Простой цифровой вольтметр от 0 до 30 вольт на 3 сегмента – цифровой вольтметр и амперметр для лабораторного блока питания » Журнал практической электроники Датагор (Datagor Practical Electronics Magazine)

Содержание

Маленькие вольтметры до 30-35 Вольт

У меня уже есть обзор мелкого вольтметра, который я делал примерно три года назад и вот опять мне в руки попала похожая «мелкота». Правда в тот раз вольтметр хоть и был дороже, но имел отдельный измерительный вход и измерял до 99.9 Вольта, здесь же все гораздо проще, но я решил что и такие малыши могут быть кому нибудь полезны.

Вообще покупал я их не себе, а ко мне попали они лишь потому, что попутно заказал у данного продавца себе еще и другую мелочь.
Собственно себе товар я попутно заказывал еще и потому, что у данного продавца к нам платная доставка, 75 центов, но делится на всю посылку, соответственно если заказывать три товара, то доставка каждого будет 25 центов. Вроде мелочь, но некоторые особо хитрые «продаваны» накидывают доставку на стоимость каждого товара в посылке.

В заголовке указана цена за одну штуку, но цена зависит от цвета, всего есть четыре варианта — красный, зеленый, желтый и синий, самый дешевый — красный, самый дорогой — синий и он сегодня будет показан у меня в обзоре.

Упакованы вольтметры в индивидуальные антистатические пакетики, которые лежали в обычном желтом конверте, но на вид ничего не пострадало.

Так как заказывались не мне, то распаковывать все не буду, обойдусь одним, тем более не думаю что у других будут какие-то глобальные отличия.

У меня дома есть подобный мелкий приборчик, но даже он кажется большим в сравнении с обозреваемым у которого размеры составляют 30 (23 без ушек) х 11.2 х 9.5 мм.

Подключение двухпроводное, соответственно вольтметр рассчитан на питание от измеряемой цепи. В принципе не думаю что трудно переделать его под трехпроводное подключение, когда питание и измерительный вход разделены. Длина проводов около 18см.

На плате установлен стабилизатор напряжения ME6203A, выходное напряжение 3.3 Вольта, но в характеристиках заявлен диапазон 2.5-30 Вольт.
Кроме того в наименовании товара фигурирует цифра в 40 Вольт, столько подавать нельзя так как по даташиту максимальное входное напряжение стабилизатора 36 Вольт, а рабочее до 30. Кроме того существует другой стабилизатор с подобной маркировкой, но имеющий входное напряжение всего до 8 Вольт.
Измеряет все отдельный чип, но маркировка с него стерта, также на плате есть подстроечный резистор для калибровки.

Индикатор запаян криво, это видно даже на фото. Под индикатором есть еще всякие резисторы.

Светит индикатор ярко, вполне возможно что в некоторых ситуациях даже может быть сильно ярко. Читаемость без светофильтра так себе, а на фото вообще выходит мрак так как вспышка сильно подсвечивает неактивные сегменты.

Попробовал разные фильтры, через два варианта красного вообще почти ничего не видно, что впрочем логично, через зеленый видно, но слабовато. Уже думал что делать, так как фотографировать в таком варианте почти нереально, но потом дома нашел синий светофильтр, вот с ним все просто отлично, хотя наверное если бы он был еще темнее, то было бы даже лучше.

И конечно же немного тестов. Дня начала я проверю ток потребления и напряжение при котором он перестает расти, т.е. фактически напряжение при котором стабилизатор уже стабилизирует.
Реально вольтметр стартует примерно с заявленных 2.5 Вольт, но из-за того что здесь стоит дисплей синего цвета, то светить он начинает только с 2.7-2.8 Вольта. и то еле-еле. по мере роста входного напряжения увеличивается яркость и ток потребления, начиная с 3.9 Вольта рост прекращается и дальше ток потребления зависит просто от количества включенных сегментов.

Оценка точности измерения.
Тест в диапазоне 2.80-35 Вольт показал, что вольтметр завышает показания, кроме того я проверил до максимальных 35 Вольт, реально лучше не использовать его при напряжении выше 30 Вольт.

Но так как здесь «аппаратная» калибровка, то попробовал немного подстроить его. На удивление это оказалось довольно удобно так как регулировка очень плавная, вращение вправо уменьшает показания, влево — увеличивает, немного нелогично но особого значения не имеет.

