Схема підключення китайського цифрового амперметра. Вбудований цифровий вольтметр-амперметр. До блоку живлення

Отримав з AliExpress парочку електронних вбудованих вольтметрів моделі V20D-2P-1.1 (вимір постійної напруги), ціна питання 91 цент штука. В принципі можна зараз і дешевше знайти (якщо добре пошукати), але не факт, що це не буде на шкоду якості складання приладу. Ось його характеристики:

• робочий діапазон 2,5 В - 30 В
• колір свічення червоний
• габаритний розмір 23*15*10 мм
• додаткового живлення не вимагає (двопровідний варіант)
• є можливість підстроювання
• частота оновлення: близько 500 мс/час
• обіцяна точність виміру: 1% (+/-1 розряд)

І все було б добре, поставив за місцем і користувався, та потрапила на очі інформація про можливість їхнього доопрацювання – додавання функції вимірювання струму.

Приготував все необхідне: двополюсний тумблер, вивідні резистори – один МЛТ-1 на 130 кОм та другий дротяний на 0,08 Ом (виготовив із нихромової спіралі діаметром 0,7 мм). І цілий вечір згідно знайденої схеми та посібника з її реалізації поєднував це господарство проводами з вольтметром. Безрезультатно. Чи то догадливості у розумінні недомовленого і недокресленого в знайденому матеріалі не вистачило, чи мали місце відмінності в схемах. Вольтметр не працював взагалі.

Довелося випоювати індикатор та вивчати схему. Тут уже був потрібний не маленький паяльник, а маленький, так, що повозився неабияк. Зате протягом наступних п'яти хвилин, коли вся схема стала доступна огляду, все-все зрозумів. В принципі знав, що з цього й треба починати, але дуже хотілося вирішити питання «по легкому».

Схема доопрацювання V-метра

Так народилася ця схема з'єднання додаткових електронних компонентів із існуючими у схемі вольтметра. Зазначений синім кольором штатний резистор схеми підлягає обов'язковому видаленню. Скажу відразу відмінності від інших схем наведених в інтернеті знайшов, наприклад, з'єднання підстроювального резистора. Всю схему вольтметра перемальовувати не став (повторювати не збираюся), накреслив лише ту частину, яка потрібна для доопрацювання. Те, що харчування вольтметра потрібно робити окремим, вважаю очевидним, все-таки початок відліку у показаннях має починатися з нуля. Надалі з'ясувалося, що живлення від батарейки або акумулятора не підійде, тому що струмоспоживання вольтметра при напрузі 5 вольт становить 30 мА.

Після збирання вольтметра взявся за суть дійства. Мудрити не буду, просто покажу і розповім, що з чим з'єднати, щоби все вийшло.

Покрокова інструкція

Отже, дія перша– зі схеми випаюється СМД резистор опором 130 кОм, що стоїть на вході плюсового проводу живлення, між діодом і підстроювальним резистором 20 кОм.

Друге. На контакт, що звільнився, з боку підстроєчника припаюється провід бажаної довжини (для проби зручно 150 мм і краще червоного кольору)

Третє. На доріжку, що з'єднує резистор 12 кОм і конденсатор, з «земляної» сторони припаюється другий провід (наприклад синій).

Випробування нової схеми

Тепер згідно зі схемою і цього фото «вішуємо» на вольтметр доповнення: тумблер, запобіжник та два резистори. Тут головне правильно підпаяти знову встановлені червоний та синій дроти, втім, не тільки їх.

А ось тут дротів побільше, хоча все й просто:

Після подачі живлення на вольтметр відразу висвітлилося «0,01», після подачі живлення на електродвигун вимірювач у режимі вольтметра показав напругу на виході блоку живлення рівне 7 вольтам, потім переключив режим амперметра. Перемикання робив при відключенні подачі живлення на навантаження. Надалі замість тумблера поставлю кнопку без фіксації, так безпечніше для схеми та зручніше для експлуатації. Потішило те, що все запрацювало з першої спроби. Однак показання амперметра були відмінними від показань на мультиметрі більше ніж у 7 разів.

