Elektronika     Rejestrator rozładowywania (Arduino)        



Urządzenie służy do monitorowania i rejestrowania procesu rozładowywania dowolnego źródła (np.
akumulatora) o napięciu Vin do 40V, które podłącza się do złącza CON3 (Source). Maksymalny prąd
rozładowywania nie powinien przekroczyć ok. 3A. Konieczne jest użycie zewnętrznego obciążenia
stałoprądowego, podłączanego do złącza CON4 (Load). Napięcie zasilania DC dla obciążenia jest
dostępne na złączu CON5 (Power). Wartość napięcia Vin z badanego źródła jest cały czas mierzona
i zapisywana na karcie SD do pliku CSV w formacie programu "TsDMMViewer", który pozwala uzyski-
wać dowolnie skalowalne wykresy. Pomiary trwają do momentu, gdy zmierzona wartość napięcia Volt
ze źródła, spadnie poniżej ustawionej wartości napięcia odcięcia Voff (0.1-20V). Wtedy źródło jest
automatycznie odłączane od obciążenia. Wszystkie informacje są prezentowane na wyświetlaczu
OLED oraz wysyłane przez interfejs szeregowy USART (złącze CON6). Do obsługi urządzenia służą
trzy przyciski/mikrostyki: S1 (Start/Stop), S2 (Voff-) i S3 (Voff+).

1. Wstęp
2. Uruchomienie
3. Działanie
4. Wady
5. Poprawki

1. Wstęp

Rejestrator rozładowywania jest zbudowany z kilku łatwo dostępnych i tanich modułów:

  NAZWA  WYGLĄDOPIS
MOD1Arduino Nano 3.0 z mikrokontrolerem ATmega328,
taktowanym zegarem o częstotliwości 16 MHz.
MOD2  16-bitowy przetwornik analogowo-cyfrowy ADC ADS1115  
(adres I2C 0x48).
MOD3zegar czasu rzeczywistego RTC DS3231
(adres I2C 0x68)
z opcjonalną szeregową pamięcią EEPROM 24C32
(adres I2C 0x57).

Wymaga przeróbki - patrz opis.
MOD4adapter ze złączem kart microSD (SPI).
MOD52 przekaźniki 5V (JQC-3FF-S-Z).

Wymaga przeróbki - patrz opis.
MOD6Aopcjonalny wyświetlacz OLED o rozdzielczości
128x64/128x32 pikseli ze sterownikiem SSD1306
(adres I2C 0x3D/0x3C).
MOD6B

Wszystkie moduły posiadają wlutowane listwy kołkowe goldpin (kątowe), które są wpinane do odpowiednich żeńskich
złączy goldpin na płytce urządzenia. Taka budowa pozwala na łatwą wymianę każdego modułu osobno.
Zworka J1 służy do obracania (flip) o 180 stopni wyświetlanego na OLED obrazu. Przy zdjętej zworce (OFF) obraz jest
obrócony (po resecie/włączeniu zasilania). Wyświetlacze OLED mają różne wymiary, rozmieszczenie otworów monta-
żowych oraz sygnałów na wyprowadzeniach modułu. Płytka zawiera obrys największego OLED jaki miałem bez otwo-
rów oraz sygnały w kolejności: GND, VCC, SCL, SDA. Pod wyświetlacz można przykleić jakiś plastikowy dystans, aby
nie opadał po drugiej stronie złącza goldpin, ale nie jest to konieczne (złącze trzyma go dość stabilnie).
Program sterujący kompilowałem w środowisku "Arduino 1.8.19" z zainstalowanymi bibliotekami: "ADS1115_WE
1.5.0", "DS3231 1.1.2", "ss_oled 4.3.1" + "BitBang_I2C 2.2.1", "JC_EEPROM 1.0.8". W archiwum oprócz wszystkich
szkiców, znajdują się wsady programu sterującego "ArdDis.hex" oraz programu do sprawdzania modelu przetwornika
ADC "ADS1115test.hex". Wsady są też dostępne w wersji z dołączonym nowym/starym bootloaderem Arduino:
"_new_bootloader.hex" / "_old_bootloader.hex".
Urządzenie można zasilać napięciem stałym DC=7-12V przez złącze CON2 (DC-Jack, plus w środku wtyczki) lub
CON1 (goldpin) z zasilacza lub z baterii/akumulatorów, ale nie z tych dwóch źródeł jednocześnie. Dioda D1 zabezpie-
cza przed odwrotną polaryzacją napięcia zasilania DC (występuje na niej spadek 300mV przy prądzie do 100mA).
Napięcie zasilania DC na złączu CON1/CON2, należy wyłączyć przed podłączeniem modułu Arduino Nano do portu
USB komputera/laptopa.
Modelowy rejestrator z wyświetlaczem OLED 128x64 przy napięciu DC=9V, pobierał prąd ok. 185mA w stanie spoczy-
nku (z wyłączonymi przekaźnikami ok. 36mA). Zmontowałem go na płytce jednostronnej o wymiarach 100x100mm (bez
zworek), wykonanej metodą transferu chemicznego. W rogach płytki znajdują się cztery otwory montażowe o średnicy 3
mm, dzięki którym urządzenie można przykręcić do obudowy lub zamontować w nich jakieś nóżki w przypadku jej braku.

