Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
PCBway
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Miliamperomierz, prosty tester USB Attiny13 Bascom

xdcer 26 Lis 2017 14:42 5640 38
  • Miliamperomierz, prosty tester USB Attiny13 Bascom


    Witam, w ramach konkursu na urządzenie pomiarowe przedstawiam bardzo prosty miliamperomierz do testowania gniazd usb w smartfonach i innych urządzeniach. Konstrukcja jest śmiesznie prosta, oparta na mikrokontrolerze attiny13 i zawiera tylko kilka elementów niezbędnych do działania. Miernik prezentuje pomiar na linijce składającej się z dziesięciu diod led. Posiada dwa tryby wyświetlania: linijka lub punkt.

    PARAMETRY
    Napięcie zasilania 5V
    Zakres pomiaru do 0 - 2000mA, rozdzielczość 100mA.

    SCHEMAT
    Miliamperomierz, prosty tester USB Attiny13 Bascom

    PROGRAM
    Program napisany na kolanie w środowisku Bascom, zajmuję w pamięci 98%, a bez podprogramu 'selftest' - 85%
    Na pewno dałoby się go jeszcze zoptymalizowac i uprościć zyskując pamięć na dodatkowe funkcje.
    Pomiar dokonywany jest poprzez opornik 0,1 Ohm w ujemnej szynie zasilania, zastosowany został programowy filtr dolnoprzepustowy, który wygładza wynik pomiaru.
    Wświetlanie pomiaru na dziesięciu LED odbywa się przy pomocy charlieplexing'u multiplexingu (szczegóły poniżej).
    od 0mA do 1000mA w trybie linijki, a od 1000mA do 2000mA w trybie punktu.

    KOD
    Kod: vbnet
    Zaloguj się, aby zobaczyć kod


    BUDOWA
    Miernik jest wykonany w formie modułu na dwustronnej pcb, nie posiada obudowy, możnaby go opakować w przeźroczystą koszulkę termokurczliwą.
    Zasilanie dostarczane jest poprzez gniazdo micro usb co daje możliwość podłacenia róznych ładowarek, power-banków o wydajności prądowej wymaganej dla danego urządzenia. Na wyjściu zamontowane jest gniazdo usb-a co daje możliwość podpięcia kabli usb różnego typu(apple, micro-usb, mini-usb, starsze typy). Ze względu na różne testy w trakcie budowy zrezygnowałem z zabezpieczenia wejścia i linii zasilania diodą Zenera, jednak zachęcam do zastosowania takiego zabezpieczenia przed zbyt wysokim napięciem.
    Płytka zamówiona została u kolegi z Chin.

    Miliamperomierz, prosty tester USB Attiny13 Bascom Miliamperomierz, prosty tester USB Attiny13 Bascom Miliamperomierz, prosty tester USB Attiny13 Bascom Miliamperomierz, prosty tester USB Attiny13 Bascom Miliamperomierz, prosty tester USB Attiny13 Bascom Miliamperomierz, prosty tester USB Attiny13 Bascom

    FILM



    Mierniki pomiaru prądu są bez problemu dostępne na różnych portalach aukcyjnych, a cena może zaczynją się od kilku złotych. W przypadku tego projektu otrzymujemy proste narzędzie pomiarowe nie tylko do pomiaru prądu, modyfikując odpowiednio stopień wejściowy możemy uzyskać mierniki innych wartości np: pola elektromagnetycznego, siły sygnału radiowego czy zwykłego wskaźnika VU i wiele innych. Z tego względu projekt pozostawiam otwarty. Mam nadzieję że prostota oraz uniwersalność pociągnie za sobą inne konstrukcje, optymalizację i przeniesienie kodu na inne platformy. Dodatkowo zachęcam do umieszczania w dziale DIY swoich konstrukcji opartych na attiny13. Może kiedyś kostka stanie się tak samo popularna i uniwersalna jak NE555?

