Вот еще один образец лабораторного оборудования — LC метр. Данный режим измерения, особенно замер L практически невозможно найти в дешевых заводских мультиметрах.
Схема данного LС метра на микроконтроллере была взята с сайта www.sites.google.com/site/vk3bhr/home/index2-html. Прибор построен на PIC микроконтроллере 16F628A, и так как я недавно приобрел программатор PIC, я решил испытать его это с помощью этого проекта.
Я убрал регулятор 7805, так как решил использовать зарядное устройство на 5 вольт от сотового телефона.
В схеме подстроичный резистор на 5 кОм, но на самом деле я поставил 10 кОм, согласно datasheet на приобретенный LCD модуль.
Все три конденсаторы 10 мкФ танталовые. Необходимо заметить что конденсатор C7 – 100мкФ на самом деле 1000мкФ.
Два конденсатора по 1000пФ конденсаторы styroflex с допустимым отклонением в 1%, индуктивная катушка 82мкГн.
Общий ток потребления с подсветкой составляет около 30мА.
Резистор R11 ограничивает ток подсветки и должен быть рассчитан в соответствии с фактически используемым LCD-модулем.
Я использовал оригинальный рисунок печатной платы в качестве отправной точки и изменил его под имеющиеся у меня компоненты.
Вот результат:
Последние две фотографии показывают LC метр в действии. На первом из них измерение емкости конденсатора 1нФ с отклонением 1%, а на втором — индуктивность 22мкГн с отклонением в 10%. Устройство очень чувствительно – то есть, с неподключенным конденсатором он показывает емкость порядка 3-5 пФ, но это устраняется путем калибровки.
Эти электронные часы простейшие. Собраны были за несколько часов. Основа микроконтроллер PIC16F628A, кроме него часы содержат несколько простых и дешевых элементов, информация выводится на 4-х разрядный (часовой) светодиодный индикатор. Схема питается от сети, а также имеет резервное питание. Данную конструкцию можно рекомендовать начинающим, я специально снабдил исходную программу подробными коментариями, чтобы легче было поять, что и как тут работает.
Схема очень простая, простой и алгоритм их работы (см.коментарии в исходнике). Кнопки кн1 и кн2 служат для коррекции времени - часов и минут соответственно. Часы имеют 24 часовой формат отображения. В 1-м разряде часов сделано гашение незначащего нуля. Точность хода часов целиком зависит от частоты кварцевого резонатора. Но даже без специальных подборок кварцев и конденсаторов в тактовом генераторе - часы идут весьма точно.
Часы собраны на 2-х печатных платах, пристыкованных одна к одной под углом 90 градусов. На одной плате размещен целиком индикатор, а все остальное на другой. Элемент резервного питания выломан из китайской зажигалки со светодиодным фонариком. Удаляем светодиод, а держатель батареек устанавливаем на плату. На фотографии видно, что к батарейкам выведены обрезки выводов резисторов - они то и держут всю эту конструкцию. Конечно емкость таких батареек невелика, но когда часы питаются от сети, ток от батареек не потребляется. Они питают схему, только если нет сетевого питания. При этом питается только микроконтроллер, индикатор же от батареек не питается, поэтому гаснет, а часы продолжают ход. Кнопки управление вынесены с платы в любое удобное место корпуса. Конструкция кнопок может быть любой. Для питания от сети использован китайский БП-адаптор, в который добавлена плата с микросхемой 7805 (5-ти вольтовый стабилизатор). Вобще подойдет любой блок питания, с выходным напряжением 5В и током 150мА.
Программа написана таким образом, что ее можно использовать для начального изучения микроконтроллера PIC, прокоментировано действие практически каждой команды. При желании в нее легко можно добавить дополнительные функции, например календарь, таймер, секундометр и др.
|
Данное устройство представляет из себя обычные электронные часы с будильником, но управляются они с пульта дистанционного управления на ИК лучах. Часы реализованы программно, индикация динамическая. В схеме предусмотрено резервное питание, на случай отключения эл.энергии. Будильник реализован на простой "пищалке" с встроенным генератором - buzzer.
Пульт управления реализован на микроконтроллере PIC12F629. Питается пульт от обычной батарейки для материнской платы компьютеров. Если не нажата ниодна из кнопок - микроконтроллер находится в режиме SLEEP и практически не потребляет тока. Как только кнопка нажата - микроконтроллер "просыпается" и формирует кодовую посылку на ИК светодиод.
При включении питания на дислей выводится текущее время, двоеточие мигает. Если нажать кнопку CLOCK диплей покажет время на которое установлен будильник (двоеточие не мигает), либо --:-- , если будильник выключен. Повторное нажатие на кнопку CLOCK, или через 6 секунд - девайс будет опять отображать текущее время. Нажатие кнопки COR переводит устройство в режим коррекции часов, если в данный момент индицируются часы; либо в режим установки будильника, если на дисплее отображается будильник. Первое нажатие - мигают часы, кнопкой +1 устанавливаются часы, второе нажатие кнопки COR - мигают минуты - кнопкой +1 устанавливаются минуты, третье нажатие - выход из режима коррекции часов (или будильника). Если корректируется время будильника - то он автоматически включается.
Когда дисплей индицирует время установки будильника (включается кнопкой CLOCK) - нажатие кнопки +1 включает, а повторное нажатие выключает будильник, дисплей, соответственно, показывает время установки будильника или --:-- (двоеточие не мигает). Если будильник выключен, то время его установки не сбрасывается.
