Trong dự án này, chúng tôi sẽ chế tạo một ampe kế tầm thấp sử dụng vi điều khiển ATMEGA8. Trong ATMEGA8, chúng tôi sẽ sử dụng tính năng 10bit ADC (Analog to Digital Conversion) để thực hiện việc này. Mặc dù chúng ta có một số cách khác để lấy tham số hiện tại từ mạch, nhưng chúng ta sẽ sử dụng phương pháp giảm điện trở, vì đó là cách dễ nhất và đơn giản nhất để lấy tham số hiện tại.
Trong phương pháp này, chúng ta sẽ truyền dòng điện cần đo vào một điện trở nhỏ, bằng cách này, chúng ta nhận được sự sụt giảm trên điện trở đó có liên quan đến dòng điện chạy qua nó. Điện áp trên điện trở này được cấp cho ATMEGA8 để chuyển đổi ADC. Với điều đó, chúng ta sẽ có giá trị số hiện tại sẽ được hiển thị trên màn hình LCD 16x2.
Đối với điều đó, chúng tôi sẽ sử dụng một mạch phân áp. Chúng ta sẽ đưa dòng điện qua nhánh điện trở hoàn chỉnh. Điểm giữa của nhánh được lấy để đo. Khi dòng điện thay đổi sẽ có sự thay đổi giảm trong điện trở tuyến tính với nó. Vì vậy, với điều này, chúng tôi có một điện áp thay đổi theo tuyến tính.
Bây giờ điều quan trọng cần lưu ý ở đây là, đầu vào được bộ điều khiển thực hiện để chuyển đổi ADC thấp nhất là 50µAmp. Hiệu ứng tải của bộ chia điện áp dựa trên điện trở này rất quan trọng vì dòng điện được rút ra từ Vout của bộ chia điện áp làm tăng tỷ lệ phần trăm lỗi tăng lên, bây giờ chúng ta không cần phải lo lắng về hiệu ứng tải.
Thành phần bắt buộc
Phần cứng: ATMEGA8, nguồn điện (5v), BỘ LẬP TRÌNH AVR-ISP, JHD_162ALCD (16 * 2LCD), tụ điện 100uF, tụ điện 100nF (4 miếng), điện trở 100Ω (7 miếng) hoặc 2,5Ω (2 miếng), điện trở 100KΩ.
Phần mềm: Atmel studio 6.1, progisp hoặc flash magic.
Sơ đồ mạch và giải thích hoạt động
Điện áp trên R2 và R4 không hoàn toàn tuyến tính; nó sẽ là một ồn ào. Để lọc tạp âm, người ta đặt các tụ điện trên mỗi điện trở trong mạch chia như hình vẽ.
Trong ATMEGA8, chúng tôi có thể cung cấp đầu vào Analog cho bất kỳ kênh nào trong số BỐN kênh của PORTC, không quan trọng chúng tôi chọn kênh nào vì tất cả đều giống nhau. Chúng tôi sẽ chọn kênh 0 hoặc mã PIN0 của PORTC. Trong ATMEGA8, ADC có độ phân giải 10 bit, vì vậy bộ điều khiển có thể phát hiện sự thay đổi tối thiểu của Vref / 2 ^ 10, vì vậy nếu điện áp tham chiếu là 5V, chúng ta nhận được mức tăng đầu ra kỹ thuật số cho mỗi 5/2 ^ 10 = 5mV. Vì vậy, với mỗi mức tăng 5mV ở đầu vào, chúng ta sẽ có mức tăng là một ở đầu ra kỹ thuật số.
Bây giờ chúng ta cần thiết lập sổ đăng ký ADC dựa trên các điều khoản sau:
1. Trước hết chúng ta cần kích hoạt tính năng ADC trong ADC.
2. Ở đây sẽ nhận được điện áp đầu vào tối đa để chuyển đổi ADC là + 5V. Vì vậy, chúng tôi có thể thiết lập giá trị lớn nhất hoặc tham chiếu của ADC đến 5V.
3. Bộ điều khiển có tính năng chuyển đổi kích hoạt có nghĩa là chuyển đổi ADC chỉ diễn ra sau một trình kích hoạt bên ngoài, vì chúng tôi không muốn rằng chúng tôi cần đặt các thanh ghi để ADC chạy ở chế độ chạy tự do liên tục.
4. Đối với bất kỳ ADC nào, tần số chuyển đổi (giá trị Tương tự sang giá trị Kỹ thuật số) và độ chính xác của đầu ra kỹ thuật số tỷ lệ nghịch. Vì vậy, để có độ chính xác tốt hơn của đầu ra kỹ thuật số, chúng ta phải chọn tần số thấp hơn. Đối với đồng hồ ADC bình thường, chúng tôi đang đặt giá trị trước của ADC thành giá trị lớn nhất (2). Vì chúng tôi đang sử dụng đồng hồ bên trong 1MHZ, đồng hồ của ADC sẽ là (1000000/2).
Đây là bốn điều duy nhất chúng ta cần biết để bắt đầu với ADC.
Tất cả bốn tính năng trên được thiết lập bởi hai thanh ghi,
ĐỎ (ADEN): Bit này phải được đặt để kích hoạt tính năng ADC của ATMEGA.
BLUE (REFS1, REFS0): Hai bit này được sử dụng để đặt điện áp tham chiếu (hoặc điện áp đầu vào tối đa mà chúng ta sẽ cung cấp). Vì chúng ta muốn có điện áp tham chiếu 5V, REFS0 nên được thiết lập.
VÀNG (ADFR): Bit này phải được thiết lập để ADC chạy liên tục (chế độ chạy tự do).
PINK (MUX0-MUX3): Bốn bit này dùng để báo kênh đầu vào. Vì chúng ta sẽ sử dụng ADC0 hoặc PIN0, chúng ta không cần đặt bất kỳ bit nào như trên bảng.
BROWN (ADPS0-ADPS2): ba bit này dùng để thiết lập vị trí đặt trước cho ADC. Vì chúng tôi đang sử dụng một điểm đặt trước là 2, chúng tôi phải đặt một bit.
DARK GREEN (ADSC): bit này được thiết lập để ADC bắt đầu chuyển đổi. Bit này có thể bị vô hiệu hóa trong chương trình khi chúng ta cần dừng chuyển đổi.