2. Uruchomienie

Konieczne jest wykonanie przeróbek sprzętowych dwóch modułów. Moduł zegara DS3231 posiada koszyk na baterię/
akumulator 3V 2032 do podtrzymywania czasu. Dodatkowo zawiera też układ ładujący (rezystor 1k i dioda 1N4148)
przeznaczony dla akumulatora LIR2032. Ładowanie działa tylko wtedy, gdy moduł jest zasilany przez pin VCC. Jeśli
korzystamy ze zwykłej baterii CR2032, należy odłączyć układ ładujący przez wylutowanie rezystora lub diody (można
też przeciąć ścieżkę tuż przy katodzie diody, która biegnie do plusa w koszyku). Zaniechanie tej przeróbki może spo-
wodować skrócenie życia baterii, a nawet jej spuchnięcie i wylanie.
W module z 2 przekaźnikami 5V (JQC-3FF-S-Z), należy wylutować kołki goldpin 3x1/4x1 i wlutować je z drugiej strony
płytki modułu tak, aby weszły do złączy MOD5 na płytce urządzenia. Zamiast dwóch żeńskich złączy goldpin 3x1/4x1,
wlutowałem jedno 9x1 z wyjętymi stykami nr 4 i 5. Z modułu trzeba też wylutować 2 gniazda śrubowe ARK 3-pin, a w
miejscu ich styków COM1, NC1, COM2 i NC2 (styki NO1 i NO2 nie są podłączone) wlutować pionowo 4 druty miedzia-
ne o średnicy 1.1-1.2mm i długości 17mm, które będą łączyły moduł z płytką urządzenia. Zamiast 4 drutów można by
wlutować 2 listwy kołkowe goldpin 3x1 z wyjętym środkowym kołkiem, a w płytkę urządzenia 2 żeńskie złącza goldpin
3x1 z wyjętym środkowym stykiem. Jednak takie rozwiązanie zmniejsza maksymalny prąd obciążenia, który wynosi ok.
2A dla pojedynczego kołka goldpin oraz ok. 1A dla żeńskiego styku goldpin. W przypadku gorszej jakości (np. chiński-
ch) złączy goldpin, lepiej nie przekraczać prądu o wartości kilkuset mA. Dla miedzianego drutu o średnicy 1.1-1.2mm
maksymalny prąd obciążenia wynosi ok. 2.7-3.2A.
Przy wkładaniu każdego modułu do jego złącza, należy bardzo uważać aby nie włożyć go odwrotnie. Po zamontowaniu
wszystkich niezbędnych modułów można sprawdzić działanie przetwornika ADC. W tym celu, należy wyłączyć napięcie
zasilania DC na złączu CON1/CON2 i podłączyć moduł Arduino Nano do portu USB komputera/laptopa.
Niektóre moduły oznaczone jako "ADS1115" w rzeczywistości mogą zawierać przetwornik ADS1015 (12-bit), a moduły
oznaczone "ADS1015" mogą mieć przetwornik ADS1115 (16-bit). Teoretycznie oba układy można rozróżnić po ozna-
czeniu nadrukowanym na ich obudowie: "BRPI" = ADS1015, "BOGI" = ADS1115. Niestety zdarzają się przypadki fał-
szowania/przemalowywania tych oznaczeń. W takiej sytuacji jedynym pewnym sposobem sprawdzenia modelu przetwo-
rnika jest uruchomienie szkicu "ADS1115test.ino" lub wgranie wsadu "ADS1115test.hex". Określa on model przetworni-
ka na podstawie: wartości 4 najmłodszych bitów w wynikach 10 konwersji (dla ADS1015 zawsze mają wartość 0) oraz
czasu wykonania 10 konwersji (dla ADS1015 zawsze jest krótszy). Wgrywamy program do urządzenia i uruchamiamy
je. Na USART/OLED pojawi się komunikat "Connect Vin to CON3 and press S1". Wtedy do złącza CON3 podłączamy
dowolne źródło o napięciu Vin=1-40V i naciskamy przycisk S1. Po krótkiej chwili na USART/OLED pojawi się komuni-
