Procesor AtMega8, który jest sercem naszego panelu pomiarowego może mierzyć napięcie z zadanego zakresu z trzycyfrową dokładnością. Niestety procesor, jak większość układów cyfrowych zasilany jest jednym napięciem a wartość napięcia wejściowego, którą może mierzyć musi zawierać się w zakresie napięcia zasilania procesora. Na pierwszy rzut oka nie wygląda to na jakiś problem, ale jeśli zastanowimy się chwilę, to okaże się, że możemy mierzyć wyłącznie napięcia dodatnie, a więc podłączenie miernika w odpowiedni sposób jest bardzo ważne

Jeśli podłączymy miernik odwrotnie – pokaże on po prostu wartość 0, ponieważ dowolne napięcie ujemne znajduje się poza zakresem miernika, a w takim wypadku miernik mierzy wartość z końca zakresu.

Aby naprawić ten problem powinniśmy użyć prostownika dwupołówkowego, który w razie potrzeby zamieni bieguny. W najprostszym przypadku wystarczą nam do tego cztery diody:

W zależności od tego jak podłączymy mierzone napięcie, przewodzić będą tylko dwie diody łącząc przewód o wyższym potencjale do wejścia pomiarowego, a przewód o niższym potencjale – to masy miernika. Niby wszystko działa, ale na diodach występuje pewien spadek napięcia, więc wyniki pomiarów będą zafałszowane. Możemy zejść z błędem do około 0,3 wolta, jeśli zastosujemy diody Shotkyego, ale jakiś błąd pozostanie. Można co prawda użyć prostownika zawierającego tranzystory polowe, ale wymaga on dodatkowego sterowania i specjalnego zasilania.

Jak z tym problemem radzą sobie typowe konstrukcje mierników? Zazwyczaj stosuje się prostowniki zbudowane w oparciu o wzmacniacze operacyjne, jednak musimy im zapewnić zasilanie symetryczne (czyli zasilanie zarówno napięciem dodatnim jak i ujemnym względem masy). Schemat takiego prostownika jest dość prosty, jednak wymaga dodatkowej przetwornicy napięcia

Dodatkowe zasilanie czy spadek napięcia na prostowniku nie są jedynymi wadami. Dodatkowym problemem jest brak informacji o polaryzacji napięcia na wejściu. To tego musimy dołożyć układ który sprawdzi czy napięcie na wejściu prostownika jest dodatnie czy ujemne.

Zanim jednak pójdziemy w komplikację, zastanówmy się nad tym co jest nam potrzebne. W trakcie lekcji lub pokazu chcielibyśmy by masz miernik pokazywał napięcie bez względu na sposób podłączenia, ale ten sposób podłączenia nie zmienia się zbyt często. Po prostu jeśli źle podłączymy przewody, powinniśmy je zamienić miejscami.

A gdyby zamiany miejscami mógł dokonać sam procesor? Wymagałoby to pewnej modyfikacji programu, ale jest to do zrobienia. Wystarczy do jednego z wyjść procesora podłączyć przekaźnik z dwoma stykami przełączanymi, by móc zamieniać podłączenie przewodów. Dodatkowo, sygnał sterujący może sterować diodami LED, pokazującymi aktualnie mierzoną polaryzację.

Przekaźnik ma kilka wad – najważniejsza jest prędkość przełączania. W przypadku diod, przełączanie może być wykonywanie od kilku milionów do kilku miliardów razy na sekundę. W przypadku prostownika precyzyjnego – granicę wyznacza pasmo przenoszenia wzmacniacza operacyjnego. Dla przekaźnika – kilkanaście razy na sekundę jest granicą nie do przeskoczenia. W naszym przypadku nie jest to problem, bo nie musimy cały czas zmieniać polaryzacji. Jeśli miernik wykrywa wartość różną od 0 – to polaryzacja jest właściwa i niczego nie trzeba zmieniać. Jeśli mierzona przez procesor wartość jest równa zeru – warto zamienić polaryzację i powtórzyć pomiar.

Można także pójść po najmniejszej linii oporu i jeden z przewodów doprowadzić do wejścia pomiarowego, a drugi – do sztucznie wygenerowanego napięcia dodatniego. Wtedy nasz miernik będzie mierzył napięcia z przedziału -1,28 .. +1.28 V a nie 0..2,56V. Niestety stracimy dokładność a dobre zestrojenie tego dodatkowego napięcia odniesienia będzie stosunkowo trudne.

Dlatego rozwiązanie zawierające przekaźnik wydaje się najlepsze.