VOLTMETR S PCF 8591

Vágner Vlastimil

    Přípravek vznikl při mých po pokusech s integrovanými obvody na sběrnici I2C, v uvedeném zapojení umožňuje současně měření napětí na čtyřech vstupech proti zemi. Přípravek se připojuje na sériový port počítače nebo pomocí redukce USB/COM, tato musí podporovat všechny I/O linky sériového portu. Přípravek má sloužit k vlastní inspiraci v žádném případě si neklade za cíl konkurovat továrním zapojením.

 

Použití přípravku

    Přípravek používám k měření baterií při testování a vybijení článků používaných v RC modelech, kde každý článek je samostatně vybíjen tím že je možné měření na čtyřech vstupech je vybíjení rychlejší než při vybíjení po jednom článku.

Popis přípravku

    Přípravek je vlastně převodník A/D a D/A pro sběrnici I2C jde o PCF8591 což je osmibitový A/D a D/A převodník který umožňuje současné měření na čtyřech vstupech proti zemi nebo je možné vstupy nakonfigurovat tak že je možné i diferenční měření napětí na vstupech. V tomto zapojení které je uvedeno zde je použito konfigurace čtyř vstupů proti zemi GND(-). Výstup D/A v tomto zapojení není použitý. Napájení přípravku je v terénu možné z devítivoltové baterie nebo ze síťového zdroje jehož napětí nesmí být nižší jak 8VDC,modul má stabilizátor napětí na hodnotu 5V které je současně jak napájecí tak je použito jako referenční napětí pro A/D převodník tím je dána jeho rozlišovací schopnost 5/255= 0.0196V zaokrouhleno je pak 0.02V. V případě že bude přípravek používán vždy a pouze do vstupního napětí 5V je jeho zapojení vstupů AIN0 až AIN3 na obrázku č.03, pokud bude používán jak pro měření na vstupech AIN0 až AIN3 do 5V tak i pro měření napětí přesahující 5V (maximálně 50V) je zapojení vstupů na obrázku č.04. Volba  rozsahů podle zapojení na obr.č.04 se provádí přepínači PŘ.1 až PŘ.4 při volbě rozsahu 5V tak i volbě rozsahu nad 5V platí volba pro všechny vstupy AIN0 až AIN3. POZOR PŘEPÍNAČE ROZSAHU 5V – 50V PŘ.Č.1 – PŘ.Č.4 PŘEPÍNÁME VŽDY PŘED TÍM NĚŽ PŘIPOJÍME MĚŘENÉ NAPĚTÍ NA VSTUPNÍ SVORKY VSTUPŮ. Přípravek má osm vstupních zdířek  čtyři modré tyto jsou spojené a čtyři červené, do modrých zdířek se připojují záporné póly od testovaných zdrojů (baterií a podobně), do červených zdířek se připojují kladné póly od každé baterie. V zapojení přípravku podle obr.č.04 je kladné napětí připojené do červených zdířek připojeno na střední vývody přepínačů PŘ.1A, PŘ.2A, PŘ.3, PŘ.4A. Těmito přepínači volíme rozsah 0 – 5V nebo 0 – 50V a dále je pak z těchto přepínačů dle volby rozsahu připojeno na vstupy AIN0, AIN1, AIN2, AIN3 IO2. Za zmínku tohoto triviálního zapojení převodníku stojí bočník složený z rezistorů označených ve schématu R2, R5, R8, R11…27K, R3, R6, R9, R12….3K, na těchto přesných hodnotách záleží při měření napětí na rozsahu 50VDC naměřená hodnota A/D převodníku, proto jsou ve schématu naznačeny trimry TP1, TP2, TP3, TP4, TP5, TP6, TP7, TP8 kterými nahradíme, pokud chceme rezistory R2, R5, R8, R11…TRIMR TP1, TP3, TP5, TP7....50K a R3, R6, R9, R12…TRIMR TP2, TP4, TP6, TP8…10K a na trimrech nastavíme hodnoty, jenž mají R2, R3, R5, R6, R8, R9, R11, R12 tím je nastavení bočníku pro měření na rozsahu 50V DC hotovo. Schéma zapojení převodníku pro rozsah pouze 5V je na obrázku č. 03, pro rozsah 5V a 50V je na obrázku č. 04. Na obrázku č.01 je zapojení převodníku COM – I2C, na obrázku.č.02 je zapojení vývodů PCF8591. Podrobnější popis je v datasheetu k uvedenému IO PCF8591

 

