AC-DCアダプタが沢山…ある？
事の始まりは、AC-DCアダプタを実験使うことが多くなったことです。 重たく数の少ない可変電源を引っ張り出してくるより使いやすいですからね。
手持ちのAC-DCアダプタは、φ2.1プラグ/スイッチング式のため小型で軽い電圧が安定。 しかも 3.0V,3.3V,5.0V,9.0V,12.0V,15.0Vと電圧も豊富。
ただ、可変電源様に簡単に消費電流を見ることを出来ません。
そこで、AC-DCアダプタとターゲット（実験機器）の間に電流計を挟む事にしました。 アナログメータを買ってきて着けてもいいのですが、測定回路を組むことを考えます。
メーター試作器（1）
ここまでは、前回と全く変わりありません。 前回の構想のまま回路の試作を作りました。 （回路を組み上げたのは大分前なのですがファームウェア組む時間が取れてませんでした。）
前回の回路に、PICと７セグメント表示器を取り付けました。 これで立派なデジタルメーターです。
アナログ部は、電流測定回路と定電流回路かあります。 定電流回路は調整用途？です。 ここの部分は、前回を見てもらうとしてその他のデジタル部の説明をします。
PIC16F1827-I/P
新しい8bit系PICマイコンです。 rtcに使ったPIC12F1822のピン拡張版と考えてよいです。 プログラムメモリも倍ありますしC言語(XC8)でプログラムしやすいです。
C言語なら実数（floatやdouble）でプログラムできるかな…と思って実装してみました。 できます。主要部分組んでメモリ使用量70%位だったので十分実装可能でしょう。 でも2.5級メーター相当なので複雑な補正処理を必要としませんでしたので整数で計算しました。
7セグメント表示器
アノードコモンの表示高さ10mmの表示器です。 G347Tだから東芝と思いますが昔に廃品になっています。 同種の表示器は、いろいろ手に入ると思います。
Vfは、2.0V位の物でないと3Vの表示ができません。 5V時に1セグメントあたり10mA程度流すように設定しますので、3V時には4mA前後まで落ちます。 青色発光の7セグだと3.0V超えるので殆ど表示できないかも。
1桁表示なので配線が大変です。３桁表示器を使ってもよいでしょう。 3桁より4桁のほうが製品数は多いでしょうけど。精度的に4桁は無理と。
配線図/部品表について
今回は、手持ちにあった古い部品だけなので配線図/部品表は割愛します。 一応 試作（2）も進めてますので。
メーター試作器（1）ファームウェア
右の写真は、電圧を表示しています。 昔作った、表示回路の上部にアナログ部分を載せました。 （部品を外したりしているので基板が汚くなっていますが…）
PIC16F648用だった7セグ用のプログラムをPIC16F1827用に変更しました。 と言っても元々HI-TECH CなのでXC8用に直すのは容易でした。 プログラム自体は、普通の作りだと思います。
メインクロック
内部16MHzです。 AC-DCアダプターを使うので32MHzでも良かったのですが…16MHzで十分です。
７セグ表示
Timer0にて128uS毎に割り込みしてカウントします。 そのカウント数を見てどの桁の数値を表示/消灯を順次行っています。
表示する数値は、0～99.9です。 扱う数字は、0～99,949までの固定小数点です。 無論3桁目に小数点が来ます。 桁上げは、四捨五入にしています。（プログラムはあっていると思うが）
少し特殊なのが、レンジ切り替えで、0～199 と 0.02～99.9 となります。 200mAレンジと2Aレンジという風に考えてください。
ADC部
PICの標準的な10bitADCです。 基準電圧を内部の2.048Vにしますので0.002Vステップになります。
アクイジョンですが、10uSあればと安易に考えていしたが、実際75uS程度掛かるようです。 しっかり計算すればいいのでしょうけど。 ただそれ以外にも、7セグ表示のノイズが乗っているのか2bit程度の変動があり最終的には200uSして16回の平均を取りました。
アナログが7セグ表示器の上に配置したためノイズを受けている可能性も大きいので次の試作時に位置を変更します。
