Čo sa dá získať zo „žltého čínskeho testera“. Ako si vyrobiť jednoduchý voltmeter pre domácich majstrov - schémy a odporúčania Vyrobte si voltmeter a ampérmeter z chybného multimetra

Pre digitálne riadenie napätia a prúdu v napájacom zdroji nie je potrebné vyrábať ADC a indikátor svojpomocne. Na tento účel je celkom vhodný čínsky multimeter v hodnote 3-4 $, ktorý je cenovo porovnateľný s nákladmi na výrobu vlastnej digitálnej indikácie.

Na prepracovanie bol vybraný populárny M830B. Nižšie je na obrázkoch podrobne popísaná zmena multimetra, ktorá označuje napätie a prúd vo vašom napájacom zdroji.

Hlavným bodom úpravy bolo zmenšenie veľkosti dosky s indikátorom, t.j. Len som musel odrezať časť dosky. Na prepracovanie bol zakúpený najjednoduchší a najlacnejší čínsky multimeter M830B. Multimetrový obvod M830B si môžete stiahnuť z nášho archívu súborov. Limit merania napätia našej konštrukcie bude 200 V a prúdový limit bude 10 A. Na výber režimu merania "Napätie" - "Prúd" sa používa spínač S1 s dvoma skupinami kontaktov. Diagram znázorňuje polohu prepínača v režime merania napätia.
Najprv musíte rozobrať multimeter a vytiahnuť dosku. Pohľad na dosku zo strany detailov môžete vidieť na fotke.

A tu je fotografia dosky zo strany indikátora.

Náš dizajn bude umiestnený na dvoch doskách. Jedna doska s indikátorom, ďalšia doska s detailmi vstupnej časti multimetra a prídavný 9 voltový stabilizátor. Schéma druhej dosky je znázornená na obrázku. Spájkované odpory z dosky multimetra sa používajú ako deličové odpory. Ich označenie na schéme zodpovedá označeniam na doske multimetra M830B. Diagram poskytuje aj ďalšie vysvetlenia. Písmená v kruhoch zodpovedajú spojovacím bodom jednej dosky k druhej. Na napájanie konštrukcie sa používa stabilizátor napätia s nízkym výkonom, ktorý je pripojený k samostatnému vinutiu transformátora.

Poďme vlastne začať. Spájkujeme R18, R9, R6, R5. Odpory R6 a R5 šetríme pre vstupnú časť nášho návrhu. Z obvodu sme odrezali horný kontakt R10 a vyrezali časť dráhy (na fotografii označené krížikmi). Spájka R10. Spájka R12 a R11.

R12 a R11 sú zapojené do série. A prispájkujte jeden koniec k hornému kontaktu R10 a druhý k dráhe odrezanej od R10. Spájkujte R20 a prispájkujte ho namiesto R9. Spájkujte R16 a vyvŕtajte preň nové otvory (pozri fotografiu)

Spájkujte R16 na nové miesto.

A tu je pohľad na spájkovanie R16 zo strany indikátora.

Vezmeme nožnice na kov a odrežeme časť dosky.

Dosku otočíme indikátorom smerom k nám. Kontakt R9 najbližšie k indikátoru (teraz je tu R20) je odrezaný od obvodu (označený krížikom). Pripájame kontakty R9 najďalej od indikátora (teraz je tu R20) a R19 (zo strany indikátora), na fotografii je to označené červenou prepojkou. Horný kontakt R10 (teraz sú tu R11 a R12) je pripojený k spodnému kontaktu R13, čo je na fotografii označené červenou prepojkou. Odstráňte časť trás označených krížikmi. A prispájkujte prepojku ku kontaktu R9 najbližšie k indikátoru (teraz je tu R20), namiesto vzdialenej stopy.

Odstránime stopy označené krížikom a pripravíme kontaktné plochy na odspájkovanie pomocou druhej dosky, označenej šípkami na fotografii.

Spájkujte prepojku. Spájkujeme kontaktné vodiče z druhej dosky, pričom dodržiavame zhodu písmen (a-A, b-B atď.)