В общем подал на вход 30 Вольт, вращением подстроечного резистора добился тех же показаний на индикаторе вольтметра и всё.
Лучше для калибровки использовать напряжение порядка 20-30 Вольт, проще регулировать.

В диапазоне 15-30 Вольт почти все отлично, при меньшем напряжении немного занижает, но не критично.

В процессе тестов и калибровки вылезли особенности.
1, 2, 3. На дисплее напряжение 3.71, 3.72, 3.73 Вольта, но входное неизменно. В данном случае это не дрейф последнего знака, а нечто другое. Дело в том, что хоть вольтметр и имеет плавающую точку и якобы при напряжении до 10 Вольт умеет измерять до сотых, на самом деле это не так, при плавном изменении напряжения значения переключаются 3.50, 3.60, 3.70 и т.д. Иногда последний разряд может смениться на 1-3 знака, но тогда показания принимают вид — 3.51, 3.61, 3.71 и т.д. получается что по факту вольтметр имеет только один разряд после запятой, а второй показывает все что угодно, но не то что есть реально. Цифр 4-9 я в последнем разряде не видел вообще.

4, 5, 6. Кроме всего прочего вольтметр имеет ощутимый гистерезис и можно получить как 5.01 при входном 5.00 так и 4.91 в диапазоне 4.97-5.05, зависит от того растет напряжение или падает.

Последнее, что мне не очень понравилось, это низкая скорость измерения, примерно 1 раз в секунду, но для большинства применений это не имеет значения.

В качестве итога могу сказать, что сами по себе вольтметры неплохие, имеют низкую цену, малое потребление, можно легко откалибровать, но реальная точность 1-2 знака после запятой, то что показывает сотые, на самом деле просто имитация.

На этом собственно и все, такой вот микрообзор, надеюсь что окажется полезным.

РадиоКот :: Простой цифровой вольтметр ch-c3200.

РадиоКот >Схемы >Цифровые устройства >Измерительная техника >

Простой цифровой вольтметр ch-c3200.

В этой статье рассмотрен пример создания простого вольтметра постоянного тока на печатной платы ch-c0030pcb. Дан краткий принцип построения цифровых вольтметров, описание схемы, прошивки контроллеров, а также программа на ассемблере с комментариями. Большой популярностью пользуются цифровые вольтметры среди автолюбителей для контроля напряжения бортовой сети автомобиля. Поэтому рассматриваемая конструкция, ориентирована на возможность питания от бортовой сети автомобиля (12-24 вольта) и для индикации и контроля питающего напряжения.

Для реализации этого проекта нам потребуется PIC-контроллер с аналого-цифровым преобразователем (АЦП). По монтажному месту нам подойдут из серии PIC16 — PIC16F819 или PIC16F88.

 

Схема вольтметра. 

 

Позиционное обозначение элементов сохранено согласно монтажной схемы платы. Питание подается на контакты 1,2 соединителя, контакты 3,4 используются для подключения индикатора или исполнительного устройства. Подается контролируемое напряжение на контакт 9. Контролируемое напряжение не должно превышать 100 вольт.Измерение напряжения. Для измерения напряжения будем использовать вход AN0. При помощи перемычек R20 и R18 сконфигурируем входную цепь. В качестве делителя входного напряжения будем использовать резисторы R1 и R2. Соотношение 20/1 позволит нам измерять постоянные напряжения до 100 вольт. В качестве опорного напряжения будем использовать напряжение стабилизатора питания контроллера.


 

В выбранных нами контроллерах встроен десяти разрядный АЦП, это значит, что выбранный нами диапазон опорного напряжения 5.0 вольт он «разделит» на 1024 значения. Т.е. если на вход контроллера AN0 подавать напряжение от 0 до 5 вольт, то с регистров АЦП ADRESH и ADRESL сможем сосчитать значение от 0 до 1023.

Значит, в нашем случае весовое значение одного разряда АЦП составит 5/1024 =0,0048828125 вольта.

Для вычисления напряжения необходимо полученное значение АЦП умножать на0,0048828125.

Например, при измерении мы получили значение 359. Для вычисления напряжения нам необходимо 359*0,0048828125 = 1,7529296875. Или округленно 1,8 вольта.

