При проектировании или ремонте таких приборов как ИБП и стабилизаторы напряжения, очень часто возникает необходимость проверки рабочего диапазона напряжений. Также при опознании неопознанных трансформаторов, удобнее работать с маленьким напряжением. Для этих целей, в радиолюбительской практике, обычно применяются Лабораторные АвтоТрансформаторы(ЛАТР’ы). Т.к. большинство популярных моделей ЛАТР’ов не имеют встроенного вольтметра, приходится «орудовать» несколькими мультиметрами или полагаться на шкалу, обычно нанесенную на ручку регулировки напряжения. В некоторых случаях точности шкалы хватает, но нанесенные на ручку значения напряжений справедливы только при стабильном сетевом напряжении в ~220V. Столкнувшись с данной проблемой, я решил сделать цифровой блок индикации, на семисегментных индикаторах и МК AtMega8. Но сперва на Arduino был собран следующий макет.
На макете был опробован светодиодный индикатор и проведены эксперименты с АЦП. Для работы с семисегментным индикатором была выбрана библиотека SevenSegmentLibrary. Далее в Proteus’е была нарисована схема.
Далее в программе Sprint Layout 5 была разведена плата.
При разводке платы я предусмотрел место как для трансформаторов из списка (TR1 НПК «Комплекс» ТПП-121-207 и TR2 HAHN BV 2020171), так и для более популярного корпуса(ТПК2). Печатная плата была изготовлена фоторезистивным способом на листе одностороннего фольгированного стеклотекстолита размером 110х60мм.
Для облегчения установки устройства в корпус, семисегментные индикаторы были установлены на обратную сторону печатной платы.
Для того, чтобы установить семисегментники на обратную сторону платы, их необходимо немного доработать, подогнув ноги на 90 градусов.
Далее обрезать ноги, так чтобы осталось пару миллиметров.
Сборка устройства осуществляется «как обычно»: сперва запаиваются детали наименьшей высоты(резисторы, перемычки), затем большей, ну и в последнюю очередь трансформаторы. На м/с линейного стабилизатора напряжения рекомендуется установить небольшой алюминиевый радиатор, при установке желательно использовать теплопроводящую пасту (прим. КПТ-8).
ВНИМАНИЕ! перед запайкой или установкой в панельку ATmeg’и, включите первичные обмотки обоих трансформаторов(J1 b J2) в сеть и настройте потенциометры делителей напряжения (RV1 и RV2), так чтобы напряжение на контактах 23 и 24 панельке не превышало 5в.
Собранная плата выглядит вот так.
Программа писалась уже под разведенную плату. Алгоритм работы программы такой: инициализация индикаторов, чтение значений АЦП, умножение значений на 3, вывод цифр и десятичных запятых. Перед прошивкой МК, необходимо записать в него загрузчик по инструкции. Для прошивки я использовал программатор USBTINY. Далее, не отсоединяя «мегу» от программатора, запускаем Arduino IDE, импортируем библиотеку, открываем нужный скетч, выбираем программатор, компилируем(CTRL+R) и прошиваем(CTRL+SHIFT+U). Теперь можно проверить устройство.
Настройка устройства сводится к подключению сетевого напряжения к разъемам J1 и J2, подключению параллельно образцового вольтметра и установке значений напряжений с помощью потенциометров (RV1 и RV2).
В качестве корпуса вольтметра была выбрана распаячная коробка «Abox-i SL-6²» фирмы spelsberg.
Также в этот корпус был установлен защитный автомат, двухпозиционный двух групповой выключатель и разъем IEC C14. Далее прибор в корпусе, ЛАТР, патрон Е27 и розетка. были установлены на лист ДСП. Корпус ЛАТР’а был подключен к заземляющей клемме разъема питания.
Затем к листу ДСП были прикручены металлические ручки и резиновые ножки. В программе Microsoft Publisher я от рисовал наклейку на переднюю панель устройства, пару наклеек с надписью «СЕТЬ» и наклейку для переключателя лампа — ЛАТР. На тот же лист я закинул пару предупредительных значков и картинку со значком «заземление».
В итоге получился тестовый стенд, позволяющий подключение исследуемого прибора в сеть через ЛАТР или через лампу. Также данный блок вольтметра можно применить в сетевых стабилизаторах напряжения или преобразователях сетевого напряжения, предназначенных для подключения иностранной техники.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| U1 | МК AVR 8-бит | ATmega8-16PU | 1 | |||
| U2 | Линейный регулятор | LM7805CT | 1 | |||
| BR1, BR2 | Диодный мост | DB107 | 2 | в корпусе для поверхностного монтажа | ||
| C1-C3, C6-C8, C10 | Конденсатор | 100 нФ | 7 | дисковый, керамический | ||
| C4, C5, C9 | Конденсатор | 1000 мкФ | 3 | электролитический | ||
| R1 | Резистор | 10 кОм | 1 | 1/4 или 1/8 W | ||
| R2 | Резистор | 36 Ом | 1 | |||
| R3-R10 | Резистор | 200 Ом | 8 | 1/4 или 1/8 W | ||
| RV1, RV2 | Подстроечный резистор | 100 кОм | 2 | многооборотный | ||
| Светодиодный индикатор | FYQ-2841AG | 2 | 7-ми сегментный индикатор с ОК | |||
| TR1 | Трансформатор | НПК "Комплекс" ТПП-121-207 | 1 | 220 на 12V | ||
| TR2 | Трансформатор | HAHN BV 2020171 | 1 | 400 на 9V | ||
| J1, J2 | Разъем | Клемма двойная | 2 | |||
| Панелька | DIP-28 | 1 | по желанию | |||