الفولتميتر الرقمي مع CloudX: 6 خطوات

2025 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2025-01-23 12:54

توفر البطاريات شكلاً أنقى من طاقة التيار المستمر (التيار المباشر) عند استخدامها في الدوائر. دائمًا ما يجعلها مستوى الضجيج المنخفض مناسبة تمامًا لبعض الدوائر الحساسة للغاية. ومع ذلك ، في الأوقات التي ينخفض فيها مستوى الجهد لديهم إلى ما دون نقطة عتبة معينة ، قد تدخل الدوائر - (التي يُقصد بها تزويد الطاقة) ، في سلوك غير منتظم ؛ خاصة عندما لا تكون مصممة بشكل جيد للتعامل مع ذلك.

ومن ثم ، تبرز الحاجة إلى مراقبة مستوى طاقة البطارية بانتظام لإرشادنا بشكل صحيح إلى متى يحين موعد الاستبدال الكامل ، أو الشحن في حالة بطارية قابلة لإعادة الشحن. لذلك ، في هذا DIY (افعلها بنفسك) ، سنقوم بتصميم مقياس جهد بطارية بسيط باستخدام CloudX - باستخدام 7Segment كشاشة لدينا.

الخطوة 1: متطلبات الأجهزة

وحدة التحكم الدقيقة CloudX

كلاودكس يو اس بي

سوفت كارد

عرض 7Segment

المقاومات

وحدة امدادات الطاقة

اللوح

أسلاك توصيل

الخطوة 2: متحكم CloudX M633

وحدة التحكم الدقيقة CloudX

وحدة CloudX هي أداة تصميم الأجهزة الإلكترونية التي تتيح لك طريقة مريحة وسهلة للغاية للتفاعل مع العالم المادي عبر لوحة تحكم دقيقة بسيطة. تعتمد المنصة بأكملها على حوسبة فيزيائية مفتوحة المصدر. إن بساطته في بيئة التطوير المتكاملة (IDE) تجعله مناسبًا تمامًا للمبتدئين ، مع الاحتفاظ بوظائف كافية للسماح للمستخدمين النهائيين المتقدمين بالتنقل في طريقهم. في قشرة الجوز ، يوفر CloudX عملية مبسطة إلى حد كبير للتعامل مع المتحكم الدقيق - عن طريق تجريد التفاصيل المعقدة العادية المرتبطة به ؛ بينما تقدم في نفس الوقت منصة غنية جدًا لتجربة المستخدم. يجد تطبيقات واسعة تشمل جميع المجالات: المدارس ، كأداة تعليمية رائعة ؛ المنتجات الصناعية والتجارية ؛ وكأداة مفيدة في يد هاوٍ.

الخطوة 3: تثبيت التوصيلات

الدبابيس المكونة من 7 مقاطع: A ، B ، C ، D ، E ، F ، G ، 1 ، 2 و 3 متصلة بـ CloudX-MCU's pin1 ، pin2 ، pin3 ، pin4 ، pin5 ، pin6 ، pin7 ، pin8 ، pin9 ، pin10 و pin11 على التوالي.

الخطوة 4: مخطط الدائرة

يمكن تشغيل وحدة الميكروكونترولر ، التي تكون في مركز الصدارة هنا:

إما عن طريق نقطتي Vin و Gnd (على سبيل المثال ، توصيلهما بوحدة تزويد الطاقة الخارجية الخاصة بك بأطراف + ve و –ve على التوالي) على اللوحة ؛

أو من خلال وحدة CloudX USB softcard الخاصة بك

. علاوة على ذلك ، كما يمكن رؤيته بسهولة من مخطط الدائرة أعلاه ، يتم ربط جهد بطارية الإدخال بوحدة MCU (متحكم دقيق) بحيث تكون نقطة شبكة مقسم الجهد (التي تم تشكيلها بواسطة و) متصلة بـ A0 من دبوس MCU.

ويتم اختيارهم على النحو التالي:

تحديد مقدار التيار الذي يتدفق عبر الشبكة ؛

حد ضمن نطاق آمن من (0-5) V لـ MCU.

باستخدام الصيغة: VOUT = (R2 / (R1 + R2)) * VIN ؛ ويمكن بسهولة تقييمها.

Voutmax = 5 فولت

وبالنسبة لهذا المشروع ، نختار: Vinmax = 50V ؛

5 = (R2 / (R1 + R2)) * 50 R1 = 45/5 * R2 أخذ R2 = 10kΩ على سبيل المثال ؛ R1 = 45/5 * 10 = 90 كيلو أوم

