» » МЕГАОММЕТР на Атмега328Р

МЕГАОММЕТР на Атмега328Р

КОМПАКТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ УТЕЧКИ
МЕГАОММЕТР НА Атмега328Р


МЕГАОММЕТР на Атмега328Р


Промышленный вариант мегаомметра достаточно габаритен и имеет немалый вес. Единственный достоинством этого монстра является, то что он поверен, но если вам в ремонте нужно срочно измерить сопротивление утечки, то электронный вариант более предпочтителен.



Поискав в интернете, простого устройства не нашел, единственный мегаомметр, который повторили радиолюбители был из журнала "Silicon Chip" октябрь 2009 года, но с доработанной прошивкой. Предлагаемый вашему вниманию прибор имеет габариты 100х60х25 (корпуса были приобретены на AliExpress) и имеет вес не более 100 грамм. Устройство собрано на микроконтроллере Atmega328P. Питание осуществляется от литеевого аккумулятора и ток потребления составляет около 5 мА. Чем меньше сопротивление измеряемой цепи, тем больше ток потребления и достигает 700-800 мА, но нужно учесть, что цепи с сопротивление меньше 10 кОм встречаются редко и измерение осуществляется за несколько секунд. В устройстве применены два DC-DC преобразователя на MT3608 и MC34063. Первый используется для питания контроллера, напряжение аккумулятора повышается и стабилизируется на уровне 5 вольт, второй преобразователь на 100В, это определено тем, что в основном используется для замеров утечки в электронных устройствах, ну и сделать 500 или 1000В экономичный преобразователь очень пробематично. Сначала была идея оба преобразователя собрать на МТ3608, но после того, как я спалил 8 микросхем, было решено сделать на МС34063. Да и при 500, 1000В пришлось применять более высокоомный делитель и как следствие применение операционных усилителей Rail-To-Rail.

Индикация осуществляется на жидкокристаллический дисплей. Для заряда аккумулятора применен контроллер заряда на TP4056 (отдельная платка 17х20 мм).





Устройство собрано на двухсторонней печатной плате из фольгированного стеклотекстолита, изготовленной по технологии ЛУТ. Не стоит пугаться слова «двухсторонняя».Распечатываются две картинки ПП низ и верх(зеркально). Совмещаются на просвет и скрепляются степлером в виде конверта. Вкладывается заготовка и сначала прогревается с двух сторон утюгом, затем с двух сторон тщательно проглаживается через два стоя писчей бумаги. Отпечатанную заготовку бросаем в емкость с теплой водой примерно на пол часа, затем пальцем под струёй теплой воды убираем остатки бумаги. После травления лудим в сплаве Розе. Сквозные отверстия для проводников выполнены медным луженым проводом диаметром 0.7 мм. Входы прибора выполнены из латунных трубок от старого мультиметра, поэтому можно применять штатные щупы от мультиметров, но желательно сделать самодельные с зажимами типа «крокодил».





Применены SMD детали, резисторы 5%, конденсаторы 10%. Нужно учесть, что это не омметр и не служит для точного измерения сопротивления, хотя точность в диапазоне 1К - 1М достаточно велика. Для повышения достоверности показаний весь диапазон измерения сопротивлений разбит на три. В прошивке применен oversampling. Использованы три делителя напряжения 1;10, 1:100 и 1:1000. Последний диапазон очень растянут, от 10 мОм до 100 мОм и при дискретности АЦП микроконтроллера 10 бит имеет очень крупный шаг, около 90 кОм. К тому же пришлось применить цепи защиты входом микроконтроллера и они вносят погрешность на двух верхних диапазонах. Ниже вы видите рисунки с результатами замеров.