    Fajne! Ranking DIY
    O autorze
    Specjalizuje się w: automatyka, mikrokontrolery, serwis gsm, audio
    xdcer napisał 107 postów o ocenie 18, pomógł 2 razy. Mieszka w mieście Oświęcim. Jest z nami od 2010 roku.
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
  • PCBway
  • #2
    PIOTR111
    Poziom 16  
    Witam jaka jest wartość rezystora R2 ?? coś słabo widzę :))
    Piotr
  • #3
    Sabre
    Poziom 18  
    xdcer napisał:
    Wświetlanie pomiaru na dziesięciu LED odbywa się przy pomocy charlieplexing'u,


    Jeśli schemat podłączenia diod jest narysowany poprawnie to nie używasz charlieplexing'u. W charliplexing'u łączy się diody równolegle przeciwsobnie.
  • #6
    Marek_Ertew
    Poziom 16  
    Roszę o spokój.
    Schemat podłączenia LED jest narysowany dziwnie, ale zupełnie poprawnie. Jedyna różnica między klasycznym charlieplexing'iem a rozwiązaniem @xdcer jest ilość rezystorów włączona w szereg.
    Dwa schematy do porównania poniżej.
    Miliamperomierz, prosty tester USB Attiny13 Bascom
    w obu przypadkach na 4 przewodach da się powiesić 12 LEDów. W tym przypadku jest 11 LEDów a brakuje LEDa włączonego przeciwsobnie do D1.

    Dodano po 2 [minuty]:

    BTW, @Freddy, na Twoim schemacie są o 2 LEDy za dużo. Dokładnie dwie "górne" o numerach 5 i 6 dublują się z prawidłowymi 7 i 8.
  • #7
    Freddy
    Poziom 43  
    Marek_Ertew napisał:
    BTW, @Freddy, na Twoim schemacie są o 2 LEDy za dużo. Dokładnie dwie "górne" o numerach 5 i 6 dublują się z prawidłowymi 7 i 8.
    Oj tam, szczegół :) - dzięki, poprawiłem.
    Marek_Ertew napisał:
    Roszę o spokój.
    Nie pomyliło Ci się coś ... ? Bez takich proszę. :)

    Marek_Ertew napisał:
    Schemat podłączenia LED jest narysowany dziwnie, ale zupełnie poprawnie.
    Schemat narysowany w sposób nieczytelny - to jest podstawa.
    Jeśli to ma być Charlieplexing, to niech będzie poprawny, czyli tak jak stworzył go Charlie Allen z Maxim Integrated - rezystory mają być na Twoim dolnym rysunku.
    To co jest w poście #1 to nie jest Charlieplexing.
  • #8
    es2
    Poziom 16  
    Rezystor pomiarowy ma 0,1R. Przy 2A da to 200mV spadku napięcia. Jaka moc ma ten rezystor?
    Wewnętrzne Vref Tiny13 to 1,1V, wykorzystujesz 20% zakresu przetwornika. Czy nie lepiej było użyć uC z wbudowanym wzmacniaczem operacyjnym? Można wtedy użyć mniejszego rezystora pomiarowego, zalety:
    - mniejszy spadek napięcia na rezystorze
    - mniejsza moc wydzielana na rezystorze
    - wykorzystanie szerszego zakresu pracy przetwornika ADC
  • PCBway
  • #9
    NDN Warszawa
    Poziom 11  
    Cytat:
    Płytka zamówiona została u kolegi z Chin.

    Czy mógłby Pan szczegółowiej opisać jak wyglądało zamówienie płytki. Myślę że całkiem sporo konstruktorów było by zainteresowanych zamawianiem płytek dwustronnych z soldermaską i opisem nawet w chinach do swoich konstrukcji - jeżeli cena była by akceptowalna.
  • #10
    xdcer
    Poziom 12  
    Moje płytki pochodzą ze strony PCBway.com, i nie chciałbym powielać tutaj tematu wiele razy poruszanego na tym forum.
    Napiszę krótko, że jeśli chodzi o zamawianie płytki z Chin to sprawa jest bardzo prosta, istnieje wiele firm specjalizujących się w tym temacie.
    Wchodzimy na daną stronę, po zalogowaniu wypełniamy formularz na temat produktu (jak to zrobić i co oznaczają konkretne opisy znajdziemy w poradnikach w google), dodajemy pliki gerber z programu do projektowania PCB, następnie przelew i obserwujemy proces technologiczny jak powstaje nasza płytka.

    Miliamperomierz, prosty tester USB Attiny13 Bascom

    Miliamperomierz, prosty tester USB Attiny13 Bascom

    Czas produkcji 3-4 dni jak nie wypadnie jakieś święto smoka... Moje koszty to ok 40 zł za 10szt płytek i 40zł przesyłka (ok miesiąc czasu).

    Mamy cały czas kontakt z producentem, na stronie dostępny jest support online, projekt najpierw jest sprawdzany i omawiane są szczegóły jeśli potrzeba.