kat z wynikiem testu: "ADS1015 detected" / "ADS1115 detected" - jeśli wykryto ADS1015/ADS1115 lub "Undetermi-
ned result" - jeśli wynik nie jest jednoznaczny. W ostatnim przypadku zaleca się zwiększenie wartości podłączonego na-
pięcia Vin i powtórzenie testu. Sprawdzanie modelu przetwornika, należy przeprowadzać bez obciążenia podłączone-
go do złącza CON4.
Kolejnym krokiem jest ustawienie aktualnej daty i czasu zegara DS3231. Można to zrobić podając w szkicu "DS3231-
set.ino" aktualną datę (dzień, miesiąc, rok), numer dnia tygodnia (1 = poniedziałek), tryb pracy zegara (0 = 24h) oraz
dokładny czas (sekunda, minuta, godzina) z wyprzedzeniem, np. 2 minut. Następnie wgrywamy program do urządzenia
i uruchamiamy je. Na USART/OLED pojawi się komunikat "Wait for press S1". Kiedy na zegarze wzorcowym pojawi
się podany w szkicu czas, naciskamy przycisk S1. Podany czas zostanie zapisany w zegarze DS3231, a na USART/
OLED pojawi się komunikat "Date/Time SET". Od tego momentu na USART/OLED będzie ciągle wyświetlany (ok. 4x
/s) ciąg "dd-mm-yyyy hh:ii:ss" z aktualną datą i czasem, które są odczytywane z zegara DS3231. Dodatkowo na USA-
RT za tym ciągiem zostanie też wyświetlony numer dnia tygodnia. Niektóre moduły mogą zawierać układ DS3231M,
który ma nieco gorszą stabilność (temperatura pracy -45-85C, stabilność 5ppm = 0.43s/dzień), niż układ DS3231S/
DS3231SN (temperatura pracy 0-70C/-40-85C, stabilność 3.5ppm = 0.3s/dzień, przy temperaturze 0-40C typowo
2ppm = 0.17s/dzień).
Następnie wgrywamy do urządzenia program sterujący, poprzez uruchomienie szkicu "ArdDis.ino" lub wgranie wsadu
"ArdDis.hex". Moduł Arduino Nano może mieć fabrycznie wgrany nowy ("ATmega328P") lub stary ("ATmega328P (Old
Bootloader)") bootloader. W razie problemów z wgraniem szkicu, należy w środowisku Arduino zmienić bootloader na
przeciwny i spróbować ponownie. Na czas programowania może być konieczne wyjęcie modułu Arduino Nano z urzą-
dzenia, a później jego włożenie. Po wgraniu programu sterującego, odłączamy moduł Arduino Nano od portu USB
komputera/laptopa i włączamy napięcie zasilania DC na złączu CON1/CON2.
Ostatnim etapem jest kalibracja wskazania pomiaru napięcia, używając dowolnego źródła o napięciu Vin=5-15V oraz
fabrycznego multimetru. W tym celu podczas resetu/włączania urządzenia, należy przytrzymać wciśnięty przycisk S2.
Program przejdzie w tryb kalibracji (jego włączenie nie wymaga obecności karty SD), czyli ciągłego pomiaru napięcia
Vin podanego na złącze CON3. Zmierzona wartość napięcia Volt ze źródła wraz z aktualną datą/godziną odczytaną
z zegara DS3231, będzie ciągle wyświetlana (ok. 4x/s) na USART/OLED. Do napięcia Vin podłączamy jednocześnie
fabryczny multimetr, ustawiony na zakres pomiaru napięcia stałego do 20V. Regulujemy potencjometrem P1, aż do
uzyskania identycznego wskazania jak na multimetrze. Dzięki temu trybowi można sprawdzić dokładność pomiaru na-
pięcia oraz aktualność czasu zegara DS3231. Aby wyjść z trybu kalibracji, należy nacisnąć przycisk S3. Kalibrowanie
wskazań napięcia, należy przeprowadzać bez obciążenia podłączonego do złącza CON4.