Может кто-то захочет усовершенствовать прибор или более точно откалибровать, поэтому я прикладываю исходники. При калибровке подключаем точный резистор не хуже 1%, например 47 кОм и подбираем коэффициент для диапазона 10-100 кОм в строке:

if ((volt1<1000)&&(volt1>volt0))
        {
          amper = volt1/1800.0; //uA
          volt = 100000.0 - volt1;
          if (amper!=0) om = (volt/amper - 1800.0)*1.1235; //подбирается множитель.
        } else


Шкала от 10 до 100 мОм очень не линейна, вначале показания занижаются kx2, а в конце диапазона завышаются kx1, поэтому подбираются два коэффициента аналогично, но резистор ставим 20 мОм, затем 47 мОм и затем 91 мОм:

        
#define kx1 -0.145
#define kx2 0.8

............

        if ((volt2<1000)&&(volt2>volt1))
        {
          volt = 100000.0 - volt2; //на Rx 
          amper = volt2/18000.0;
          if (amper!=0) om = volt/amper;
          om = (om + om*(((1000.0 - volt2)/1000.0)*kx1 + volt2/1000.0*kx2));


С наилучшими пожеланиями, Самоделкин и Ю.Градов.


Исходники
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Оцените самоделку по критериям

0
Идея
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
0
Описание
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
0
Исполнение
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
Итоговая оценка: 0 из 10 (голосов: 0)
Чтобы написать комментарий необходимо войти на сайт через соц. сети (или зарегистрироваться):
Обычная регистрация
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
26 комментариев
  1. DimN
    В том-то и непригодность в быту и промышленности подобных устройств, что напряжение для измерения должно быть не менее 500 Вольт.
    Но для электроники более чем достаточно!
  2. Иван_Похмельев
    Начну с того, что я поставил плюс: автор сделал вполне работоспособное изделие, разумно подошёл к некоторым вопросам.
    Однако, перейдём к делу, будем дёготь лить.))
    1. Конечно, это не измеритель, а индикатор.
    2. 100 вольт, безусловно, мало: чтобы проверить электрическую прочность изоляции трансформатора блока питания надо никак не меньше 500 В.
    3. Не вижу никаких проблем с изготовлением экономичного преобразователя на 500 В.
    4. «…спалил 8 микросхем», скорее всего из-за неправильного выбора резистора в ОС: надо учитывать не только номинал, но и допустимое рабочее напряжение, при использовании распространённых SMD-резисторов для 500-вольтового выхода надо 2-3 последовательно включённых резисторов.
    5. «…при 500, 1000В пришлось применять более высокоомный делитель и как следствие применение операционных усилителей Rail-To-Rail.» Почему? Не вижу никакой логики в этом утверждении.
    6. Схема нарисована небрежно, куча ляпов, даже неохота тратить время на их перечисление, хотя, в принципе, если подумать и разобраться, то грамотный человек по ней сможет воспроизвести изделие.
    7. Неправильно организовано питание от АКБ, нет защиты от переразряда.
    8. Конструктивно неправильно подключён трансформатор, возможно и это было причиной подыхания ИС.
    9. Мегаомы обозначаются МОм, а мОм – это миллиомы!
    1. IOPA4 Автор
      Вероятно вас смутила батарея 100 вольт и переменный резистор. Это только для симуляции. Т.к. Proteus очень тяжело симулирует аналоговые модели, примерно 3-5 минут схема на MC34063 выходит на 100 вольт при 100% загрузке процессора и только через 5-10 минут появляются надписи на LCD, пришлось после того, как я проверил 100-вольтовый преобразователь отключить симуляцию микросхемы. В дальнейшем симулировал только работу МК и индикатора. Схема и плата в этой программе жестко связана и при любых ляпах печатная плата оказалась бы с ляпами и не работоспособной, а она вопреки вашим замечаниям заработала после прошивки сразу.
  3. IOPA4 Автор
    Цитата: DimN
    Но для электроники более чем достаточно!

