Вольтметр 220 вольт своими руками

У меня в мастерской скопилась целая куча батареек — пальчики и мизинчики, таблетки и кроны. Какие-то использованные, какие-то совсем новые. Чтобы найти рабочие, я собрал простой цифровой вольтметр.

Что понадобится

— микроконтроллер Arduino Uno
— текстовый ЖК экран
— пара резисторов на 10 кОм
— выпрямительный диод
— клемник
— макетная плата
— соединительные провода «папа-папа»

Микроконтроллер Arduino Uno умеет измерять напряжение на контактах для подключения аналоговых устройств. Плата рассчитана на постоянный ток напряжением до 5 вольт, более высокое напряжение может повредить плату. Некоторые батарейки выдают больше, например «Крона» — 9 вольт. Чтобы не повредить плату, добавлю простой делитель напряжения — он позволит справиться с 10 вольтами.

Соберу вольтметр на макетной плате: так можно быстро менять схему, добавлять новые детали и исправлять ошибки. С паяльником это намного труднее.

Шаг первый. Подключаем подсветку экрана

Жидкокристалический экран — это сложное электронное устройство. Кроме дисплея, на борту модуля предусмотрена собственная память, микропроцессор для обработки сигналов и электронные компоненты, которые помогают менять яркость подсветки и контраст символов. Чтобы экран заработал, придётся подключить минимум 12 контактов.

Начнём с самого простого, подсветки экрана. За неё отвечает пара ног: 15 — это плюс, а 16 — минус. На моём экране они расположены справа, но у вашего модуля порядок ножек может быть другим. Проверьте документацию, эти ножки называются LED+ и LED-

Если всё сделали правильно, загорится подсветка экрана.

Можно начинать подключать остальные ножки.

Шаг 2. Подключаем экран

Разобьём подключение на два этапа. Сначала подключим правую группу пинов, затем — левую.

Пойдём справа налево: подключим ножки 1, 2, 3, 4, 5 и 6.

Ножки 1 (GND) и 2 (UCC)отвечают за питание электроники модуля. Подключим их к плюсу и минусу на макетной плате.

Ножка 3 (Uo) отвечает за управление контрастностью. Проще всего просто подключить её к общему минусу, так контрастность будет максимальной.

Ножки 4 (Ao), 5 (R/W) и 6 (E) служат для управления режимами работы экрана. Подключим среднюю к минусу, а остальные к контактам 13 и 12 на Arduino. Звучит запутанно, но разобраться вам поможет схема подключения.

К сожалению пока проверить экран не получится, чтобы вывести хотя бы одну точку, придётся подключить ещё четыре ножки. На моём модуле это левая группа контактов, они пронумерованы с 14 по 11.

Эти контакты отвечают за передачу символов, которые будут выводиться на экран. Внимательно изучите свой модуль и подключите их в таком порядке:
— 14 (DB7) ножку экрана к 8 контакту платы Arduino,
— 13 (DB6) ножку к 9 контакту,
— 12 (DB5) ножку к 10 контакту,
— 11 (DB4) ножку к 11 контакту (наконец-то номера совпали!).

Шаг 2 и ¾. Проверяем подключение

Втыкая дюжину проводов, немудрено ошибиться. Поэтому проверим как работает экран. Для этого загрузим в плату простую программу. Как это сделать, я рассказывал в самом первом проекте. Если забыли, посмотрите статью о бесконтактном санитайзере.

Скопируйте код и у вас на вашем экране появится мотивирующая записка от нашего журнала.

Шаг три. Добавляем делитель напряжения и защитный диод

Напряжение пальчиковых и мизинчиковых батареек мы можем измерять подключаясь к контактам Arduino, но это чревато двумя проблемами. Плата может сгореть, если:
— попробуем измерить напряжение на большой батарейке, например на «Кроне» или «Планете»,
— перепутаем полярность, подключим минус батарейки к контакту платы.

С первой проблемой справится простой делитель напряжения. Достаточно пары 10 килоомных сопротивлений. Если соединить их последовательно, они разделят напряжение пополам. Поэтому к плате можно будет подключать батарейки с напряжением до 10 вольт.

Минусовой провод нашего вольтметра подключим через выпрямительный диод. Он работает как простой клапан, пропускает ток только в одном направлении. Если кто-то перепутает полярность, цепь не замкнётся и плата останется цела и невредима. Главное, не перепутайте полярность самого диода: минус на нём обозначен полоской вокруг корпуса.

