Pri navrhovaní nabíjačiek pre batérie a rôzne napájacie zdroje veľa rádioamatérov používa hotové voltmetre-ampérmetre vyrobené v Číne, ktoré sa dajú ľahko kúpiť na internete, napríklad na stránke Aliexpress. Okrem toho sú náklady na takéto hotové zariadenia veľmi atraktívne a mnohí dodávatelia okrem všetkého poskytujú bezplatné doručenie tovaru kupujúcemu. Po nájdení najvýhodnejšej ponuky sme si objednali na testovanie dvojicu prístrojov WR-005, ktoré sú určené na meranie napätia do 100 voltov a prúdu do 10 ampérov. Objednávka dorazila, s blokmi bolo všetko v poriadku, bez mechanického poškodenia, no chýbal pas ani návod na pripojenie zariadenia. To bol dôvod na napísanie tohto článku, pretože s najväčšou pravdepodobnosťou nie sme jediní, ktorí sa stretávajú s problémami pripojenia WR-005 k meracím obvodom.

Podobné meracie prístroje môžu byť navrhnuté aj pre iné parametre merania, ale v každom prípade budete mať na doske dva konektory:

● Prvý konektor má dva tenké drôty, zvyčajne červený a čierny. Slúžia na privádzanie napájacieho napätia do meracieho obvodu. Napájacie napätie má veľmi široký rozsah, môžete napájať od 4 do 30 Voltov, červený vodič je kladný, čierny vodič záporný. Po privedení napájania do obvodu sa indikátor rozsvieti.
● Druhý konektor je trojvodičový, hrubé vodiče, určený na pripojenie prístroja k meracím obvodom. Pozrime sa však na farby drôtov.

Zdá sa, že predtým sa vyrábali indikátory, v ktorých boli hrubé drôty čierne, červené a žlté, takže na internete nájdete tento obrázok:

V našom prípade má tento konektor modré, čierne a červené vodiče a čierny vodič je v strede konektora, preto sme sa rozhodli ich ešte raz skontrolovať.

Ako sa ukázalo, globálne sa nič nezmenilo:

● Čierny vodič, ako v predchádzajúcej verzii, je spoločný vodič (COM);
● Červený vodič – meranie napätia;
● Modrý vodič - meranie prúdu.

Pre tých, ktorí celkom nerozumejú: čierny hrubý drôt je pripojený k mínus zdroju, červený k plusu (začne sa zobrazovať voltmeter), modrý hrubý drôt je pripojený k záťaži a z druhého konca záťaže ide do plusu zdroja (ukáže ampérmeter).

O šunt. V zariadeniach do 10 ampérov je bočník zabudovaný (prispájkovaný priamo do dosky), nad 10 ampérov by mal byť spravidla súčasťou súpravy externý bočník, pozri obrázky nižšie:

Naša verzia zariadenia so zabudovaným bočníkom:

Vonkajší skrat vyzerá takto:

Ani po správnom pripojení nie je zaručené, že hodnoty voltmetra a ampérmetra budú správne, preto sa oplatí ich skontrolovať napríklad pomocou externého multimetra. V prípade potreby môžete hodnoty opraviť pomocou orezávacích odporov umiestnených na doske zariadenia WR-005.

Mikroobvod, na ktorom je zariadenie namontované, nemá žiadne identifikačné značky, ale schéma zapojenia je takáto:

Na záver by som chcel povedať, že po pripojení a otestovaní zariadenia sa ukázalo pozitívne, kvalita zostavenia nie je zlá, chyby čítania zodpovedajú chybám deklarovaným dodávateľom, to znamená, že chyba napätia je 0,1 Volt, prúdová chyba je 0,01 Ampér, prúd Odber meracieho obvodu nepresahuje 20 mA. Akákoľvek elektronika časom podlieha poruche, takže ako dlho nám bude tento voltmeter-ampérmeter slúžiť - čas ukáže. V zásade však za tie peniaze veríme, že WR-005 je hodný nákup s rýchlou inštaláciou a pripojením v zariadeniach, ktoré vyžadujú digitálne zobrazenie parametrov prúdu a napätia.

Ak niekto pozná značku mikroobvodu použitého v obvode zariadenia, napíšte do komentárov.

Na mnohé účely je často potrebné použiť voltampérmeter. Či už ide o laboratórny zdroj alebo nabíjačku. V tomto článku budeme hovoriť o pomerne lacnom, ale veľmi bežnom čínskom voltampérmetri s označením dsn-vc288. Toto pomerne miniatúrne zariadenie dokáže merať napätie od 0 do 100 voltov a prúd v rozsahu od 0 do 10 ampérov. Rozlíšenie (krok) pre napätie je 0,1 voltu pre prúd - 0,01 ampéra.