Popis programů

    Ovládací programy pro tento modul jsou dva jeden má název pět.exe,druhý má název nadpět.exe,programy jsou v adresáři PROGRAMY, oba programy jsou napsány v Turbo Pascalu. Pokud máme na počítači operační systém Windows 2000,XP,NT tak zde jdou programy spustit POUZE z příkazové řádky, pokud jsou uvedené programy nainstalovány jako 32-bitové, v případě že jsou však nainstalovány jako 64-bitové tak se programy PĚT.EXE a NADPĚT.EXE spustit NEPODAŘÍ, pokud jsou na počítači Windows 95/98 tak jdou programy spustit buď z příkazové řádky, nebo po restartu počítače se zvolí klávesou F8 pouze volba DOS. Jdou spustit i na počítačích bez HDD, které mají floppy mechaniku, kdy na disketu nahrajeme OS a oba uvedené programy.

   

    Program PĚT.EXE slouží k měření napětí MAXIMÁLNĚ OD 0V DO 5V na jednom vstupu nebo na všech vstupech přípravkem zapojeným dle Obr.č.03 pokud je použit přípravek vyrobený dle obr.č.04 je možné měření pouze pokud jsou všechny přepínače vstupů PŘ.1 – PŘ.4 přepnuty na rozsah 5V. Naměřené hodnoty napětí na vstupech se zobrazují na monitoru počítače PC. Po spuštění programu zvolíme port kde je připojený A/D modul, volbu portu volíme stiskem <1> ,<2> , <3> , <4> , stiskem klávesy s číslem <1> volíme port com1, stiskem klávesy s číslem, <2> volíme port com2 atd., po volbě portu se na monitoru PC zobrazí zvolen rozsah měření do 5V a dále hodnota napětí na vstupu(ech). Program ukončíme stiskem klávesy libovolné klávesy..

 

    Program NADPĚT.EXE. Volba sériového portu je shodná s programem PĚT.EXE, slouží k měření napětí na jednom nebo všech vstupech přípravkem zapojeným podle obr.č.04 po volbě portu se zobrazí ukončení programu jakoukoliv klávesou a dále zvoleno měření nad 5V. Na dalších řádcích se již zobrazuje naměřené napětí na vstupu(ech) program ukončíme stiskem jakékoliv klávesy. Pokud je vstupní napětí nižší jak 5V přepneme přepínače PŘ.1 – PŘ.4 na rozsah 5V pokud je rozsah vyšší jak 5V jsou přepínače přepnuty na rozsah 50V. Přepnuty MUSÍ BÝT VŽDY VŠECHNY PŘEPÍNAČE VSTUPŮ SHODNĚ TZV. 5V NEBO 50V. program NADPĚT.EXE měří napětí na obou rozsazích 5V tak i 50V, program ukončíme stiskem jakékoliv klávesy.

 

                           Obr

 

                                     Obr

 

Obr   

seznam součástek: dle obr. č.03

Rezistory R1,R2, R3,R4…M2

 KONDENZÁTORY: C1,C2 , KERAMIKA 100NF ,

POLOVODIČE:

Integrované obvody:

IO1…..7805 , IO2….PCF8591  + patice k IO

Zdířky: červená …..4KS , modrá….4KS ,

 

 

Obr

 

seznam součástek: dle obr. č.04

Rezistory : R1,R4,R7,R10…M2

 Bočník:     R2,R5,R8,R11…27K , R3,R6,R9,R12…3K ,

 Trimry: TP1,TP3,TP5,TP7…50K , TP2,TP4,TP6,TP8…10K , víceotáčkové,

KONDENZÁTORY: C1,C2 , KERAMIKA 100NF ,

POLOVODIČE:

Integrované obvody:

IO1…..7805 , IO2….PCF8591  + patice k IO

Zdířky: červená …..4KS , modrá….4KS ,

Přepínač. PŘ.1- PŘ.4  - 4KS - 2 páry přepínacích kontaktů

 

P8170194

Přípravek v nepájivém poli před testováním programu

 

P8170204

Připojení k počítači OS Windows7- startér redukce USB-COM

 

P8170196

Spuštěný program příkazová řádka OS Windows7-startér

P8170197

Měření napětí na jednom vstupu „ 1 „ testování programu

 

P8170199

Měření napětí na dvou vstupech „1 a 2“ testování programu

 

P8170200

Měření napětí na vstupech „1 a 2“ testování programu

 

P8170206

Měření napětí na vstupech „3 a 4“ testování programu

 

P8170207

Měření napětí na vstupech „3 a 4“ testování programu

 

vagnervlastimil@seznam.cz

 

 

 

 

 

 

 

„Na světě je zavedeno, že spousta hloupých si hraje na chytré. Z chytrých, kterých je na světě nedostatek, jen ti nejchytřejší si hrají na hloupé.“ Jan Werich