ATTiny85 Capacitor Meter: 4 ደረጃዎች

2024 ደራሲ ደራሲ: John Day | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-30 07:29

ይህ አስተማሪ በሚከተሉት ባህሪዎች በ ATTiny85 ላይ የተመሠረተ ለ Capacitor ሜትር ነው።

• በ ATTiny85 (DigiStamp) ላይ የተመሠረተ
• SSD1306 0.96 "OLED ማሳያ
• 555 oscillator ን በመጠቀም ለዝቅተኛ እሴት capacitors 1pF - 1uF የድግግሞሽ ልኬት
• ለከፍተኛ እሴት capacitors 1uF - 50000uF የክፍያ ጊዜ መለካት
• ቋሚ አቅም (capacitance) ን ለመቀነስ ለ ዘዴዎች ጥቅም ላይ የዋሉ 2 የተለያዩ ወደቦች
• ለትላልቅ መያዣዎች ጊዜን ለመቀነስ ለክፍያ ጊዜ ሁለት የአሁኑ የአሁኑ እሴቶች
• ሲነሳ 555 ዘዴ የራስ ዜሮዎች ፣ በግፊት አዝራር እንደገና ሊታደስ ይችላል
• ለእያንዳንዱ የመለኪያ ዑደት የትኛው ዘዴ ጥቅም ላይ መዋል እንዳለበት ለመምረጥ ፈጣን ሙከራ።
• ለ OSCVAL የሰዓት ድግግሞሽ ማስተካከያ በመደገፍ የክፍያ ጊዜ ዘዴ ትክክለኛነት ሊሻሻል ይችላል

ደረጃ 1 - መርሃግብራዊ እና ንድፈ ሀሳብ

መርሃግብሩ ATTiny በ SSD1306 OLED ማሳያ በ I2C በይነገጽ በኩል ሲነዳ ያሳያል። በቀጥታ ከ LiOn 300mAh ባትሪ የተጎላበተ ሲሆን ከ LiOn ተኳሃኝ ውጫዊ ኃይል መሙያ ጋር ሊያገለግል የሚችል የመሙያ ነጥብ ተካትቷል።

የመጀመሪያው የመለኪያ ዘዴ የ 555 የነፃ ሩጫ ማወዛወዝን ድግግሞሽ በመለካት ላይ የተመሠረተ ነው። ይህ የመለኪያዎቹን ትክክለኛነት ስለሚወስን ይህ በተከላካዮቹ እና በ capacitor የሚወሰን የመሠረት ድግግሞሽ አለው። እኔ ያለኝን 820pF 1% የ polystyrene capacitor እጠቀም ነበር ነገር ግን በ 1nF ዙሪያ ያሉ ሌሎች እሴቶች ጥቅም ላይ ሊውሉ ይችላሉ። እሴቱ ከማንኛውም የባዘነ አቅም (~ 20pF) ግምት ጋር ወደ ሶፍትዌሩ ውስጥ መግባት አለበት። ይህ 16KHz አካባቢ የመሠረት ድግግሞሽ ሰጠ። የ 555 ውፅዓት እንደ ሃርድዌር ቆጣሪ በፕሮግራም በተዘጋጀው ATTiny PB2 ውስጥ ይመገባል። በ 1 ሴኮንድ ገደማ ጊዜ ውስጥ ቆጠራውን በመለካት ድግግሞሹን መወሰን ይቻላል። የመሠረቱን ድግግሞሽ ለመወሰን ይህ ጅምር ላይ ይደረጋል። በፈተና ስር ያለው capacitor ከመሠረቱ capacitor ጋር በትይዩ ሲደመር ድግግሞሹ ዝቅ ይላል እና ይህ ሲለካ እና ከመሠረቱ ድግግሞሽ ጋር ሲወዳደር የተጨመረው አቅም (capacitance) እሴት ሊሰላ ይችላል።

የዚህ ዘዴ ጥሩ ባህርይ የተሰላው እሴት በመሰረቱ capacitor ትክክለኛነት ላይ ብቻ የተመካ ነው። የመለኪያ ጊዜው ምንም አይደለም። ጥራቱ በጣም ከፍተኛ በሆነው የድግግሞሽ መለኪያዎች ጥራት ላይ የሚመረኮዝ ስለሆነ በጣም ትንሽ የተጨመረ አቅም እንኳን ሊለካ ይችላል። ገዳቢው ምክንያት ለእኔ ከ 0.3 ፒኤፍ ጋር የሚመጣጠን የ 555 oscillator ‹ድግግሞሽ ጫጫታ› ይመስላል።