Теперь загрузите в плату новую программу. Код не сложный, каждая строка прокомментирована, поэтому вы легко разберётесь в коде.

Вот и всё. Всего за десять минут мы собрали функциональный прибор — настоящий цифровой вольтметр. Теперь вы сможете навести порядок в ящике с батарейками. Удачи!

Источник

МИНИ ЦИФРОВЫЕ ВОЛЬТМЕТРЫ

Ещё одна маленькая победа Китай-прома над отечественным радиолюбительством произошла в области А/В-метров. Уже несколько лет как стали очень популярны мини LED индикаторы напряжения. Их уже можно увидеть во многих самодельных конструкциях и делание цифрового вольтметра / амперметра на микроконтроллере с нуля уже скорее проходит по категории «мазохизм», если конечно не требуются особые свойства или точность. Значит имеет смысл взглянуть на такие модули по-пристальнее, выбрав самые маленькие из них трех разных цветов для теста.

Модули вольтметры цифровые

Большим преимуществом блоков является относительно низкая цена и отсутствие напряжения питания, они питаются от напряжения которое одновременно измеряют. Производитель дает диапазон напряжения 2,6 — 30 В. Для начала протестируем их при разных значениях напряжения. Питание от преобразователя и литий-ионных аккумуляторов. Сравнивать будем показания с измерителем UNI-T UT210E, а также с ANENG. Модули имеют на плате небольшой потенциометр для коррекции показаний.

Бывает что настройка модуля при низком напряжении требует и коррекции на верхних рабочих диапазонах этого модуля. Для повышения точности тем потенциометром можете откалибровать показания по эталонному прибору и после процедуры рекомендуем капнуть лак для ногтей, чтобы обездвижить его. После калибровки они станут достаточно точные.

Точность этих индикаторов будет приемлемой во многих устройствах, особенно учитывая низкую цену этих модулей (можно купить за менее 100 рублей). Индикаторы автоматически переключают диапазон — после превышения значения 9,99 В отображаются только десятичные части, то есть одна цифра после запятой.

Подключение минивольтметров

Для некоторых отсутствие отдельного блока питания является недостатком. Но если есть отдельный источник питания, то можете подключить его отдельно. Еще одним недостатком является низкое внутреннее сопротивление, которое ограничивает использование модуля только для источников питания, зарядок и аналогичных схем. Другим недостатком является ограниченный диапазон измерения снизу.

Это измерительное устройство в схемном плане ничем не отличается от трехпроводного исполнения, для третьего провода (измерительного) имеется дополнительное поле для пайки. Достаточно снять перемычку.

Преимущество двухпроводной системы заключается в более низкой цене, которая компенсирует многие проблемы этого модуля.

Количество отображаемых сегментов увеличивает потребление тока, иногда эти колебания могут проявляться в показаниях точности.

Простейший вольтметр является двухпроводным — он питается от напряжения которое в то же время измеряет, то есть не нужен дополнительный источник питания для индикатора. И главное — после использования другого источника питания можем измерить напряжение от 0 В.

Мини вольт-ампер метры

Более дорогим аналогом является индикаторы, одновременно показывающие напряжение и ток. Они чуть отличаются схемой подключения и наличием двух резисторов коррекции показаний на плате.

Форум по обсуждению материала МИНИ ЦИФРОВЫЕ ВОЛЬТМЕТРЫ

Как работает литий-ионный аккумулятор и чем он отличается по физико-химическим свойствам от других типов. Занимательная теория.

Импульсные стабилизаторы напряжения AIMTEC AMSR и AMSRI — отличная замена для популярных 78xx / 79xx микросхем.

Самодельный активный предварительный усилитель с НЧ-ВЧ регулировками на ОУ TL072, для УМЗЧ.

Источник

Как сделать простой вольтметр своими руками – схемы и рекомендации

Ситуации, когда под рукой должен находиться вольтметр, встречаются достаточно часто. Для этого нет необходимости использовать заводской сложный прибор. Изготовить простенький вольтметр своими руками – не проблема, потому что состоит он из двух элементов: стрелочный измерительный блок и резистор. Правда, необходимо отметить, что пригодность вольтметра определяется его входным сопротивлением, которое состоит из сопротивлений его элементов.

