Цифров волтметър с CloudX: 6 стъпки

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2025-01-23 14:36

Батериите осигуряват по -чиста форма на DC (постоянен ток) захранване, когато се използват в схеми. Ниското им ниво на шум винаги ги прави идеално подходящи за някои много чувствителни схеми. Въпреки това, в моменти, когато нивото им на напрежение спадне под определена прагова точка, схемите - (които те са предназначени да захранват), могат да влязат в нестабилно поведение; особено когато не са добре проектирани да се справят с това.

Следователно възниква необходимостта редовно да се следи нивото на мощност на батерията, за да ни посочи правилно кога трябва да се извърши пълна подмяна или зареждане - в случай на акумулаторна батерия. Следователно, в това „Направи си сам“(Направи си сам), ние трябва да проектираме прост измервател на напрежението на батерията, използвайки CloudX - използвайки 7Segment като наш дисплей.

Стъпка 1: Хардуерни изисквания

Модул за микроконтролер CloudX

CloudX USB

SoftCard

7Сегментен дисплей

Резистори

Захранващ блок

Платка

Джъмпер (свързващи) проводници

Стъпка 2: Микроконтролер CloudX M633

Модул за микроконтролер CloudX

Модулът CloudX е хардуерен инструмент за проектиране на електроника, който ви позволява много удобен и лесен начин за взаимодействие с физическия свят чрез обикновена платка за микроконтролер. Цялата платформа се основава на физически изчисления с отворен код. Неговата простота на IDE (интегрирана среда за развитие) наистина го прави идеално подходящ за начинаещи, но запазва достатъчно функционалност, за да позволи на напредналите крайни потребители да се ориентират. В ядкова обвивка, CloudX осигурява много по-опростен процес на работа с микроконтролера-като абстрахира нормалните сложни детайли, свързани с него; като в същото време предлага много богата платформа за потребителско изживяване. Той намира широко приложение навсякъде: училищата като чудесен образователен инструмент; промишлени и търговски продукти; и като чудесен помощен инструмент в ръцете на любител.

Стъпка 3: Пин връзки

7-сегментните щифтове: A, B, C, D, E, F, G, 1, 2 и 3 са свързани към пин1, щифт2, пин3, пин4, пин4, пин5, пин6, щифт7, пин8, щифт9, pin10 и pin11 съответно.

Стъпка 4: Електрическа схема

Модулът на микроконтролера, който е на централно място тук, може да бъде включен:

или чрез точките Vin и Gnd (т.е. свързването им към терминалите +ve и –ve на вашето външно захранващо устройство съответно) на платката;

или чрез вашия модул за мека карта USB CloudX

. Освен това, както може лесно да се види от схемата по -горе, входното напрежение на батерията е свързано с модула MCU (микроконтролер), така че точката на мрежата на делителя на напрежение (образувана от и) е свързана с A0 на щифта на MCU.

и са избрани по такъв начин, че:

ограничете количеството ток, който протича през мрежата;

ограничение в безопасен диапазон от (0 - 5) V за MCU.

Използвайки формулата: VOUT = (R2/(R1+R2)) * VIN; и лесно може да се оцени.

Voutmax = 5V

и за този проект избираме: Vinmax = 50V;

5 = (R2/(R1+R2)) * 50 R1 = 45/5 * R2 Като например R2 = 10kΩ; R1 = 45/5 * 10 = 90kΩ