ዘዴው በጥሩ ክልል ላይ ሊያገለግል ይችላል። ክልሉን ለማሻሻል የመለኪያ ጊዜውን የገቢ ጥራጥሬዎችን ጠርዞችን በማመሳሰል አመሳስላለሁ። ይህ ማለት እንደ 12Hz (ከ 1uF capacitor ጋር) ዝቅተኛ ድግግሞሽ ማወዛወዝ እንኳን በትክክል ይለካሉ።

ለትላልቅ capacitors ወረዳው የመክፈያ ጊዜን ዘዴ ለመጠቀም ተደራጅቷል። በዚህ ውስጥ በፈተናው ውስጥ ያለው አቅም (capacitor) 0 ላይ መጀመሩን ለማረጋገጥ ፣ ከዚያም ከአቅርቦት voltage ልቴጅ በሚታወቅ ተቃውሞ በኩል እንዲከፍል ይደረጋል። በ ATTiny85 ውስጥ ያለው ኤ.ዲ.ሲ (capacitor) ቮልቴጅን ለመቆጣጠር ጥቅም ላይ የሚውል ሲሆን ከ 0% ወደ 50% ክፍያ የሚሄድበት ጊዜ ይለካል። ይህ አቅም (capacitance) ለማስላት ሊያገለግል ይችላል። ለኤዲሲው ማጣቀሻ እንዲሁ የአቅርቦት voltage ልቴጅ እንደመሆኑ መጠን ይህ በመለኪያ ላይ ተጽዕኖ አያሳድርም። ሆኖም ፣ የተወሰደው ጊዜ ፍጹም ልኬት በ ATTiny85 የሰዓት ድግግሞሽ ላይ የሚመረኮዝ ሲሆን በዚህ ውስጥ ያሉት ልዩነቶች በውጤቱ ላይ ተጽዕኖ ያሳድራሉ። በ ATTiny85 ውስጥ የማስተካከያ መመዝገቢያ በመጠቀም የዚህን ሰዓት ትክክለኛነት ለማሻሻል አንድ አሠራር ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል እና ይህ በኋላ ተገል describedል።

Capacitor ን ወደ 0 ቮ ለማውጣት የ n- ሰርጥ MOSFET የፍሳሽ ፍሰትን ለመገደብ ከዝቅተኛ እሴት ተከላካይ ጋር አብሮ ጥቅም ላይ ይውላል። ይህ ማለት ትልቅ እሴት መያዣዎች እንኳን በፍጥነት ሊለቀቁ ይችላሉ።

የኃይል መሙያ መሙያ 2 እሴቶችን ለመሙላት ጥቅም ላይ ይውላሉ። የመሠረት እሴት ከ 1uF እስከ 50uF ገደማ ለካፒታተሮች ምክንያታዊ የኃይል መሙያ ጊዜዎችን ይሰጣል። ከፍተኛ-እሴት capacitors በተመጣጣኝ ክፍተት እንዲለካ ለማድረግ ፒ-ሰርጥ MOSFET በዝቅተኛ ተከላካይ ውስጥ ትይዩ ነው። የተመረጡት እሴቶች ለካፒታተሮች እስከ 2200uF እና ለትላልቅ እሴቶች በተመጣጣኝ ረዘም ያለ 1 ሰከንድ ያህል የመለኪያ ጊዜ ይሰጣሉ። በ 50% ደፍ በኩል ያለውን ሽግግር በበቂ ትክክለኛነት ለማከናወን እንዲቻል በእሴቱ የታችኛው ጫፍ የመለኪያ ጊዜው በተመጣጣኝ ረጅም መቀመጥ አለበት። የኤ.ዲ.ሲ የናሙና መጠን 25uSec ያህል ነው ስለዚህ ዝቅተኛ የ 22mSec ጊዜ ምክንያታዊ ትክክለኛነትን ይሰጣል።

ATTiny ውስን IO (6 ፒኖች) ስላለው የዚህን ሀብት ምደባ በጥንቃቄ መደረግ አለበት። ለማሳያው 2 ካስማዎች ያስፈልጋሉ ፣ 1 ለጊዜ ቆጣሪ ግብዓት ፣ 1 ለኤዲሲ ፣ 1 ለፈሳሽ መቆጣጠሪያ እና 1 ለክፍያ ተመን ቁጥጥር ያስፈልጋል። በማንኛውም ነጥብ ላይ እንደገና ዜሮ ማድረግ እንዲችል የግፋ አዝራር መቆጣጠሪያ ፈልጌ ነበር። ይህ የሚደረገው I2C SCL መስመርን በ hi-jacking በማድረግ ነው። የ I2C ምልክቶች ክፍት ፍሳሽ በመሆናቸው አዝራሩ ይህንን መስመር ዝቅ እንዲል በመፍቀድ የኤሌክትሪክ ግጭት የለም። ማሳያው በተጨቆነ አዝራር መስራቱን ያቆማል ፣ ግን ይህ አዝራር ሲለቀቅ እንደገና ስለሚጀምር ይህ ምንም ውጤት የለውም።