Но как нам измерять напряжения выше 5 вольт? Для этого и используется входной делитель на резисторах R1 и R2. Выберем R2=10 кОм, почему 10, потому если входные цепи АЦП требуют, что бы источник имел сопротивление не ниже 10 кОм. А в целях уменьшения входного тока, возьмём максимальное значение. R1 выберем равное = 200 кОм  для обеспечения необходимого диапазона входного напряжения.

Коэффициент деления 200/10=20. Это значит, что напряжение, поступающее на вход делителя, будет уменьшено на его выходе в 20 раз. При максимальном входном напряжении на входе контроллера 5 вольт мы сможем измерять напряжения 5*20=100 вольт,(или для нашего случая 99,9 вольта). Такой диапазон достаточен для многих устройств, включая и автомобильную технику.

И так если мы выбрали для индикации минимального значения 0,1 вольт, то диапазон индицируемых значений составит от 0,1 до 99,9 вольт.

Для измерения переменного напряжения необходимо на вход добавить выпрямительный диод и изменить входной делитель, но в этой публикации создание вольтметра переменного тока рассматриваться не будет.

Программа.

Для работы контролера, необходимо программа, которая будет выполнять все наши требования по работе устройства. Программа написана на ассемблере с применение среды MPLAB IDE v8.83.

Наша программа кроме измерения напряжения и вывода его значения на индикатор будет выполнять и необходимые функции по контролю напряжения. Так как параметры по контролю напряжения необходимо задавать во время эксплуатации устройства, то добавим к нашему устройству кнопки управления. Кнопки управления подключаются к порту B микроконтроллера и используются для ввода параметров работы и калибровочных констант. Для сохранения параметров в отключенном состоянии используется EEPROM контроллера. Запоминание происходить при выходе из режима настройки.

 

Выбор PIC-контроллера.

Прошивка и текст на ассемблере выполнены для контроллера PIC16F88, но с незначительными изменениями в программе можно приметить и PIC16F819. Для этого в тексте программы есть пометки позволяющие переключиться с одного процессора на другой.

Сборочный чертеж верхняя сторона платы.

 

Сборочный чертеж нижняя сторона.

 

Программирование контроллера.

Программирование PIC контроллера можно выполнить непосредственно в плате, для этого можно использовать любой программатор позволяющий выполнять внутрисхемное программирование.

Для этого применяется соединитель CON1 (отверстие в плате).

 

Демонстрация доступа к функциям настройки параметров работы вольтметра.

Демонстрация калибровки вольтметра.

От того как правильно будет выполнена калибровка зависит точность паказаний нашего вольтметра. Для этого необходимо выполнить три правила:

1. Калибруют по максимальному значению измеряемого диапазона.
Что это значит? Если вы планируете измерять диапазон напряжений например, от 0 до 30 вольт, то необходимо выставить 30 вольт и по этому уровню калибровать вольтметр.
2. Калибровать надо по прибору более высокого класса.
Если вы желаете получить точность +/- 0,1 вольта выставить с точностью до сотых — 30,00. Реально это сделать из того что есть под руками сложно, поэтому надо попытаться установить максимально точно.
3. Подгонять показания надо как можно точнее выбирать точку смены индикации.

Как это делать посмотрите видеоролик. На ролике мы калибруем вольтметр по уровню напряжения 20 вольт.

Файлы:
Описание вольтметра.
Программа (ассемблер, MPLAB — V8.76) PIC16F88 (PIC16F819).
Схема вольтметра.
Прошивка для контроллера PIC16F88.
Сборочный чертеж платы.

Все вопросы в Форум.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

Мини-вольтметры DC 0÷30V, двухпроводные, три знака

Цена: ~$1.3/шт. Приобретены 4 штуки разных цветов (в мае 2017 – по ~$0.6/шт, доставка 4 недели). Выбор был довольно случайным, по наитию, но оказался удачным.
На mysku.ru много описаний таких или подобных вольтметров, но ответов на свои вопросы я не нашел. Пришлось разбираться самому.