Všetky! Dizajn je zostavený, pokračujeme v teste. Pripojíme sa k zdroju napájania a zmeriame napätie batérie. Tvorba!

Na tejto fotografii je dizajn zabudovaný do napájacieho zdroja, pre ktorý bol vytvorený. Keď je záťaž pripojená, stlačením tlačidla "Voltage-Current" sa na indikátore zobrazí hodnota pretekajúceho prúdu.

Dobrý deň, milý čitateľ. Niekedy je potrebné mať „po ruke“ malý jednoduchý voltmeter. Urobiť taký voltmetr vlastnými rukami nie je ťažké.

Vhodnosť voltmetra na meranie napätí v určitých obvodoch sa posudzuje podľa jeho vstupného odporu, ktorý je súčtom odporu rámu ukazovacieho zariadenia a odporu prídavného odporu. Pretože prídavné odpory majú rôzne hodnoty pri rôznych limitoch, vstupný odpor zariadenia sa bude líšiť. Voltmeter sa častejšie hodnotí podľa jeho relatívneho vstupného odporu, ktorý charakterizuje pomer vstupného odporu zariadenia k 1 V meraného napätia, napríklad 5 kOhm / V. Je to pohodlnejšie: vstupný odpor voltmetra je pri rôznych limitoch merania odlišný a relatívny vstupný odpor je konštantný. Čím menší je celkový vychyľovací prúd šípky meracieho zariadenia Ii použitého vo voltmetri, tým väčší bude jeho relatívny vstupný odpor, tým presnejšie budú jeho merania. V konštrukciách tranzistorov je potrebné merať napätie od zlomkov voltu až po niekoľko desiatok voltov a ešte viac v konštrukciách svietidiel. Preto je voltmeter s jedným limitom nepohodlný. Napríklad ani napätie 1-5V nemožno presne zmerať voltmetrom so stupnicou 100V, pretože odchýlka šípky bude sotva znateľná. Preto potrebujeme voltmeter, ktorý má aspoň tri až štyri limity merania. Schéma takéhoto jednosmerného voltmetra je na obr. Prítomnosť štyroch dodatočných rezistorov R1, R2, R3 a R4 naznačuje, že voltmeter má štyri limity merania. V tomto prípade je prvý limit 0-1V, druhý je 0-10V, tretí je 0-100V a štvrtý je 0-1000V.
Odpor prídavných odporov možno vypočítať podľa vzorca podľa Ohmovho zákona: Rd \u003d Up / Ii - Rp, tu Up je najvyššie napätie daného limitu merania, Ii je celkový vychyľovací prúd ihly meracej hlavy a Rp je odpor rámu meracej hlavy. Takže napríklad pre zariadenie na prúd Ii \u003d 500 μA (0,0005A) a rám s odporom 500 Ohmov by mal byť odpor prídavného odporu R1 pre limit 0-1V 1,5 kOhm, pre hranicu 0-10V - 19,5 kOhm, pre hranicu 0 -100V - 199,5 kOhm, pre hranicu 0-1000 - 1999,5 kOhm. Relatívny vstupný odpor takéhoto voltmetra bude 2 kOhm / V. Zvyčajne sú do voltmetra namontované ďalšie odpory s menovitými hodnotami blízkymi vypočítaným. Nakoniec sa „úprava“ ich odporov vykonáva pri kalibrácii voltmetra pripojením ďalších odporov k nim paralelne alebo sériovo.