3. Działanie

Po włączeniu zasilania przekaźniki K1/K2 zostają włączone niskim stanem logicznym na wejściach IN1/IN2, który jest
wymuszony przez rezystory R3/R4 podłączone do masy. W stanie załączenia (zwarte styki COMx-NOx) przekaźniki
pobierają ok. 65mA prądu każdy. Podczas pomiarów przekaźniki są wyłączone (zwarte styki COMx-NCx) i nie pobie-
rają prądu, co znacznie ogranicza zużycie energii.
Program sterujący komunikuje się z użytkownikiem, wysyłając dane tekstowe przez interfejs szeregowy USART (złącze
CON6) z szybkością 9600 B/s w trybie 8N1 (8-bitów danych, bez bitu parzystości, 1-bit stopu). Jeśli na magistrali I2C
zostanie wykryty wyświetlacz OLED 128x32/128x64 (sterownik SSD1306) o adresie 0x3C (0x78)/0x3D (0x7A), to rów-
nież na nim będą wyświetlane informacje. Zworka J1 służy do obracania (flip) o 180 stopni wyświetlanego obrazu. Przy
zdjętej zworce (OFF) obraz jest obrócony (po resecie/włączeniu zasilania). Na wyświetlaczu o rozdzielczości 128x64
obraz jest wyświetlany z 1-liniowymi poziomymi przerwami (co druga pozioma linia jest pusta, przez co obraz jest roz-
ciągnięty w pionie). Jeśli wyświetlacz OLED nie zostanie wykryty, to na USART pojawi się komunikat "SSD1306
missing".
Następnie program sprawdza, czy na magistrali I2C są obecne następujące moduły: 16-bitowy przetwornik analogowo-
cyfrowy ADS1115 (0x48 - pin ADDR podłączony przez rezystor 10k do masy) i zegar czasu rzeczywistego DS3231 (0x
68). Są one niezbędne do działania urządzenia więc jeśli któregoś brakuje, to na USART/OLED pojawi się komunikat
"ADS1115 missing" lub "DS3231 missing", a program zostanie zatrzymany.
Jeśli w tym miejscu program wykryje naciśnięty przycisk S2, to włączy się tryb kalibracji. Zostaje wyłączony przekaźnik
K1 (zwarte styki COM1-NC1), co powoduje podłączenie badanego źródła do dzielnika napięcia 10:1 i obciążenia sta-
łoprądowego. Po odczekaniu 200ms (stabilizacja drgań styków przekaźnika i wartości napięcia ze źródła), będą wy-
konywane ciągłe pomiary napięcia Vin podanego na złącze CON3. Zmierzona wartość napięcia Volt ze źródła wraz
z aktualną datą/godziną odczytaną z zegara DS3231, będzie ciągle wyświetlana (ok. 4x/s) na USART/OLED. Tryb ten
służy do sprawdzania dokładności pomiaru napięcia oraz aktualności czasu zegara DS3231. Aby wyjść z trybu kalibra-
cji, należy nacisnąć przycisk S3. Wtedy przekaźnik K1 zostaje włączony (rozwarte styki COM1-NC1), co powoduje od-
łączenie badanego źródła od dzielnika napięcia 10:1 i obciążenia stałoprądowego. Kalibrowanie wskazań napięcia,
należy przeprowadzać bez obciążenia podłączonego do złącza CON4.
Moduł zegara DS3231 może posiadać wlutowany układ szeregowej pamięci EEPROM 24C32 (0x57). Jeśli program
wykryje ją na magistrali I2C, to będzie ona używana do zapamiętania ostatnio ustawionej wartości napięcia odcięcia
Voff. Przed wykonywaniem kolejnych pomiarów, wartość Voff będzie odczytywana z pamięci i wyświetlana na USART/
OLED zamiast wartości domyślnej. Jeśli pamięć nie zostanie wykryta lub wystąpi błąd jej odczytu, to na USART poja-
wi się komunikat "EEPROM missing", a przed wykonywaniem kolejnych pomiarów na USART/OLED, będzie wyświe-
tlana domyślna wartość Voff=10V.
Następnie program sprawdza, czy na magistrali SPI znajduje się karta SD w formacie FAT16/FAT32, włożona do mo-
