Вольтметры на 3 и 4 разряда

[eddy_em]

Этим "ночером" я срисовал схемы еще двух вольтметров:

Трехсимвольный

Четырехсимвольный

На трехсимвольном часть элементов распаяна прямо под экранчиком. Мне его выпаивать не хотелось (да и сомневаюсь, что это можно сделать, не сдув феном остальные элементы), поэтому схема нарисована приблизительно.
Как обычно, китайцы крайне неудачно развели схему: если бы они оставили свободными ноги UART1Rx/Tx, то переделать этот "вольтметр" во что-нибудь полезное было бы попроще. А еще непонятно, зачем они задействуют ногу SWIM, когда и так хватает ног!
Схемка трехсимвольного элементарна: кренка выдает (??)Вольт для питания микроконтроллера от входного напряжения (не замерил, сколько там). С той же входной ноги VIN напряжение поступает на делитель R1/R2, после которого примерно 10% входного напряжения идет на аналоговый вход AIN4. Так как используемый линейный стабилизатор дает довольно-таки плохонькую стабильность напряжения питания микроконтроллера (как минимум процентов пять при разбросе входных напряжений от 3.6 до 24В), то полагаться только на встроенный АЦП нельзя. А вот внутренний стабилизатор, судя по информации с радиофорумов, при разбросе входного напряжения порядка тех же ±5% выдает вполне стабильное напряжение 1.8В с точностью не хуже 1%. Поэтому в данной схеме есть еще один канал измерения АЦП: напряжение на Vcap — конденсаторе для внутреннего стабилизатора.
Итак, этот трехсимвольный "вольтметр" на своем рабочем диапазоне (3.6..24В) имеет LSB=0.035В и погрешность не хуже 1% (а, возможно, даже и лучше). Это позволяет нам не фиксировать десятичную точку (как было в пятисимвольном "вольтметре"), а выводить ее после первой цифры для напряжений меньше 10В (правда, смысла от этого особо нет: показания будут скакать как минимум ±1LSB; хотя, если проводить плавающее усреднение, будет намного симпатичней).
Кстати, советую обратить внимание на документацию стабилизатора HT7136: предельное напряжение составляет 24В, и если продавец пишет, что "вольтметр" с таким стабилизатором работает до 34В, то он врет, и кренка может сгореть в любой момент. Со всеми вытекающими спецэффектами.

А вот четырехсимвольный "вольтметр" опять явился примером китайского творческого подхода (как и пятисимвольный, в котором 1 символ был явно лишним): 10-битный АЦП сможет выдать 4 значащих цифры лишь при усреднении как минимум сотни показаний!
Кроме того, здесь не анализируется значение Vcap — создатель железяки всецело полагается на постоянство сопротивлений пятипроцентных резисторов с жутким ppm, а еще веселей здесь выглядит переменный резистор RV1 на 2.2к, у которого сопротивление от температуры еще хлеще будет меняться!
На железяке забавно сделаны R5 и R6: чтобы стопроцентно не ошибиться (а может еще для чего) у них была сделана одна общая нога, поэтому нельзя одновременно оба впаять. Если впаян R5, то измеряемое напряжение нужно будет подключать к входу IN (зато нижним пределом будет 0, а не 3.9В), но придется подавать отдельное напряжение питания. А если впаян R6, то получаем все ту же двухпроводную схему (на экземпляре у меня так и было распаяно).
Назначение 10-мегаомного Rx для меня осталось загадкой.
Опять SWIM висит на аноде четвертой цифры (т.е. второго разряда), что опять же вызывает непонимание.
Опять UART1_Rx занят. Зато свободен UART1_Tx, т.е. можно по последовательному порту передавать куда-нибудь измеренные значения. Правда, целесообразность этого вызывает крайние сомнения.
Итак, учитывая то, что перед кренкой здесь стоит Шоттки на 0.24В, то несмотря на очень низкое падение напряжения на этой кренке, нижним пределом измерений в двухпроводном исполнении будет где-то 3.9В. Верхним пределом опять будет напряжение 24В. Опять же LSB=0.035В и погрешность выше 1%. Т.е. без усреднения хотя бы по нескольким десяткам измерений выводить все четыре разряда нецелесообразно. Как и изменять положение десятичной точки: ее нужно зафиксировать на второй позиции (третий разряд), показывая напряжения с двумя цифрами после запятой. Наверняка в данном исполнении у китайцев опять был отдельный такт на отрисовку десятичной запятой ☺