Ak je jednosmerný voltmeter doplnený o usmerňovač, ktorý premieňa striedavé napätie na jednosmerné (alebo skôr pulzujúce), dostaneme striedavý voltmeter. Možné zapojenie takéhoto zariadenia s polvlnným usmerňovačom je na obr.2. Zariadenie funguje nasledovne. V tých časových chvíľach, keď je na ľavej (podľa obvodu) svorke zariadenia kladná polvlna striedavého napätia, prúd tečie cez diódu D1 a následne cez mikroampérmeter na pravú svorku. V tomto čase je dióda D2 zatvorená. Počas kladnej polvlny na pravej svorke sa dióda D1 uzavrie a kladné polvlny striedavého napätia sa uzavrú cez diódu D2 a obchádzajú mikroampérmeter.
Prídavný odpor Rd sa vypočíta rovnako ako pri konštantných napätiach, ale výsledok sa vydelí 2,5-3, ak je usmerňovač zariadenia polvlnný, alebo 1,25-1,5, ak je usmerňovač zariadenia celovlnný - obr. . Presnejšie povedané, odpor tohto odporu sa volí empiricky pri kalibrácii stupnice prístroja. Rd môžete vypočítať pomocou iných vzorcov. Odpor prídavných odporov voltmetrov usmerňovacieho systému, vyrobených podľa obvodu na obr. 2, sa vypočíta podľa vzorca:
Rd \u003d 0,45 * Up / Ii - (Rp + rd);
Pre obvod na obr. 3 vzorec vyzerá takto:
Rd \u003d 0,9 * Up / Ii - (Rp + 2rd); kde rd je priepustný odpor diódy.
Hodnoty prístrojov usmerňovacieho systému sú úmerné priemernej rektifikovanej hodnote nameraných napätí. Ich stupnice sú kalibrované v efektívnych hodnotách sínusového napätia, preto sa hodnoty zariadení usmerňovacieho systému rovnajú efektívnej hodnote napätia iba pri meraní sínusových napätí. Ako usmerňovacie diódy sa používajú germániové diódy D9D. Takéto voltmetre dokážu merať aj audiofrekvenčné napätia až do niekoľkých desiatok kilohertzov. Stupnicu pre domáci voltmeter je možné nakresliť pomocou programu FrontDesigner_3.0_setup.

Predohra

Nepasovalo mi to do zdroja napájania (hodnoty nie sú od nuly - ale to je odplata za výkon z meraného obvodu), ale je to lacné.
Rozhodol som sa to vziať a vyriešiť to na mieste.

Schematický diagram modulu voltmetra

Súbor na mieste...

2. Po revízii podľa bodu 1 sa rozsah meraného napätia zvýši na 99,9V (predtým bol limitovaný maximálnym vstupným napätím stabilizátora DA1 - 30V). Deliaci faktor vstupného deliča je asi 33, čo nám dáva maximálne 3 volty na vstupe DD1 pri 99,9V na vstupe deliča. Použil som maximálne 56V - už nemám, nič nevyhorelo :-), ale chyba sa tiež zvýšila.

4. Na posunutie alebo úplné vypnutie bodu je potrebné prispájkovať rezistor čipu R13 10kΩ, ktorý sa nachádza vedľa tranzistora, a namiesto toho prispájkovať obyčajný rezistor 10kΩ 0,125W medzi podložku, ktorá je najďalej od rezistora ladiaceho čipu a príslušný výstup riadiaceho segmentu DD1 - 8, 9 alebo 10.
Normálne je bod osvetlený na strednej číslici a základňa tranzistora VT1 je pripojená ku kolíku cez 10kΩ CHIP. 9DD1.

Prúd spotrebovaný voltmetrom bol asi 15 mA a menil sa v závislosti od počtu osvetlených segmentov.
Po opísanej zmene bude všetok tento prúd spotrebovaný z externého zdroja energie bez zaťaženia meraného obvodu.

Celkom

továrenský stav

So spájkovaným indikátorom, pohľad spredu

So spájkovaným ukazovateľom, pohľad zozadu

Indikátor je zafarbený automobilovým farebným filmom (20%) na zníženie jasu a zlepšenie viditeľnosti indikátora vo svetle.
Vrelo odporúčam tónovať. Odrezky tónovacej fólie Vám radi bezplatne poskytnú v akomkoľvek autoservise zaoberajúcom sa tónovaním.

Na internete sú aj ďalšie modifikácie tohto modulu, ale podstata úprav sa na tom nemení - ak narazíte na iný modul, jednoducho opravte obvod podľa dosky zhodením indikátora alebo prezvonením obvodu. testujte a choďte!

