以前、「電圧／電流計」としてＵＰしていた装置ですが、２０１０年８月に作り直したので更新します。
ハードウエア、ソフトウエアは作り直しましたが、ケースは流用したので見た目は変わりません。
作り直した理由は回路が気に入らなかった為です。（動作は問題ありませんでした。）
前回、最初１電源で設計しましたが、０Ｖ付近の電圧が計れないことが判り、急遽２電源に改造しました。
この為、回路がぐちゃぐちゃで、公開しているのが見苦しいと感じた為です。
今回は最初から ２電源で設計しました。
しかしながら、前回から比べて、素晴らしい回路になったとか、性能が上がったという訳ではありません。
やっと、普通の回路になったと言えます。
試料に加える電圧を少しずつ変化させて流れる電流を計測するような実験を行う事があります。
そのとき、写真の定電圧電源を使うのですが、パネルメーターが一つしか付いていません。
電圧、電流が同時に計れず、スイッチで切り替えて使うのですが、これが非常に煩わしく感じます。
そこで、電源に外付けする電圧／電流計を製作しました。
特に高精度の物を作った訳では無く、簡単で便利なものを目指しました。
測定電圧
０〜３０Ｖ １レンジ 分解能３０ｍＶ
測定電流
０〜９９．９ｍＡ １００〜９９９ｍＡ １．００〜１０．００Ａ ３レンジ（オートレンジ）
又は、レンジ１固定 ０〜１００．０ｍＡ、レンジ２固定 ０〜１０００ｍＡ、レンジ３固定 ０〜１０．００Ａ
電源
単３電池２本、 消費電流は電池電圧３Ｖの時２０ｍＡ程度（スイッチング電源の為、電圧が下がると電流が増える。）
電圧２Ｖ以下で警告表示、１．５Ｖ程度まで動作する。
自己保持型押し釦スイッチ（トグル）、３０分でオートパワーオフ
回路図をクリックすると拡大表示されます。
拡大図から本文に戻るにはブラウザの←戻る釦を使用してください。
ＣＰＵはＰＩＣ１８Ｆ２４２０を使いました。
秋月で３００円（２０１０年４月現在）で買えるので、同じ２８ＰＩＮの１６Ｆ８７６より安く、しかも機能がアップしている
ので、買い得です。
電源は単３電池２本を使用し、ＨＴ７７５０Ａで昇圧しています。
ＨＴ７７５０Ａはリップルノイズが取りにくいので、最初ＴＬ４９９Ａを使った のですが、起動時の突入電流が大きく、特定の
入力電圧範囲で立ち上がれない事があり、やむなくＨＴ７７５０Ａに変更しました。
入り切りは１個のプッシュスイッチで行います。
スイッチはモメンタリーですのでＣＰＵで自己保持させます。
自己保持中に再度押すと自己保持を解除してオフします。
スイッチとは別にタイマーで３０分通電後にオフします。
消費電流は電池電圧が３Ｖの時２０ｍＡ程度ですので、５Ｖ回路の電流は１０ｍＡ程度のはずです。
スイッチング電源ですので電池電圧が下がれば電流は増加します。
この程度の電流なら９Ｖの電池を使えば簡単ですが、今回は単三電池２本にこだわりました。
電圧計測は０Ｖ〜３０Ｖを１レンジで計っているので、特に低電圧側で精度が落ちます。
この為、１．５Ｖ以下ではソフトウエアでゲイン補正をしています。
補正は、マルチメーターと比較しながら合わせ込んだもので、極めて大雑把です。
精度は３Ｖ〜３０Ｖでは±２％以内に入っていますが、３Ｖ以下では若干、精度が落ちます。
電流計測は１レンジでは無理で、アナログスイッチで３レンジに切り換えています。
各レンジでは±１％程度のゲイン補正をプログラムで行っています。（合わせ込み）
ゲイン１０００倍の時はＯＰアンプの入力オフセット電圧の影響を受けます。
ＯＰＡ２７７のオフセット電圧は標準で１０ｕＶ、最大で１００ｕＶと小さいのですが、１０００倍に増幅されると
出力に１０ｍＶ〜１００ｍＶとして現れます。
最大の１００ｍＶの時、３．３ｍＡの誤差として計測されます。（１００ｍＡフルスケールで）
従ってオフセット調整用のＶＲで０調しますが、一旦、０調しても、オフセットはドリフトします。
現状では、時々、最大で１０ｍＶ位の電圧が出力される事があり、この値で、０．３ｍＡの誤差となります。
精度は全レンジで±２％以内ですが、小電流レンジではオフセットの誤差が加わります。
尚、この回路では負電圧を計測出来ないので、オフセットをプログラムで補正する事は出来ません。
ファームウエアのダウンロード （ＺＩＰ圧縮されています。）
開発環境はＭＰＬＡＢ Ｖｅｒ８．３６／Ｃ１８ Ｖｅｒ３．３１（評価版です。）
いずれも、マイクロチップのサイトからダウンロードしたものです。
ソフトウエアは電圧と電流をA/D変換して表示するだけですので、簡単です。
興味のある人はダウンロードしてください。
プロジェクトファイルは含んでいないので、手持ちのＣ１８でプロジェクトを新規作成し、ソースファイルとヘッダファイルを
組み込み、コンパイルしてください。
尚、自作のハードウエアに合わせ込んでゲイン補正しているので、この部分を修正する必要があります。