    Dodano po 13 [minuty]:

    es2 napisał:
    Rezystor pomiarowy ma 0,1R. Przy 2A da to 200mV spadku napięcia. Jaka moc ma ten rezystor?
    Wewnętrzne Vref Tiny13 to 1,1V, wykorzystujesz 20% zakresu przetwornika. Czy nie lepiej było użyć uC z wbudowanym wzmacniaczem operacyjnym? Można wtedy użyć mniejszego rezystora pomiarowego, zalety:
    - mniejszy spadek napięcia na rezystorze
    - mniejsza moc wydzielana na rezystorze
    - wykorzystanie szerszego zakresu pracy przetwornika ADC


    Tak naprawdę to nie wiedziałem, że są uC z wbudowanym wzmacniaczem operacyjnym. Czy to jest osobny moduł mikroprocesora czy jest on już powiązany fizycznie z ADC? Mógłbyś podać jakiś przykład takiego uC?
    Zalety takiego rozwiązania na pewno są, jednak wiemy że taki miernik można zbudować na milion sposobów w zależności od potrzeb i tutaj przy 10 LED 20% przetwornika wystarcza. Pomijam oczywiście straty na oporniku które mogłyby być mniejsze.
  • #11
    es2
    Poziom 16  
    xdcer napisał:

    Tak naprawdę to nie wiedziałem, że są uC z wbudowanym wzmacniaczem operacyjnym. Czy to jest osobny moduł mikroprocesora czy jest on już powiązany fizycznie z ADC? Mógłbyś podać jakiś przykład takiego uC?

    Np Mega164. Z Tiny to Tiny85, Tiny167. Bardzo dużo nowych AVR ma wbudowane wzmacniacze (przeważnie x10, x20, x100, x200) i moga pracować w trybie różnicowym. Tiny 167 ma źródło prądowe 160uA. Może sie przydac przy pomiarze rezystancji czy pojemności kondensatorów.
  • #12
    BlueDraco
    Specjalista - Mikrokontrolery
    To, co zrobił Autor wątku - to właśnie jest poprawny Charlieplexing (z takim właśnie połączeniem rezystorów). Charlieplexing op[olega na tym, by w jedną stronę mieć ograniczenie natężenia, a w drugą - nie (tylko kluczowanie napięciowe). Tak są zbudowane wyjścia specjalizowanych układów do Charlieplexingu. Mikrokontroler tego elektrycznie nie potrafi, a uzyskuje się podobny efekt łącząc jedne elektrody diod przez rezystory, a drugie - bezpośrednio,
  • #14
    BlueDraco
    Specjalista - Mikrokontrolery
    No i gdzie te rezystory na pierwszym schemacie, który pokazałeś? Układ sterujący zawiera w środku to, czego odpowiednikiem są rezystory na schemacie Autora wątku. Akurat z charlieplexingiem robiłem sporo. Przy rezystorach jak na schemacie 2 jasność świecenia zależy od liczby aktywnych diod w danej fazie, co bardzo wyraźnie widać. Schemat Autora tej wady nie ma. Inny sposób - to diody Schottky równolegle z rezystorami, ale po co to robić, skoro umiejętne podłączenie rezystorów wystarczy?
  • #15
    Freddy
    Poziom 43  
    BlueDraco napisał:
    No i gdzie te rezystory na pierwszym schemacie, który pokazałeś? Układ sterujący zawiera w środku to, czego odpowiednikiem są rezystory na schemacie Autora wątku.
    W układzie, np. MAX7219 bo ma regulację jasności.

    Może i tak jest jak mówisz, ale tak wygląda oryginał Charlieplexing.
    Wersja jaką dał autor tematu, to zmodyfikowane Charlieplexing przez użytkowników, a nie przez Maxima.

    Prawie wszystkie układy scalone obsługujące Charlieplexing produkcji Maxim, AMS, Microchip zawierają wbudowane regulowane źródła prądowe dla LED.
    W takim wypadku rezystory są zbędne i diody są łączone jak w pierwszym schemacie.
  • #17
    xdcer
    Poziom 12  
    Dzięki yogi009 :)

    Jeśli chodzi o opornik 0,1 Ohm to dokładnie nie wiem jakiej jest on mocy ponieważ nie znalazłem na ten temat żadnej informacji u dostawcy ale na pewno większej niż normalnie.
    Straty w postaci wydzielanego ciepła przy maksymalnym obciążeniu prezentuje poniższe zdjęcie więc chyba nie jest najgorzej.