Potrebujete voltmeter - odstráňte všetko nepotrebné

Originál

Čo je v balení

Čo je vo vnútri

schému zapojenia

Vytlačená obvodová doska

Zmena

Strihanie a mikiny

Vo všeobecnosti vezmeme nožnice a striháme pozdĺž cesty nad nápisom "830B.4C".
Potom budete musieť obnoviť iba jedno spojenie pomocou prepojky A-A a pomocou druhej prepojky B-B určiť, ako sa majú na obrazovke zobrazovať čiarky. Pozri nižšie:

Ovládanie čiarkou

1. prepojka z "BATT +" (horný výstup R8) na spodný výstup R2. Výsledok bude takýto:
2. prepojka z "BATT +" (horný výstup R8) na spodný výstup R3. Výsledok bude takýto:
3. prepojka z "BATT +" (horný výstup R8) na spodný výstup R4. Výsledok bude takýto:
4. ak prepojka nie je vôbec nainštalovaná, ikona "HV" sa nezobrazí.

Ako vidíte, spravovanie čiarok je veľmi jednoduché. Aspoň vypínač (ak je to potrebné, samozrejme).

V natívnom prípade vyzerá výsledný „multimeter stub“ takto:

Delič pre voltmeter

Na stranách dosky sú nepoužité presné odpory - možno ich použiť na usporiadanie potrebného deliča napätia pre voltmeter:

pozíciu	denominácie	rozdeľovač	rozsah 1 (vstupný odpor voltmetra)	rozsah 2 (vstupný odpor voltmetra)
R22	100	1:1	0 - 200 mV / 0,1 kΩ	nie španielsky
R21	900	1:10	0 - 2 V / 1 kΩ	0 - 200 mV / 1 kΩ
R13	9k	1:100	0 - 20 V / 10 kΩ	0 - 2 V / 10 kΩ
R14	90 tis	1:1000 HV	0 - 200 V / 100 kΩ	0 - 20 V / 100 kOhm

Aby ste mohli použiť delič, musíte pripojiť spodnú svorku R22 k zbernici "COM" (napríklad: hornú svorku C3 alebo dolnú svorku R7). Pripojte vstup mikroobvodu k požadovanému oddeľovaciemu kohútiku (prepojte horný výstup R6 so spodným výstupom R21, ak je zvolený rozsah 1 alebo s horným výstupom R21, ak je zvolený rozsah 2). Rozdiel vo výbere rozsahov bude vo vstupnom odpore výsledného voltmetra. Rezistory R1 100 ohm a R2 900 ohm sa nesmú dotýkať, sú použité. Rezistor R9 sa nepoužíva. Dá sa dokonca odstrániť; ale nemôžete sa k nemu pripojiť.

Čo sa stalo v dôsledku toho

V skutočnosti sa ukázalo, že ide o meraciu hlavu, tiež známu ako digitálny jednosmerný voltmeter, s nasledujúcimi parametrami:

• rozsah vstupného napätia -199-0-199 mV (obe polarity sú merané so znakom);
• indikácia preťaženia;
• chyba linearity nie viac ako ±0,2 jednotiek;
• chyba nastavenia nuly nie viac ako ±0,2 jednotiek;
• vstupný prúd nie viac ako 1pA (typická hodnota pre ICL7106/7107), zodpovedajúci hodnote vstupného odporu je zaručene v stovkách megaohmov;
• prúdový odber voltmetra je cca 1mA na každé rameno, čo zodpovedá prevádzkovej dobe stoviek hodín od štandardnej „Krony“.
• Dolnopriepustný filter na vstupe (R6 1MΩ a C3 0,1uF) poskytuje čas ustálenia 0,1 sek.
  

Teraz zostáva starostlivo zaradiť puzdro pozdĺž obvodu dosky - a môžete ho niekde prilepiť. Ak sa chcete úplne vzdať pôvodného plastového puzdra, stačí zabezpečiť dobrý elektrický kontakt podložky displeja cez vodivý gumový pásik použitý v multimetri. Nemôžete spájkovať drôty na sklo.