ａｄｃｏｎｖ．ｃ
A/D変換ルーチンです。
組み込み関数は使っていません。
計測は電圧、電流、電池電圧の３ＣＨです。
電流はゲインを３段階に変えて計測するので、合計５点の計測をしています。
リファレンス電圧を３．０７２Ｖに合わせ、１ｂｉｔ ３ｍＶで計測します。
電圧はゲインが１／１０倍ですので、分解能は３０ｍＶになります。
フルスケールは３０Ｖです。
電流はゲインが１０倍、１００倍、１０００倍の３段階に切り換えています。
電流検出抵抗の値が３０ｍΩですので、分解能は１０ｍＡ、１ｍＡ、０．１ｍＡとなります。
フルスケールは１０Ａ、１０００ｍＡ、１００ｍＡとなります。
ｃｎｆ２４２０．ｃ
ＰＩＣ１８Ｆ２４２０のコンフィギュレーションが書かれています。
デホルトのままで良いところは記述しなくても良いのですが、あえて全項目、記入しています。
ＰＩＣの場合、コンパイラやアセンブラの予約語は統一されているのですが、コンフィギュレーションのキーワードは
チップ毎に表現が異なるようです。
マイクロチップにチップ毎のコンフィギュレーションを記したＰＤＦファイルがあるので、これのダウンロードは
必須です。
ファイル名はＣ１８＿Ｃｏｎｆｉｇ＿Ｓｅｔｔｉｎｇｓ＿＊＊＊＊．ＰＤＦ（＊＊＊＊はバージョン）です。
２０１１年２月現在、チップ別のコンフィギュレーションの詳細説明はＭＰＬＡＢの最新版 v8.63 の
ヘルプファイルに組み込まれています。
今まで、コンフィギュレーションを説明していたＰＤＦファイルは廃止されました。
項目の個々の内容はデータシート等で確認します。
ｄｉｓｐｌａｙ．ｃ
A/D変換結果から電圧、電流、電池電圧の表示データを作成し、表示します。
自作回路に合わせたゲイン補正をしているので、ハードウエアを新規に作成する場合、修正が必要です。
ｌｃｄｌｉｂ４ｌ．ｃ
液晶表示のサブルーチンです。
ストローブパルス（Ｅ）は最小パルス幅の規定があります。
ＣＰＵクロックの周波数を高くすると、最小値を満足しない可能性があるので、ＮＯＰを二つ入れてあります。
それから、ＰＩＣの特徴として、プログラムメモリとデータメモリのアドレス空間が異なります。
従って、文字列を表示するとき、文字列がＲＯＭにあるのかＲＡＭにあるのか分けて考える必要があります。
ＲＯＭ空間とＲＡＭ空間ではポインターに互換性がありません。
今回はＲＯＭ用の関数とＲＡＭ用の関数を２つ作りました。
一旦、ＲＡＭにコピーするという方法もあると思います。
ピンアサインはヘッダファイルで記述しています。
ｍａｉｎ．ｃ
メインルーチンです。
電源釦をオンすることによりスタートします。
初期化、電源出力の自己保持をした後、メインループを回ります。
メインループでは電圧、電流の計測と表示を行います。
電流がオーバーフローした時は「 ＯＦＩ 」と表示されます。
電圧はレンジ切り替えが無いので、電流計測の、どのレンジでも同じ値が表示されます。
３０Ｖより少し大きな値でオーバーフローし、「 ＯＦＶ 」と表示されます。
電池電圧が２Ｖ程度まで低下すると「 ＢＶＬ 」の表示が出ます。
表示モードの切り替えはモード切替釦を押す事によりスキャンします。
オート（ＮＯＭ）→ホールド（ＨＬＤ）→小電流固定（ＨＣ１）→中電流固定（ＨＣ２）→大電流固定（ＨＣ３）
→オート（ＮＯＭ）の順にスキャンします。
計測中に再度、電源釦を押すと電源が切れます。
又、通電開始から３０分経過すると自動で電源が落ちます。
残り１分になるとモード表示が点滅します。
この３０分タイマーはモードをスキャンすると０クリアされ、３０分延長します。
ｔｉｍｅｒ．ｃ
ソフトウエアタイマーのサービスルーチンです。
ＣＣＰ割り込みを１ｍＳ間隔で発生させタイムベースとしています。
設定時間は１ｍＳ単位で、最大１分程度です。
タイマー１個につきＲＡＭ４バイトを消費します。
メモリの許す限り、何個でも使用できます。（予め登録しておきます。）
タイマー起動関数に引数として、タイマー番号とタイマー時間を与えて開始させ、他の処理に飛ばします。
タイムアウトはポーリングでチェックします。
ｇｌｏｂａｌ．ｈ
複数のファイルから参照される変数、関数、型の宣言を行っています。
電圧／電流計
装置内部
動作試験中
計測値をホールド
電圧がオーバーフロー
電流がオーバーフロー
電流値を小電流固定に
電池電圧低下
２０１０年１２月１３日、回路図とソフトウエアを若干、修正しました。
変更内容は測定対象のノイズに敏感に反応しすぎる為、応答を鈍くしました。
基本的な動作は変わりません。
ソフトウエアはソース一式（Ｃ１８コンパイラ用）とコンパイル済みのＨｅｘファイルです。
プロジェクトファイルは含んでいないので、再コンパイルしたい場合は、新規にプロジェクトを作成し、
ソースファイルを追加してください。