РадіоКот :: Ампервольтметр з Піднебесної. Лабораторна робота.

Наши партнеры ArtmMisto

>>>

Ампервольтметр з Піднебесної. Лабораторна робота.

В Інтернет-магазинах Китаю доступні недорогі цифрові вольтметри з використанням Трехразрядное цифрових світлодіодних індикаторів.

Вольтметри траплялися двох типорозмірів: 48 x 30 x 22 мм і 36.6 х 14.8 х12мм.

Більший виконаний в чорному пластмасовому корпусі і просто встановлюється в вікно, вирізане в передній панелі блоку живлення. Маленький вольтметр бескорпусной і кріпиться за «вушка» друкованої плати.

Харчуються прилади постійним струмом при напрузі від 4 до 30 В (через вбудований інтегральний стабілізатор) і вимірюють постійну напругу до 30 або 99,9 В.

Детальні характеристики вольтметрів викладені на сайтах продавців. На одному з сайтів наводиться принципова схема одного з таких вольтметрів.

Вольтметр зібраний на мікроконтролері STM8. У наведеній схемі вхідний дільник напруги складається з послідовно з'єднаних резисторів R1 і R2 (390 кОм і 10 кОм). Неважко порахувати, що при подачі 1 В на вхід дільника на вимірювальний вхід процесора подається напруга 0,025 В. (Струм подільника I = U: R = 1: (390k + 10k) = 0,0025 mA; падіння напруги на R2 = I * R = 0,0025 mA * 10k = 0,025B).

Якщо в блоці живлення в ланцюг вихідного струму поставити вимірювальний резистор величиною 0,025 Ома, то при протіканні по ній струму в 1А, на вимірювальному резисторі впаде напруга 0,025 В. І якщо це напруга подати на R2, то індикатор вольтметра покаже одиницю (1 Ампер). Таким чином, вольтметр перетворився в амперметр.

Можна встановити тумблер і перемикати вимірювач в режим вольтметра або амперметра по наведеній нижче схемою. Коммутировать доводиться три ланцюги:

- штатний вхід вольтметра;

- додатковий вхід вимірювача (вимірювальний вхід процесора);

- загальний провід вольтметра.

Для того, щоб використовувати в якості перемикача двополюсний тумблер, довелося піти на деякий хитрощі - додати «свій» резистор R доб 330кОм в ланцюзі вхідного дільника напруги. Штатний вхід вольтметра при цьому не використовується і не комутується.

На схемі показано включення в «мінусову» ланцюг джерела живлення. Так R вимір включається в імпульсних (комп'ютерних) блоках харчування (при їх переробці в різні блоки живлення, які використовуються для радіоаматорських цілей), де цей вимірювальний резистор одночасно використовується як датчик струму в схемі регулювання вихідного струму.

Висновок «-Uпіт», показаний на схемі, нікуди не підключається, «мінус» харчування прилад отримує через перемикач вимірювального ланцюга. Оскільки при цьому комутується «мінусовій» провід живлення вольтметра, то в момент перемикання індикатори приладу короткочасно гаснуть.

Слід врахувати, що при встановленні вимірювача в лабораторний блок живлення, прилад почне працювати тільки при досягненні мінімальної напруги на його виході близько 4 Вольт. Для зарядного акумуляторного пристрою це несуттєво. Для лабораторного блоку живлення вимірювач доведеться живити від автономного джерела живлення, гальванічно не пов'язаного з блоком живлення.

Рішення можуть бути різні - випрямлячі на окремій обмотці на трансформаторі, на окремому маленькому трансформаторі від, так званих, «адаптерів» харчування, плата з телефонної зарядки або просто відповідна батарейка.

В принципі, вимірювальний резистор R вимір можна включити і в «плюсову» ланцюг блоку живлення з урахуванням того, що при цьому вольметр-амперметр також доведеться «живити» від автономного джерела живлення, гальванічно не пов'язаного з блоком живлення (інакше на вимірювальний вхід процесора в режимі вимірювання струму подається весь потенціал вихідної напруги і процесор вийде з ладу).

При короткому замиканні вихідних клем джерела живлення, при «переполюсовке» підключення акумуляторної батареї до зарядного пристрою (якщо випрямляч зібраний за мостовою схемою) через вимірювальний резистор до згоряння захисного запобіжника протікає великий струм короткого замикання і на резисторі виділяється імпульс напруги, який може пошкодити процесор.

На перший погляд, видно два рішення щодо захисту процесора.

Перший ( «організаційний» і найбільш простий) - замість тумблера, переключающего вимірювач в режими «вольтметр» - «амперметр» встановити не фіксується кнопку і ток вимірювати при натиснутому стані кнопки. Так як «переполюсовка» і коротке замикання відбуваються найчастіше при підключенні-відключенні навантаження і руки оператора зайняті цим процесом, то кнопка перемикання вимірювача буде в віджатим стані «вольтметр» і прилад не постраждає.

Другий - схемотехнічний. Встановити паралельно вимірювального резистору (входу вимірювача) швидкодіючий електронний пристрій, що захищає від перевищення допустимого напруги на вході вимірювального входу процесора, наприклад, супресор або стабілітрон.

Мені траплялися вольтметри з подільником 330 кОм і 10 кОм. Оскільки в якості вимірювального резистора в схемі переробленого комп'ютерного блоку живлення у мене вже використовувався стандартний 5-тіВаттний резистор 0,1 Ома в керамічному корпусі, то падіння напруги на ньому було занадто великим для подачі на процесор. Довелося паралельно вимірювального резистору підключити багатооборотний малогабаритний потенціометр ( «під руку підвернувся» на 100 Ом) і по «зразковим» тестеру виставити показання на індикаторі.

Цей спосіб можна використовувати і в разі застосування саморобного некаліброваного вимірювального резистора.

У продажу є вольтметри, що позиціонуються виробником як «вольтметри для вбудовування на панель автомобіля для вимірювання напруги бортової мережі» з верхнім вимірюваним межею 24В. У них всього два висновки (чорний «мінус» і червоний «плюс»). У цих вольтметрах вхід подільника з'єднаний з «плюсом» харчування друкованим провідником, який легко перерізати. В такому вольтметрі дільник варто 91 кОм і 10 кОм. Тобто в якості вимірювального резистора добре підходить 5-ватний резистор в керамічному корпусі номіналом 0,1 Ом.

Вольтметри різних виробників відрізняються принциповими схемами і застосовуваними процесорами, але принцип їх використання в якості амперметра залишається колишнім.

Нижче по тексту наведені фотознімки плат вольтметрів, що потрапили в руки автора. На них вказано розташування резисторів вхідного дільника і місце входу вимірювача.

«Великий» вольтметр з трьома висновками (маркування на платі відсутня).

«Великий» вольтметр на платі YB27_v1.4.

Схема вхідного дільника напруги з потенціометром. Нумерація елементів умовна, не збігається з маркуванням на друкованій платі. Стабілітрон VD2 - додатково встановлюється для захисту входу процесора від перевищення напруги на ньому.

Зовнішній вигляд плати

«Маленький» вольтметр на платі V20D-2P-1.1. Схема вхідного дільника напруги з потенціометром.

На закінчення фотознімок пристрої для зарядки акумуляторів, виготовленого з комп'ютерного блоку живлення з вбудованим вольтметром-амперметром. Верхній блок - зарядний пристрій, нижній - електронна навантаження.

Буду радий, якщо кому-небудь з колег-радіоаматорів матеріали лабораторної роботи знадобляться. Успіхів!

Всі питання в Форум .