Сегодня мы рассмотрим: Настоящие ценители музыки знают, что для качественного...
Для своего очередного проекта (переделка ATX БП 580W в лабораторный), купил вышеназванный индикатор . Не сразу и не вовремя выяснилось, что вход питания у него гальванически связан с минусовым входом шунта. Это вносит ощутимую погрешность при питании индикатора от того-же источника, с которого измеряется ток (погрешность вплоть до ампера с моим шунтом на 50А!). Можно было, конечно, нагородить ещё одну дежурку и от неё запитать индикатор, но мне показалось это слишком жирным и я решил колупнуть сам индикатор.
Поиском в интернете нашёл его брата близнеца YB27VA и его типовую схему. Сразу скажу, что схема моего прибора немного отличается. Суть переделки заключается в отвязывании дифференциального входа операционного усилителя ad8605 (маркирован как B3A) от общего провода питания. Для переделки потребуются начальные навыки реверс инженеринга (чтобы убедиться, что схема та самая), пайки мелких деталей и знание закона Ома:)
Схема до переделки:
Схема после:
Красным обозначены перерезанные дорожки. От резистора R6 решил отказаться, поскольку, похоже, он нужен только для того, чтобы амперметр показывал «0» при отключенном шунте. Так же перенос питания ad8605 (2 ножка) не является необходимым (судя по испытаниям в симуляторе).
Вторая переделка решает проблему, связанную с тем, что индикатор не «видит» первые ~180мА тока, то есть при подаче на шунт 1А прибор показывает 0,8А, если подать 0,2, то ноль и тд. Это связано со смещением входа ОУ и АЦП. Его можно посчитать, зная сопротивление шунта и величину, на которую прибор «врёт». У меня вышло 270мкВ на входе ОУ. Это смещение легко создать искусственно, добавив один резистор в схему, в результате прибор начнёт измерять от нуля.
В моём случае потребовалось добавить резистор 1140кОм от интегрального стабилизатора на 3В до "+" входа ОУ. Этот резистор, совместно с R7 и шунтом образовывает делитель, задающий начальное смещение.
Составной резистор получился ровно столько, сколько нужно, за счёт погрешности одного из них:)
В результате он теперь измеряет, начиная с 50мА, до 50А с минимальным шагом примерно 20мА (0 тоже показывает). Линейность тоже не подкачала, но, иногда, пропускает единицу, например с 0,12 сразу на 0,14 перескакивает.
Достигнутая точность приятно меня удивила, получился настоящий измерительный прибор, который можно использовать в лабораторном БП в качестве основного индикатора. Которому даже можно верить:) (это касается, по крайней мере, тока). Непонятно, почему китайцы решили сэкономили на паре копеечных деталей. Их стоимость явно на порядок ниже остальных комплектующих, того же ad8605, например. Пользуйтесь хорошими приборами:)
Ещё фотки с результатами измерений:
P.S. Уже хотел было опубликовать статью, но решил проверить - а как там с напряжением дела обстоят? Оказалось, что тоже не хорошо обстоят - на 0,1В прибор врёт, и элегантно это не пофиксить, потому что нижний резистор подстроечный. Но я всё равно запаял туда резистор на 20МОм и результат меня устроил)
В настоящее время от всевозможных электронных устройств, которые по той или иной причине выведены из эксплуатации остаются различные блоки питания, как импульсные, так и собранные на понижающих трансформаторах. Их использование начинающими радиолюбителями в качестве лабораторного блока питания затруднено тем, что они имеют на выходе определённое стабилизированное напряжение. Однако появившиеся в продаже недорогие миниатюрные модули регуляторов напряжения и тока позволяют вкупе с такими-же миниатюрными цифровыми вольтметрами и амперметрами с успехом переделывать их в лабораторные блоки питания, порой даже без изготовления нового, более вместительного корпуса.
Остался блок питания, который давал на выходе стабилизированное напряжение 5V. Естественно появилось желание более интенсивно задействовать его в своих радиолюбительских нуждах. Тем более, что регулировка напряжения о 5,5 вольт до максимума, которую можно было производить с помощью подстроечного резистора, уже имелась. А ток на выходе легко достигал практически одного ампера.
Для достижения желаемого необходимо установить на переднюю панель измерительное устройство - вольтамперметр, регулятор напряжения (переменный резистор взамен подстроечника), переключатель вида измерения (вольтметр - амперметр) и соединительные клеммы.
Это оказалось совсем не сложно. Вольтметр китайского производства доработанный по такому методу до возможности измерения и тока тоже, для более плавной и точной настройки, кнопочный переключатель ПК-1 и соединительные клеммы двух видов - стандартные для блоков питания и разъём RCA «тюльпан» - как показавший себя весьма удобным в этом качестве.