電圧測定は、([ADC値]*2*32)/10 の算出式で表示用固定小数点値にしています。
2は、0.002V*1000です。32は、((1kΩ+2.2kΩ)/1kΩ)*10です。
10は、固定小数点の位取りです。(10000倍しているので1/10にして1000倍)
電流測定は、([ADC値]*2) の算出式で表示用固定小数点値にしています。
2は、0.002V*1000です。固定小数点の位取りは、1000倍しているのでそのままです。
各測定値は、秒10回の移動平均を取っています。 測定値/電力算出値の表示は、秒10回表示しています。 電力量算出値の表示は、2分毎に前の1時間の電力量を表示します。
スイッチ
普通のタクトスイッチです。
押すたびに、電流表示⇒電力表示⇒電力量表示⇒電圧表示 を繰り返します。
ダウンロード PIC16F1827用 vaw hex file / source file
メーター試作器（1）用ファームウェア
実測結果
電圧測定
| 定格 | 測定値(V) | 表示(3桁) |
|---|---|---|
| 3.0V | 3.17 | 3.14 |
| 3.3V | 3.37 | 3.34 |
| 5.0V | 5.09 | 5.05 |
電流:0mA時
測定日2017/03/27
電流測定
| 電 圧 (V) | 3.0 | 3.3 | 5.0 |
|---|---|---|---|
| 電流 (mA) | 表示(3桁) | 表示(3桁) | 表示(3桁) |
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 0 |
| 2 | 0 | 0 | 0 |
| 3 | 1 | 0 | 0 |
| 4 | 2 | 1 | 0 |
| 5 | 3 | 2 | 1 |
| 6 | 4 | 3 | 2 |
| 7 | 5 | 3 | 2 |
| 8 | 5 | 5 | 4 |
| 9 | 7 | 5 | 5 |
| 電流 (mA) | 表示 | 表示 | 表示 |
| 10 | 7 | 7 | 6 |
| 20 | 18 | 16 | 15 |
| 30 | 28 | 26 | 25 |
| 40 | 38 | 37 | 35 |
| 50 | 48 | 47 | 45 |
| 60 | 58 | 56 | 55 |
| 70 | 68 | 67 | 66 |
| 80 | 79 | 77 | 77 |
| 90 | 88 | 87 | 87 |
| 電流 (mA) | 表示 | 表示 | 表示 |
| 100 | 99 | 97 | 96 |
| 200 | 0.20 | 198 | 196 |
測定日2017/03/27
電圧測定は、ぎりぎり1%以内です。 測定用の抵抗を5%から1%に変更するだけで当初予定の1%をクリアできるでしょう。
肝心の電流は、オフセットの掛かり方が、前回アナログ部を測定した時と多少違います。 トランジスタのベース抵抗値が違うためか、ADCを直結したためか後で調べてみます。 確かシミュレーションでは、変らなかったと…
直線性は、ADCを通しても維持できているようです。 一応オフセット調整できれば、フルスケール2.5%は十分行けそうです。
オフセット調整
今回公開したファームウェアには、オフセット調整部分のプログラムが入っていません。 というのは、ハードウェアに少し問題があり十分な調整できないだろうと判断したからです。
簡単に調整方法を説明すると、定電流回路で電流を流して通常でも1mA以上流して その分を演算で差し引く予定でした。
ただ定電流のステップ値を3.2mAにしたために上手く調整できないです。 まっ2Aフルスケールならまっ使えるかな。調整しなくても。
と言うことで一旦公開します。
メーター試作器（2）
2017/03/28現在部品を集めて作ろうとしています。
手持ちの部品で動作確認ができたら、正式に作るか決めますがそこそこ精度が出ていますのでどうするか。 （動作確認用のメーターだし。）
免 責
情報は出来るだけ正確に書くつもりです。ただこの記事を見て作ると思ったときは、 個人の責任において作業を行なってください。 データの喪失や機器の損傷が有っても、一切の責任は取れません。