dułu adaptera ze złączem kart microSD, stabilizatorem LDO 1117-3.3V oraz translatorem poziomu stanów logicznych
5/3.3V 74LVC125. Jest ona niezbędna do działania urządzenia, więc jeśli jej brakuje lub posiada system plików inny
niż FAT16/FAT32, to na USART/OLED pojawi się komunikat "SD card missing", a program zostanie zatrzymany.
Kolejnym etapem programu jest ustawianie wartości napięcia odcięcia Voff w zakresie 0.1-20V, za pomocą przycisk-
ów S1-S3. Na USART/OLED będzie ciągle wyświetlana (ok. 10x/s) aktualna wartość napięcia Voff. Jeśli pamięć EE-
PROM została wykryta będzie to wartość z niej odczytana. W przeciwnym razie będzie to domyślna wartość Voff=10V.
Aby zmniejszyć/zwiększyć wartość Voff o 0.1V, należy krótko (poniżej 100ms) nacisnąć przycisk S2/S3. Naciśnięcie
i dłuższe przytrzymanie wciśniętego przycisku S2/S3, spowoduje ciągłe zmniejszanie/zwiększanie wartości Voff z szy-
bkością ok. 1V/s, aż do osiągnięcia wartości granicznej, czyli odpowiednio 0.1V/20V. Aby zatwierdzić aktualnie usta-
wioną wartość napięcia Voff, należy krótko (poniżej 100ms) nacisnąć przycisk S1. Jeśli pamięć EEPROM jest dostę-
pna, to zostanie w niej zapisana wartość Voff. Zapis odbędzie się tylko wtedy, gdy aktualna wartość Voff jest inna od
tej, która już znajduje się w komórce pamięci (ograniczenie zużycia pamięci).
Po wybraniu wartości napięcia Voff, program generuje nazwę kolejnego pliku z wynikami pomiarów, który zostanie
zapisany w głównym katalogu karty SD. Nazwa ta ma format "LOGxx.CSV", gdzie xx=00-99. Program wyszukuje
pierwszą dostępną nazwę począwszy od "LOG00.CSV", sprawdzając czy plik o takiej nazwie już istnieje. Jeśli tak,
to jest generowana i sprawdzana kolejna nazwa ("LOG01.CSV", "LOG02.CSV"...), aż do znalezienia jeszcze nie uży-
wanej. Jeśli wszystkie nazwy w zakresie od "LOG00.CSV" do "LOG99.CSV" są zajęte, to wyniki pomiarów zostaną
nadpisane w ostatnim pliku o nazwie "LOG99.CSV".
Następnie program otwiera do zapisu plik o wygenerowanej nazwie, który będzie zawierał wyniki pomiarów (data je-
go utworzenia pochodzi z zegara DS3231). Jest to plik tekstowy CSV (Comma-Separated Values) z wartościami od-
dzielonymi przecinkiem, który można otworzyć w programie "TsDMMViewer". Program ten pozwala uzyskiwać bardzo
ładne i dowolnie skalowalne wykresy, przedstawiające w czytelny i przejrzysty sposób proces rozładowywania. Otwar-
cie pliku jest niezbędne do działania urządzenia więc jeśli się to nie uda, bo np. ostatni plik "LOG99.CSV" ma ustawi-
ony atrybut tylko-do-odczytu (Read-Only), to na USART/OLED pojawi się komunikat "Cant open: LOGxx.CSV", a pro-
gram zostanie zatrzymany. Po otwarciu pliku na USART/OLED pojawi się komunikat "File: LOGxx.CSV". Na USART
zostanie wysłana i zapisana do pliku pierwsza linia nagłówkowa "[TsDigitalMultiMeterViewer Ver.9.9.9 : [ArdDis] : Da-
te dd-mm-yyyy hh:ii:ss],LOGxx.CSV (I=_A  Voff=x.xxV),ArdDis". Zawiera ona aktualną datę/czas oraz nazwę wykresu
składającą się z: nazwy pliku, wartości użytego prądu rozładowującego (trzeba ją wpisać ręcznie w pliku wynikowym)
i ustawionej wartości napięcia odcięcia Voff. Później na USART zostanie wysłana i zapisana do pliku druga linia
nagłówkowa " Elapsed time | Main Value            | Mode  | Date Time".