ደረጃ 2 - ግንባታ

4 ቱን ዋና ዋና ክፍሎች ለመያዝ የተነደፈ ትንሽ 55 ሚሜ x 55 ሚሜ 3 ዲ የታተመ ሣጥን ውስጥ አድርጌአለሁ። የ ATTiny85 DigiStamp ቦርድ ፣ የ SSD1306 ማሳያ ፣ የ LiOn ባትሪ እና የ 55 ሰዓት ቆጣሪ እና የኃይል መቆጣጠሪያ ኤሌክትሮኒክስን የያዘ ትንሽ የፕሮቶታይፕ ቦርድ።

ማቀፊያው በ

ክፍሎች ያስፈልጋሉ

• ATTiny85 DigiStamp ቦርድ። እኔ firmware ን ለመስቀል የሚያገለግል ከማይክሮ ዩኤስቢ አያያዥ ጋር አንድ ስሪት እጠቀም ነበር።
• SSD1306 I2C OLED ማሳያ
• 300mAH LiOn ባትሪ
• ትንሹ የፕሮቶታይፕ ቦርድ
• CMOS 555 የሰዓት ቆጣሪ ቺፕ (TLC555)
• n- ሰርጥ MOSFET AO3400
• ገጽ-ሰርጥ MOSFET AO3401
• Resistors 4R7, 470R, 22K, 2x33K
• Capacitors 4u7, 220u
• ትክክለኛ አቅም (Capacitor) 820pF 1%
• አነስተኛ የስላይድ መቀየሪያ
• 2 x 3 ፒን ራስጌዎች ለክፍያ ወደብ እና የመለኪያ ወደቦች
• የግፊት አዝራር
• ማቀፊያ
• ሽቦ መንጠቆ

አስፈላጊ መሣሪያዎች

• ጥሩ ነጥብ የሽያጭ ብረት
• ጠመዝማዛዎች

በመጀመሪያ በፕሮቶታይፕ ሰሌዳው ላይ የ 555 ሰዓት ቆጣሪውን እና የኃይል መሙያ ክፍሎችን ያዘጋጁ። ለውጫዊ ግንኙነቶች የበረራ መሪዎችን ያክሉ። የስላይድ መቀየሪያውን እና የመሙያ ነጥቡን እና የመለኪያ ወደብ ወደ ማቀፊያው ውስጥ ያስገቡ። ባትሪውን ያያይዙ እና ዋናውን የኃይል ሽቦ ወደ መሙያ ነጥብ ፣ ተንሸራታች መቀየሪያ ያድርጉ። ወደ የግፋ አዝራር መሬት ያገናኙ። ATTiny85 ን በቦታው ላይ ያያይዙ እና መንጠቆውን ያጠናቅቁ።

የአሁኑን ትንሽ የሚቀንስ እና የባትሪ ዕድሜን የሚያራዝመው ከመገጣጠሙ በፊት በ ATTiny ሰሌዳ ላይ አንዳንድ የኃይል ቁጠባ ማሻሻያዎችን ማድረግ ይችላሉ።

www.instructables.com/Reducing-Sleep-Curre…

ጥቅም ላይ በማይውልበት ጊዜ ቆጣሪውን ለማጥፋት የኃይል ማብሪያ / ማጥፊያ ስላለ ይህ ወሳኝ አይደለም።

ደረጃ 3 ሶፍትዌር

ለዚህ Capacitor Meter ሶፍትዌር በ ላይ ይገኛል

github.com/roberttidey/CapacitorMeter

ይህ በአርዱዲኖ ላይ የተመሠረተ ንድፍ ነው። በ ላይ ሊገኝ ለሚችል ማሳያ እና I2C ቤተመፃህፍት ይፈልጋል

github.com/roberttidey/ssd1306BB

github.com/roberttidey/I2CTinyBB

እነዚህ አነስተኛ ማህደረ ትውስታን ለመውሰድ ለ ATTiny የተመቻቹ ናቸው። የ I2C ቤተ -መጽሐፍት ማንኛውንም 2 ፒኖችን ለመጠቀም የሚፈቅድ የከፍተኛ ፍጥነት ቢት ባንግ ዘዴ ነው። የ 555 ድግግሞሹን ለመለካት የሚያስፈልገውን የሰዓት ቆጣሪ/ቆጣሪ ግብዓት ከመጠቀም ጋር የሚጋጨውን ተከታታይ ወደብ በመጠቀም የ I2C ዘዴዎች PB2 ን ስለሚጠቀሙ ይህ አስፈላጊ ነው።

