Zpět

Přípravek pro měření napětí řízený počítačem PC

Vágner Vlastimil

Tento jednoduchý přípravek používám na měření stejnosměrných napětí od 0 do 5 nebo 50 V= na pohonných modelářských ale i jiných bateriích při zatížení. Proudový odběr (zátěž) tvoří používané zařízení, které testovaná baterie napájí, tím odpadá výroba proudové zátěže pro každý typ používaných článků nebo acupaků. Při testu baterie není nutné sledovat monitor počítače, výsledky se automaticky zaznamenávají do souboru. Přípravek se připojuje na sériový port PC. Tento návod může sloužit k vlastní inspiraci při výrobě podobného zapojení.

Popis přípravku

Přípravek je umístěn v krabičce od reproduktoru k walkmanu, viz foto na konci článku. Napájen je z 9V destičkové baterie. Na krabičce jsou umístěny tři zdířky: červená, do které se připojuje kladný pól měřeného napětí, modrá, do které se připojuje záporný pól, a žlutá, která umožňuje využívat přípravek i pro jiná zapojení (např. zde je do ní vyvedena linka TXD z portu počítače, sloužící k ovládání vybíječky baterií). Dále je na krabičce vypínač k vypínání napájecího napětí a přepínač, kterým se přepínají rozsahy 5 V= a 50 V=. Z krabičky je dále vyveden kablík na propojení voltmetru s počítačem, zakončen je koncovkou podle použitého sériového portu, tj. 9 nebo 25 pinů. Voltmetr je tvořen jedním integrovaným obvodem TLC549, jedná se o osmibitový A/D převodník. Ovládání převodníku zajišťuje počítač výstupy DTR a RTS. Výstup DTR je připojen přes rezistor R3 a stabilizační diodu D1 na vstup č.7 CLK IO1. Dioda D1 upravuje vstupní napětí z vývodu DTR na napětí do 5 V, rezistor R3 omezuje proud tekoucí diodou D1. Výstup RTS je podobným způsobem připojen přes rezistor R4 a stabilizační diodu D2 na vstup č.5 CS IO1, tento vstup přepíná mezi režimy čtení a převodu. Změřené napětí je počítačem přijímáno na vstupu CTS. Kladný pól napájecího a zároveň referenčního napětí (+5 V) je připojen na vývody č.1 a 8 IO1, záporný pól jde na vývody č.3 a 4. Referenčním napětím je dána i maximální rozlišovací schopnost IO TLC549 a ta je 0.02 V. Napájecí napětí 5 V je stabilizováno IO2 MAA78L05. Vstup měřeného napětí na A/D je veden na přepínač, kterým se přepínají rozsahy 0 až 5 V nebo 0 až 50 V. Při rozsahu do 5 V je vstupní napětí přivedeno z přepínače na vstup č.2 IO1 přes rezistor R2, při rozsahu 0 až 50 V je přivedeno z přepínače rozsahů na trim TP1 a z něho na rezistor R2. Trim TP1 s rezistorem R1 tvoří při rozsahu 0 až 50V napěťový dělič. Schéma zapojení voltmetru je na obrázku č.1.

Smontování a nastavení převodníku

Po osazení součástek voltmetru do desky plošného spoje si vyrobíme propojovací kabel mezi voltmetrem a počítačem, zaletujeme jej do desky voltmetru podle schématu a desku omyjeme lihem. Na druhý konec kabelu zapojíme konektor podle toho, jaký máme sériový výstup COM z počítače, tj. 9 nebo 25 pinů. Po montáži vypínače a přepínače do krabičky provedeme propojení s deskou voltmetru. Po dokončení montáže si připravíme regulovatelný zkušební zdroj aspoň do 20 V= a voltmetr (DMM) na kalibraci měřených napětí. Trim TP1 vytočíme na největší ohmickou hodnotu, voltmetr připojíme na napájecí zdroj a propojíme s počítačem. Na zkušebním zdroji nastavíme podle kalibračního voltmetru 1 V, zapneme vyrobený voltmetr a přepínač rozsahů přepneme na rozsah 0 až 5 V. Na počítači spustíme program DMM.EXE, zvolíme sériový port, na který jsme připojili kabel z voltmetru, poté klávesou D zvolíme rozsah Do 5 V. Do zdířek připojíme měřené napětí ze zkušebního zdroje - do červené zdířky kladný pól, do modré záporný. Na monitoru se nám zobrazí hodnota měřeného napětí, které by mělo být shodné i na kalibračním voltmetru. Na zkušebním zdroji postupně nastavujeme různá další napětí až do maxima 5 V, na monitoru by se vždy mělo zobrazovat shodné napětí jako na kalibračním voltmetru. Po této kontrole přepneme přepínač rozsahů na 50 V, stiskem klávesy N přepneme zobrazení na rozsah Nad 5 V (do 50 V) a na zkušebním zdroji nastavíme nějaké vyšší napětí, např. 10 V. Trimrem TP1 otáčíme tak dlouho, až se nám na monitoru objeví stejný údaj jako na kalibračním voltmetru. Tím je kalibrace dokončena, nyní by se při změně napětí zkušebního zdroje měla na monitoru zobrazovat stejná hodnota napětí jako na kalibračním voltmetru. Maximální napětí, které můžeme na tomto rozsahu připojit, je 50 V. Při používání je vhodné začínat měřit neznáme napětí na rozsahu 50 V a teprve pokud je nižší než 5 V, přepnout na menší rozsah.