    Miliamperomierz, prosty tester USB Attiny13 Bascom

    Pod tym linkiem dodatkowo można sprawdzić w jaki sposób telefony "dogadują" się z ładowarkami i na odwrót . Pomoże to niektórym w
    szybkim diagnozowaniu uszkodzeń.

    https://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/4803

    Zachęcam do tej ciekawej lektury i dziękuję za zainteresowanie.
  • #21
    ^ToM^
    Poziom 34  
    xdcer napisał:

    Mierniki pomiaru prądu są bez problemu dostępne na różnych portalach aukcyjnych, a cena może zaczynją się od kilku złotych. W przypadku tego projektu otrzymujemy proste narzędzie pomiarowe nie tylko do pomiaru prądu, modyfikując odpowiednio stopień wejściowy możemy uzyskać mierniki innych wartości np: pola elektromagnetycznego.



    Przede wszystkim nie jest to miernik tylko wskaźnik. Trudno nazwać miernikiem coś, co nie ma określonej precyzji pomiaru. Zapewne takie urządzenie może być użyteczne, ale rozdzielczość 100 mA nie pozwala nazwać tego inaczej niż wskaźnik prądu.

    Pozdrawiam!
  • #22
    es2
    Poziom 16  
    ^ToM^ napisał:
    xdcer napisał:

    Mierniki pomiaru prądu są bez problemu dostępne na różnych portalach aukcyjnych, a cena może zaczynją się od kilku złotych. W przypadku tego projektu otrzymujemy proste narzędzie pomiarowe nie tylko do pomiaru prądu, modyfikując odpowiednio stopień wejściowy możemy uzyskać mierniki innych wartości np: pola elektromagnetycznego.



    Przede wszystkim nie jest to miernik tylko wskaźnik. Trudno nazwać miernikiem coś, co nie ma określonej precyzji pomiaru. Zapewne takie urządzenie może być użyteczne, ale rozdzielczość 100 mA nie pozwala nazwać tego inaczej niż wskaźnik prądu.

    Faktycznie, rozdzielczość 100mA to przy "żenada", zwłaszcza, że w USB ustawia sie zapotrzebowanie z rozdzielczościa 4mA.
    No i ten spadek 200mV, jak dla mnie niedopuszczalny. Przy zasilaniu z systemu, głównego HUBa, ok, ale z HUB-a pasywnego już nie za bardzo.
  • #23
    xdcer
    Poziom 12  
    ^ToM^
    Niech będzie wskaźnik.
    es2
    Nie wiem czy do końca rozumiesz ideę tego wskaźnika, i czy w praktyce zetknąłeś się z problemem braku połączeń w gwiazdach usb na przykład w smartfonach, oraz z objawami i ich diagnozowaniem.

    Taka rozdzielczość dość dokładnie pokazuje co się dzieje z ładowaniem telefonu kiedy jeszcze nie jest załączony bo ma na to za mało energii. Do dokladniejszych pomiarów używa się multimetru.

    W praktyce spadek napięcia wynosi ok 100mV - 120mV takim prądem (1A-1,2A) ładowanych jest większość telefonów.
    Mam pytanie co to jest hub aktywny i pasywny, nie spotkałem się z takimi określeniami?
  • #25
    es2
    Poziom 16  
    <ciach>

    Moderowany przez dondu:

    Post raportowany. Zbędne usunąłem.
    3.1.11. Nie wysyłaj wiadomości, które nic nie wnoszą do dyskusji.




    Co do
    xdcer napisał:

    czy do końca rozumiecie ideę tego wskaźnika, i czy w praktyce zetknęliście się z problemem braku połączeń w gwiazdach usb na przykład w smartfonach

    Ok, tester, czyli nie miernik, dlaczego wiec ta konstrukcja wystartowała (został zgłoszona) w konkursie?

    PS
    Była reklama "Lodożercy", teraz mamy "Gadzetożerców"?
  • #26
    xdcer
    Poziom 12  
    Aha rozumiem że chodzi o zwykły hub usb. Faktycznie są aktywne i pasywne.

    Tester czy miernik - niech to oceni organizator konkursu, dokładność pomiaru też będzie brana pod uwagę.
    ---
    "Modułożercy" ;)
  • #28
    andrzej18k
    Poziom 11  
    Zapewne autor używa coś takiego
    Bardzo wygodne do programowania, klips trzyma się pewnie i nie spada. Sam tego używam.
  • #29
    koczis_ws
    Poziom 26  
    Fajne, tylko trochę drogie :(. Szczerze, domyślałem się czegoś takiego, ale nie wiedziałem, czy na SMD się będzie trzymać.