Zariadenie sa pripája jednoducho: na napájanie a napájanie meraného napätia slúži trojkolíkový konektor. Napájanie sa pohybuje od 5 do 36 Voltov a namerané napätie je vlastne také, ktoré budeme merať. Druhý dvojpinový konektor je určený na meranie prúdu a pripája sa na otvorený obvod meraného obvodu. Na doske sú aj dva variabilné odpory s označením I_ADJ a V_ADJ. Toto je kalibrácia prúdu a napätia.

Prvé zapnutie voltampérmetra dsn-vc288 odhalilo určité problémy. Perfektne meria napätie, ale nie toľko prúdu. Merania sú nestabilné, čísla neustále skáču a najhoršia je nelinearita (kalibrujeme pri prúde 100 mA, ale pri prúde 1 A hodnoty odplávajú a čím ďalej tým ďalej). V prvom rade padli podozrenia na šunt. Namiesto toho som vzal niekoľko rezistorov štandardnej veľkosti 2512 a odporu 0,02 Ohm a začal som ich spájať jeden po druhom paralelne, aby som vybral požadovaný odpor (mimochodom, táto metóda môže znížiť hornú hranicu merania prúdu, ale zvýšiť presnosť pri nízkych prúdoch).

Takáto výmena skratu však nepriniesla požadovaný účinok - nelinearita pretrvávala. A potom som na internete objavil ďalšiu úpravu tohto voltampérmetra, ktorá spočívala v inštalácii dodatočného jumperu (na fotografii je znázornené, kam ide a odkiaľ pochádza). Treba to urobiť hrubším drôtom.

Mám drôt s prierezom 0,75 mm, preložený na polovicu a pokrytý tepelným zmršťovaním. Potom sa hodnoty prúdu voltampérmetra stali stabilnými a lineárnymi. Trimérovým odporom som nakalibroval prúd, následne zmeral jeho výsledný odpor a nahradil ho zostavou dvoch pevných odporov. Bolo to urobené preto, aby v budúcnosti nebolo potrebné znova kalibrovať zariadenie, ak by nastavenie plávalo.

V súčasnosti zo všetkých druhov elektronických zariadení, ktoré sú z jedného alebo druhého dôvodu vyradené z prevádzky, zostávajú rôzne napájacie zdroje, spínacie aj tie, ktoré sú namontované na zostupných transformátoroch. Ich použitie začínajúcimi rádioamatérmi ako laboratórneho zdroja je komplikované tým, že majú na výstupe určité stabilizované napätie. Lacné miniatúrne moduly regulátorov napätia a prúdu, ktoré sa objavili na trhu, však umožňujú, spolu s rovnakými miniatúrnymi digitálnymi voltmetrami a ampérmetrami, ich úspešne previesť na laboratórne napájacie zdroje, niekedy dokonca bez toho, aby ste museli vyrábať nové, priestrannejšie puzdro.

Ostal napájací zdroj, ktorý na výstupe poskytoval stabilizované napätie 5V. Prirodzene sa objavila túžba intenzívnejšie ho využívať v mojich rádioamatérskych potrebách. Okrem toho už bolo k dispozícii nastavenie napätia 5,5 V na maximum, ktoré bolo možné vykonať pomocou orezávacieho odporu. A výstupný prúd ľahko dosiahol takmer jeden ampér.

Aby ste dosiahli to, čo chcete, musíte na predný panel nainštalovať merací prístroj - voltampérmeter, regulátor napätia (variabilný odpor namiesto trimra), prepínač typu merania (voltmeter - ampérmeter) a prepojovacie svorky.

Ukázalo sa, že to nie je vôbec ťažké. Voltmeter čínskej výroby upravený touto metódou tak, aby dokázal merať aj prúd, pre plynulejšie a presnejšie nastavenie, tlačidlový spínač PK-1 a dva typy pripojovacích svoriek - štandardné pre napájacie zdroje a RCA „tulipánový“ konektor - čo sa v tejto kvalite ukázalo ako veľmi výhodné.

Bloková schéma zapojenia

Schéma zapojenia pre dodatočne predstavené zariadenia nie je vôbec zložitá a jej realizácia zaberie ešte menej času ako kreslenie. Napájanie voltampérmetra je lepšie urobiť oddelene, cez integrovaný 5-voltový stabilizátor, prípadne z vhodných batérií alebo akumulátorov, vtedy začne indikácia výstupného napätia od nuly. Prepínač typu meranej veličiny je PK-1, sú na ňom inštalované potrebné prídavné elektronické komponenty obvodu. Vyžaduje sa poistka.

Všetko sedelo, až na to, že sme museli okraj dosky plošných spojov a modul s usmerňovačom a stabilizátorom napätia z prídavného vinutia štandardného transformátora mierne zapilovať, umiestniť do izolovanej “krabičky” (je oranžová) a dať miesto vo vnútri radiátora (neohrieva sa).

Úprava údajov voltmetra a ampérmetra prebehla bez komplikácií. Hodnoty voltmetra sa nastavujú orezávacím odporom SMD umiestneným na jeho doske a ampérmetrom zmenou odporu meracieho odporu, označeného v diagrame ako „merací odpor R 0,2 Ohm“. Aktuálne údaje sa uvádzajú v ampéroch. Hodnoty vo vzťahu k štandardnému meraču sú nastavené pomerne presne, ale existuje nuansa, ktorá ešte nie je úplne pochopená: nastavil som hodnoty voltmetra a dokonale sa zhodujú so štandardnými hodnotami, ale po nastavení hodnôt ampérmetra sú hodnoty voltmetra trochu vypnuté. A naopak. Preto sme si museli vybrať, koho hodnoty budú korešpondovať a koho hodnoty budú musieť byť opravené.

Takto nakoniec dopadol zdroj: so zobrazením nastaviteľného výstupného napätia, s možnosťou zistiť aktuálny odber prúdu (treba stlačiť nepevné tlačidlo vypínača PC-1) a dvoma typmi spojovacích svoriek. Začínajúci rádioamatér by si nemal zostavovať svoj prvý napájací zdroj od nuly, najlepšou možnosťou je upraviť si už hotový tak, aby vyhovoval jeho potrebám. Autor Babay iz Barnaula.

Diskutujte o článku SCHÉMA ZAPOJENIA PRE DIGITÁLNY VOLTAMETER

Pre môj ďalší projekt (premena ATX 580W zdroja na laboratórny) som si kúpil spomínaný indikátor. Nie hneď a v správnom čase sa ukázalo, že jeho príkon je galvanicky spojený s mínusovým vstupom bočníka. Pri napájaní indikátora z toho istého zdroja, z ktorého sa meria prúd, vzniká znateľná chyba (chyba až ampér pri mojom 50A bočníku!). Dalo sa, samozrejme, nainštalovať ďalšiu pracovňu a napájať z nej indikátor, ale zdalo sa mi to príliš odvážne a rozhodol som sa hacknúť samotný indikátor.

Hľadaním na internete som našiel jeho dvojča YB27VA a jeho typický obvod. Hneď poviem, že obvod môjho zariadenia je mierne odlišný. Podstatou úpravy je odpojenie diferenciálneho vstupu operačného zosilňovača ad8605 (označeného ako B3A) od spoločného napájacieho vodiča. Na prerobenie budete potrebovať základné zručnosti reverzného inžinierstva (aby ste sa uistili, že obvod je rovnaký), spájkovanie malých častí a znalosť Ohmovho zákona :)

Schéma pred úpravou:

Vysekané cesty sú označené červenou farbou. Rozhodol som sa opustiť rezistor R6, pretože sa zdá, že je potrebný iba na to, aby ampérmeter pri odpojení bočníka ukazoval „0“. Tiež nie je potrebné prenášať napájací zdroj ad8605 (2 nohy) (súdiac podľa testov v simulátore).

Druhá modifikácia rieši problém spojený so skutočnosťou, že indikátor „nevidí“ prvých ~180 mA prúdu, to znamená, že keď sa na bočník aplikuje 1A, zariadenie ukazuje 0,8A, ak sa použije 0,2, potom nula , atď. Je to spôsobené vstupným predpätím operačného zosilňovača a ADC. Dá sa vypočítať na základe poznania odporu bočníka a množstva, v ktorom zariadenie „leží“. Dostal som 270 µV na vstupe operačného zosilňovača. Toto skreslenie sa dá ľahko vytvoriť umelo pridaním jedného odporu do obvodu, v dôsledku čoho zariadenie začne merať od nuly.

V mojom prípade bolo potrebné pridať 1140 kOhm rezistor z 3V integrovaného stabilizátora na „+“ vstup op-amp. Tento odpor spolu s R7 a bočníkom tvorí delič, ktorý nastavuje počiatočné predpätie.

Kompozitný rezistor sa ukázal byť presne toľko, koľko bolo potrebné kvôli chybe jedného z nich :)

Výsledkom je, že teraz meria od 50 mA do 50 A s minimálnym krokom približne 20 mA (zobrazuje sa aj 0). Linearita tiež nesklame, no občas jej jedna chýba, napríklad skočí z 0,12 na 0,14.

Dosiahnutá presnosť ma milo prekvapila, ukázalo sa, že ide o skutočné meracie zariadenie použiteľné v laboratórnom zdroji ako hlavný indikátor. Čomu sa dá aj dôverovať :) (platí to aspoň pre súčasnosť). Prečo sa Číňania rozhodli ušetriť na pár lacných súčiastkach, nie je jasné. Ich cena je jednoznačne o rádovo nižšia ako u iných komponentov, napríklad rovnakého ad8605. Používajte dobré vybavenie :)

Ďalšie fotografie s výsledkami merania:

P.S. Chystal som sa zverejniť článok, ale rozhodol som sa skontrolovať – ako je to s napätím? Ukázalo sa, že situácia tiež nie je dobrá - zariadenie ležalo na 0,1 V a to sa nedalo elegantne opraviť, pretože spodný odpor bol ladiaci odpor. Ale aj tak som tam prispájkoval odpor 20 MΩ a výsledok mi vyhovoval)