Стъпка 5: Принцип на работа

Когато входното измерено напрежение се отчита през точката VOUT на мрежата с разделител на напрежение, данните се обработват допълнително в MCU, за да се оцени до крайната действителна стойност, която се показва на сегментната единица. Той (дизайнът на системата) е автоматично разположение на десетичната запетая, тъй като всъщност (десетичната запетая) действително измества позицията на самия дисплей в съответствие с това, което стойността на плаващия знак диктува в даден момент от време. След това целият хардуерен 7-сегментен дисплей се свързва в мултиплексния режим. Това е специална подредба, при която същата шина за данни (8 пина за данни) от MCU захранва трите активни 7-сегмента в дисплея. Изпращането на модел на данни във всяка от съставните части се постига чрез процес, наречен Сканиране. Сканирането е техника, включваща изпращане на данни във всеки от компонентните 7-сегмента; и активиране (т.е. включване) в бърза последователност с пристигането на съответните им данни. Скоростта на адресиране на всеки от тях е направена така, че да успее да измами човешкото зрение да повярва, че всички те (съставните части) са активирани (адресирани) едновременно. Той (сканиране) просто на практика използва явление, известно като Persistence Of Vision.

Стъпка 6: Софтуерната програма

#включва

#включва

#включва

#дефинирайте сегмент1 пин9

#define segment2 pin10

#define segment3 pin11

поплавък batt_voltage;

int decimalPoint, batt;

/*масиви, които съхраняват сегмент-модел за всяка дадена цифра*/

char CCathodeDisp = {0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07, 0x7F, 0x6F};

char CAnodeDisp = {0xC0, 0xF9, 0xA4, 0xB0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xF8, 0x80, 0x90};

int disp0, disp1, disp2;

display () {

неподписан char i;

if (десетична точка <10) {

disp0 = (int) batt_voltage /100; // извлича MSD (най -значимата цифра)

// като най -високо претегленият

/* извлича следващата претеглена цифра; и така нататък */

disp1 = ((int) batt_voltage % 100)/10;

disp2 = ((int) batt_voltage % 10);

}

иначе {

disp0 = (int) batt_voltage /1000;

disp1 = ((int) batt_voltage % 1000)/100;

disp2 = ((int) batt_voltage % 100)/10;

}

/*Модели се изливат за показване; и 0x80 знак, добавящ десетична запетая

ако свързаното условие е вярно*/

за (i = 0; i <50; i ++) {

pin9 = pin10 = pin11 = HIGH;

ако (decimalPoint <10)

portWrite (1, CCathodeDisp [disp0] | 0x80);

else portWrite (1, CCathodeDisp [disp0]);

сегмент1 = НИСКО;

segment2 = HIGH;

segment3 = HIGH;

забавянеMs (5);

pin9 = pin10 = pin11 = HIGH;

ако ((десетична точка> = 10) && (десетична точка <100))

portWrite (1, CCathodeDisp [disp1] | 0x80);

else portWrite (1, CCathodeDisp [disp1]);

segment1 = HIGH;

сегмент2 = НИСКО;

segment3 = HIGH;

забавянеMs (5);

pin9 = pin10 = pin11 = HIGH;

ако (decimalPoint> = 100)

portWrite (1, CCathodeDisp [disp2] | 0x80);

else portWrite (1, CCathodeDisp [disp2]);

segment1 = HIGH;

segment2 = HIGH;

сегмент3 = НИСКО;

забавянеMs (5);

}

}

setup () {// настройка тук

analogSetting (); // аналогов порт инициализиран

portMode (1, OUTPUT); // Пинове от 1 до 8, конфигурирани като изходни щифтове

/ * щифтове за сканиране, конфигурирани като изходни пинове */

pin9Mode = ИЗХОД;

pin10Mode = OUTPUT;

pin11Mode = ИЗХОД;

portWrite (1, LOW);

pin9 = pin10 = pin11 = HIGH; // сканиращи щифтове (които са активни-ниски)

// са деактивирани в началото

loop () {// Програма тук

batt_voltage = analogRead (A0); // приема измерената стойност

batt_voltage = ((batt_voltage * 5000) / 1024); // коефициент на преобразуване за 5Vin

batt_voltage = (batt_voltage * 50)/5000; // коефициент на преобразуване за 50Vin

decimalPoint = batt_voltage; // маркира мястото, където се появява десетичната запетая

// оригиналната стойност преди манипулиране на данни

дисплей ();

}

}