Voltímetro remoto multicanal no microcontrolador. Esquema, descrição

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Um voltímetro remoto multicanal é um dispositivo que permite medir remotamente os valores de tensões senoidais alternadas de várias fontes diferentes (seis canais nesta implementação) e apresentar as informações recebidas em seis indicadores de sete segmentos de três dígitos .

O desenvolvimento do dispositivo se deve à necessidade de monitoramento constante da fonte de alimentação de equipamentos localizados a alguma distância da localização de uma pessoa. Atualmente, o dispositivo é utilizado para controlar três fases da tensão de entrada fornecida ao normalizador industrial e três fases da tensão removida. A distância do ponto de medição ao ponto de indicação é de 800m.

Estruturalmente, o voltímetro é feito na forma de dois módulos - um módulo de medição e transmissão localizado diretamente no local de medição, bem como um módulo de recepção e indicação instalado no local de trabalho. A comunicação entre os dois módulos é organizada através de um par de fios (atualmente é utilizado um par telefônico). O canal de comunicação é isolado galvanicamente dos nós do dispositivo que estão sob tensão perigosa, as informações são transmitidas por um sinal de corrente com valor de até 30mA.

Voltímetro remoto multicanal no microcontrolador. esquema estrutural

Especificações do dispositivo:

- Tensão medida: 100-330V AC, 50Hz;
- Intervalo entre medições: 0.5 seg. (todos os 6 valores são atualizados);
- Tensão de alimentação do módulo de recepção e indicação: 7-25V DC;
- Tensão de ruptura da isolação galvânica dos módulos: 5.0 kV;
- Erro máximo de medição: ±1,5%.

(clique para ampliar)

A conversão analógico-digital é realizada usando um ADC integrado ao microcontrolador ATmega8. Para medir o valor efetivo da tensão alternada, é implementado um algoritmo para detectar o pico de um sinal senoidal e sua subsequente multiplicação pelo coeficiente de amplitude da senóide.

O módulo de medição e transmissão é alimentado por uma fonte de alimentação sem transformador do primeiro canal da tensão medida. Se a tensão neste canal cair abaixo de 90V, o módulo desliga. O LED HL1 é usado para indicar o processo de transmissão de informações para o módulo receptor.

(clique para ampliar)

O módulo de recepção e indicação é alimentado por uma fonte externa de tensão direta 7-25V.

No modo normal, todos os indicadores exibem os valores de tensão medidos correspondentes a um canal específico. Se não houver mensagens do transmissor por mais de 2 períodos de atualização (aproximadamente 1,4 seg.), a palavra "Err" é exibida em todos os indicadores, o que indica violação do canal de comunicação ou mau funcionamento do transmissor. A indicação retorna ao modo normal após receber a próxima mensagem. Uma queda de tensão em qualquer um dos canais, exceto o primeiro, abaixo de 100V, leva à indicação de um traço "---" no indicador correspondente, os demais canais são exibidos no modo normal.

Nesta versão do voltímetro, apenas a tensão CA é medida, no entanto, fazendo alterações mínimas na parte do software do MC do módulo transmissor, bem como alterando os valores dos resistores divisores de tensão R5-R10 e R11-R16, é possível medir a tensão CC em todos ou em vários canais individuais.

Firmware do microcontrolador, placas de circuito impresso em formato GIF e LAY (SprintLayout), bem como fotos do dispositivo finalizado podem ser baixados aqui (430kb).

Autor: Lukashchuk Anton Sergeevich, aslukashuk[dog]gmail.com; Publicação: cxem.net

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