    В связи с тем, что я радиомеханик, то и мегомметры у нас 100-вольтовые.
    1. IOPA4 Автор
      1. А кто бы спорил? В таком широком диапазоне сделать измеритель на 10-битном АЦП.
      2. У нас применяется 100-вольтовый для проверки аппаратуры и 500-вольтовый для проверки кабельных трасс, если они не подключены к аппаратуре.
      3,5. Даже при 100 вольтах (КЗ) ток делителя 5 мА, т.е. 0.5 Вт.
      4. СМД стовольтовые.
      6. Схема нарисована в программе Proteus (Isis), великолепно симулируется и программа не видит ошибок. При куче ляпов вываливалась бы из симуляции с кучей ощибок и предупреждений.
      7. Контроль заряда осуществляет TP4056, в тексте написано.
      8. Странно, а почему же работает? А вот при изменении фазировки обмоток не работает.
      9. Единицы измерения брал отсюда.
  4. Иван_Похмельев
    Цитата: IOPA4
    1. А кто бы спорил? В таком широком диапазоне сделать измеритель на 10-битном АЦП.
    Так и надо называть «Индикатор», а не «Мегаомметр» или «Измеритель».
    Цитата: IOPA4
    2. У нас применяется 100-вольтовый для проверки аппаратуры и 500-вольтовый для проверки кабельных трасс, если они не подключены к аппаратуре.
    А какой 100-вольтовый (название)?
    Цитата: IOPA4
    3,5. Даже при 100 вольтах (КЗ) ток делителя 5 мА, т.е. 0.5 Вт.
    Непонятно, что Вы имеете в виду. (( Ток какого делителя? Откуда 5 мА? Зачем Rail-To-Rail?
    Цитата: IOPA4
    4. СМД стовольтовые.
    Значит, для 100 В надо брать 2, для 500 в – 6 штук.
    Цитата: IOPA4
    6. Схема нарисована в программе Proteus (Isis), великолепно симулируется и программа не видит ошибок. При куче ляпов вываливалась бы из симуляции с кучей ощибок и предупреждений.
    Цитата: IOPA4
    Вероятно вас смутила батарея 100 вольт и переменный резистор.
    Не только это. Электролиты обозначены как неполярные конденсаторы. Не отображено питание от батареи, наличие выключателя. Непонятно, куда идут сигналы MISO, SCK, V0, V1, V2.
    Цитата: IOPA4
    7. Контроль заряда осуществляет TP4056, в тексте написано.
    Повторю ещё раз: нет защиты от переразряда.
    Цитата: IOPA4
    8. Странно, а почему же работает? А вот при изменении фазировки обмоток не работает.
    Вы понимаете значение слова «конструктивно»? Поскольку транс находится на некотором удалении, для снижения наводок следовало бы его входной и выходной сигналы подавать витыми парами, а также не тащить точку подключения выхода транса к D2 к точке подключения вывода 1 микросхемы U2.
    Цитата: IOPA4
    9. Единицы измерения брал отсюда.
    Вы, наверно, плохо смотрели: по Вашей ссылке всё правильно написано, а не так, как у Вас.
    1. IOPA4 Автор
      Вероятно вы понимаете разницу между индикатором и измерителем? Например устройство на "неонке" или "пищалке", это индикатор, а данное устройство измеритель, хотя и с большой погрешностью на больших шкалах. Об этом я написал. Промышленный мегаомметр М4100/1 на 100 вольт. Информативность дисплея 1602 не очень располагает к выводу информации об аккумуляторе, хотя это не можно сделать, например во время старта устройства. Для себя решил, что МТ3608 запускается минимально при 2В и аккумулятор не убьет, ну и дополнительно раз в месяц можно проконтролировать напряжение мультиметром.
      Ну и по "ляпам" на схеме, которые, как вам кажется имеются на схеме. Наверное вы слышали, что есть шины и нумерация проводов (метки связи). Не обязательно тащить проводник и шину от блока к блоку (от устройства к устройству, от элемента к элементу) через всю схему, что нарушает восприятие и читаемость схемы (загромождение). В САПР это повсеместно используется. Также применяются терминалы вход, выход, земля, питание, .... . Ставите выход, присваиваете имя, куда эта цепь должна подключиться ставите вход и присваиваете это же имя. На схеме RS, RW, E, V0, V1, V2, GND, U1_VCC и .... . Все очень просто до безобразия, придумано все до меня.
      Конструктивно трансформатор расположен не очень удачно, но я не смог найти ферритового сердечника, чтобы он уместился в зазоре между двумя платами, индикатором и основной платой МК. Может и слегка плата разведена не удачно, но проводники очень короткие и никаких наводок нет. Питание аналоговой части подано через дроссель с фильтрующим конденсатором. Вторая сторона платы практически сплошная и на минусе питания (GND). К тому же применена фильтрация по входу АЦП как на элементах, так и программно, поэтому никаких дрожаний показаний нет. Корпус использовал фабричный и других вариантов закрепления не было.
      1. Pronin
        < Наверное вы слышали, что есть шины и нумерация проводов (метки связи). Не обязательно тащить проводник и шину от блока к блоку (от устройства к устройству, от элемента к элементу) через всю схему, что нарушает восприятие и читаемость схемы (загромождение). В САПР это повсеместно используется.>
        Вы меня извините, но ваша схема более походит на ребус, чем на принцип.эл.схему.
        Я понимаю схему частичного моделирования, симуляции (для целей разводки и тп)
        А так на принцип.схеме путаница обозначений и тд. Входного напряжения у узла нет, а выходное есть. scratch
        Вот и угадай куда идет цепь с дроселя на линии PWR. И где начало и где конец?
        Вот такую схему не продать, Imho. И на повторение (проверку) применение не настраивает.
  5. Иван_Похмельев
    Цитата: IOPA4
    данное устройство измеритель, хотя и с большой погрешностью на больших шкалах.

