Nowy MULTIMETR z czujnikiem Halla

Transkrypt

1 Nowy MULTIMETR z czujnikiem Halla - do zasilaczy, prostowników - MULTIMETR HALL - do wzmacniaczy mocy RF - RF MULTIMETR HALL - do elektrowni wiatrowych, paneli - GREEN ENERGY HALL opr. Piotrek SP2DMB aktualizacja: sp2dmb@gmail.com Nowa wersja MULTIMETRA oparta na pomiarze prądu przy pomocy czujnika HALLA. Elementem pomiarowym jest układ ACS712 w obudowie SO8 Dzięki czujnikowi, MULTIMETR możemy podłączyć do układu w dowolnym miejscu. Zakresy pomiarowe są ograniczone do wartości oferowanych przez producenta. Są to : 5A, 20A, 30A i 50A*. Płytka jest jednak tak zaprojektowana, aby można było wykorzystać inne czujniki firmy Allegro MicroSystems Inc. Płytka jest jednostronna, cynowana i pokryta soldermaską. Większość elementów jest typu SMD. Rezystory to wielkość 1206, a kondensatory Wymiary płytki : 80 x 51mm. Sercem układu jest procesor Atmega8A-PU w wersji przewlekanej. Ponieważ nie jest to przyrząd laboratoryjny, dokładność przetworników A/D jest wystarczająca. Płytka jest podstawą do budowy różnej wersji MULTIMETRÓW, dlatego znajduje się na niej kilka bloków. W zależności od wersji są wykorzystane lub nie. Podstawowe parametry różnych wersji MULTIMETRA: - pomiar napięcia do 50V - pomiar prądu do: 5A, 20A, 30A, 50A* - pomiar mocy dostarczanej DC - pomiar amperogodzin Ah - pomiar kilowatogodzin kwh - pomiar temperatury od 0 do 100C - wskaźnik mocy wyjściowej RF - wskaźnik SWR - generator dźwiękowy BUZZER - tranzystor podający GND Układ do zasilaczy, prostowników oraz elektrowni wiatrowych i paneli jest taki sam, będzie omówiony razem * czujnik ACS756KCA-050B jest montowany poza płytką

2 Schemat MULTIMETRA HALL i GREEN ENERGY HALL Punkt A wykorzystany, gdy czujnik znajduje się poza płytką. W zależności od wersji, może zachodzić konieczność pomiaru wyższych napięć. W związku z tym w dzielniku napięciowym jest kilka rezystorów. Potencjometrem typu helipot, ustawiamy właściwą wartość mierzonego napięcia. Na następnej stronie schemat montażowy:

3 Kilka uwag ogólnych. Po każdym włączeniu zasilania układu, program dokonuje kalibracji pomiaru prądu. Producent układów ACS podaje dokładność rzędu 1,5%. Dlatego może się zdarzyć, ze na wyświetlaczu pojawi się nam znak minus: Nie jest to błąd. Jeśli prąd nie płynie, układ wysyła +2,5V do procesora. Te +2,5V w przeliczeniu jest prądem o wartości zero 0. Temperatura, otoczenie tolerancja może sprawić, że w pewnym momencie będzie to mniej niż +2,5V. Dla procesora, który przyjął inne początkowe wartości oznacza wartość mniejszą od +2,5V. Dlatego pojawia się znak minus.

4 Widok wyświetlacza dla MULTIMETRA HALL : Widok wyświetlacza dla GREEN ENERGY HALL :

5 Schemat RF MULTIMETRA HALL W odróżnieniu od poprzedniej wersji RF MULTIMETRA, ta posiada dodatkowo generator dźwiękowy tzw. BUZZER oraz tranzystor do kluczowania dowolnego układu. Standardowo dźwięk pojawia się z chwilą przekroczenia temperatury 65C lub SWR powyżej 2. Sygnał SWR pochodzi z mostka, który musimy zbudować. Podłączamy do punktu INP1. Wskazania (kalibrację) SWR ustalamy potencjometrem P3. Jest to tylko

6 wskaźnik informujący nas o prawidłowej lub nie, instalacji antenowej. Jeśli nie korzystamy z tej opcji, musimy wejście połączyć z masą układu. Na wyświetlaczu pojawi się 0.0. Przekroczenie temperatury 65C lub SWR powyżej 2 powoduje ciągły sygnał dźwiękowy oraz pojawienie się jednego z komunikatów: Ponadto na kolektorze Q1 pojawi się masa. Można to wykorzystać w dowolny sposób, do dodatkowego zabezpieczenia wzmacniacza. Wskaźnik mocy wyjściowej pokazany jest w formie kwadracików. Napięcie z mostka pomiarowego podłączamy do wejścia INP3. Ustawiamy suwak P5 na masie. Włączamy wzmacniacz na pełną moc i potencjometrem P5 ustawiamy maksymalną ilość kwadratów : Jeśli moc doprowadzona DC przekroczy 999W, zniknie z wyświetlacza literka W. Pojawi się dopiero poniżej wartości 1000W.

7 Termometr działa w zakresie od 0 do 100C z rozdzielczością 1C. Należy wcześniej ustalić długość przewodów do termometra. Następnie przylutować do płytki i zamontować wyświetlacz. Można też lutować od strony druku. Schemat montażowy RF MULTIMETRA HALL Zdjęcia gotowego MULTIMETRA:

8 Prostota układu wiąże się z dokładnościa pomiarową. Zależy ona od dokładności przetwornika ADC w procesorze, temperatury otoczenia, programu oraz czujnika Halla. Wynosi ok. +/- 3%. Jest to wystarczjące w amatorskich warunkach. Przybliżona rozdzielczość pomiaru prądu w zależności od maksymalnej wartości pomiarowej: - ACS712-5A (185mV/A) 0,026A ~ 0,03A - ACS712-20A (100mV/A) 0,048 ~ 0,05A - ACS712-30A (66mV/A) - 0,073 ~ 0,08A - ACS756-50A (40mV/A) - 0,12A ~ 0,12A Multimetr można zasilać z tego samego źródła. Jednak napięcie to nie powinno przekraczać +30V. Powyżej tej wartości, należy zasilać z dodatkowego źródła. Wyboru dokonujemy poprzez odpowiednie ustawienie zworki zasilającej. Ponadto mamy dodatkowo dostęp do +5V, bez względu na ustawienie zworki. Ustawienie jumpera w zasilaniu MULTIMETRA : - z zewnętrznego źródła - z mierzonego źródła

9 Budując dowolną konfigurację MULTIMETRA możemy skorzystać z gotowych modułów pomiarowych ACS712. Są dość powszechne i tanie. Do zasilania wykorzystamy pin +5V pokazany wcześniej. Sygnał wyjściowy z płytki podłączamy do pinu A znajdującego się na płytce: Cały MULTIMETR jest zabezpieczony diodą 1N4148, na wypadek zmiany polaryzacji zasilania. Wkrótce będzie dostępny film prezentujący różne konfiguracje MULTIMETRA. Wszelkie pytania kierować na adres: sp2dmb@gmail.com Vy 73 Piotrek SP2DMB