Popis programů

Programy jsou určeny pod operační systém MS-DOS. V případě, že na počítači je operační systém Windows 95/98, máme možnost buď spustit programy z příkazového řádku nebo při spuštění (restartu) počítače stiskem klávesy F8 zvolit volbu "jen systém MS-DOS" (doporučuji tuto volbu). Pokud je na počítači operační systém Windows 2000/NT/XP, spouštíme programy pouze z příkazového řádku Windows; před spuštěním programů DMM.EXE a TEST.EXE musí být ukončeny všechny spuštěné programy. OS Windows 2000 NT, XP musí být řádně nainstalovány ve 32bitové verzi. Ovládání programu DMM.EXE začíná volbou portu, ten volíme stiskem klávesy 1..4. Ovládací klávesy jsou v nápovědě programu pro zvýraznění uzavřeny do < >. Po volbě portu zvolíme rozsah měření: klávesou D do 5 V, klávesou N do 50 V. Program ukončíme stiskem klávesy Esc. Program TEST.EXE se ovládá podobně, pouze po volbě rozsahu ještě zadáváme interval odečtu, tj. po jaké době se budou ukládat naměřené hodnoty do souboru a současně zobrazovat na monitoru PC. Dobu zadáváme v milisekundách. Spodní hodnota je 10 milisekund, maximum je 20 000 000 milisekund. Po volbě intervalu odečtu stiskneme Enter, program pak v zadaných intervalech zobrazuje naměřené hodnoty na monitoru PC a zároveň je ukládá do souboru NAMERENO.TXT. Stiskem klávesy Esc program ukončíme, stiskem jakékoli jiné klávesy se vrátíme na výběr rozsahu. Pozor, že na stisk klávesy program zareaguje až po uplynutí právě probíhajícího intervalu mezi měřeními. Pokud soubor NAMERENO.TXT smažeme, program si vytvoří nový. Pokud ne, budou nové hodnoty připsány na konec. Spouštíme-li program z diskety, pochopitelně nesmí být chráněna proti zápisu. Zápis z každého měření začíná slovem START a končí slovem STOP. Naměřené hodnoty zobrazíme v jakémkoliv textovém editoru nebo manažeru (Volkov, Salamandr apod.) nebo můžeme např. v Excelu vytvořit graf (pozor: při importu je potřeba nahradit desetinné tečky čárkami).

Měření napětí

Přípravek propojíme s počítačem a zapneme napájecí napětí. Přepínač rozsahů (PŘ.1) přepneme na rozsah 50 V, nebo pokud víme, že napětí bude nižší než 5 V, můžeme rovnou zvolit rozsah 5 V. Na počítači spustíme program DMM.EXE a nastavíme parametry podle výše uvedeného popisu. Do modré zdířky připojíme záporný pól měřeného napětí, do červené zdířky kladný a velikost napětí odečteme na monitoru.

Měření průběhu napětí baterie při zatížení

Přípravek propojíme s počítačem, zapneme napájecí napětí a přepínač rozsahů přepneme na rozsah 50 V (případně na 5, pokud jsme si jisti, že napětí nebude větší). Na počítači spustíme program TEST.EXE, nastavíme parametry podle popisu a do příslušných zdířek připojíme záporný a kladný pól měřené baterie. Baterii testujeme přímo v modelu nebo v používaném zařízení. Na obrazovce a v souboru NAMERENO.TXT se nám objevují pomalu klesající hodnoty, jak se baterie postupně vybíjí.

Popis vývodů na počítači

KONEKTOR 9 PINŮ  KONEKTOR 25 PINŮ
DTR....4DTR....20
RTS....7RTS....4
CTS....8CTS....5
TXD....3TXD....2
GND....5GND....7

Obr. 1 - schéma zapojení voltmetru

Seznam součástek voltmetru

Nákres desky plošného spoje voltmetru

(pro tisk v měřítku 1:1 nastavte rozlišení 96 DPI)

DPS ze strany mědi
Pohled ze strany mědi

DPS ze strany součástek
Rozložení součástek na desce voltmetru

Fotografie hotového přípravku

Programy a ostatní doprovodné soubory najdete zde.

Bližší informace na adrese:

Tel.: +420 607 405 007

Zpět

Reklamy:
„Když už člověk jednou je, tak má koukat aby byl. A když kouká, aby byl a je, tak má být to, co je a nemá být to, co není, jak tomu v mnoha případech je.“ Jan Werich