Например TDA7294

РадиоКот > Схемы > Цифровые устройства > Автоматика

Автоматический выключатель тестера DT-832

Автор: Gena2, genack@ukr.net
Опубликовано 28.12.2016.
Создано при помощи КотоРед.

 
    Необходимость таймера автоматического выключения цифрового мультиметра, типа DT-832, возникает каждый раз после того, когда забыл его выключить и батарея разрядилась. А измерять
нужно сейчас и здесь. В интернете существует достаточно схем таких устройств, но всё как-то не то. Таким образом изготовление такого устройства откладывалось годами. По мере освоения
микроконтроллеров, накопления аккумуляторов от испорченных мобильных телефонов, приобретения плат для заряда Li-Ion аккумуляторов, плат повашающих/понижающих DC преобразователей + победа
собственной лени - всё это в конце концов объединилось и превратилось в такое техзадание, где:
    Таймер для цифрового мультиметра предназначен для включения/выключения одной кнопкой питания мультиметра и автоматического выключения его питания, если это забыл сделать
пользователь. Этим экономится расход энергии питающего элемента и продлевается время его работы до следующего заряда. Ввиду того, что отпадает необходимость после каждого измерения
устанавливать селектор режима измерения в положение "OFF" - значительно уменьшается механический износ кольцевых коммутационных дорожек печатной платы и соответствующих им скользящих
контактов на переключателе. И как следствие этого - продление времени службы мультиметра к которому уже привык, не единожды его ремонтировал (он как бы уже и коллега).
   

    Исходя из этого, задание для программы микроконтроллера сформулировалось так:
1. Исходно МК в режиме "Power Down".
2. При нажатии на кнопку производится инициализация микроконтроллера, мультиметр включается. Производится измерение напряжения аккумулятора. Если оно больше 3 В, то
раздаётся мелодия включения, а если меньше, то звучит мелодия "На зарядку...".
3. Затем, сразу же, проверяется время удержания кнопки в нажатом состоянии. Если кнопка отжата минимум одну секунду, то программа переходит к работе в основном цикле.
Если кнопка зажата, то звучит звук сирены (скорой помощи) и мультиметр выключается по подпрограмме автоматического выключения. Это проверка того, что кнопка не была случайно
зажата (например, в коробке с инструментом) и работа мультиметра не нужна.
4. В основном цикле идёт отсчёт тайминга "Основного времени" ("ОВ" - три минуты). После завершения этого тайминга, трижды звучит предупреждающий сигнал и начинается отсчёт
тайминга "Дополнительное время" ("ДВ" - одна минута). После завершения дополнительного тайминга звучит мелодия и мультиметр выключается.
5. Если в течении работы таймингов "ОВ" и "ДВ" кратковременно нажать кнопку, то раздаётся короткий сигнал и тайминги обнуляются. Т.е. начинается новый отсчёт "ОВ", а затем и "ДВ".
6. Для досрочного выключения мультиметра нужно нажать и удерживать нажатой кнопку не менее 0,3 секунды. Будет проиграна мелодия и мультиметр выключится.
7. После выключения мультиметра микроконтроллер переводится в режим "Power Down". Это экономит расход энергии аккумулятора. Пробуждение из режима "Power Down" происходит
при именению уровня напряжения на входе PB3 МК (т.е при начатии кнопки).   

Назначение элементов схемы. 

 A1 - плата заряда аккумулятора E1, ток заряда около 350 мА. Сама плата получает питание от зарядного устройства через разъём микроUSB. Нужно учесть, что из Китая платы
приходят настроенные на ток заряда 1 А. Изменение тока заряда производится изменением сопротивления резистора на выводе 2 микросхемы TP4056.
 E1 - литий-ионный аккумулятор от мобильного телефона, 3,7 В, 800 мАh.
 D1 - микроконтроллер ATtiny13A (далее просто МК) выполняет программу "зашитую" в нём, и управляя другими радиокомпонетами обеспечивает функционирование устройства так, как
задумано разработчиком.
 A2 - повышающий DC/DC преобразователь. Выходное напряжение 9 В. Питает мультиметр.
 Кнопка SA1 - кнопка управления работой устройства, нормально разомкнута.
 Площадки К1.1 и K1.2 служат для перезапуска микроконтроллера (при необходимости).
 Резистор R1 - подтягивающий для вывода PB3 (кнопки).
 Резистор R2 - подтягивающий для вывода RESET (уменьшает влияние радиопомех).
 Резисторы R3, R4 - делитель напряжения для ADC преобразователя (при измерении напряжения аккумулятора). Коэффициент ослабления - 5. Эти же резисторы служат для удержания затвора
транзистора VT1 в закрытом состоянии.
 Динамик BA1 - служит для подачи звуковых сигналов, чем обеспечивается бОльшая комфортность эксплуатации устройства. Снят с мобильного телефона, сопротивление около 8 Ом.
 Вместо VT2 и BA1 можно применить высокоомный динамик. Его сопротивление должно быть более 100 Ом. Это позволит подключить динамик на прямую между выводом 5 МК и проводом GND.
 Транзистор VT1 - электронный ключ включающий DC/DC преобразователь.
 Транзистор VT2 - усилитель для динамика BA1.
 XP2 - разъём, цоколёвка как у батареи "Крона". Подключается к штатному разъёму
мультиметра. Если возникла необходимость перезапустить МК, то это делается замыканием площадок К1.1 и К1.2 между собой. Отверстия для замыкания этих площадок находятся
на нижней крышке. Замкнуть можно тонким пинцетом, проволкой, разряженным конденсатором.
    Фотографии того, как это всё выглядит в железе, приведены в архиве.
 