    Ознакомьтесь с нормативной документацией, а потом утверждайте. Это - индикатор.
    Цитата: IOPA4
    при 2В и аккумулятор не убьет,
    Убьёт, не с первого раза, но убьёт. Поставили бы ещё DW01, и горя не знали.
    Цитата: IOPA4
    Промышленный мегаомметр М4100/1 на 100 вольт.
    Спасибо за информацию!
    Цитата: IOPA4
    Ставите выход, присваиваете имя, куда эта цепь должна подключиться ставите вход и присваиваете это же имя.
    Ну и где же второй конец у перечисленных мной цепей?
  6. Иван_Похмельев
    Цитата: IOPA4
    Промышленный мегаомметр М4100/1 на 100 вольт.

    Посмотрел по указанной Вами ссылке, там туфта в параметрах полная.
    Вот хорошая ссылка.
    1. IOPA4 Автор
      О какой туфте вы пишите? "Номинальное выходное напряжение от 90 до 110В" - вы про это? Так я и писал 100-вольтовый. Лень искать от "своего" паспорт. Еще удивлялись про ток делителя. Закон Ома. 200 + 1.8к + 18к = 20к. 100В/20кОм=5 мА, 100В*5мА = 0.5Вт, а это уже ~150 мА от аккумулятора без учета КПД и преобразования вверх. И на счет точности "указателя", на фото видно, что погрешность не более 5%, при замере утечки этого хватает с головой. Особой точностью я не задавался и применял 5% резисторы, если поколдовать, то можно добиться и лучших параметров, кроме диапазона 10МОм - 100 МОм. Заметьте, что промышленный при своей "ужасной" цене и габаритности гарантирует точность до 20 МОм.

      P.S. В САПР принято, что проводники имеют одинаковый потенциал, если они имеют одноименные метки (это одна цепь), так что с PWR (power) все понятно. Не думаю, что программа умнее человека (Proteus 7.10), но она с легкостью решила этот "кроссворд".
      1. Pronin
        < P.S. В САПР принято, что проводники имеют одинаковый потенциал, если они имеют одноименные метки (это одна цепь), так что с PWR (power) все понятно. Не думаю, что программа умнее человека (Proteus 7.10), но она с легкостью решила этот "кроссворд". >
        Т.е. вы предлагаете искать ваши цепи и условности на схеме с помощью программы (Proteus 7.10). Оригинально good Но, у меня нету Proteus 7.10 (исп.другие). И по вашей инновации (этто модно) крутой Яндекс у себя нашел 74млн. меток "PWR". А надо то 2 и на вашей схеме.
        И еще какие то старинные конденсаторы обозначены С5-1 (10м). А еще есть HTML, и там будет наверно С5//1 scratch
  7. Иван_Похмельев
    Цитата: IOPA4
    О какой туфте вы пишите? "Номинальное выходное напряжение от 90 до 110В" - вы про это?
    Не сказано, что он двухпредельный.
    И вот это не туфта?!