Następnie zostaje wyłączony przekaźnik K1 (zwarte styki COM1-NC1), co powoduje podłączenie badanego źródła
do dzielnika napięcia 10:1 i obciążenia stałoprądowego. W tym momencie użyte obciążenie podłączone do złącza
CON4, nie powinno jeszcze działać i obciążać badanego źródła. Po odczekaniu 200ms (stabilizacja drgań styków
przekaźnika i wartości napięcia ze źródła) jest zapisywany znacznik aktualnego czasu w formacie UNIX, który okre-
śla czas rozpoczęcia pomiarów. Program przechodzi do wykonywania głównej pętli, w której są wykonywane ciągłe
pomiary napięcia Volt z badanego źródła. Dane na wyświetlaczu OLED są aktualizowane co 1s i zajmują 4 linie:
"Volt:  xx.xx V" - aktualna wartość napięcia Volt, "Voff: xx.xx V" - ustawiona wartość napięcia Voff, "Time: hh:ii:ss"
- czas trwania pomiarów, "File: LOGxx.CSV" - nazwa pliku wynikowego. Natomiast co 2s jest wykonywany pomiar
rejestrowany, który jest wysyłany na USART i zapisywany do pliku w osobnej linii "    hh:ii'ss" , DC    ,  xx.xx , V    ,
       , dd-mm-yyyy hh:ii:ss,". Linia ta zawiera następujące wartości oddzielone przecinkami: sztuczna oś czasu zwię-
kszana co 2s, zakres pomiarowy multimetru (DC - napięcie stałe), aktualna wartość napięcia Volt, jednostka pomia-
rowa (V - wolty), tryb (puste), data i godzina pomiaru. Pomiary są wykonywane ciągle, aż do wystąpienia jednego z
warunków ich przerwania/zakończenia. Po wykonaniu 2 pomiarów rejestrowanych, zostaje wyłączony przekaźnik K2
(zwarte styki COM2-NC2), co powoduje podłączenie napięcia zasilania DC do obciążenia stałoprądowego, które
pojawia się na złączu CON5. Jest to napięcie DC ze złącza CON1/CON2, którym jest zasilane urządzenie.
Od tego momentu badane źródło jest obciążone (dzięki takiemu opóźnieniu można zauważyć spadek napięcia źró-
dła pod obciążeniem). Aby przerwać pomiary w dowolnej chwili, należy długo (do 2s) przytrzymać wciśnięty przycisk
S1. Pomiary zostaną zakończone automatycznie, jeśli zmierzone napięcie Volt z badanego źródła jest niższe od ust-
awionego napięcia odcięcia Voff. Po przerwaniu/zakończeniu pomiarów zostają włączone przekaźniki K1/K2 (roz-
warte styki COM1-NC1/COM2-NC2), co powoduje odłączenie badanego źródła od dzielnika napięcia 10:1 i obcią-
żenia stałoprądowego oraz odłączenie napięcia zasilania DC od obciążenia. Po odczekaniu 200ms (stabilizacja
drgań styków przekaźnika) jest wykonywany ostatni rejestrowany pomiar napięcia o wartości 0.0V, który jest potrze-
bny do wygenerowania kompletnego (zamkniętego) wykresu przez program "TsDMMViewer". Na wyświetlaczu OLED
będzie widniała wartość napięcia Volt, zmierzona przed odłączeniem badanego źródła. Następnie program zamyka
otwarty wcześniej plik z wynikami pomiarów. Na USART pojawi się komunikat "Stop: LOGxx.CSV (xxxx samples)"
z liczbą zapisanych pomiarów (próbek). Na wyświetlaczu OLED w ostatniej linii pojawi się komunikat "Stop: LOG-
xx.CSV", a program zostanie zatrzymany. Jeśli podczas pomiarów zasilanie urządzenia zostanie wyłączone, to wszy-
stkie dane zapisane w pliku wynikowym zostaną utracone (plik na karcie SD będzie pusty). Pomiary można wznowić
resetując moduł Arduino Nano przez naciśnięcie umieszczonego na nim przycisku lub wyłączając i włączając zasilanie
urządzenia.

