Простой бортовой цифровой вольтметр

Контрольная лампа зарядки аккумуляторной батареи не даёт точного представления о напряжении в бортовой сети автомобиля и степени заряженности батареи, а только информирует водителя о неполадках в системе электроснабжения. При выходе из строя реле этой лампы, ее перегорании или иных нарушениях в цепи питания контроль за состоянием бортовой электрической сети прекращается полностью.

Возникновение в это время повышения напряжения сверх допустимого может привести к порче электрооборудования автомобиля, а при понижении возникает риск существенной разрядки аккумуляторной батареи. Измерение напряжения батареи при выключенном двигателе позволяет определить степень её заряженности после длительной стоянки автомобиля.

Вольтметр, схема которого представлена на рис. 1, измеряет и показывает бортовое напряжение автомобиля в процессе его эксплуатации. Основным звеном прибора служит микроконтроллер DD1 со встроенным десятиразрядным АЦП, который преобразовывает аналоговый входной сигнал в цифровой и выводит результат на трёхразрядный семиэлементный индикатор.

Измеряемое постоянное напряжение поступает на аналоговый вход AN3 микроконтроллера через делитель на резисторах R1-R3. Резистор R3 повышает плавность регулирования коэффициента деления напряжения подстроечным резистором R2. Конденсатор С5 и стабилитрон VD2 защищают вход микроконтроллера от возможных всплесков напряжения в бортовой сети.
Импульсы с выходов RA0, RA1, RA2 микроконтроллера управляют работой коммутирующих транзисторов VT1 — VT3. Одноименные выводы элементов-катодов всех индикаторов объединены и подключены через токоограничивающие резисторы R8—R14 к выходам RA5, RC0—RC5 микроконтроллера. Десятичная точка индикатора HG2 подключена к выходу RA0 микроконтроллера через резистор R7.

Питается вольтметр от стабилизатора напряжения DA1. Требуемую яркость свечения индикаторов HG1—HG3 устанавливают (если необходимо) подборкой резисторов R7—R14.
Три одноразрядных семиэлементных светодиодных индикатора HG1—HG3 могут быть с любой высотой знакоместа и цветом свечения, но обязательно с общим анодом и прямым током элемента не более 20 мА. Вместо указанных на схеме трёх индикаторов можно применить один на три знакоместа, например ВА56-12. При замене необходимо помнить о различной цоколёвке индикаторов.
Стабилизатор 7805 заменим на КР142ЕН5А. КР142ЕН5В. 78М05, а транзисторы ВС557 — на отечественные КТ3107Б.

Все детали вольтметра, кроме индикаторов, размещены на плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1.5 мм (см. чертёж на рис. 2). Индикаторы смонтированы навесным монтажом на отдельной плате служащей лицевой панелью вольтметра. Платы соединены гибкими изолированными проводами. Плату под индикаторы выполняют индивидуально в соответствии с их типом и размерами, а также с местом и способом монтажа прибора в автомобиле.

Налаживание вольтметра начинают с подключения его к источнику напряжения 7… 15 В параллельно с контрольным вольтметром. Если прибор собран без ошибок, индикаторы включатся и покажут некоторое значение напряжения. Подстроечным резистором R2 уравнивают показания напряжения обоих вольтметров.
Устройство помещено в пластмассовый корпус и приклеено двусторонним скотчем к панели приборов автомобиля.
Контакт 1 разъёма Х1 я подключил к цепи, напряжение на которой появляется при включении зажигания. Можно подключить его непосредственно к замку зажигания или к соответствующему проводу в монтажном блоке.

Прилагаемые файлы: Vmetr.zip

А. ТИТАРЕНКО, г. Сумы, Украина
«Радио» №7 2012г.