Тут і з'ясувалося, що дротяний резистор замість рекомендованого опору 0,08 Ом має 0,8 Ом. Помилився у вимірі при його виготовленні у підрахунку нулів. Вийшов зі становища так: крокодил з мінусовим проводом з навантаження (обидва чорні) посунув по розпрямленій ніхромовій спіралі у бік входу з блоку живлення, той момент, коли показання мультиметра і допрацьованого тепер уже ампервольтметра збіглися і стали моментом істини. Опір задіяної ділянки ніхромового дроту склало 0,21 Ом (міряв приставкою до мультиметра на межі «2 Ом»). Отже, це навіть і не погано вийшло, що замість 0,08 резистор вийшов 0,8 Ом. Тут як не рахуй, за формулами, все одно доведеться підганяти. Для наочності результат свого клопоту записав на відеоролик.

Відео

Придбання даних вольтметрів вважаю вдалим, ось тільки шкода, що їхня нинішня ціна в тому магазині сильно зросла, майже 3 долари за штуку. Автор Babay iz Barnaula.

В даний час від різних електронних пристроїв, які з тієї чи іншої причини виведені з експлуатації залишаються різні блоки живлення, як імпульсні, так і зібрані на трансформаторах, що знижують. Їх використання початківцями радіоаматорами як лабораторного блоку живлення утруднено тим, що вони мають на виході певну стабілізовану напругу. Однак недорогі мініатюрні модулі регуляторів напруги і струму, що з'явилися в продажу, дозволяють разом з такими ж мініатюрними цифровими вольтметрами і амперметрами з успіхом переробляти їх в лабораторні блоки живлення, часом навіть без виготовлення нового, більш місткого корпусу.

Залишився блок живлення, який давав на виході стабілізовану напругу 5V. Природно виникло бажання інтенсивніше задіяти їх у своїх радіоаматорських потребах. Тим більше, що регулювання напруги про 5,5 вольт до максимуму, яке можна було проводити за допомогою підстроювального резистора, вже було. А струм на виході легко досягав майже одного ампера.

Для досягнення бажаного необхідно встановити на передню панель вимірювальний пристрій - вольтамперметр, регулятор напруги (змінний резистор замість підстроєчника), перемикач виду вимірювання (вольтметр - амперметр) та сполучні клеми.

Це виявилося зовсім не складно. Вольтметр китайського виробництва доопрацьований за таким методом до можливості вимірювання і струму теж, для більш плавного і точного налаштування, кнопковий перемикач ПК-1 і з'єднувальні клеми двох видів - стандартні для блоків живлення і роз'єм RCA «тюльпан» - як такий, що показав себе дуже зручним у цьому якості.

Схема підключення блоку

Схема з'єднання пристроїв, що додатково вводяться, зовсім не складна, а її реалізація займає часу ще менше ніж малювання. Живлення вольтамперметра краще зробити відокремленим, через інтегральний стабілізатор на 5 вольт, як варіант від відповідних батарей або акумуляторів, тоді індикація напруги на виході буде починатися з нуля. Перемикач виду вимірюваної величини ПК-1 на нього і встановлюються необхідні додаткові електронні компоненти схеми. Запобіжник є обов'язковим.

Все вмістилося, хіба що довелося трохи підпиляти край друкованої плати і модуль з випрямлячем і стабілізатором напруги, з додаткової обмотки штатного трансформатора, помістити в ізольований «бокс» (він помаранчевого кольору) і відвести йому місце всередині радіатора (він не нагрівається).

Підстроювання показань вольтметра та амперметра пройшло без ускладнень. Покази вольтметра налаштовуються розташованим на його платі підстроювальним смд резистором, а амперметра за допомогою зміни опору вимірювального резистора, позначеного на схемі як R вимірювальний резистор 0,2 Ом. Показання струму проводять у амперах. Покази щодо зразкового вимірювача виставляються досить точно, але є поки що до кінця не зрозумілий нюанс: виставив показання вольтметра і вони збігаються із зразковими ідеально, але після того, як виставив показання амперметра, показання вольтметра дещо збиваються. І навпаки. Тому довелося вибирати, чиї свідчення відповідатимуть, а чиї «читати» доведеться з поправкою.

