АНОТАЦІЯ
В даному дипломному проекті розробляється вольтметр цифровий. Розроблений прилад дозволяє контролювати величину напругу в електромережі та спостерігати її на індикаторі.
Даний пристрій має малі габарити, і розрахований на цілодобову роботу.
ВСТУП
У кожній квартирі, будинку, офісі, на виробництві є добре всім знайомий електрощит, через який подається живлення для електроприладів. Причому подається через старі підстанції та дроти, не розраховані на постійно зростаючі потужності. Як відомо побутова техніка розрахована на роботу від мережі з напругою 220-230V. Але реальна напруга в мережі часто коливається від 150 до 280V. А чи знаєте ви, що кожен стрибок напруги-це аварійна ситуація для будь якого побутового приладу?! Знижена, підвищена або нестабільна напруга в мережі електроживлення може пошкодити всю побутову техніку у вашому домі! І, при цьому у безкоштовному гарантійному сервісі, найімовірніше, вам буде відмовлено, так як гарантія надається лише при умові, що прилад експлуатується в умовах електроживлення, що задовольняють суворі технічні вимоги до напруги живлення – 220 вольт ± 10%.
В даному дипломному проекті розробляється вольтметр цифровий. Розроблений прилад дозволяє контролювати величину напругу в електромережі та спостерігати її на індикаторі.
1 Загальний розділ
1.1 Область застосування та призначення
Напруга електричних мереж не відрізняється високою стабільністю, тому важливо знати його значення. У запропонованому приладі малі габарити. Він розрахований на цілодобову роботу, живиться від електромережі і показує її напругу на трирозрядному цифровому індикаторі.
Цифровий вольтметр призначений для вимірювання величини напруги в електромережі. Індикація вимірюваної напруги здійснюється за допомогою трирозрядного цифрового індикатора.
Цифровий вольтметр може використовуватися в домашніх умовах, в офісах насичених комп’ютерною та радіотелевізійною технікою, в магазинах з продажі побутової радіоелектронної техніки, на виробничих підприємствах, в підрозділах підприємств електропостачання.
1.2 Технічні вимоги
- напруга живлення, В 220;
- похибка вимірювання напруги,% не більше 0,5;
- габаритні розміри, мм, в×д×ш не більше 56×190×50;
- маса, кг не більше 0,2;
- напрацювання на відмову складає 8800 годин;
- атмосферний тиск, кПа не більше 106,7;
- кліматичне виконання УХЛ 5.1:
діапазон робочих температур,°С від мінус 10 до плюс 35;
відносна вологість при 25°С,% не більше 98;
- клас електробезпеки І
1.3 Опис роботи приладу
Основними функціональними вузлами приладу є:
-випрямляч;
-стабілізатор напруги;
-повторювач напруги;
-фільтр низької частоти;
-мікроконтролер
-стабілізатор напруги;
-індикатор живлення;
-ключ електронний;
Вольтметр містить наступні вузли: U1-імпульсне джерело живлення з вихідною напругою 9 В, стабілізатор напруги на мікросхемі DA2 з вихідною напругою 5 B для живлення мікросхем DA1 і DD1, подільник напруги мережі на резисторах R1-R4, випрямляч на операційному підсилювачі DA1.1, і діоді VD2, фільтр НЧ R8,R9,C3,C6, повторювач напруги на операційному підсилювачі DA1.2, мікроконтролер DD1 з зустрічним АЦП, індикатор HG1, розряди якого перемикаються транзистори VT1-VT3, а струм через його елементи обмежують резистори R11-R17. Конденсатор С1 знижує вплив імпульсних перешкод, що проникають з електромережі, на показання приладу. Стабілітрон VD1 захищає мікросхему DA2 від аварійного стрибка напруги з виходом імпульсного джерела живлення U1, а конденсатори С2,С4,С5,С7,С8,С10,С11, забезпечують його стійку роботу. При включенні живлення ланцюг R10,C9 формує імпульс на виході 4 мікроконтролера DD1, що встановлює його в початковий стан. Напруга мережі через випрямляч (DA1.1,VD2,R5,R6).
Застосування операційного підсилювача DA1.1 суттєво послаблює вплив нелінійності характеристики діода VD2 в ділянці прямої провідності. Випрямлена пульсуюча напруга, згладжена двохланцюговим фільтром НЧ R8,R9,C3,C6, надходить на повторювач напруги на операційному підсилювачі DA1.2, який має низький вихідний опір для узгодження з виходом вбудованого АЦП мікроконтролера DD1 (вивід 3). Мікроконтролер за програмою обробляє сигнал з виходу АЦП і два рази в секунду виводить результат на індикатор HG1.