الخطوة 5: مبدأ العملية

عندما تتم قراءة الجهد المقاس للإدخال عبر نقطة VOUT لشبكة مقسم الجهد ، تتم معالجة البيانات بشكل أكبر في وحدة MCU لتقييم القيمة الفعلية النهائية التي تظهر على وحدة القطعة. إنه (تصميم النظام) عبارة عن أداة وضع فاصلة عشرية تلقائية ، من حيث أنه (الفاصلة العشرية) يغير موضعه فعليًا على وحدة العرض نفسها وفقًا لما تمليه قيمة الطفو في أي نقطة زمنية معينة. بعد ذلك ، يتم توصيل وحدة العرض المكونة من 7 أجزاء للأجهزة بالكامل في وضع الإرسال المتعدد. إنه ترتيب خاص حيث يقوم نفس ناقل البيانات (8 دبابيس بيانات) من MCU بتغذية الأجزاء الثلاثة النشطة السبعة في وحدة العرض. يتم إرسال نمط البيانات إلى كل جزء من الأجزاء المكونة من خلال عملية يشار إليها باسم المسح الضوئي. المسح هو تقنية تتضمن إرسال البيانات عبر كل مكون من الأجزاء السبعة المكونة ؛ وتمكينهم (أي تشغيلهم) في تتابع سريع مع وصول البيانات الخاصة بهم. يتم معدل معالجة كل منها بحيث تنجح في خداع الرؤية البشرية للاعتقاد بأن جميعها (الأجزاء المكونة) يتم تمكينها (معالجتها) في نفس الوقت. إنه (المسح) ببساطة ، في الواقع ، يستخدم ظاهرة تعرف باسم ثبات الرؤية.

الخطوة السادسة: برنامج البرنامج

#يشمل

#يشمل

#يشمل

# تعريف المقطع 1 pin9

# تعريف مقطع 2 دبوس 10

# تعريف مقطع 3 دبوس 11

تعويم بات_الجهد.

نقطة عشرية داخلية ، بات ؛

/ * المصفوفات التي تخزن نمط المقطع لكل رقم معطى * /

char CCathodeDisp = {0x3F ، 0x06 ، 0x5B ، 0x4F ، 0x66 ، 0x6D ، 0x7D ، 0x07 ، 0x7F ، 0x6F} ؛

char CAnodeDisp = {0xC0، 0xF9، 0xA4، 0xB0، 0x99، 0x92، 0x82، 0xF8، 0x80، 0x90}؛

int disp0 ، disp1 ، disp2 ؛

عرض() {

حرف غير موقّع ؛

إذا (عشرية <10) {

disp0 = (int) batt_voltage / 100 ؛ // يجلب MSD (الرقم الأكثر أهمية)

// هو أعلى ترجيح

/ * يجلب الرقم المرجح التالي ؛ وما إلى ذلك وهلم جرا */

disp1 = ((int) batt_voltage٪ 100) / 10 ؛

disp2 = ((int) batt_voltage٪ 10) ؛

}

آخر {

disp0 = (int) batt_voltage / 1000 ؛

disp1 = ((int) batt_voltage٪ 1000) / 100 ؛

disp2 = ((int) batt_voltage٪ 100) / 10 ؛

}

/ * يتم سكب الأنماط للعرض ؛ وحرف 0x80 مضيفا فاصلة عشرية

إذا كان الشرط المرتبط صحيحًا * /

لـ (i = 0 ؛ i <50 ؛ i ++) {

pin9 = pin10 = pin11 = عالي ؛

إذا (نقطة عشرية <10)

portWrite (1، CCathodeDisp [disp0] | 0x80) ؛

آخر portWrite (1، CCathodeDisp [disp0])؛

الجزء 1 = منخفض ؛

الجزء 2 = مرتفع ؛

الجزء 3 = مرتفع ؛

تأخيرMs (5) ؛

pin9 = pin10 = pin11 = عالي ؛

إذا ((نقطة عشرية> = 10) && (نقطة عشرية <100))

portWrite (1، CCathodeDisp [disp1] | 0x80) ؛

آخر portWrite (1، CCathodeDisp [disp1])؛

الجزء 1 = مرتفع ؛

الجزء 2 = منخفض ؛

الجزء 3 = مرتفع ؛

تأخيرMs (5) ؛

pin9 = pin10 = pin11 = عالي ؛

إذا (عشرية> = 100)

portWrite (1، CCathodeDisp [disp2] | 0x80) ؛

آخر portWrite (1، CCathodeDisp [disp2])؛

الجزء 1 = مرتفع ؛

الجزء 2 = مرتفع ؛

الجزء 3 = منخفض ؛

تأخيرMs (5) ؛

}

}

الإعداد () {// الإعداد هنا

analogSetting () ، // تمت تهيئة المنفذ التناظري

portMode (1 ، الإخراج) ؛ // الدبابيس من 1 إلى 8 تم تكوينها كدبابيس إخراج

/ * مسح دبابيس تم تكوينها كدبابيس إخراج * /

pin9Mode = الإخراج ؛

pin10Mode = الإخراج ؛

pin11Mode = الإخراج ؛

portWrite (1، LOW) ؛

pin9 = pin10 = pin11 = عالي ؛ // مسح دبابيس (التي تكون نشطة منخفضة)

// معطلة في البداية

حلقة () {// البرنامج هنا

Bat_voltage = analogRead (A0) ؛ // يأخذ القيمة المقاسة

Bat_voltage = ((batt_voltage * 5000) / 1024) ؛ // معامل التحويل لـ 5Vin

Bat_voltage = (batt_voltage * 50) / 5000 ؛ // معامل التحويل لـ 50Vin

عشرية = بات_فولتج ؛ // علامات حيث تظهر العلامة العشرية

// القيمة الأصلية قبل معالجة البيانات

عرض()؛

}

}