ሶፍትዌሩ በክፍለ ግዛቶች ዑደት ውስጥ ልኬቱን በሚወስድ በስቴት ማሽን ዙሪያ የተዋቀረ ነው። የ 8 ቢት ሃርድዌርን ለማራዘም አንድ አይኤስኤር ከሰዓት ቆጣሪው ከመጠን በላይ ፍሰት ይደግፋል። ሁለተኛ ISR በተከታታይ ሁኔታ የሚሰራውን ኤዲሲን ይደግፋል። ይህ ደፍ ለማቋረጥ የኃይል መሙያ ወረዳው ፈጣን ምላሽ ይሰጣል።

በእያንዳንዱ የመለኪያ ዑደት መጀመሪያ ላይ የ getMeasureMode ተግባር ለእያንዳንዱ ልኬት ለመጠቀም በጣም ተገቢው ዘዴ የትኛው እንደሆነ ይወስናል።

የ 555 ዘዴ ጥቅም ላይ ሲውል የመቁጠር ጊዜ የሚጀምረው ቆጣሪው ሲለወጥ ብቻ ነው። እንደዚሁም የጊዜ አቆሙ ከስሜታዊ የመለኪያ ክፍተት በኋላ እና አንድ ጠርዝ ሲታወቅ ብቻ ይቆማል። ይህ ማመሳሰል ለዝቅተኛ ድግግሞሾች እንኳን የድግግሞሽ ትክክለኛ ስሌትን ይፈቅዳል።

ሶፍትዌሩ ሲጀመር የመጀመሪያዎቹ 7 መለኪያዎች የ 555 ን የመሠረት ድግግሞሽ ያለ ተጨማሪ capacitor ለመወሰን የሚያገለግሉ ‘የመለኪያ ዑደቶች’ ናቸው። የመጨረሻዎቹ 4 ዑደቶች አማካይ ናቸው።

ለሰዓት ማስተካከያ የ OSCAL ምዝገባን ለማስተካከል ድጋፍ አለ። በስዕሉ አናት ላይ መጀመሪያ ላይ OSCCAL_VAL ን ወደ 0 እንዲያቀናብሩ እመክራለሁ። ይህ ማለት ማስተካከያ እስኪደረግ ድረስ የፋብሪካው ልኬት ስራ ላይ ይውላል ማለት ነው።

የ 555 ቤዝ capacitor ዋጋ ማስተካከል ያስፈልጋል። እንዲሁም ለባዘነ አቅም (capacitance) ግምታዊ መጠን እጨምራለሁ።

ለክፍያ ዘዴዎች የተለያዩ ተቃዋሚዎች ጥቅም ላይ ከዋሉ በሶፍትዌሩ ውስጥ ያሉት CHARGE_RCLOW እና CHARGE_RCHIGH እሴቶች እንዲሁ መለወጥ ያስፈልጋቸዋል።

ሶፍትዌሩን ለመጫን ሶፍትዌሩን ለመስቀል እና የዩኤስቢ ወደብን ለማገናኘት መደበኛውን የዲጂስታምፕ ዘዴ ይጠቀሙ። ለዚህ ክወና ኃይል በዩኤስቢ ስለሚቀርብ የኃይል ማብሪያ / ማጥፊያውን በጠፋ ቦታ ላይ ይተዉት።

ደረጃ 4 - ክወና እና የላቀ መለካት

ክዋኔው በጣም ቀጥተኛ ነው።

አሃዱን ካበሩ እና የመለኪያ ዜሮ እስኪጨርስ ከጠበቁ በኋላ በፈተናው ስር ያለውን capacitor ከሁለቱ የመለኪያ ወደቦች ወደ አንዱ ያገናኙ። ለዝቅተኛ እሴት capacitors <1uF እና ለከፍተኛ እሴት capacitors የኃይል መሙያ ወደቡን 555 ወደቦችን ይጠቀሙ። ለኤሌክትሮላይክ መያዣዎች አሉታዊውን ተርሚናል ከተለመደው የምድር ነጥብ ጋር ያገናኙ። በመፈተሽ ጊዜ capacitor እስከ 2 ቮ ገደማ እንዲከፍል ይደረጋል።