Переделка этих двух вольтметров с минимальным вмешательством может быть следующей: из трехсимвольного можно сделать индикатор показаний чего-нибудь по программному 1-wire, I2C или UART; еще можно сделать двухвходовый измеритель.
С четырехсимвольным то же самое + возможность улучшить точность, заведя Vcap на один из свободных аналоговых входов (AIN4 или AIN5).

Comments

[alex-avr2.livejournal.com]

Я конечно жутко извиняюсь, но почему за это время можно было спокойно развести свою плату подобного плана со всеми необходимыми плюшками, точностью и т.п. и заказть ее? :)

[eddy-em.livejournal.com]

Рекомендую посчитать, во сколько обойдется развести изготовить такую плату (даже самостоятельно, ЛУТом): только за микроконтроллер придется ~$1! А еще экранчик и мелочевка (правда, она копеечная, если не собирать "вольтметр" с внешним АЦП). Я не думаю, что выйдет дешевле их ибейной стоимости (трехсимвольный стоит около $2, точно такой же четырехсимвольный — $2.6).
Да и смысл же именно в переделке бесполезных "вольтметров" в полезные вещи. Можно, кстати, и вольтметры из них сделать, только подпаять пару проводков для программного UART'а. И тогда будет возможно их калибровать без модификации прошивки.

[alex-avr2.livejournal.com]

Да я примерно представляю во сколько оно выйдет - буквально вот на днях заказывал несколько тысяч элементов из китая, так что в ценах ориентирнуюсь :)

Строго говоря если делать плату ЛУТом, то выйдет вообще во столько же, ибо компоненты можно отпаять собственно с вольтметра.

А так - контроллер 0.6, плата 0.7, дисплей 0.5 ну всякая рассыпуха еще 0.2, допустим. Итого выходит 2$. Ну да, чуть дороже, чем покупать готовый, но зато свой со всеми возможными плюшками. И да, это конечно если делать не 1-2шт(тогда смотри про ЛУТ выше), а 20шт.

[eddy-em.livejournal.com]

> компоненты можно отпаять собственно с вольтметра
А смысл?

> контроллер 0.6, дисплей 0.5
Это если брать довольно крупными партиями, либо рисковать, покупая не на ибее, а на алиэкспрессе.

[alex-avr2.livejournal.com]

Смысл - сделать так, как хочется, раз текущая реализация не нравится.

В принципе по таким ценам можно и у нас найти. Можно и на алиэкспрессе взять. Риск есть, но небольшой, тем более что обычно в случае косяков деньги там возвращают по отзывам народа (у меня ни разу косяков не было).
Это цены для 10-20шт. Если брать сотни, то еще лучше.

[eddy-em.livejournal.com]

Не, как раз-таки мне совершенно нет нужды делать свои вольтметры. Просто интересно написать прошивку для существующих и придумать, как их можно переделать с минимальным вмешательством.
Можно, например, терморезистор приладить для точного измерения температуры.
Можно прикрутить к нему барометр и давление отображать.
Ну и т.д.

> Можно и на алиэкспрессе взять
Там еще неудобно то, что нужно постоянно бежать за 3D-паролем. А ebay работает через paypal, там никаких 3D-паролей не нужно вводить.

[alex-avr2.livejournal.com]

3D пароль? Не слышал о таком, плачу через счет киви напрямую, тока смс подтверждение.

[eddy-em.livejournal.com]

Ну вот еще "киви" не хватало мне, у которых ближайший терминал в 30км от нашего поселка!

[alex-avr2.livejournal.com]

В таком случае проблема, да. У нас их десяток в радиусе километра.

[balmerdx.livejournal.com]

Впринципе уложиться можно в 2$, только партия должна быть соответствующей. Если 100 шт. заказывать - то уже реально.

[eddy-em.livejournal.com]

Мне и одной-то не надо ☺
Я свои прошивочки напишу, отлажу, а китайцы, если им понравится, пусть сами штампуют.