4. Wady

Pomiary nie są rejestrowane dokładnie co 2s, bo ich interwał wyznacza opóźnienie programowe (w czasie pomia-
rów trwających 5:05:34, wygenerowana sztuczna oś czasu była opóźniona o 30s). Rozwiązaniem byłoby użycie czę-
stotliwości 1Hz z wyjścia INT/SQW modułu zegara DS3231 do precyzyjnego odmierzania interwału wykonywania
pomiarów.
Przy prądzie obciążenia 2A rejestrowane napięcie, występujące na dzielniku pomiarowym 10:1 jest o ok. 100mV
niższe, niż mierzone bezpośrednio na biegunach badanego akumulatora 3.7V (spadek napięcia na rezystancji wszy-
stkich połączeń). Rozwiązaniem byłoby przerwanie ścieżki VIN do rezystora R1 i użycie dodatkowego przewodu,
który łączyłby go bezpośrednio z dodatnim (+) biegunem badanego źródła (pomiar napięcia z pominięciem ścieżki
prądowej). Przed pomiarami lub podczas kalibracji wskazań napięcia, trzeba by było ręcznie podłączyć źródło do
dzielnika za pomocą tego przewodu. Dzielnik byłby ciągle podłączony do źródła i obciążał je rezystancją ok. 100k
(również po zakończeniu pomiarów), aż do ręcznego odłączenia przewodu. Program sterujący musiałby generować
stałą wartość 0.0V (bez mierzenia) dla ostatniego rejestrowanego pomiaru napięcia, która jest zapisywana w pliku
wynikowym i niezbędna do utworzenia kompletnego (zamkniętego) wykresu przez program "TsDMMViewer".