የ 555 ወደብ በግፊት ቁልፍ ውስጥ ለ 1 ሰከንድ ያህል በመያዝ እና በመልቀቅ እንደገና ሊቀየር ይችላል። ለዚህ ከ 555 ወደብ ጋር ምንም የተገናኘ አለመሆኑን ያረጋግጡ።

የላቀ መለካት

የመክፈያ ዘዴው ጊዜን ለመለካት በ ATTiny85 ፍጹም የሰዓት ድግግሞሽ ላይ የተመሠረተ ነው። ሰዓቱ በስም 8 ሜኸ ሰዓት እንዲሰጥ የተደረደሩትን የውስጥ አርሲ ማወዛወዝን ይጠቀማል። ምንም እንኳን የ oscillator መረጋጋት ለ voltage ልቴጅ እና ለሙቀት ልዩነቶች በጣም ጥሩ ቢሆንም ፋብሪካው ቢስተካከልም ድግግሞሹ በጥቂት በመቶ ሊወጣ ይችላል። ይህ መለካት የ OSCCAL ምዝገባን ሲጀመር ያዘጋጃል። ድግግሞሹን በመፈተሽ እና ከተወሰነ የ ATTiny85 ቦርድ ጋር የሚስማማውን የ OSCCAL እሴት የበለጠ ቅንብር በማድረግ የፋብሪካው ልኬት ሊሻሻል ይችላል።

የበለጠ በራስ -ሰር ዘዴ ወደ firmware ውስጥ ለመገጣጠም አልቻልኩም ስለዚህ የሚከተለውን በእጅ አሠራር እጠቀማለሁ። በምን ዓይነት ውጫዊ መለኪያዎች ላይ በመመስረት ሁለት ልዩነቶች ሊኖሩ ይችላሉ ፤ በ 555 ወደብ ላይ የሶስት ማዕዘን ሞገድ ቅርፁን ድግግሞሽ ለመለካት የሚችል የድግግሞሽ መለኪያ ፣ ወይም የሚታወቅ ድግግሞሽ ካሬ ሞገድ ምንጭ ለምሳሌ። 10KHz በ 0V/3.3V ደረጃዎች ከ 555 ወደብ ጋር ሊገናኝ እና ያንን ድግግሞሽ ወደ ቆጣሪው ለማስገደድ የሞገድ ቅርፁን ይሽራል። ሁለተኛውን ዘዴ ተጠቀምኩ።

1. ምንም capacitors ሳይገናኙ በመደበኛ ኃይሉ ላይ ቆጣሪን ያስጀምሩ።
2. የድግግሞሽ ቆጣሪውን ወይም የካሬ ሞገድ ጀነሬተርን ወደ 555 ወደብ ያገናኙ።
3. አዝራርን በመጫን የመለኪያ ዑደቱን እንደገና ያስጀምሩ።
4. በመለኪያ ዑደት ማብቂያ ላይ ማሳያው እንደ ቆጣሪው እና የአሁኑ የ OSCCAL እሴት እንደተወሰነው ድግግሞሹን ያሳያል። የመለኪያ ዑደቱን ተደጋግሞ መጠቀሙ የሚለካውን ድግግሞሽ በማሳየት እና በተለመደው ምንም ማሳያ መካከል እንደሚቀያየር ልብ ይበሉ።
5. የሚታየው ድግግሞሽ ከሚታወቀው ያነሰ ከሆነ የሰዓት ድግግሞሽ በጣም ከፍተኛ እና በተቃራኒው ማለት ነው። የ OSCCAL ጭማሪ ሰዓቱን በ 0.05% ገደማ የሚያስተካክለው ሆኖ አግኝቼዋለሁ
6. ሰዓቱን ለማሻሻል አዲስ የ OSCCAL እሴት ያሰሉ።
7. በጽኑዌር አናት ላይ አዲስ የ OSCCAL እሴት ወደ OSCCAL_VAL ያስገቡ።
8. አዲስ firmware እንደገና ይገንቡ እና ይስቀሉ። አዲሶቹን የ OSCCAL እሴት እና አዲሱን የድግግሞሽ መለኪያ ማሳየት ያለበት ደረጃ 1 -5 ን ይድገሙ።
9. አስፈላጊ ከሆነ ጥሩ ውጤት እስኪያገኝ ድረስ እንደገና ይድገሙ።

በአቅርቦት voltage ልቴጅ ምክንያት ማንኛውንም ተደጋጋሚ ድግግሞሽ ለመቀነስ በዩኤስቢ ሳይሆን በመደበኛ ኃይል ሲሠራ የዚህን ማስተካከያ የመለኪያ ክፍል ማድረግ አስፈላጊ ነው።