Ось такий вийшов у результаті блок живлення: з відображенням регульованої вихідної напруги, з можливістю дізнатися поточне струмоспоживання (необхідно натиснути кнопку перемикача ПК-1, що не фіксується) і двома видами сполучних клем. Збирати «з нуля» свій перший БП радіоаматору-початківцю не варто, оптимальний варіант це доопрацювання під свої потреби готового. Автор Babay iz Barnaula.

Обговорити статтю СХЕМА ПІДКЛЮЧЕННЯ ЦИФРОВОГО ВОЛЬТАМПЕРМЕТРА

Прелюдія

Не зовсім він мені підходив у блок живлення (покази не від нуля - але це розплата за живлення від ланцюга, що вимірюється), зате недорого.
Вирішив взяти та розбиратися на місці.

Схема модуля вольтметра

Обробити напилком за місцем...

2. Після доопрацювання по п.1 діапазон вимірюваної напруги збільшується до 99.9В (раніше він був обмежений максимальною вхідною напругою стабілізатора DA1 - 30В). Коефіцієнт поділу вхідного дільника близько 33, що дає нам максимально 3 вольти на вході DD1 при 99,9 на вході дільника. Я подавав максимум 56В - більше у мене нема, нічого не згоріло :-), але й похибка зросла.

4. Щоб перемістити або зовсім вимкнути точку, потрібно випаяти ЧІП-резистор R13 10кОм, який знаходиться поряд з транзистором і замість нього запаяти звичайний резистор 10кОм 0.125Вт між дальньою від підстроювального ЧИП-резистора контактним майданчиком 9 чи 10.
Штатно точка засвічується на середній цифрі та база транзистора VT1 відповідно через ЧІП 10кОм підключена до вив. 9 DD1.

Струм, споживаний вольтметром, становив близько 15мА і змінювався залежно від кількості засвічених сегментів.
Після описаної переробки весь цей струм споживатиметься від зовнішнього джерела живлення, не навантажуючи ланцюг, що вимірюється.

Разом

Заводський стан

З випаяним індикатором, вид спереду

З випаяним індикатором, вид ззаду

Для свого чергового проекту (переробка ATX БП 580W в лабораторний) купив вищезгаданий індикатор. Не одразу і не вчасно з'ясувалося, що вхід живлення у нього гальванічно пов'язаний із мінусовим входом шунта. Це вносить відчутну похибку при живленні індикатора від джерела, з якого вимірюється струм (похибка аж до ампера з моїм шунтом на 50А!). Можна було, звичайно, нагородити ще одну чергу і від неї запитати індикатор, але мені здалося це занадто жирним і я вирішив лупнути сам індикатор.

Пошуком в інтернеті знайшов його брата близнюка YB27VA та його типову схему. Відразу скажу, що схема мого приладу дещо відрізняється. Суть ситуації полягає у відв'язуванні диференціального входу операційного підсилювача ad8605 (маркований як B3A) від загального дроту живлення. Для переробки будуть потрібні початкові навички реверс інженерингу (щоб переконатися, що схема та сама), паяння дрібних деталей і знання закону Ома:)

Схема до ситуації:

Червоним позначені перерізані доріжки. Від резистора R6 вирішив відмовитись, оскільки, схоже, він потрібен тільки для того, щоб амперметр показував «0» при відключеному шунті. Так само перенесення живлення ad8605 (2 ніжка) не є необхідним (судячи з випробувань у симуляторі).

Друга переробка вирішує проблему, пов'язану з тим, що індикатор не «бачить» перші ~180мА струму, тобто при подачі на шунт 1А прилад показує 0,8А, якщо подати 0,2 то нуль і тд. Це з усуненням входу ОУ і АЦП. Його можна порахувати, знаючи опір шунта і величину, на яку прилад «бреше». У мене вийшло 270мкВ на вході ОУ. Це зміщення легко створити штучно, додавши один резистор до схеми, в результаті прилад почне вимірювати від нуля.