    Пределы допускаемых значений основной погрешности от конечного значения диапазона измерений:
    ± 4 % на диапазоне 0-100 мкОм;
    ± 2,5 % на диапазонах 0-1 мОм, 0-10 мОм, 0-100 мОм, 0-1 Ом;
    ± 1,5 % на остальных диапазонах.

    Классы точности по ГОСТ 8.401:
    4,0 на диапазоне 0-100 мкОм;
    2,5 на диапазонах 0-1 мОм, 0-10 мОм, 0-100 мОм, 0-1 Ом;
    1,5 на остальных диапазонах.


    Цитата: IOPA4
    Еще удивлялись про ток делителя. Закон Ома. 200 + 1.8к + 18к = 20к. 100В/20кОм=5 мА, 100В*5мА = 0.5Вт, а это уже ~150 мА от аккумулятора без учета КПД и преобразования вверх.
    Про 100 МОм последовательно с ними мы скромно умолчим? ))

    Цитата: IOPA4
    И на счет точности "указателя", на фото видно, что погрешность не более 5%,
    По фото погрешность не определить.)) Даже если у Вас действительно 5%, то это не измеритель. Изучайте матчасть!

    Цитата: IOPA4
    Особой точностью я не задавался и применял 5% резисторы, если поколдовать, то можно добиться и лучших параметров, кроме диапазона 10МОм - 100 МОм.
    При использовании таких резисторов, даже при их подборе и программной корректировке, трудно получить нормальную точность без периодической калибровки по образцовому источнику.

    Цитата: IOPA4
    P.S. В САПР принято, что проводники имеют одинаковый потенциал, если они имеют одноименные метки (это одна цепь), так что с PWR (power) все понятно.
    С PWR, допустим, всё понятно, однако спрашивал я не про этот сигнал. ))

    Цитата: IOPA4
    Не думаю, что программа умнее человека
    Когда как. )))
  8. IOPA4 Автор
    Цитата: Иван_Похмельев
    Про 100 МОм последовательно с ними мы скромно умолчим?

    Про КЗ вы вероятно не читали. Извините, но похоже, что вы писатель, а не читатель. "Старинный 10М конденсатор" - 10u означает "новейший" 10 мКф.
    1. Иван_Похмельев
      Где КЗ - внутри прибора? А что же вы тогда про КЗ проводов от АКБ не говорите - там ток ещё больше будет. ))
      И про "старинный конденсатор" я ничего не писал.
      Кстати, Вам, как радиолюбителю с 40-летним стажем, пора было бы усвоить, что микрофарады обозначаются "мкФ".
  9. IOPA4 Автор
    Цитата: Иван_Похмельев
    С PWR, допустим, всё понятно, однако спрашивал я не про этот сигнал. ))

    Метка PWR (+ аккумулятора) сделана для того чтобы создать на печатной плате полигон, который автоматически сливается со всеми проводниками и выводами элементов, имеющих туже метку. Сделано для того, чтобы улучшить охлаждение МТ3608 (корпус SOT23-6) через выводы питания, тоже самое сделано и с GND. По программе Proteus есть хорошая тема.
    1. Иван_Похмельев
      У меня про PWR вообще не было вопроса, но Вы упорно пытаетесь ответить мне. А про 5 других сигналов столь же упорно молчите. ))
    2. Pronin
      Метка PWR (+ аккумулятора) сделана для того чтобы создать на печатной плате полигон, который автоматически сливается со всеми проводниками и выводами элементов, имеющих туже метку.

      Понятно, что ГОСТ на обозначения (ГОСТ 2.728-74 ескд) вам не знаком. Поэтому и казусы на схеме. В симуляторе Proteus элементы и связи могут быть за кадром.
      А конденсатор С5-1 воткнут электролитический (полярный). Для симулятора без разницы какой вы поставите. А для реальной схемы, например, 10 мкФ х 10В
  10. Иван_Похмельев
    К тому же пришлось применить цепи защиты входом микроконтроллера и они вносят погрешность на двух верхних диапазонах
    Какие у Вас стоят стабилитроны? Если они существенно влияют, почему не применили защиту с мЕньшей утечкой?
  11. IOPA4 Автор
    Цитата: Pronin
    ГОСТ