Схема подключения блока
Схема соединения дополнительно вводимых устройств совсем не сложная, а её реализация занимает времени ещё меньше чем рисование. Питание вольтамперметра лучше сделать обособленным, через интегральный стабилизатор на 5 вольт, как вариант от подходящих батареек или аккумуляторов, тогда индикация напряжения на выходе будет начинаться с нуля. Переключатель вида измеряемой величины ПК-1, на него и устанавливаются необходимые дополнительные электронные компоненты схемы. Предохранитель обязателен.
Всё уместилось, разве только пришлось слегка подпилить край печатной платы и модуль с выпрямителем и стабилизатором напряжения, с дополнительной обмотки штатного трансформатора, поместить в изолированный «бокс» (он оранжевого цвета) и отвести ему место внутри радиатора (он не нагревается).
Подстройка показаний вольтметра и амперметра прошла без осложнений. Показания вольтметра настраиваются расположенным на его плате подстроечным смд резистором, а амперметра при помощи изменения сопротивления измерительного резистора, обозначенного на схеме как «R измерительное резистор 0,2 Ом». Показания тока производятся в амперах. Показания относительно образцового измерителя выставляются довольно точно, но есть пока до конца не понятый нюанс: выставил показания вольтметра и они совпадают с образцовыми идеально, но после того как выставил показания амперметра показания вольтметра несколько сбиваются. И наоборот. Поэтому пришлось выбирать, чьи показания будут соответствовать, а чьи «читать» придётся с поправкой.
Вот такой получился в итоге блок питания: с отображением регулируемого выходного напряжения, с возможностью узнать текущее токопотребление (необходимо нажать не фиксируемую кнопку переключателя ПК-1) и двумя видами соединительных клемм. Собирать «с нуля» свой первый БП начинающему радиолюбителю не стоит, оптимальный вариант это доработка под свои нужды готового. Автор Babay iz Barnaula.
Обсудить статью СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ ЦИФРОВОГО ВОЛЬТАМПЕРМЕТРА
Изучая как-то бескрайние просторы Интернета на предмет китайских полезностей, наткнулся я на модуль цифрового вольтметра:Китайцы "выкатили" вот такие ТТХ: 3-digit red color display; Voltage: 3.2~30V; Working temperature: -10~65"C. Application: Voltage testing.
Не совсем он мне подходил в блок питания (показания не от нуля - но это расплата за питание от измеряемой цепи), зато недорого.
Решил взять и разбираться на месте.
Схема модуля вольтметра
На поверку модуль оказался не так уж и плох. Выпаял индикатор, срисовал схему (нумерация деталей показана условно):К сожалению, чип остался неопознанным - маркировка отсутствует. Возможно, это какой-то микроконтроллер. Номинал конденсатора С3 неизвестен, выпаивать мерять не стал. С2 - предположительно 0.1мк, тоже не выпаивал.
Обработать напильником по месту...
А теперь о доработках, которые необходимы, чтоб довести этот "показиметр" до ума.
1. Чтобы он начал измерять напряжение менее 3 Вольт, нужно выпаять резистор-перемычку R1 и на ее правую (по схеме) контактную площадку подать напряжение 5-12В с внешнего источника (выше можно, но нежелательно - стабилизатор DA1 сильно греется). Минус внешнего источника подать на общий провод схемы. Измеряемое напряжение подавать на штатный провод (который был изначально припаян китайцами).
2. После доработки по п.1 диапазон измеряемого напряжения увеличивается до 99.9В (ранее он был ограничен максимальным входным напряжением стабилизатора DA1 - 30В). Коэффициент деления входного делителя около 33, что дает нам максимально 3 вольта на входе DD1 при 99,9В на входе делителя. Я подавал максимум 56В - больше у меня нету, ничего не сгорело:-), но и погрешность возросла.
4. Чтобы переместить или совсем выключить точку, нужно выпаять ЧИП-резистор R13 10кОм, который находится рядом с транзистором и вместо него запаять обычный резистор 10кОм 0.125Вт между дальней от подстроечного ЧИП-резистора контактной площадкой и соответствующим управляющим сегментным выводом DD1 - 8, 9 или 10.
Штатно точка засвечивается на средней цифре и база транзистора VT1 соответственно через ЧИП 10кОм подключена к выв. 9 DD1.
Ток, потребляемый вольтметром, составил около 15мА и менялся в зависимости от количества засвеченных сегментов.
После описанной переделки весь этот ток будет потребляться от внешнего источника питания, не нагружая измеряемую цепь.
Итого
И в заключении еще несколько фото вольтметра.
Заводское состояние
С выпаяным индикатором, вид спереди
Получил с AliExpress парочку электронных встраиваемых вольтметров модели V20D-2P-1.1 (измерение постоянного напряжения), цена вопроса 91 цент штука. Вот его характеристики:
- рабочий диапазон 2,5 В — 30 В
- цвет свечения красный
- габаритный размер 23 * 15 * 10 мм
- дополнительного питания не требует (двухпроводной вариант)
- есть возможность подстройки
- частота обновления: около 500 мс/время
- обещанная точность измерения: 1% (+/-1 разряд)
И всё было бы хорошо, поставил по месту и пользовался, да попалась на глаза информация о возможности их доработки – добавление функции измерения тока.
Цифровой китайский вольтметр
Приготовил всё необходимое: двухполюсной тумблер, выводные резисторы – один МЛТ-1 на 130 кОм и второй проволочный на 0,08 Ом (изготовил из нихромовой спирали диаметром 0,7 мм). И целый вечер согласно найденной схемы и руководства по её реализации соединял это хозяйство проводами с вольтметром. Безрезультатно. То-ли догадливости в понимании недосказанного и недочерченного в найденном материале не хватило, то ли имели место отличия в схемах. Вольтметр не работал никак вообще.
Подключаем модуль цифровой вольтметр
Пришлось выпаивать индикатор и изучать схему. Тут уже требовался не маленький паяльник, а махонький, так, что повозился изрядно. Зато в течении следующих пяти минут, когда вся схема стала доступна обзору, всё–всё понял. В принципе знал, что с этого и нужно начинать, но уж очень хотелось решить вопрос «по лёгкому».
Схема доработки V-метра
Схема доработки: амперметр в вольтметр
Так родилась эта схема соединения дополнительных электронных компонентов с уже существующими в схеме вольтметра. Отмеченный синим цветом штатный резистор схемы подлежит обязательному удалению. Скажу сразу отличия от других схем приведённых в интернете нашёл, например соединение подстроечного резистора. Всю схему вольтметра перерисовывать не стал (повторять не собираюсь), начертил только ту часть, которая необходима для доработки. То, что питание вольтметра нужно делать отдельным считаю очевидным, всё-таки начало отсчёта в показаниях должно начинаться с нуля. В дальнейшем выяснилось, что питание от батарейки или аккумулятора не подойдет, ибо токопотребление вольтметра при напряжении в 5 вольт составляет 30 мА.
Плата — модуль китайский вольтметр
После сборки вольтметра взялся за суть действа. Мудрствовать не буду, просто покажу и расскажу, что с чем соединить, чтобы всё получилось.
Пошаговая инструкция
Итак , действие первое – из схемы выпаивается СМД резистор сопротивлением 130 кОм стоящий на входе плюсового провода питания, между диодом и подстроечным резистором 20 кОм.
Подключаем резистор в вольтметр-амперметр
Второе . На освободившейся контакт, со стороны подстроечника припаивается провод желаемой длины (для пробы удобно 150 мм и лучше красного цвета)
Выпаять СМД резистор
Третье . На дорожку соединяющую резистор 12 кОм и конденсатор, с «земляной» стороны припаивается второй провод (например синий).
Испытание новой схемы
Теперь согласно схемы и этого фото «вешаем» на вольтметр дополнение: тумблер, предохранитель и два резистора. Тут главное правильно подпаять вновь установленные красный и синий провода, впрочем, не только их.
Блок вольтметр переделываем в А-метр
А вот тут проводов побольше, хотя всё и просто:
» — парой соединительных проводов подсоединён э/двигатель«отдельное питание вольтметра » — аккумулятор с ещё двумя проводами
«выход блока питания » — ещё парочка проводов
После подачи питания на вольтметр сразу высветилось «0,01», после подачи питания на электродвигатель измеритель в режиме вольтметра показал напряжение на выходе блока питания равное 7 вольтам, затем переключил в режим амперметра. Переключение производил при отключении подачи питания на нагрузку. В дальнейшем вместо тумблера поставлю кнопку без фиксации, так безопасней для схемы и удобней для эксплуатации. Порадовало то, что всё заработало с первой попытки. Однако показания амперметра были отличные от показаний на мультиметре больше чем в 7 раз.
Китайский вольтметр — амперметр после переделки
Тут и выяснилось, что проволочный резистор вместо рекомендованного сопротивления 0,08 Ом имеет 0,8 Ом. Ошибся в измерении при его изготовлении в подсчёте нулей. Вышел из положения так: крокодил с минусовым проводом с нагрузки (оба чёрные) подвинул по распрямлённой нихромовой спирали в сторону входа с блока питании, тот момент, когда показания мультиметра и доработанного теперь уже ампервольтметра совпали и стали моментом истины. Сопротивление задействованного участка нихромовой проволоки составило 0,21 Ом (мерил приставкой к мультиметру на пределе «2 Ом»). Так что это даже и не плохо получилось, что вместо 0,08 резистор получился 0,8 Ом. Тут как не считай, по формулам, всё равно придётся подгонять. Для наглядности результат своих хлопот записал на видеоролик.
Видео
Приобретение данных вольтметров считаю удачным, вот только жаль, что их нынешняя цена в том магазине сильно выросла, без малого 3 доллара за штуку. Автор Babay iz Barnaula.
При конструировании зарядных устройств для аккумуляторных батарей, и различных блоков питания, многие радиолюбители используют готовые вольтметры-амперметры китайского производства, которые без особого труда можно купить в интернете, например, на сайте Алиэкспресс. Причем стоимость таких готовых приборов очень даже привлекательна, и многие поставщики, вдобавок ко всему, осуществляют бесплатную доставку товара покупателю. Найдя наиболее выгодное предложение, мы заказали на пробу пару приборов марки WR-005, рассчитанных на измерение напряжения до 100 Вольт, и тока до 10 Ампер. Заказ пришел, с блоками все в порядке, механических повреждений нет, но ни паспорта, ни инструкции, описывающей подключение устройства, в комплекте не было. Это и послужило поводом для написания данной статьи, ведь, скорее всего, мы не одни, которые столкнулись с вопросами подключения WR-005 к цепям измерения.
Подобные измерительные приборы могут быть рассчитаны на иные параметры измерения, но в любом случае на плате вы будете иметь два разъема:
● Первый разъем имеет два тонких провода, обычно это красный и черный. Служат они для подачи питающего напряжения на измерительную схему. Напряжение питания имеет очень широкий диапазон, вы можете подать от 4 до 30 Вольт, красный провод – плюсовой, черный – минус. Подав питание на схему, индикатор начнет светиться.
● Второй разъем трехпроводный, провода толстые, предназначены для подключения прибора к измерительным цепям. А вот с цветами проводов давайте разбираться.
Видать раньше выпускались индикаторы, в которых толстые провода имели цвет черный, красный и желтый, поэтому в интернете можно найти вот такую картинку:
В нашем случае данный разъем имеет синий, черный и красный провода, и черный провод находится в разъеме посередине, поэтому мы решили еще раз их перепроверить.
Как оказалось, глобально ничего не поменялось:
● Черный провод, как и в предыдущем варианте, это общий провод (COM);
● Красный провод – измерение напряжения;
● Синий провод - измерение тока.
Для тех, кто не совсем понял: черный толстый провод подключается на минус источника, красный на плюс (начнет показывать вольтметр), синий толстый провод подключается к нагрузке, а со второго конца нагрузки уходит на плюс источника (показывает амперметр).
По поводу шунта. В приборах до 10 Ампер шунт встроенный (впаян непосредственно в плату), свыше 10 Ампер, как правило, в комплекте должен быть внешний шунт, смотри снимки ниже:
Наш вариант прибора со встроенным шунтом:
Внешний шунт выглядит следующим образом:
Даже после правильного подключения нет гарантии того, что показания вольтметра и амперметра будут правильными, поэтому стоит проверить их с помощью, например, внешнего мультиметра. При необходимости можно подкорректировать показания с помощью подстроечных резисторов, расположенных на плате прибора WR-005.
Микросхема, на которой собран прибор, не имеет никаких опознавательных знаков, ну а принципиальная схема вот такая:
В заключение хочется сказать, что после подключения и опробования прибора, он показал себя с положительной стороны, качество сборки не плохое, погрешности показаний соответствуют заявленным поставщиком, то есть, погрешность по напряжению 0,1 Вольта, по току – 0,01 Ампера, ток потребления измерительной схемы не превышает 20 мА. Любая электроника с течением времени подвержена выходить из строя, поэтому на сколько долго будет нам служить данный вольтметр-амперметр - время покажет. Но, в принципе, за такие деньги, мы считаем, что WR-005 – достойное приобретение с быстрой установкой и подключением в устройствах, нуждающихся в выводе цифровой индикации показаний параметров тока и напряжения.
Если кому известна марка используемой в схеме прибора микросхемы, большая просьба написать в комментарии.