 

 
    Найти плату зарядки аккумулятора можно погуглив фразу "TP4056 на али", а плату DC-DC преобазователя "MT3608 на али". На плате преобразователя, для уменьшения размера платы,
был выпаян подстроечный резистор, укорочена сама плата. Вместо него запаян подходящего размера и номинала SMD резистор. Чтобы видеть процесс заряда аккумулятора, вначале
была идея просверлить возле Micro USB разъёма отверстие и поместить там матовое окошко. Но последего в наличии не оказалось, поэтому был применён внешний двухцветный
светодиод. Благо компановка радиодеталей на плате зарядки легко позволяет это сделать.
    Опыт эксплуатации устройства около месяца и работает оно так как задумано. Сбоев в работе не наблюдал. А вот ложные включения, при упаковке мультиметра в
полиэтиленовый пакет, замечал. Видимо работает статика.
    Программа написана на языке Си с помощью IDE "mikroC PRO for AVR" v6.1.1 (http://www.mikroe.com/mikroc/avr/). Подробно прокомментирована, что позволяет легче в ней
разобраться и внести свои изменения. Писал программу максимально просто, поэтому, возможно не очень компактно. Hex код занимает 746 байта памяти. Скачать и
установить эту IDE можно бесплатно, будет лишь ограничение на создаваемый код до 4 кБ.
    При закреплении плат на нижней крышке мультиметра нужно помнить, что винты крепления не должны касаться элементов схемы, т.к. при касании их (винтов) рукой
во время измерений в электросети, можно получить электроудар.

Ток потребления общий, от аккумулятора (при 4 В), в режиме "Power Down", при отключенном BODLEVEL < 1 мкА.
Ток потребления общий, от аккумулятора (при 4 В), в режиме "Power Down", при BODLEVEL = 2,7 В 22 мкА.
Ток потребления общий, от аккумулятора (при 4 В), в режиме "DC 20 V" 5,1 мА.
Ток потребления общий, от аккумулятора (при 4 В), в режиме прозвонки и не закороченными щупами 12 мА.
Ток потребления общий, от аккумулятора (при 4 В), в режиме прозвонки и с закороченными щупами 44 мА.
Ток потребления только мультиметром (по цепи 9 В) в режиме "DC 20 V" 1,6 мА.
Ток потребления только мультиметром (по цепи 9 В) в режиме прозвонки и не закороченными щупами 4,4 мА.
Ток потребления только мультиметром (по цепи 9 В) в режиме прозвонки и с закороченными щупами 16,6 мА.

    Полученный опыт схемостроения показывает, что такой таймер, вместе со схемой заряда и преобразователем, можно сделать на одной плате из двустороннего
стеклотекстолита. Причём точного совпадения отверстий не нужно, т.к. переходных проводников мало и их можно провести проводниками снаружи платы.
    Возможны некоторые непринципиальные несоответствия между фотографиями и документацией.
    Если необходимо изменить время когда подастся предупреждающий сигнал (трёхкратый), нужно изменить константу
#define Time_Out (190*100)
Её величина рассчитывается так: время работы (в секундах) умножить на 100. Следует учесть, что это примерное время. Для более точного времени нужно измерить
результат работы программы на конкретном микроконтроллере, а затем подкорректировать эту константу.
    Такие же действия нужно произвести и для изменения общего времени работы мультиметра. Здесь время опреляется строкой
#define Time_End (252*100)
    Так как разместить остальную информацию (фото, видео, исходники ПО) на форуме не удалось (занимает много места, а может не сумел разобраться), то разместил её
на почтовом сервере
ukr.net      имя:radiokot_free      пароль:radiokotfree
Нужно зайти на этот ящик, далее зайти в раздел "eDisk" и уже оттуда скачать архив.
 

 



Все вопросы в Форум.


ID: 2466

Как вам эта статья?

 Нравится
 Так себе
 Не нравится

Заработало ли это устройство у вас?

 Заработало сразу
 Заработало после плясок с бубном
 Не заработало совсем

39 6 2