30В вольтметр на MSP430

Це простий пристрій, зроблений на внутрішньому 10-розрядному АЦП мікроконтролера MSP430G2231, може вимірювати напругу до 30В постійного струму і може бути використано разом з лабораторним блоком живлення або іншим пристроєм.

Опис схеми

Основою цієї схеми є мікроконтролер MSP430G2231. На його АЦП через дільник напруги подається вимірювальна напруга, яка потім виводиться на 3 знаковий 7-сегментний дисплей з загальним анодом. Для виводу цифр використовується динамічна індикація. Ми подаємо напругу на анод однієї цифри та вмикаємо необхідні сегменти. Потім ми гасимо її, вмикаємо наступну, вмикаємо сегменти на ній і так з усіма трьома цифрами до безкінечності. Це відбувається з частотою вище сприймаючої людським оком, і ми бачимо нерухоме зображення. Я використовую частоту оновлення близько 50 Гц.

Мікроконтролер MSP430 має мало портів вводу/виводу. Для управління індикатором нам потрібно 7 + 3 = 10 виводів і, можливо, ще один вивід для АЦП (якщо вивід АЦП не об'єднаний з іншим контактом). Всього нам потрібно 10(11) виводів. Для скорочення їх кількості ми повинні використовувати мікросхему 74LS47 для управління 7-сегментним індикатором. Вона дозволяє використовувати лише 4 виводи для управління індикатором замість 7. Тепер нам необхідно 4 + 3 + 1 = 8 виводів.

Пониження вхідної напруги

Резистор 82k і потенціометр 10 кОм формують дільник напруги, напруга з якого йде на стабілітрон і після нього на мікроконтролер. Опорне напруга АЦП мікроконтролера MSP430 може бути встановлено до 2.5В за допомогою внутрішніх резисторів. Нам потрібно зробити дільник напруги, який зможе зменшити напругу 30В до 2.5В. Тобто Vin/12 ==> 30/12 = 2.5

Розрахунки

10-бітний АЦП має 1023 можливих значень.
При підтягуючій напрузі 2.5В ми отримуємо 2.5/1023 = 0.0024437 В/крок
Тобто, якщо значення АЦП 188, то вхідна напруга 188 * 0.0024437 = 0.459 вольт
Максимальне напруга з дільника складає 30 В:
30/1023 = 0.02932 В/крок
Якщо значення АЦП 188, то 188 * 0.02932 = 5.5 Вольт

Ви можете збільшити або зменшити діапазон вимірювань, змінюючи значення резистора.

Конденсатор 0.1мкФ усуває перешкоди, які можуть заважати роботі АЦП. 2.7В стабілітрон забезпечує більш надійний захист АЦП.

Точність і калібрування

Схема точна, але її точність залежить від якості і значення резистора 82K і потенціометра 10K.
Калібрування цієї схеми здійснюється потенціометром 10кОм. Його значення має бути близько 7.45 кОм. Вам потрібен джерело живлення з відомою напругою. Підключіть до нього вольтметр і повертайте потенціометр до тих пір, поки його показання не будуть правильними.

Програма написана на С в TI CCS 5.1.

Оригінал статті