R27
устанавливают равным нулю. Требуемый режим работы микро­контроллера
устанавливают подачей требуемых уровней на линии РВ6, РВ7, РС2—РС4, для чего их
соединяют с об­щим проводом или с линией питания +5 В через резисторы
сопротивлением 20…30 кОм. Ко входу устройства под­ключают образцовый
вольтметр и пода­ют постоянное напряжение 0,95… 1 В. Подстрочным резистором
R4 уравни­вают показания обоих вольтметров. За­тем напряжение повышают до
2,95…3 В и резистором R1 вновь уравнивают по­казания. Подборкой резисторов
R8—R15 можно установить желаемую яркость свечения индикатора. Сначала подби­рают
требуемый номинал только одно­го из них, а затем устанавливают ос­тальные. При
подборке следует пом­нить, что максимальный выходной ток порта примененного
микроконтролле­ра не должен превышать 40 мА, а об­щий потребляемый ток — 200
мА.

Источник



Вольтметр переменного напряжения(трехфазный) на ATmega48

Дата публикации: 05 августа 2012 .

Звезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда не активна

Вольтметр переменного тока(трехфазный) на Atmega48

Для оперативного контроля напряжения промышленной сети, в связи с участившимися случаями просадок оного, для световой и звуковой сигнализации колебаний сети, и наконец, для удобства использования был разработан этот прибор. Собственно идею вольтметра мне подсказала данная статья. Большое спасибо автору — Лукащук Антону Сергеевичу. Из первоисточника я оставил без изменений входные цепи фаз и, в первоначальном варианте — бестрансформаторный блок питания. Индикацию реализовал на семисегментном 4-х разрядном светодиодном индикаторе в котором самый старший 4-й разряд показывает выбранную фазу элементами a, g и d (горизонтальными полосками), а оставшиеся три разряда — непосредственно напряжение на выбранной фазе. При выходе напряжения на любой из фаз за установленные пределы в обе стороны загорается красный светодиод и звучит зуммер.

В первоначальном варианте, как я уже упоминал, питание я реализовал через гасящий конденсатор, но этот вариант мне не понравился, т.к. при изменении тока потребления (включение зуммера, загорание большего числа сегментов индикатора и т.п.) напряжение «гуляет», что не есть хорошо для точности АЦП. Хотя с таким питанием прибор честно отработал год круглосуточно не выключаясь и без особых проблем. Усовершенствовать мне его захотелось после того как на «блошином» рынке я увидел продающиеся чуть ли не на развес зарядные устройства для мобильных телефонов — в основном, конечно, китайские клоны, но вполне подходящие. Некоторые из них нерабочие, но как показывает практика, серьёзные неисправности случаются редко — в основном отсутствие контакта, зато их продают вообще за копейки. Прикупив парочку (по 5 ! грн) я их вскрыл и установил, что лучшего варианта по критерию цена/качество не найти. Миниатюрный блок питания с током до полампера и входным напряжением 90-240 В! Если покупать отдельно комплектующие, то обойдётся однозначно дороже. Некоторые блоки можно доработать, заменив выходной стабилизатор, а некоторые — использовать сразу в своих конструкциях. Во втором варианте вольтметра я использовал без доработки внутренности зарядного неизвестного производителя и неизвестной фирмы — по размером они влезут в спичечный коробок (у меня таких размеров был гасящий конденсатор в первом варианте). Родил схему:

Вольтметр переменного тока(трехфазный) на Atmega48

Особых разъяснений она не требует — всё стандартно включено: питание, фильтры, индикация, звук. Вообще с портов микроконтроллера удобнее управлять через полевые транзисторы ( я так почти всегда и делаю с помощью 2N7000), но в загашниках осталась куча прекрасных советских транзисторов в металло-стеклянных корпусах с позолоченными ножками — их же нужно куда-то совать?! Входные цепи оставил как в первом варианте, только уменьшил номинал резисторов делителя с которых снимается напряжение на входы АЦП, т.к. питание — 3,3 В. На вход SV1 заводится 5,7 В с зарядного устройства мобильника, о чём я уже упоминал. Развёл и вытравил плату:

Поместил всё это в корпус отслужившего своё 830-го мультиметра.

Конечно с обратной стороны остались неэстетичные отверстия, но ведь никто не запрещает вырезать и подложить подходящих размеров картонку или наклеить прямоугольник из тонкого линолеума. Для работы в промежутках когда отсутствует промсеть я использовал ионистор ёмкостью 1 Ф. Когда он полностью заряжен — этого заряда хватает на работу устройства в течении приблизительно 3 мин (больших промежутков отсутствия сети и не бывает). Ещё добавил, по сравнению со своей первой схемой узел корректировки коэффициента входных делителей по фазам. Дело в том, что резисторы, диоды имеют разброс параметров, определяемый их допуском. Для того, чтобы при повторении конструкции не пришлось подбирать указанные радиоэлементы, после установки вольтметра в конкретную сеть, к нему в разъём ISP подключается выносной блочок, состоящий из двух кнопок. Перебирая кнопкой «фаза» на вольтметре соответственно фазу, кнопками «+» «-» на выносном блоке подгоняем напряжение ориентируясь на подключенный параллельно образцовый вольтметр. При этом во внутреннюю EEPROM контроллера записывается изменённый коэффициент входного делителя соответствующей фазы. Код написал на С, как обычно в WinAVR. Залил прошивку, пару дней плясок с бубном и вот уже калибрую входные цепи.

Про железо вроде всё. Пару слов о программе. Как всегда исходник у меня откомментирован и разъяснён, поэтому особо не буду распылятся. Сетевое напряжение измеряется поочерёдно на каждой фазе. Ищется максимум синусоиды (вернее её положительной половинки), вычисляется относительно опорного, делится на коэффициент делителя и выводится на индикацию. Если напряжение выходит за заданные пределы, включается звуковая индикация. От светодиода, как в первом варианте, отказался — не нужен там он. Помучился немного с сохранением коэффициента делителя в EEPROM, но выход нашёл. Может это решение и не самое лучшее, но чем мудохаться с float в EEPROM — пусть лучше будет так, а там кто-то сделает лучше меня — для того и меняемся опытом, уважаемые коллеги. Фьюзы настроены на работу от внутреннего генератора частотой 8 МГц. Для этого снимем галочку с фьюза CKDIV8. Обязательно включите схему BOD на 2,7 В, чтобы прибор не глючил в отсутствии сети, а то ионистор очень долго разряжается.

Источник