В режиме индикации часов (двоеточие мигает) - нажатие кнопки +1 - переводит часы в "ночной" режим - в этом режиме индикатор полностью гаснет и мигает только двоеточие, что снижает энергопотребление и не создает лишней ночной подсветки. При этом нажатие любой кнопки на пульте, а также срабатывание - выводит часы из ночного режима.
Если сработал будильник - звучит звуковой сигнал в течение одной минуты, все цифры на дислее мигают. Нажатие любой кнопки на пульте управления выключают будильник (не сбрасывая времени его установки).
Для резервного питания часов, также как и в пульте управления, использована батарейка от материнской платы компьютера. Ее напряжение 3V, поэтому микроконтроллер в часах нужно применить низковольтный - PIC16LF628A. Если же применить батарейку с напряжением более 3,6V то подойдет и обычный PIC16F628A. Ну и совсем идеальный вариант - применить микроконтроллер с технолигией NANOWATT - PIC16F819 (Внимание! для этого микроконтроллера используется другая прошивка).
Этот вариант часов сделан таким образом, чтобы максимально упростить схему, снизить энергопотребление, и в итоге получить прибор, который легко помещается в кармане. Выбрав миниатюрные аккумуляторы для питания схемы, SMD - монтаж и миниатюрный динамик (например от нерабочего мобильного телефона), Вы можете получить конструкцию, размером чуть больше спичечного коробка.
Применение сверхъяркого индикатора позволяет снизить ток, потребляемый схемой. Снижение тока потребления также достигается в режиме "LoFF" - индикатор погашен, при этом включена только мигающая точка младшего разряда часов.
Индикация
Регулируемая яркость индикаторов позволяет выбрать наиболее комфортное отображение показаний (и опять же снизить энергопотребление).
В часах реализовано 9 режимов индикации. Переход по режимам осуществляется с помощью кнопок "плюс" и "минус". Перед выводом на индикацию самих показаний, на индикаторы выводится короткая подсказка названия режима. Длительность вывода подсказки - одна секунда. Применение кратковременных подсказок позволило достичь хорошей эргономичности часов. При переходах по режимам отображения (которых получилось достаточно много, для такого простого прибора, как обычные часы) не возникает путаницы, и всегда понятно, какие именно показания выведены на индикатор.
Коррекция показаний, выведенных на индикатор включается при нажатии на кнопку "Коррекция". При этом кратковременная подсказка выводится на 1/4 секунды, после чего корректируемое значение начинает мигать с частотой 2 Гц. Корректируются показания кнопками "плюс" и "минус". При длительном нажатии на кнопку, включается режим автоповтора, с заданной частотой. Частоты автоповтора нажатия кнопки составляют: для часов, месяцев и дня недели - 4 Гц; для минут, года и яркости индикатора - 10 Гц; для корректирующего значения - 100 Гц.
Все откорректированные значения, кроме часов, минут и секунд, записываются в EEPROM и восстанавливаются после выключения - включении питания. Секунды при коррекции обнуляются. Из всех режимов, кроме часы-минуты, минуты-секунды и LoFF организован автоматический возврат. Если в течение 10 секунд ни одна из кнопок не нажата, то часы переходят в режим отображения часов - минут.
Нажатием на кнопку "Вкл/Выкл буд." включается/выключается будильник. Включение будильника подтверждается коротким двухтональным звуком. При включенном будильнике светится точка в младшем разряде индикатора.
В режиме "Corr" на индикатор выведена корректирующая константа, начальное значение которой 5000 микросекунд в секунду. При отставании часов константу увеличиваем на величину отставания, вычисленное в микросекундах за одну секунду. Если часы спешат, то константу уменьшаем по тому же принципу.
Принципиальная схема частотомера
Микроконтроллер PIC16F628A служит для того, чтобы выполнить всю работу без каких-либо дополнительных микросхем. На 16F628A 16 I/O выводов, два из которых используются для кварцевого генератора, один предназначен для ввода сигнала, а другой может быть использован только для ввода, что дает нам только 12 полезных I/O контактов. Решение - поставить транзистор, который открывается при выключении всех других цифр.
Светодиодный 7-сегментный дисплей, используемый здесь, с общим катодом типа BC56-12SRWA. Когда все сигналы находятся на высоком уровне, транзистор Q1 открывается и переключается на первой цифре. Ток для каждого сегмента составляет около 7 мА.
Вся схема частотомера потребляет тока порядка 30 мА в среднем. Микроконтроллер использует свой внутренний 4 MHz генератор для тактирования CPU. А внешний кварцевый генератор с частотой 32768 Hz нужен для установки 1 второго временного интервала. Tmr0 используется для подсчета входного сигнала на выводе RA4.
В качестве входного сигнала нужно будет 5 вольт прямоугольного вида. Сам частотомер может измерять до 1 мегагерца, что более чем достаточно для любительских проектов. Это сделано для удобства, так как счетчик может достигать показаний 999999 Гц - и ничего переключать не нужно. Меряем хоть 11 герц, хоть 139,622 килогерц.
В общем если у кого есть желание повторить этот проект самим, вот файлы . Плата в архиве немного отличается от той, что на фотографии, были позже сделаны некоторые оптимизации. А программный код открыт - можно его при умении оптимизировать.