Ak je potrebné napájať voltmeter zo zariadenia, kde bude inštalovaný, treba si uvedomiť, že napätie na kolíku „BATT +“ mikroobvodu (samozrejme vo vzťahu k „COM“) bude vždy 3,0 V, pretože je stabilizovaný vnútorným referenčným stabilizátorom v samotnom mikroobvode a nemožno ho prekročiť; záporné napätie "BATT-" je vytvorené ako napätie na batérii mínus 3,0 V. Obe napätia môžu byť tvorené parametrickými stabilizátormi pomocou dvoch rezistorov a ľubovoľnej zenerovej diódy, dokonca zelenej alebo kvalitnejšej ako biela LED. Ale najlepšie je zabezpečiť galvanicky nezávislé napájanie voltmetra, najmä preto, že spotreba prúdu je zanedbateľná.

Aplikácia

Teplomer -55...+150С s rozlíšením 0,1С

Ako senzor používame senzorový čip LM35 v nasledujúcom zahrnutí:

Odhadovaná cena čipu je asi 200 rubľov (6 dolárov) za LM35CZ.

Schematický diagram teplomera

Rozsah prevádzkovej teploty, chyba a index čipu

označenie*	teplotný rozsah	typická chyba pri 25C**	budova TO-46	budova TO-92	puzdro SO-8 (SMD)	bývanie TO-220
LM35	-55...+155	0.4	LM35H
LM35A	-55...+155	0.2	LM35AH
LM35C	-40...+110	0.4	LM35CH	LM35CZ
LM35CA	-40...+110	0.2	LM35CAH	LM35CAZ
LM35D	0...+100	0.4	LM35DH	LM35DZ	LM35DM	LM35DT

Poznámka:
*Index A znamená lepšiu presnosť a linearitu.
**na okrajoch rozsahu je chyba približne 2-krát vyššia, podrobnosti viď

Dostal som pár elektronických vstavaných voltmetrov z AliExpress model V20D-2P-1.1 (meranie jednosmerného napätia), emisná cena je 91 centov za kus. V zásade to teraz môžete nájsť lacnejšie (ak dobre hľadáte), ale nie je pravda, že to nebude na úkor kvality zostavenia zariadenia. Tu sú jeho charakteristiky:

• prevádzkový rozsah 2,5V - 30V
• farba svieti červená
• celková veľkosť 23 * 15 * 10 mm
• nevyžaduje dodatočné napájanie (dvojvodičová verzia)
• je možné upraviť
• rýchlosť aktualizácie: približne 500 ms/čas
• sľúbená presnosť merania: 1 % (+/-1 číslica)

A všetko by bolo v poriadku, dal som to na miesto a používal, ale narazil som na informácie o možnosti ich spresnenia - pridania funkcie merania prúdu.

Digitálny čínsky voltmeter

Pripravil som všetko, čo potrebujete: bipolárny prepínač, výstupné odpory - jeden MLT-1 pre 130 kOhm a druhý drôt pre 0,08 Ohm (vyrobený z nichrómovej špirály s priemerom 0,7 mm). A na celý večer podľa nájdenej schémy a manuálu na jej realizáciu pripojil túto ekonomiku drôtmi k voltmetru. Bezvýsledne. Buď v nájdenom materiáli nebol dostatok vynaliezavosti v chápaní nevypovedaného a nedokresleného, ​​alebo boli rozdiely v schémach. Voltmeter vôbec nefungoval.

Pripojíme modul digitálneho voltmetra

Musel som spájkovať indikátor a študovať obvod. Tu už bola potrebná nie malá spájkovačka, ale pájkovačka, aby sa slušne drotila. Ale počas nasledujúcich piatich minút, keď bola celá schéma dostupná na preskúmanie, som všetko pochopil. V zásade som vedel, že by som s tým mal začať, ale naozaj som chcel problém vyriešiť „ľahko“.