Но необходимо учитывать тот факт, что резисторы есть разные с разными номиналами, а это говорит о том, что от установленного резистора будет зависеть входное сопротивление. То есть, подобрав правильно резистор, можно сделать вольтметр под замеры определенных уровней напряжений сетей. Сам же измерительный прибор чаще оценивается по показателю – относительное входное сопротивления, приходящееся на один вольт напряжения, его единица измерения – кОм/В.

То есть, получается так, что входное сопротивления на разных измеряемых участках разное, а относительная величина – показатель постоянный. К тому же, чем меньше отклоняется стрелка измерительного блока, тем больше относительная величина, а, значит, точнее будут измерения.

Прибор для измерения нескольких пределов

Кто не раз сталкивался с транзисторными конструкциями и схемами знает, что очень часто вольтметром приходится замерять цепи с напряжением от десятков долей одного вольта до сотен вольт. Простой приборчик, изготовленный своими руками, с одним резистором это не осилит, поэтому в схему придется подключить несколько элементов с разным сопротивлением. Чтобы вы поняли, о чем идет речь, предлагаем ознакомиться со схемой, расположенной снизу:

На ней показано, что в схеме установлено четыре резистора, каждый из которых отвечает за свой диапазон измерений:

От 0 вольт до единицы.
От 0 вольт до 10В.
От 0 В до 100 вольт.
От 0 до 1000 В.

Номинал каждого резистора поддается подсчету, который проводится на основе закона Ома. Здесь используется следующая формула:

Rп – это сопротивление измерительного блока, возьмем, к примеру. 500 Ом;
Uп – это максимальное напряжение измеряемого предела;
Iи – это сила тока, при которой стрелка отклоняется до конца шкалы, в нашем случае – 0,0005 ампер.

Для несложного вольтметра из китайского амперметра можно выбрать следующие резисторы:

для первого предела – 1,5 кОм;
для второго – 19,5 кОм;
для третьего – 199,5;
для четвертого – 1999,5.

А вот относительная величина сопротивления этого прибора будет равна 2 кОм/В. Конечно, расчетные номиналы не совпадают со стандартными, поэтому резисторы придется подбирать близкими по значению. Далее проводится финишная подгонка, при которой производится градуировка самого прибора.

Как переделать вольтметр постоянного напряжения в переменное

Показанная на рисунке №1 схема – это вольтметр постоянного тока. Чтобы его сделать переменным или, как говорят специалисты, пульсирующим, необходимо в конструкцию установить выпрямитель, с помощью которого постоянное напряжение преобразуется в переменное. На рисунке №2 вольтметр переменного тока показан схематически.

Данная схема работает так:

когда на левом зажиме находится положительная полуволна, то открывается диод D1, D2 в этом случае закрыт;
напряжение проходит через амперметр к правому зажиму;
когда положительная полуволна находится на правом конце, то D1 закрывается, и напряжение через амперметр не проходит.

В схему обязательно добавляется резистор Rд, сопротивление которого рассчитывается точно так же, как и остальные элементы. Правда, его расчетное значение делится на коэффициент, равный 2,5-3. Это в том случае, если в вольтметр устанавливается однополупериодный выпрямитель. Если используется двухполупериодный выпрямитель, то значение сопротивления делится на коэффициент: 1,25-1,5. Кстати, схема последнего изображена на рисунке №3.

Как правильно подключить вольтметр

Тот, кто не знает, но хочет проверить напряжение на каком-то участке электрической сети, должен задаться вопросом – как подключить вольтметр? Это на самом деле серьезный вопрос, в ответе которого лежит простое требование – подключение вольтметра необходимо проводить только параллельно нагрузке. Если будет произведено последовательное подключение, то сам прибор просто выйдет из строя, и вас может ударить током.

Все дело в том, что при таком соединении уменьшается сила тока, действующая на сам измерительный прибор. При этом сопротивлении его не меняется, то есть, остается большим. Кстати, никогда не путайте вольтметр с амперметром. Последний подключается к цепи последовательно, чтобы снизить показатель сопротивления до минимума.

И последний вопрос темы – как пользоваться вольтметром, изготовленным самостоятельно. Итак, в вашем приборе два щупа. Один подключается к нулевому контуру, второй к фазе. Так же можно проверить напряжение через розетку, предварительно определив, к какому гнезду запитан ноль, а к какому фаза. Или соединяете параллельно прибор к измеряемому участку. Стрелка измерительного блока покажет величину напряжения в сети. Вот так пользуются этим самодельным измерительным прибором.

Источник