У моєму випадку потрібно додати резистор 1140кОм від інтегрального стабілізатора на 3В до "+" входу ОУ. Цей резистор, разом із R7 і шунтом утворює дільник, який задає початкове усунення.

Складовий резистор вийшов рівно стільки, скільки потрібно, за рахунок похибки одного з них:)

В результаті він тепер вимірює, починаючи з 50мА до 50А з мінімальним кроком приблизно 20мА (0 теж показує). Лінійність теж не підкачала, але іноді пропускає одиницю, наприклад з 0,12 відразу на 0,14 перескакує.

Досягнута точність мене приємно здивувала, вийшов справжній вимірювальний прилад, який можна використовувати в лабораторному БП як основний індикатор. Якому навіть можна вірити:) (це стосується принаймні струму). Незрозуміло, чому китайці вирішили заощадити на парі копійчаних деталей. Їх вартість явно набагато нижче інших комплектуючих, того ж ad8605, наприклад. Користуйтеся хорошими приладами:)

Ще фотки з результатами вимірів:

P.S.Вже хотів було опублікувати статтю, але вирішив перевірити - а як там із напругою справи? Виявилося, що теж не добре - на 0,1В прилад бреше, і елегантно це не пофіксувати, тому що нижній резистор підстроювальний. Але я все одно запаяв туди резистор на 20МОм і результат мене влаштував)

Спростити процес вимірювання напруги та кількості споживаного струму на блоці живлення або саморобному зарядному пристрої може мініатюрний китайський вольтметр. Його вартість рідко перевищує 200 рублів, а якщо замовляти його з Китаю через партнерські програми, можна отримати ще й відчутну знижку.

До зарядного пристрою

Любителі самостійно конструювати зарядні пристрої гідно оцінять можливість спостерігати за вольтами та амперами мережі без допомоги громіздких переносних приладів. Також це сподобається і тим, хто працює на дорогому обладнанні, на роботу якого може згубно вплинути регулярне падіння напруги мережі.

Великою популярністю у самостійних конструкторів користуються прилади на 100 В/10 А. Також бажано, щоб у приладу був шунт для доопрацювання процесу підключення. Відчутним плюсом цього пристрою є те, що він може бути підключений до джерела живлення зарядного пристрою або самостійної батареї.

*Напруга джерела живлення амперметра, вольтметра повинна бути в інтервалі від 4,5 до 30 В.

Схема підключення така:

• Чорний дріт є мінусом. Його потрібно підключити також на мінус.
• Червоний провід, який повинен бути товщим за чорний, є плюсом, його відповідно необхідно з'єднати з джерелом живлення.
• Синій провід з'єднує навантаження із мережею.

Якщо все було правильно приєднано, на табло повинні підсвітитись дві шкали.

До блоку живлення

Блоки живлення виконують важливу роль, вирівнюють показання мережі до потрібного стану. У разі неправильної роботи вони можуть сильно нашкодити дорогому обладнанню, викликаючи перегрів. Щоб уникнути проблем при їх роботі, а особливо в тих випадках, коли блок живлення виготовляється вручну, бажано використовувати недорогий амперметр, вольтметр.

З Китаю можна замовити різні моделі, але для стандартних пристроїв, що працюють від домашньої мережі підійдуть такі, які вимірюють струм від нуля до 20 А, а напруга до 220 В. Майже всі вони малогабаритні і можуть бути встановлені в невеликі корпуси блоків живлення.

Більшість пристроїв можна відрегулювати за допомогою вбудованих резисторів. До того ж, вони мають високу точність, практично 99%. На табло виведено шість позицій по три на напругу та силу струму. Харчуватися можуть як від окремого, і від вбудованого джерела.

• Три тонкі. Чорний мінус, червоний плюс, жовтий для виміру різниці.
• Два товсті. Червоний плюс, чорний мінус.

