Прибор для измерения выходной мощности усилителя на микроконтроллере Attyny13, Attyny45

В поисках чего бы ещё собрать в плане изучения МК, нашел датагорскую статью «Стрелочный индикатор на микроконтроллере Attyny13: "показометр" для вашего усилителя».
Идея понравилась, в том числе со своей практической стороны, т.к. иногда бывает трудно убедить слушателей, что звучит всего 1-2 Вт, а не намного больше. В общем идея была сделать индикатор, который при необходимости подключается параллельно АС и показывает уровень подводимой мощности.

Схема была взята из указанной статьи практически без изменений, за исключением одной доработки, о которой чуть ниже. Собрал на макете, прошил программой из статьи, подключил и тут нашёлся подводный камушек.
В оригинальной прошивке, для построения логарифмической кривой использовался способ «с помощью отрезков прямых»:

if (n>=141) x=2*n+2020; 
else if (n>=66) x=5*n+1600; 
else if (n>=38) x=9*n+1330; 
else if (n>=21) x=15*n+1110; 
else if (n>=5) x=40*n+600; 
else if (n>0) x=160*n+50; 
if (n==0) x=0;

У меня движение стрелки индикатора оказалось ступенчатым. Т.е. при плавном прибавлении уровня сигнала, стрелка как бы замирает на определённом значении, а затем перескакивает на следующее деление. Т.е. нет плавного движения стрелки.

Там же есть формула другого алгоритма:

Y=-8196/(X+28)+284. 

Я перекомпилировал программу на расчёт по этой формуле, а не отрезками, и всё стало плавно и красиво. Чуть позже формулу немного подправил:

Y =-7168/(X+28)+256;

Мне так больше понравилось.

В окончательном моём варианте стрелочка дёргается не по чистому алгоритму, а по предложенной в той же статье идее усреднения логарифма и линейной функции.

Все что оставалось — это настроить максимальное отклонение стрелки на нужный уровень сигнала. Я себе выбрал максимальное отклонение при 15 В на входе.

Далее подаём на вход разные уровни сигнала и создаём табличку соответствия показания индикатора с входным сигналом.

В итоге получился вот такой индикатор:


Но на этом история не заканчивается. В процессе эксплуатации выяснилось, что не очень удобно смотреть на индикатор, а потом в табличку. Захотелось чего-то большего. Например, передавать данные по UART в терминал.

Нужно сказать, что Attyny13 не имеет встроенного UART. Порывшись в Интернете, нашёл несколько примеров программной реализации UART. Взял один из примеров и соединил с программой «показометра». Всё заработало и если передавать просто значения ADC, то памяти хватает, и в Attyny13 все помещается. Но нам-то хочется, чтобы всё передавалось в «расшифрованном» виде, т.е. напряжение и мощность на выходе УМЗЧ. Но тут программа раздувается довольно сильно и в Attyny13 не помещается.



Выходом стала замена Attyny13 на Attyny45. По ногам они совпадают, осталось только переткнуть в панельке.
Собственно это и есть та самая небольшая доработка, упомянутая мной в начале.
Для вывода сигнала Tx используется свободный вывод PB2 (7 нога). Снимается сигнал через переходник, подключаемый к разъёму для программирования (7 нога).


Информации на терминал выводится в виде:
L_напряжение/мощность
R_напряжение/мощность

Мощность рассчитана применительно к нагрузке 6 Ом.
При необходимости, можно поменять пересчёт на другую нагрузку в строках программы:

// перевод в ваты на нагрузке 6 Ом
		vaw=(vav*vav)/6;
		vbw=(vbv*vbv)/6;

Выводятся средние значения с периодом измерения примерно 1 сек.

Вывод по UART настроен на скорость 19200. При необходимости можно поменять в softUart.h в строке:

/*скорость обмена*/
#define SUART_BAUD_RATE  19200L  

Питается устройство через разъем mini-USB, от любого подходящего ЗУ от телефона, в случае работы автономно (без подключения к UART). Либо через разъем для программирования, питание при этом берётся с платы UART (у меня внешняя плата UART).


Чуть позже появилась идея использовать в качестве терминала не компьютер, а собрать устройство на базе МК Atmega и дисплея от телефона. Что и было сделано. Правда кроме мини-терминала получился ещё мини-осциллограф и генератор. Но об этом в следующий раз.

Данную идею (Attyny13 + UART) можно использовать, например, для контроля тока выходных ламп или неких напряжений в усилителе. Подключаем ADC-входы Attyny13 к катодным резисторам выходных ламп и снимаем по UART показания. Причём сама Attyny13 включается только если подать на неё питание в момент съёма информации. В остальное время Attyny13 спит и ни на что не влияет.

Файлы:

Архив с программой, отладочной схемой в Proteus и платой в DipTrace.
🎁 w-metr_45.zip  176.19 Kb ⇣ 87

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации