スポンサーサイト
上記の広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。
新しい記事を書く事で広告が消せます。


-------- --:-- スポンサー広告
AVR ATtiny2313 で AD変換 (その5)
⑧応用測定器の製作

ちょびちょび充電方式によるADC を応用し、現場で機器制御に多く利用される 電流出力 4~20mA 及び 電圧出力 1~5V を計測できる 「2モード測定器」 を製作した。

【回路】

2モード計測器 回路図

ATtiny2313:AVRマイコン ATtiny2313-20PU/20pin-DIP
LCD1:16文字×1行キャラクタ表示液晶モジュール S-10551D
OPEAMP1:汎用オペアンプ LM358N /TR1駆動用
OPEAMP2:汎用オペアンプ LM358N /測定入力用
TR1:NPNトランジスタ 2SC1815(GR)/DC5V供給用
XTAL:水晶発振子 8MHz/システムクロック生成用
TRANS1:2次側出力 12V/商用電源降圧用
BRIDGE DIODE1:整流用
D1:シャントレギュレータ μPC1093J/基準電圧生成用
C1:47μF(電解)/給電安定用
C2:20pF(セラ)/XTAL安定用
C3:20pF(セラ)/XTAL安定用
C4:0.1μF(セラ)/ATtiny2313安定用
C5:0.1μF(ポリエステルフィルム・容量許容差5%)/測定電圧比較用
C6:10μF(電解)/測定変換電圧安定用
C7:0.1μF(セラ)/OPEAMP2安定用
R0:10kΩ/D1電流制限用
R1:100kΩ/基準電圧調整用
R2:100kΩ/基準電圧調整用
R3:10kΩ/ATtiny2313安定用
R4:100kΩ/測定変換電圧安定用
R5:10kΩ/ATtiny2313入力保護用
R6:33kΩ/測定電圧変換用
R7:20kΩ(10kΩ直列2連)/測定電圧変換用
R8:100Ω/測定電流変換用
VR1:5kΩ(半固定)/基準電圧調整用
VR2:10KΩ(半固定)/LCD1表示照度調整用
VR3:2KΩ(半固定)/ADC校正用
VR4:5KΩ(半固定)/測定電圧校正用
SW1:1回路開閉/主電源ON-OFF用
SW2:2回路2接点切替/測定モード切替用

・今回、ADC精度確保のため電源部まで含めて製作した。5V降圧部については安定性と低損失を意識してひと工夫している。
・LM358N はデュアルオペアンプなので OPEAMP2 を OPEAMP1 と同じICの別ポートで取れば経済的なのだが、敢えて別ICを利用したのは測定入力部からの過電圧保護のため。5V駆動にするのがポイント。
・XTALは1MHz水晶でも可。
・C5にはルビコン社製 50F2D104J を使用。
・R6~R8はできるだけ許容誤差の小さいものが理想。また、R8については抵抗値が小さいため、誤配線した場合に破損しないよう定格電力の大きいものが望ましい。仮に5Vかけたとすると消費電力=V×V/R=0.25(W) となるので1/4Wのものでは余裕がない。

【プログラム】
  マイコン用プログラムは BASCOM-AVR で作成。

2モード計測器 プログラム

・クロック源にXTALを使用しているため、ATtiny2313 はヒューズビットを 「XTAL使用」 に書換要 。
・プログラムの3~4行目でシステムクロックの分周比を設定。1MHz水晶を使用する場合はこの2行を削除し、ヒューズビットを 「システムクロック分周無し」 にする。

【校正】
校正はテスターや模擬測定入力用の可変電源を用いて行う。手順は以下の通り。
 (1) 電源を入れる(SW1をON)。
 (2) ATtiny2313 の給電圧Vccが5.00VになるようVR1を調整。
 (3) VR2でLCD1のコントラストを調整。
 (4) SW2を4~20mA測定モードで20mA供給しLCD1表示値をVR3で調整。
 (5) SW2を1~5V測定モードで5V供給しLCD1表示値をVR4で調整。

2モード計測器
精度的にも十分満足できる測定器が完成。今後現場で活用したい。


さらなる応用はこちら。

変更履歴:
 09/6/23 回路変更 (シャントレギュレータ利用方式へ)

タグ : マイコン ADC コンバータ オペアンプ 三端子レギュレータ BASCOM 計測

2009-06-21 21:33 マイコン応用
コメントの投稿 (ここをクリックするとフォームが開きます。)
    管理者にだけ表示を許可する


トラックバック
この記事のトラックバックURL
(記事引用不問です。関連記事からのトラックバック歓迎します。)

ATtiny2313 のアナログ比較器とコンデンサーを利用した ADC が意外にも高精度なので、それなら16文字 LCD なんかじゃなく PC ででっかく電圧表示させ...

2009-07-15 / カスタムエンジの研究室
上記広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。新しい記事を書くことで広告を消せます。