Schéma spresnenia V-metra

Schéma spresnenia: ampérmeter na voltmeter

Takže táto schéma sa zrodila na pripojenie ďalších elektronických komponentov s tými, ktoré už existujú v obvode voltmetra. Štandardný obvodový odpor označený modrou farbou sa musí odstrániť. Hneď poviem, že som našiel rozdiely od iných obvodov uvedených na internete, napríklad pripojenie ladiaceho odporu. Neprekresľoval som celý obvod voltmetra (nebudem to opakovať), nakreslil som iba časť, ktorá je potrebná na vylepšenie. Považujem za samozrejmé, že napájanie voltmetra by sa malo vykonávať samostatne, koniec koncov, počiatočný bod v odčítaní by mal začínať od nuly. Neskôr sa ukázalo, že napájanie z batérie alebo akumulátora nebude fungovať, pretože prúdový odber voltmetra pri napätí 5 voltov je 30 mA.

Doska - modul čínskeho voltmetra

Po zložení voltmetra prevzal podstatu akcie. Nebudem múdry, len vám ukážem a poviem, čo skombinovať s čím, aby to fungovalo.

Pokyny krok za krokom

Takže, jednať jedna- z obvodu, stojaceho na vstupe kladného silového vodiča, je prispájkovaný SMD odpor s odporom 130 kOhm medzi diódu a trimovací odpor 20 kOhm.

Rezistor pripojíme k voltmetru-ampérmetru

Po druhé. Na uvoľnenom kontakte je zo strany trimra prispájkovaný drôt požadovanej dĺžky (vhodné je, aby vzorka bola 150 mm a najlepšie červená)

Spájkovaný odpor SMD

Po tretie. Na dráhe spájajúcej odpor 12 kΩ a kondenzátor je zo strany „zem“ prispájkovaný druhý vodič (napríklad modrý).

Testovanie nového okruhu

Teraz podľa schémy a tejto fotografie „zavesíme“ doplnok na voltmeter: prepínač, poistku a dva odpory. Hlavnou vecou je správne spájkovanie novo inštalovaných červených a modrých vodičov, nielen ich.

Blokový voltmeter prevedieme na A-meter

A tu je viac drôtov, hoci všetko je jednoduché:

» - elektromotor je pripojený dvojicou spojovacích vodičov
« samostatné napájanie voltmetra"- batéria s ďalšími dvoma vodičmi
« výstup napájacieho zdroja"- ešte pár drôtov."

Po privedení energie do voltmetra sa okamžite zobrazilo „0,01“, po privedení energie do elektromotora merač v režime voltmetra ukázal napätie na výstupe zdroja rovnajúce sa 7 voltom, potom sa prepol do režimu ampérmetra. Prepínanie sa vykonávalo, keď bolo vypnuté napájanie záťaže. V budúcnosti namiesto prepínača dám tlačidlo bez fixácie, je to bezpečnejšie pre obvod a pohodlnejšie na obsluhu. Potešilo ma, že všetko fungovalo na prvý pokus. Hodnoty ampérmetra sa však líšili od hodnôt na multimetri viac ako 7-krát.

Čínsky voltmeter - ampérmeter po úprave

Tu sa ukázalo, že drôtový odpor namiesto odporúčaného odporu 0,08 ohmov má 0,8 ohmu. Pri jeho výrobe som sa pomýlil pri meraní pri počítaní núl. Dostal som sa zo situácie takto: krokodíl so záporným vodičom zo záťaže (obaja čierne) sa pohyboval po narovnanej nichrómovej špirále smerom k vstupu z napájacieho zdroja, v okamihu, keď sa hodnoty multimetra a teraz upraveného ampérvoltmetra zhodovali a stal sa momentom pravdy. Odpor príslušnej časti nichrómového drôtu bol 0,21 Ohm (merané s predponou k multimetru na hranici "2 Ohm"). Takže to ani nedopadlo zle, že namiesto 0,08 sa rezistor ukázal ako 0,8 ohmov. Nech počítate akokoľvek, podľa vzorcov sa stále musíte prispôsobiť. Pre prehľadnosť bol výsledok jeho úsilia zaznamenaný na videu.

Video

Akvizíciu týchto voltmetrov považujem za úspešnú, ale je škoda, že ich súčasná cena v tomto obchode výrazne vzrástla, takmer 3 doláre za kus. Napísal Babay z Barnauly.