Простой модульный вольтметр переменного напряжения на PIC16F676

Простой вольтметр переменного напряжения с частотой 50 Гц, выполнен в виде встраиваемого модуля, который может использоваться как отдельно, так и быть встроен в готовое устройство.
Вольтметр собран на микроконтроллере PIC16F676 и 3-разрядном индикаторе и содержит не очень много деталей.

Основные характеристики вольтметра:
• Форма измеряемого напряжения — синусоидальная
• Максимальное значение измеряемого напряжения — 250 В;
• Частота измеряемого напряжения — 40…60 Гц;
• Дискретность отображения результата измерения — 1 В;
• Напряжение питание вольтметра — 7…15 В.
• Средний ток потребления — 20 мА
• Два варианта конструкции: с БП на борту и без 
• Односторонняя печатная плата
• Компактная конструкция
• Отображение измеряемых величин на 3-разрядном LED-индикаторе

↑ Принципиальная схема вольтметра для измерения переменного напряжения

Реализовано прямое измерение переменного напряжения с последующим вычислением его значения и вывода на индикатор. Измеряемое напряжение поступает на входной делитель, выполненный на R3, R4, R5 и через разделительный конденсатор C4 поступает на вход АЦП микроконтроллера.

Резисторы R6 и R7 создают на входе АЦП напряжение 2,5 вольта (половина питания). Конденсатор C5, относительно малой ёмкости, шунтирует вход АЦП и способствует уменьшению ошибки измерения. Микроконтроллер организует работу индикатора в динамическом режиме по прерываниям от таймера.

↑ Конструкция и детали

Вариант с питанием от измеряемой сети 220 В. Предусмотрен простейший блок питания 5 Вольт, эта часть обведена бледно зелёной линией на схеме. Такой модуль используется при непосредственном питании от измеряемой сети. В этом режиме нижняя граница измеряемого напряжения будет составлять около 150 Вольт.


Вариант с доп. питанием + 7…15 В. Пределы измерения 0 – 250 Вольт.


Вольтметр собран на плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Индикатор применён с общим катодом.
Резисторы R6 и R7 могут иметь величину 47 – 100 ком. Их необходимо подобрать с одинаковыми номиналами или взять с 1% допуском. От их равенства номиналов зависит линейность показаний в верхней части шкалы.
Номинал резисторов R8 – R12 выбирается в зависимости от требуемой яркости свечения и светоотдачи индикатора. При этом возможно придётся увеличить ёмкость конденсатора C1 для получения большего значения тока для питания индикатора.
При использовании индикатора с малой светоотдачей желательно вместо микросхемы U1 (78L05) применить более мощную 7805 для того чтобы избежать перегрева.

↑ Настройка

Настройка вольтметра особенностей не имеет. Перед настройкой желательно выждать 10 – 15 минут после включения. Необходимо установить правильные показания с помощью резисторов R5 (точно) и R3 (грубо, если потребуется).

↑ Программа

Программа написана на языке СИ (mikroC PRO for PIC) и снабжена комментариями. В программе применено прямое измерение переменного напряжения микроконтроллером, что позволило упростить схему и повысить точность измерения малых напряжений.
Микропроцессор применён PIC16F676. Тактовая частота внутреннего генератора 4 МГц.

Работа программы: в течение некоторого отрезка времени производится многократное прямое измерение напряжения без привязки к фазе и при этом определяются минимальное и максимальное значения напряжений. Разность их значений будет равна размаху измеряемого напряжения, которое и выводится на индикатор.

↑ Возможные применения вольтметра

• Измерение напряжения сети (пределы измерения 150 – 250 Вольт)


• Измерение регулируемого напряжения, снимаемого с ЛАТРа (пределы измерения 0 – 250 Вольт)



• Измерение напряжения внутри какого-либо устройства, если есть внутренний источник питания с напряжением 8 – 15 Вольт (пределы измерения 0 – 250 Вольт). Используется вариант платы без блока питания. Я применил этот вариант в ШИМ регуляторе переменного напряжения.

↑ Файлы

Схема, плата, прошивка и исходный код
🎁Soft_PH8_V2.zip  4.83 Kb ⇣ 384
🎁Plata-PH8.zip  19.18 Kb ⇣ 341
🎁Shema-PH8.zip  9.21 Kb ⇣ 333

↑ Дополнения

03-02-2016 Новая статья с доп. материалами: Вольтметр переменного напряжения на PIC16F676. Прошивка с общим анодом и новая плата на SMD

Спасибо за внимание!
Иван Внуковский, г. Днепропетровск, Украина

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации