Вольтметр простой своими руками

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

Простая транзисторная схема робота следующего по нарисованной линии. Без микроконтроллеров и дорогих деталей.

Источник постоянного тока (CC) из понижающего регулятора напряжения (CV). Доработка готового модуля.

Принципиальная схема усилителя наушников с микросхемой MAX4410 и искажениями всего 0,003%.

Источник

Вольтметр простой 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

Цифровой вольтметр своими руками

Простая схема вольтметра включает в себя измерительный блок и набор резисторов. Это минимальный комплект, пригодный только для того, чтобы провести предварительные замеры. Подобным тестером можно измерить напряжение в розетке или уровень заряда аккумуляторной батареи. Приборы, обеспечивающие высокий класс измерений, требуют более сложной принципиальной схемы. Изготовление самодельного цифрового вольтметра вполне по силам тем, кто может держать в руках паяльник и знает графическое изображение радиоэлементов.

Какие типы бывают

Аппараты такого рода относятся к приборам, выполняющим непосредственный отсчёт при определении значения напряжения. Основным требованием к таким устройствам считают высокое внутреннее сопротивление. При параллельном подключении к участку, на котором нужно протестировать величину напряжения, он не должен оказывать на него никакого влияния.

Если провести классификацию приборов, измеряющих напряжение, то можно выделить следующие пункты:

• особенность (принцип) работы;
• цель применения;
• структуру и методы использования.

Приборы делят на два вида: электромеханические и электронные. Первые представляют собой конструкцию, в которую входят электромеханический механизм и отображающее результат устройство. Вторые делятся на приборы аналоговые и цифровые.

Внимание! Название «электромеханический» означает, что все эти конструкции: электромагнитные, магнитоэлектрические и другие, производят отклонение электроизмерительной системы под воздействием электричества.

Аналоговые устройства в дополнение к набору шунтов включают в свой состав усилитель. Это узел, позволяющий увеличить нижний интервал измерений и повысить Rвх, а также проводить измерение постоянного и переменного напряжения.

Цифровой вольтметр отображает на дисплей данные в цифровом формате. Схема допускает преобразование напряжения в электрический код при помощи аналого-цифрового устройства.

Тестеры по цели применения позволяют выполнять следующие опции:

• измерение разности потенциалов постоянного тока;
• определение величины напряжения переменного тока;
• замеры импульсных напряжений;
• фазочувствительные измерительные аппараты;
• универсальные устройства;
• приборы избирательного (селективного) действия.

Структура, строение и способы использования позволяют применять вольтметры для стационарного размещения, щитового расположения и для измерений в полевых условиях (переносные).

Вольтметр на основе микропроцессора

Работа таких аппаратов основана на функционировании встроенного микропроцессора. Система выполняет сервисные опции, которые не только обеспечивают различные режимы тестирования, но и определяют характеристики испытуемых сигналов. В операционное запоминающее устройство заложена программа, которая управляет работой вольтметра.

Важно! Вольтметры – наиболее подходящие приборы для осуществления всего спектра диагностики, который может дать микропроцессор.

Микропроцессорные вольтметры наделены следующими преимуществами:

• повышенный класс точности измерений;
• простота и лёгкость управления прибором;
• допустимость работы с измеренными значениями в разрезе математических функций;
• внутренний программный самоконтроль за калибровкой и диагностикой точности измерений;
• ведение статистики результатов.

Милливольтметр переменного тока, своими руками собранный на микропроцессоре, будет состоять из следующих узлов:

• входное устройство: усилитель, фильтры, аттенюатор (узел затуханий);
• АЦП – преобразователь аналогового сигнала в цифровой;
• устройство отображения цифрового результата;
• узел управления устройством.

Часто входной блок включает в свой состав измерительный преобразователь напряжения переменного тока в постоянное напряжение.

Информация. Цифровые вольтметры на микропроцессоре – это тестеры, имеющие широкие пределы измерения, ручной или автоматический выбор измеряемого диапазона. Ими можно измерять не только напряжения обоих видов тока, но и определять сопротивление резистивных элементов.

Принципиальная схема вольтметра

Для того чтобы сделать электронный милливольтметр с использованием АЦП, можно взять такую микросхему, как СА3162. Тестер, собранный по такой схеме, позволяет измерять напряжение в интервале от 0 – 100 В. Микросборка СА3162Е – это АЦП с Uвх. макс. = 999 mV . Так же здесь присутствует логическая схема, выдающая результат в виде 3-х чередующихся двоично-десятичных 4-х разрядных кодов.

Внимание! В данной сборке существует функция опроса разрядности схемы при динамической индикации. Для этого задействуются общие выводы анодов.

Выбор деталей

Кроме АЦП, ещё понадобится микросхема КР514ИД2. Она представляет собой двоично-десятичный дешифратор и нужна для обеспечения работы светодиодного индикатора. Индикатор для этой микросхемы содержит 7 сегментов с общим анодом. В структуру схемы входят три управляющих ключа и устройство светодиодной индикации из 3-х индикаторов.

Детали

Для сборки вольтметра необходимы следующие компоненты:

• микросхемы СА31162 и КР514ИД2;
• транзисторы КТ361 – 3 шт.;
• резисторы постоянные мощностью 0,125 Вт, номиналом: 1кОм – 4 шт.; 470 Ом – 7 шт.; 470 кОм – 1 шт.; 4,7 кОм – 1 шт.; 820 кОм – 1 шт.;
• переменные резисторы: 5,1 кОм (регулировка режима «предел») и 47 кОм (регулировка «установка нуля»)
• конденсаторы: 0,22 мФ – 2шт.; 6800 пФ; электролитический на 100 мФ*150 В;
• индикаторы АЛ324Б – 3 шт.

Детали можно брать б/у, с выводами достаточной длины для успешного монтажа. Транзисторы ключей подбираются с одинаковыми сопротивлениями переходов или с близкими значениями.

Подготовка платы

Детали монтируются на самодельной плате из фольгированного текстолита. Для закрепления элементов в плате высверливаются отверстия. Плату, на которой можно собрать цифровой вольтметр своими руками, можно изготовить самостоятельно. Предварительно на куске плотного картона располагаются заготовленные элементы. Выводами необходимо проткнуть картон. После этого рисуют соединяющие проводники, согласно схеме. Далее рисунок переносится на текстолит. Лаком или эмалью покрываются соединительные дорожки, после чего плату протравливают в растворе и тщательно промывают.

Раствор готовится из следующих компонентов:

• 100 мл перекиси водорода (3%);
• 30 г. (1 ст. л) лимонной кислоты;
• 5 г. (ч. л.) поваренной соли.

К сведению. В случае необходимости можно добавить воды и подогревать раствор, это поможет процессу проходить быстрее. Данная пропорция рассчитана на объём раствора, позволяющий обработать текстолит площадью 10 см2.

Подключение прибора

После того, как запаяны все детали, и проверена правильность монтажа, прибор можно включать, подав на него питание постоянного напряжения 5 В от внешнего источника питания.

Блок питания (БП)

Источник питания для вольтметра своими руками можно не собирать. На плату устанавливают разъём и подают 5 В через шнур USB от БП для зарядки сотового телефона.

Сборка и настройка

Плату помещают в подходящий по размерам корпус и закрепляют винтами. Тут же необходимо предусмотреть место для аккумулятора и установку гнезда для подзарядки. На переднюю панель выводятся клеммы подключения измерительных щупов и рабочие оси переменных резисторов. Снаружи корпуса устанавливается и индикатор показаний результатов.

Самодельный вольтметр на СА31162 в особой настройке не нуждается. Резистором R4 на приборе калибруется «ноль» при аналогичной величине Uвх. Резистором R5 калибруют пределы измерения по заранее известной величине Uвх.

Самодельная конструкция цифровых вольтметров, выполненная на качественных компонентах, не уступает заводским изделиям. Аналогичные схемы можно собрать на АЦП типа КР572ПВ2, КР572ПВ5. Вместо дешифратора на логике ТТЛ, указанного в схеме, допустимо применять детали на логике КМОП (МОП), предварительно согласовав такую сборку с микросхемой АЦП.

Видео

Источник