    Мы сейчас обсуждаем самоделку или устройство для эколайзера? Вероятно вам не хватает общения. Я же вам подробно написал, еду в "командировку", нужно брать инструмент. Если все загрузить по ГОСТу, не пустят меня в самолет, а работать надо. Беру мультиметр True RMA и этот самопальный тестер, пару отверток и ключей. Знаю, что меньше 1 мегома это плохо, и даже если на супер трупер точном мегаометре покажет 1.000001 мегома, я все-равно задумаюсь о причине. Да, банальный вопрос, вы крутили мегомер? Какие там сотые и десятые, стрелку колбасит из стороны в сторону. А по поводу ГОСТа пишите в Labcenter Electronics, может они и нумерацию и обозначения поменяют, как вам будет удобно. А если кратко: есть ГОСТ, а есть жизнь. Вспомните, когда вы дома делали ТО, проверку изоляции кабеля, отмаркированы ли у вас выключатели, трубы, вешаете ли вы таблички и т.д. и т.п. У меня в адмиральском доме "люмишка" 1.5 квадрата с 1975 года, а вы про ГОСТ.
  12. IOPA4 Автор
    Цитата: Иван_Похмельев
    Где КЗ - внутри прибора?

    КЗ, проверяемой цепи. Короткое там, а вы этот прибор сунули. Все 100 В и будут на входе. Стабилитроны в защите на 4.7В.
  13. IOPA4 Автор
    Цитата: Иван_Похмельев
    Когда как. )))

    Мания величия?
  14. Иван_Похмельев
    Цитата: IOPA4
    КЗ, проверяемой цепи. Короткое там, а вы этот прибор сунули. Все 100 В и будут на входе.

    И эти 100 В подключатся к подробно описанному вам делителю через RV1=100 МОм, по крайней мере, так изображено на Вашей схеме. Или опять "тут играем, тут не играем, тут я рыбу заворачивал"?
    И ещё: фотография печатной платы без деталей - какая-то "левая", не имеющая прямого отношения к рассматриваемому прибору.
  15. Pronin
    Цитата: IOPA4
    Мы сейчас обсуждаем самоделку или устройство для эколайзера? Вероятно вам не хватает общения. Я же вам подробно написал, еду в "командировку", нужно брать инструмент.

    Т.е. как помощь вам и возможным повторяльщикам, вы не воспринимаете это обсуждение ("критику"). А ручку мегометра мы крутили... при отбраковке мощных тиристоров. Неудобная хрень и неточная
  16. Иван_Похмельев
    Цитата: IOPA4
    Мы сейчас обсуждаем самоделку или устройство для эколайзера?

    А что это за зверь такой "эколайзер"?
  17. IOPA4 Автор
    Цитата: Иван_Похмельев
    А что это за зверь такой "эколайзер"?

    Я толком не знаю, но вещь очень точная и все по фэншую, в смысле по ГОСТу. Извините, пару дней буду молчать, собираю свой первый 3D принтер, вчера получил с AliExpress. Это не реклама!

Добрый день, Гость!


Зарегистрируйтесь

Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы...

Войти

А затем...

Добавьте самоделку

Или...

Добавьте тему

Онлайн чат

Опрос
Сколько по времени, чаще всего, Вы делаете самоделку?

Последние комментарии

1. "Реально побеждает в этом мире строгая, конкретная, хладнокровная логика. Весь мир строго математичен и вычислить можно все." 2. "а я не верю в разум, больше склоняюсь к некому...
Ну что Вы! Какие претензии? К кому? Они получили указания с самого верха! (Премьер - министр проезжал)...
"Библия (и другие писания) писались с учётом и уровня восприятия, и менталитета аудитории того времени!" Смею добавить: и авторами того времени...
Dmitrij, А Вы, извиняюсь не инопланетянин, случаем? Идиотизм является психиатрическим явлением, при котором у человека полностью отсутствуют интеллектуальные и умственные способности Источник:...
Здесь ключевое слово АЛМАЗНЫЙ - так тянет на обсуждение в том числе и о теологии. Но после отработки на диске алмазных крошек не осталось, в новом было- кот наплакал. Поэтому сомнительно че ним можно...
Все комментарии