5. Poprawki

W archiwum w katalogu "ArdDis_1.1", znajduje się szkic i wsady programu sterującego dla rejestratora w wersji
1.1. Poprawiłem w nim opisane wcześniej wady, ale wymaga to wykonania modyfikacji na płytce drukowanej:

Pomiary rejestrowane dokładnie co 2s - trzeba połączyć przewodem wyjście INT/SQW modułu zegara DS3231
z pinem D4 (PD4) modułu Arduino Nano. Na wyjściu INT/SQW (z otwartym drenem) jest generowana częstotliwość
1Hz sygnalizująca upływ 1s (pin D4 ma włączony wewnętrzny rezystor podciągający). Każdy pomiar jest synchro-
nizowany tą częstotliwością.
Eliminacja spadku mierzonego napięcia, występującego przy większym prądzie obciążenia - trzeba przeciąć ścieżkę
VIN biegnącą do rezystora R1 i połączyć go przewodem, bezpośrednio z dodatnim (+) biegunem badanego źródła
(pomiar napięcia z pominięciem ścieżki prądowej). Ponieważ po zakończeniu pomiarów, podłączony w ten sposób
dzielnik 1:10 nie jest automatycznie odłączany od źródła, program sterujący generuje stałą wartość 0.0V (bez mierze-
nia) dla ostatniego rejestrowanego pomiaru napięcia (niezbędną do utworzenia kompletnego/zamkniętego wykresu
przez program "TsDMMViewer").

Dużo nowych modułów wyświetlaczy OLED 128x32/128x64 nie działało z rejestratorem. Przyczyną tego problemu
był algorytm wykrywania typu sterownika wyświetlacza (SSD1306/SH1106/SH1107) w bibliotece "ss_oled 4.3.1",
który nie obsługiwał niektórych wartości identyfikacyjnych, odczytywanych z rejestru stanu (status register). Po nie-
wielkich zmianach w kodzie źródłowym biblioteki, wszystkie wyświetlacze jakie aktualnie posiadam już działają.
Ponieważ jednak detekcja sterownika opiera się na nieudokumentowanych wartościach, w przyszłości mogą
pojawić się moduły wyświetlaczy, które znowu nie będą działać.

W archiwum umieściłem przekompilowane (z poprawioną biblioteką) wsady programu sterującego w wersji 1.0/1.1
(kod źródłowy nie zmienił się) oraz programu do sprawdzania modelu przetwornika ADC. Ponadto dodałem katalog
"ss_oled-master", zawierający zmodyfikowany plik źródłowy biblioteki "ss_oled".

SPIS ELEMENTÓW:
Rezystory:
R1 - 75k/1%
R2 - 10k/1%
R3, R4 - 2.2k

Kondensatory:
C1 - 10u/16V
C2 - 22u/10V
C3 - 100n/63V

Potencjometry:
P1 - 20k (Helitrim)

Diody:
D1 - 1N5817

Układy scalone:
U1 - LM1117-5.0

Przełączniki:
S1-S3 - mikroprzełącznik		 Moduły:
MOD1 - Arduino Nano 3.0 (ATmega328/16 MHz)
MOD2 - 16-bitowy przetwornik ADC ADS1115
MOD3 - zegar RTC DS3231 z opcjonalną pamięcią EEPROM 24C32
MOD4 - adapter ze złączem kart microSD
MOD5 - 2 przekaźniki 5V (JQC-3FF-S-Z)
MOD6A, MOD6B - opcjonalny wyświetlacz OLED 128x64/128x32 (SSD1306)

Złącza:
CON1, CON5, J1 - goldpin 2x1 (męskie)
CON2 - gniazdo zasilania DC-Jack
CON3, CON4 - gniazdo śrubowe ARK 2-pin
CON6 - goldpin 3x1 (żeńskie)
MOD1 - goldpin 15x1+15x1 (żeńskie)
MOD2 - goldpin 10x1 (żeńskie)
MOD3, MOD4 - goldpin 6x1 (żeńskie)
MOD5 - goldpin 3x1+4x1 (żeńskie), wysokość 8-9mm nad PCB
               oraz 4 druty miedziane o długości 17mm i średnicy 1.1-1.2mm.
MOD6A, MOD6B - goldpin 4x1 (żeńskie)

Inne:
J1 - zworka 2x1