Перші три шнури найчастіше об'єднані для зручності. Підключення може здійснюватися через спеціальний гніздовий роз'єм або за допомогою спайки.

*З'єднання спаюванням більш надійне, при незначних вібраціях гніздове кріплення пристрою може розбовтатися.

Покрокове підключення:

1. Необхідно вирішити від якого джерела живлення працюватиме окремий або вбудований прилад.
2. Чорні дроти з'єднуються і припаюються на мінус БП. Таким чином створюється загальний мінус.
3. Так само потрібно з'єднати тонкий червоний і жовтий контакти. Вони підключаються до живильного контакту.
4. Червоний контакт, що залишився, буде з'єднуватися з електричним навантаженням.

При неправильному підключенні табло пристрою показуватиме нульові значення. Для того щоб вимірювання були максимально наближені до дійсних, потрібно правильно дотримуватися полярності контактів живлення. Тільки підключення товстого червоного дроту до навантаження дасть прийнятний результат.

Зверніть увагу! Отримувати точні значення напруги можна лише на регульованому джерелі живлення. В інших випадках табло покаже лише падіння напруги.

Популярна модель вольтметра, що часто використовується радіоаматорами. Має наступні характеристики:

• Робоча напруга постійного струму від 45 до 30 В.
• Споживання енергії менше 20 мА.
• Дисплей двоколірний червоний та синій. Роздільна здатність 0,28 дюйма.
• Здійснює вимірювання в діапазоні 0 – 100 В, 0 – 10 А.
• Нижній кордон 0,1 В та 0,01 А.
• Похибка 1%.
• Температурні умови роботи від -15 до 75 градусів за Цельсієм.

Підключення

За допомогою вольтметра можна виміряти поточну напругу мережі електропостачання. Щоб це зробити, потрібно наступне:

• Чорний товстий провід з'єднати з мінусом джерела живлення.
• Червоний з'єднується з навантаженням, а потім із харчуванням.

Ця схема підключення не передбачає використання тонкого чорного контакту.

Якщо буде використано стороннє джерело живлення, з'єднання буде наступним:

• Товсті шнури підключаються так само, як і в попередньому прикладі.
• Тонкий червоний поєднується з плюсом стороннього джерела.
• Чорний з мінусом.
• Жовтий із плюсом джерела.

Даний вольтметр, амперметр зручний ще й тим, що він реалізується вже відкаліброваному стані. Але навіть якщо були помічені неточності в роботі, їх можна виправити за допомогою двох настроювальних резисторів на задній панелі пристрою.

Які цифрові вольтметри найнадійніші

Ринок електротехнічного обладнання переповнений виробниками, які надають велику різноманітність вибору. Однак, не кожен пристрій приносить позитивні емоції від використання. За великою кількістю товарів, не завжди виходить знайти надійний та недорогий екземпляр.

До перевірених та надійних вольтметрів відносяться:

• ТК 1382. Недорогий китаєць, середня ціна якого рідко піднімається вище за 300 рублів. Оснащений настроювальними резисторами. Здійснює вимірювання у діапазонах 0-100 Вольт, 0-10 Ампер.
• YB27VA. Практично близнюк минулого вольтметра відрізняється маркуванням проводів і зниженою ціною.
• BY42A. Коштує дорожче за попередні моделі, але й має підвищену верхню межу вимірювань в 200 В.

Це найпопулярніші представники даного типу вольтметрів, які можна придбати для переробки на радіо ринку або замовити через інтернет.

Калібрування китайського вольтметра амперметра

Згодом будь-яка техніка зношується. Так як на роботу вимірювальних приладів впливають не тільки їх власні несправності, але і збої в пристроїв, що підключаються, іноді потрібно займатися регулюванням.

Усі вимірювальні прилади мають похибку вимірювань, що вказується у документації.

Висновок

Включення в схему недорогих вольтметрів дозволяє уникнути проблем із невідповідною напругою мережі. За невелику плату можна дізнатися, чи працює техніка у відповідних умовах. Для їх підключення потрібно знати маркування всіх проводів та розташування плюса та мінусу джерела енергії.