Вольтметр на ATtiny26

Этот вольтметр с успехом можно использовать для измерения и индикации постоянного напряжения на выходе лабораторного источника питания или как автомобильный вольтметр, показывающий напряжение на аккумуляторе.

Вольтметр может измерять постоянное напряжение от 0 до 99,9V. Индикация осуществляется на трехразрядном цифровом индикаторе. Имеется два диапазона измерения 0...9.99V и 10...99.9V. Переключение диапазонов происходит автоматически, а так же, при этом перемещается децимальная запятая на табло (в первом диапазоне она у старшего разряда, а во втором - у среднего).

Основой схемы служит микроконтроллер D1 типа ATtiny26L с встроенным компаратором напряжения, который служит измерителем напряжения. Микроконтроллер измеряет напряжение и выдает команды управления индикатором, которые состоят из двоичных кодов цифр и уровней для переключения разрядных индикаторов в процессе динамической индикации. Двоичные коды цифр - на портах РВ0-РВЗ, команды переключения разрядов - на портах РВ4-РА6.

Порт РА0 управляет переключением диапазонов измерения и перемещения децимальной запятой. Пока величина входного напряжения не превосходит 9,99V на выводе 20 D1 (РАО) присутствует логический ноль. Транзисторы VT1 и VT3 закрыты, но транзистор VT2 открыт и через него поступает ток на сегмент децимальной запятой индикатора Н1, который является индикатором старшего разряда. При превышении входным напряжением величины 9,99V (10V и более) на выводе 20 D1 (РАО) возникает логическая единица. Транзистор VT2 закрывается, но открываются транзисторы VT1 и VT3. Транзистор VT3 подает ток на сегмент децимальной запятой второго разряда. А транзистор VT1 открывается и своим открытым переходом и резистором R4 увеличивает в десять раз коэффициент деления входного делителя R1-R2-R3.

Двоичные коды цифр с портов РВ0-РВЗ поступают на входы дешифратора D2. Это ТТЛ-дешифратор КР514ИД2. Такой дешифратор, в отличие от КМОП-микросхем типа К176ИД2, выдает значительно более высокие токи на сегменты и позволяет получить хорошую равномерность свечения индикаторов и яркость. Но у него есть и недостаток - относительно большой собственный ток потребления и низкое сопротивление входов. Но, в данной схеме, это существенного значения не имеет. При монтаже обратите внимание на то, как подается питание на D2. Коды переключения разрядов с портов РВ4, РВ5, РВ6, РА6 поступают на транзисторные ключи VT4-VT6, включенные по схеме с общим коллектором.

Дешифратор КР514ИД2 рассчитан на работу с семисегментными светодиодными индикаторами с общим анодом, то есть, у него на выходах активные нули. Поэтому, транзисторы VT4-VT6 включены по схеме с общим коллектором. Если применить индикаторы с общим катодом, например, АЛС324А1, то нужно будет дешифратор КР514ИД2 заменить на КР514ИД1, а транзисторы VT4-VT6 перевернуть и переключить с плюса питания на минус, то есть, их коллектора соединить с общими катодами индикаторов, а эмиттеры с общим минусом питания. При питании от источника стабильного напряжения 5V стабилизатор А1 не нужен.

Конденсаторы С1 и С2 типа К50-35, С1 - на напряжение не ниже 16V, С2 - на напряжение не ниже 6V. Остальные конденсаторы -импортные малогабаритные. Конденсаторы емкостью 0,22 мкФ можно заменить конденсаторами от 0,15 до 0,33 мкФ. Постоянные резисторы типа МЛТ или С2-23, а так же, аналогичние импортные мощностью 0,125Вт. Транзисторы КТ315 можно заменить практически любыми транзисторами общего применения малой мощности структуры n-р-n, например, КТ3102. Транзистор КТ361 заменим практически любым транзистором общего применения малой мощности структуры p-n-р, например, КТ3107.

Дроссель L1 типа ДМ-01. Можно использовать аналогичный импортный дроссель индуктивностью 100 мкГн или сделать самодельный, намотав его на маленьком ферритовом сердечнике или кольце, либо на корпусе постоянного резистора.
Налаживание. Подав на вход прибора точное напряжение величиной 5V подберите сопротивление резистора R1 таким, чтобы прибор показывал именно «5,00». Затем, подайте на вход прибора напряжение 15V и подберите сопротивление R4 таким, чтобы прибор показывал именно «15,0».

Как было сказано выше, этот прибор можно использовать и в автомобиле для измерения напряжения на аккумуляторе. В этом случае, контакты «+7,5...15V» и «Вход» нужно соединить вместе и подключить к положительной клемме аккумулятора, а «Общ» - к отрицательной. В таком включении прибор может измерять напряжение от 7V до 16V.