#) На рынке присутствуют несколько похожих типов вольтметров одинаковых формы и размеров, но собранных на разных платах. Здесь приведены материалы, непосредственно относящиеся к одному варианту, не отличающемуся от других по описанию. Опознать его можно только по расположению компонентов на приводимых продавцом фотографиях:
Вольтметры однополярные, рассчитаны на измерение положительных напряжений относительно общего с питанием отрицательного провода (черного). Исходно вход вольтметра подключен к линии положительного питания (красный провод) и реально вольтметр имеет диапазон измерения 4÷30V (измерять мог бы и от нуля, но недостаточно питания для его функционирования). Похоже, что эти вольтметры «заточены» под задачу контроля напряжения бортовой сети автомобиля.

Предполагалось использовать вольтметры в составе ручных тестеров разного рода с диапазонами измерения 0÷6V (устройства с 5-вольтовым питанием) и 0÷28V (автомобильное оборудование). Данные двухпроводные вольтметры этого не позволяют, но легко позволяют переделку в трехпроводный, решающую данную задачу.

Особенности

• Имеется защита от переполюсовки питания (до 40V).
• Процессор начинает работать при напряжении питания Usupp>3V, но индикаторы добираются до номинального режима яркости только при 4÷4.5V.
• При напряжении >29.9V индицирует перегрузку. И при этом практически не греется.
• Печатная плата универсальная, легко позволяет переделку под трех-проводной вариант (даже есть пятачок для пайки входного провода U-in), обеспечивающий при отдельном питании диапазоны 0 ÷ +10V и 0 ÷ +30V – «от нуля» (примеры на фото).
• Индикаторы недостаточно контрастные, внешняя подсветка так засвечивает неактивные сегменты, что опознавать показания затруднительно, особенно на зеленом и синем (требуется тонирующая пленка).
• Зеленый индикатор, видимо как ему и по спектру положено, светит очень неявно. Синий – тоже сомнительной яркости/контрастности. С желтым и красным жить можно. (Белый, за неимением, не испытывал, но внушает надежды).
• Исходно вольтметр подвирает, похоже после монтажа к нему не прикасалась рука человека (триммер коррекции стоит в крайнем положении). Но отклонение в пределах диапазона коррекции.
• Вольтметр довольно медленный (~2 изм/сек), но зато без суеты – как правило, при медленном изменении входного напряжения встречается «дрожание» показаний младшего разряда на одну единицу. (Правда встречаются и уроды, дрожащие в некоторых зонах на ±1 единицу с потерей промежуточного кода).
• Firmware прибора хорошо оптимизировано – два диапазона индикации с автопереключением (10V и 30V) без «дрожания» и заметного гистерезиса. В диапазоне 0÷10V разрешение 10mV (1000 градаций), в диапазоне 10÷30V разрешение 100mV (300 градаций). Перегрузка обозначается весьма убедительно.

Устройство и переделка

Основой вольтметра является неопознанная микросхема в корпусе NSOP16, не имеющая маркировки. Судя по объему «обвески» это микропроцессор, имеющий АЦП и способность управления 7-сегментным LED-дисплеем. Очень напоминает HT66V317 от HOLTEK, но не совпадает с ним по цоколевке.
Остается открытым вопрос относится ли эта микросхема к типу ICP (In Circuit Programmable) – неподключенные выводы имеются, или, что тоже водится, всего-навсего OTP (One Time Programmable) и мечтать о перепрошивке не приходится.
Схема входной части платы представлена на рисунке:
Исходно напряжение питания Usupp подается через диод D1 (защита от переполюсовки) на стабилизатор U1 и через «перемычку» R0 на входной делитель АЦП. При U-in=30V (верхний предел измерителя) на вход АЦП «ADC-in» поступает 2.0V (а при U-in=10V – 684mV), что обеспечивается делителем R2/R3. Триммер R1 позволяет корректировать чувствительность в пределах 5%.
Похоже АЦП имеет один диапазон и разрешение 12bit. Использует внутреннюю опору в 2.0V (в данной реализации Firmware). Есть подозрение, что многие параметры режимов АЦП задаются программно (прошивкой), аналогично HT66V317.

Для обеспечения диапазона «от нуля» необходимо перемычку R0 (0604) удалить, припаять входной провод к пятачку U-in (рисунок выше) и конечно же обеспечить питание на контакте Usupp (красный провод). Для этой цели пригоден любой 5-вольтовый источник питания, например, ЗУ мобильного телефона. Или какое-нибудь доступное напряжение из обслуживаемого прибора (5÷30V). