Arduino.ru

Ввиду того, что пятница закончилась, решил выставить на суд форумчан набросок блютус мультиметра. Настоящим мультиметром его не назовешь, но для измерения в цепях ардуино и им подобных вполне работоспособен. Параметры: напряжение 0-12 В, сопротивления 5 Ом - 2 Мом, емкости 1 нФ - 500 мкФ, частота 0-8 Мгц, и генератор меандра 0-4 Мгц. Последние от Димакса. Схема и скелет программы на основе пробника http://arduino.ru/forum/proekty/universalnyi-arduino-probnik  С учетом отсутствия индикатора и добавления генератора и измерителя емкостей схема немного доработана:

Скетч: 

#define R1  295
#define R2  4300
#define R3  24157
#define R4  4300
String inputBuffer = "";        // строка для хранения входящих данных

String TRx = "";
String MyStr = "";
String EdStr = "";                                   // Единицы измерения
volatile unsigned int int_tic = 0;
volatile unsigned long tic,FixData;
int Selektor;
float rez,UV,Data;
#include <SoftwareSerial.h>
SoftwareSerial bluetoothSerial =  SoftwareSerial(12, 11);



//******************** Для малых емкостей ************************************** 
const byte pulsePin = 3;                    //Пин подачи напряжения заряда 
const unsigned long resistance = (R3+R4);   //Сопротивление зарядной цепи 
volatile boolean triggered;
volatile boolean active;
volatile unsigned long startTime;
volatile unsigned long duration;
            // Обработчик прерывания аналогового компаратора
ISR (ANALOG_COMP_vect)
  {
  unsigned long now = micros ();    // Фиксируем время срабатывания
  if (active)                       // Если был цикл измерения
    {
    duration = now - startTime;     // Считаем длительность заряда
    triggered = true;               // Фиксируем конец измерения
    digitalWrite (pulsePin, LOW);   // Включаем разряд конденсатора
    }
  }
   
void setup()
{
  //pinMode (9,OUTPUT);      // выход генератора
  Serial.begin(9600);
  bluetoothSerial.begin(9600);
  TCCR1A = 0; TIMSK1 = 1 << TOIE1; //прерывание по переполнению
TCCR1A=1<<COM1A0;        //подключить выход OC1A первого таймера
TCCR1B=0;                //
}

ISR (TIMER1_OVF_vect) {int_tic++;}


              




// <<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<< 00000 >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

void loop() {

  while (bluetoothSerial.available()) {
    char inChar = (char)bluetoothSerial.read();                      // Принимаем символ
    if (inChar=='S') inputBuffer = "";                               // Если начало, очищаем буфер
    else if (inChar=='Q') {                                          // Если конец - разбираем
    Selektor=inputBuffer.substring(1,2).toInt();                     // Читаем позицию переключателя
    Data = inputBuffer.substring(3).toFloat();                       // Читаем остальные данные с 3 позиции                   
    }                                                                                              
    inputBuffer += inChar;                                           // Если ещё не конец заполняем буфер дальше      
  }                                         
  //Serial.print("INPUT - ");Serial.println(inputBuffer);
  inputBuffer = "";







 /*
 Serial.print("Selektor-");
 Serial.println(Selektor);
 Serial.print("Data - ");
 Serial.println(Data);
*/
if (Selektor==2)pinMode (9,OUTPUT);              // Подключить выход генератора
if (Selektor==2 && Data>0)FixData=Data;
if (Selektor!=2){TCCR1B=0;pinMode (9,INPUT);}    // Отключить выход генератора


 bluetoothSerial.flush();
 delay(150);
 rez=Selektor;EdStr = "   ";                      // Для неопределенных положений
 if (Selektor==0) rez= voltmeter();
 if (Selektor==1) {voltmeter();rez= UV;}
 if (Selektor==2) DimGen();
 if (Selektor==7) ommeter();
 if (Selektor==6) C_metern();
 if (Selektor==5) C_meter();
 if (Selektor==4) f_meter();
 if (Selektor==3) {ommeter();
 if (rez < 2 && EdStr == " Om")EdStr = " Оm";}



//***************************************** Вывод в Андроид приложение ********************************
 MyStr = String(Selektor);                             // Сначала положение переключателя
 MyStr.concat (EdStr);                                 // Затем единицы измерения
  if (EdStr=="***")MyStr.concat("Вне диапазона ");     // Если ед.изм "***" выводим "Вне диапазона"
  else MyStr.concat(rez);                              // Добавляем результат измерения
 bluetoothSerial.print(MyStr);                         // Отправляем на Андроид

//Serial.println(rez*1.0);

}// ***************************** конец  Loop *************************************










 
float voltmeter() { // *************** ВОЛЬТМЕТР 0-10В *****************
  pinMode(4, INPUT);
  pinMode(5, INPUT);
  pinMode(6, INPUT);
  pinMode(3, OUTPUT);        // выводим на 3 пин 0
  digitalWrite(3, 0);        // Подключаем к земле нижний резистор делителя)
EdStr = " V ";  
ADCSRA=(1<<ADEN)|(1<<ADPS2)|(1<<ADPS1)|(1<<ADPS0);
ADCSRB=0; DIDR0=48;
float ain,vcc; 
ADMUX = (1<<REFS0)|(1<<MUX3)|(1<<MUX2)|(1<<MUX1);                //Измерение Vcc 
delay(2); vcc=(float)(1.092*16368) / analog_func();              // !!! Опорное напряжение скорректировать 
//Serial.println(vcc);                                           //         по образцовому вольтметру
UV=vcc;
ADMUX = (1<<REFS0)|(1<<MUX2)|(1<<MUX1);                          //Измерение A6 
analogReference(DEFAULT);
delay(2);
ain= analog_func()*vcc/16368.0 ; 
//Serial.println(ain*1.0);
ain=ain * (R4+R3)/R4;    //6.604;                                 //C учетом делителя R3-R4
return ain;
}
uint32_t analog_func(){                                            // Замер АЦП
uint32_t adc_buff=0;
  for (int n=0; n<=255; n++ ) {
    ADCSRA |= (1<<ADSC);  
    while (bit_is_set(ADCSRA,ADSC));
    adc_buff += ADC;
   } return adc_buff>>=4;
}
//****************************************************************************
void ommeter() { // *************** ОММЕТР 5 Ом 5 МОм *****************
  analogReference(DEFAULT);// подключаем опорное 5 В
  pinMode(4, INPUT);                                       // 4 пин высокий импеданс
  pinMode(5, INPUT);                                       // 5 пин высокий импеданс
  pinMode(3, OUTPUT);                                      // 3 пин выход
  digitalWrite(3, 1);                                      // подключаем измерительный резистор 24 kOm
                 //****** Измерение с резистором 24 kOm ***************************
  EdStr = "kOm";
  long u_del = Test_Apin(6);                               // измеряем полное напряжение на делителе под нагрузкой
  long u_Rx = Test_Apin(5);                                // измеряем напряжение на измеряемом резисторе
  rez = (u_Rx * R3) / (u_del - u_Rx);                      // для 24 kOm
  if (rez >= 2000){{rez=rez/= 1000;}                       //Если значение достоверно - вывод на индикацию
  if (rez >= 1000){rez=rez/= 1000; EdStr = "MOm";
  if (rez > 5) EdStr = "***";}
  goto vyv;}                                
                   //***** Измерение с резистором 4,7 kOm ***************************
  pinMode(3, INPUT);                                       // 3 пин высокий импеданс
  pinMode(5, OUTPUT);                                      // 5 пин выход
  digitalWrite(5, 1);                                      // подключаем измерительный резистор 4.7 kOm
  //**************************************************************
  u_del = Test_Apin(4);                                    // измеряем полное напряжение на делителе под нагрузкой
  u_Rx = Test_Apin(5);                                     // измеряем напряжение на измеряемом резисторе
  rez = (u_Rx * R2) / (u_del - u_Rx);                      // для 4,7 kOm
  if (rez >= 1000){rez =(rez /= 100);                      //Если значение достоверно - вывод на индикацию
  if (rez > 100)EdStr = "***";
  ;goto vyv;}                                
  //******************** Измерение с резистором 300 Om ***************************
  EdStr = " Om";
  pinMode(5, INPUT);                                       // 3 пин высокий импеданс
  pinMode(4, OUTPUT);                                      // 4 пин выход
  digitalWrite(4, 1);                                      // переводим его в 1 подключаем измерительный резистор 500 Ом
  //******************** сначала при опорном 5 В **********************************
  u_del = Test_Apin(5);                                    // измеряем полное напряжение на делителе под нагрузкой
  u_Rx = Test_Apin(4);                                     // измеряем напряжение на измеряемом резисторе
  rez = (u_Rx * R1) / (u_del - u_Rx);                      // для 300 om
  if (rez > 50)goto vyv;                                   //Если значение достоверно - вывод на индикацию
  //******************* При малых сопротивлениях переходим на опорное 1,1 В ************
  analogReference(INTERNAL);                               // подключаем опорное 1.1 В
  delay(2);
  u_del *= 3.7;                                            //Коррекция
  u_Rx = ( Test_Apin(4));                                  // измеряем напряжение на измеряемом резисторе
  rez = (u_Rx * R1) / (u_del - u_Rx);
  if (rez > 100)EdStr = "***";                             // Борьба с глюком
vyv:                         // Индикация
  pinMode(3, OUTPUT);        // выводим на 3 пин 0
  digitalWrite(3, 0);        // Подключаем к земле нижний резистор делителя)
  }

//********************  Чтение аналогового пина  *****************************
int Test_Apin(byte A_In) {
  long adc_buff = 0;
  for (int n = 0; n <= 255; n++ ) {
    adc_buff += analogRead(A_In);
  }
  adc_buff >>= 8;
  return adc_buff;
}

//****************** Измерение емкости 0,005-1 Мкф ********************************************
// Взято из http://digitrode.ru/computing-devices/mcu_cpu/816-izmeritel-emkosti-na-a...

void C_metern()
{
 EdStr = " nF"; 
 byte i=0;    
 pinMode(5, INPUT);
 pinMode(6, INPUT);
 pinMode(4, OUTPUT); 
 digitalWrite(4, LOW);
 pinMode(pulsePin, OUTPUT);
 digitalWrite(pulsePin, LOW);  // Контрольный разряд конденсатора
                   // Настройка АЦП и мультиплексора
  ADCSRA &= ~ (1 << ADEN);            // Отключаем АЦП 
  ADCSRB |=(1<<ACME);                 // Подключаем мультиплексор
  ADMUX = 4;                          // ADC4 к инверсному входу компаратора
                        // Настройка компаратора
  ACSR =  _BV (ACI)                   // Флаг прерывания
        | _BV (ACIE)                  // Разрешение прерывания
        & ~_BV (ACIS0)                // Прерывание при переходе с 1 на 0
        | _BV (ACIS1);                // --------------------------------              
pinMode(4, INPUT); 
delay (2);
SI:    
    if (!active)                         //Ели не идет измерение - старт нового измерения
    {
 
    active = true;
    triggered = false;
    pinMode(4, INPUT);
    digitalWrite (pulsePin, HIGH);       // Включаем заряд конденсатора
    startTime = micros ();  
    }

  if (active && triggered)               //Если прерывание зафиксировало время заряда, отображаем результат
    {
    i++;
    active = false;
    triggered = false;
    pinMode(4, OUTPUT); 
    digitalWrite(4, LOW);
    digitalWrite (pulsePin, LOW);
    rez= (int)(duration * 1000 / resistance);
    if (rez > 2000) EdStr = "***";
    if (i== 2) goto WC;
    delay (100);
    }

   if (Selektor==6)goto SI;
 WC:;
   ACSR &= ~ _BV (ACI);                   // Флаг прерывания
   ACSR &= ~ _BV (ACIE);                  // Запрещение прерывания
   ADCSRA |= (1 << ADEN);                 // Bключаем АЦП 


 }

//****************** Измерение емкости 1-10000 Мкф ********************************************
// Взято из http://digitrode.ru/computing-devices/mcu_cpu/816-izmeritel-emkosti-na-a...
void C_meter() {
  EdStr = " uF";
  analogReference(DEFAULT);                         // подключаем опорное 5 В
  pinMode(3, INPUT);
  pinMode(4, INPUT);
  pinMode(5, OUTPUT);
  digitalWrite(5, HIGH);                            //Включаем заряд конденсатора через R2 (для емкостей > 20 мкФ)
  unsigned long startTime = millis();               //Засекаем время
  while (analogRead(A5) < 648) {}                   //Ждем пока конденсатор не зарядится до 63,2% или 1,58 от  полной зарядки
  unsigned long elapsedTime = millis() - startTime; //Фиксируем время заряда
  rez = ((float)elapsedTime / R2) * 1000;
  if (rez <= 100) {                                   //Режим измерения не оптимален
    digitalWrite(5, LOW);                             //Снимаем напряжение
    pinMode(4, OUTPUT);                               //Разряжаем кондюк
    digitalWrite(4, LOW);                             //Закорачивая его на землю
    while (analogRead(A5) > 0) {}                     // Пока не разрядится
    pinMode(4, INPUT);                                // Отключаем разряд
    pinMode(5, INPUT);
    pinMode(3, OUTPUT);
    digitalWrite(3, HIGH);                            //Включаем заряд конденсатора через R3+R4 (для емкостей < 20 мкФ)
    unsigned long startTime = millis();               //Засекаем время
    while (analogRead(A5) < 648) {}                   //Ждем пока конденсатор не зарядится до 63,2% или 1,58 от  полной зарядки
    unsigned long elapsedTime = millis() - startTime; //Фиксируем время заряда
    rez = ((float)elapsedTime / (R3 + R4)) * 1000;
    digitalWrite(3, LOW);
  }
  digitalWrite(5, LOW);                             //Снимаем напряжение
  pinMode(4, OUTPUT);                               //Разряжаем кондюк
  digitalWrite(4, LOW);                             //Закорачивая его на землю
  delay(120);
  while (analogRead(A5) > 0) {}                     // Пока не разрядится
  pinMode(4, INPUT);                                // Отключаем разряд
}

//************************** ЧАСТОТОМЕР *************************
void f_meter() {
  // ********* конфигурация входов частотомера *******
  // Входом частотомера является пин цифровой пин 5
  EdStr = " Gc";
  pinMode(3, OUTPUT);        // выводим на 3 пин 0
  digitalWrite(3, 0);        // загрубляем вход (борьба с наводками)
  pinMode (4, INPUT);        // 4 пин высокий импеданс
  pinMode (5, INPUT);        // вход сигнала T1 (для atmega168/328)
  int_tic = 0; TCNT1 = 0;
  TCCR1B = (1 << CS10) | (1 << CS11) | (1 << CS12); //тактировани от входа Т1
  delay(1000);// Время измерения
  TCCR1B = 0;
  tic = ((uint32_t)int_tic << 16) | TCNT1; //сложить что натикало
  rez = tic;
 }


 //_________________ * ГЕНЕРАТОР * _________________
//<a href="http://arduino.ru/forum/proekty/generator-s-reguliruemoei-chastotoi-na-arduino?page=3" rel="nofollow">http://arduino.ru/forum/proekty/generator-s-reguliruemoei-chastotoi-na-arduino?page=3</a>
void DimGen(){
static uint32_t enc=1; //
uint32_t ocr; uint32_t divider; float freq;
Serial.print("Gen - ");
Serial.println(FixData);
 enc = FixData; //передаем значение частоты в герцах в ГЕНЕРАТОР
            //расчёт прескалера и OCR по нужной частоте
   divider=1; ocr = (F_CPU / enc /2 /divider);
   if (ocr >65536) { divider=8; ocr = F_CPU / enc /2 /divider;
       if (ocr >65536) { divider=64; ocr = F_CPU / enc /2 /divider;
           if (ocr >65536)  {divider=256; ocr = F_CPU / enc /2 /divider;
               if (ocr >65536) { divider=1024; ocr = F_CPU / enc /2 /divider;
                   if (ocr >65536){ocr=65536; }}}}} OCR1A=ocr-1; 
              //запись в регистр прескалера            
   switch (divider) {
     case 1: TCCR1B=1|(1<<WGM12); break;
      case 8: TCCR1B=2|(1<<WGM12); break;
       case 64: TCCR1B=3|(1<<WGM12); break;
        case 256: TCCR1B=4|(1<<WGM12); break;
         case 1024: TCCR1B=5|(1<<WGM12); break;  }
}

APK для Андроида  https://yadi.sk/d/S4r8kRX6bkWJLg

Небольшое видео https://yadi.sk/i/sgY7T8UGQ20c6w

Для того чтобы протестировать, достаточно бодключить только блютус модуль. При этом можно увидеть только напряжение питания ардуино, снять меандр с D9 и измерять частоту с D5. Для полного функционала придется припаять несколько резисторов.  Вариант не окончательный, могут быть глюки. Поэтому в этот раздел и поместил.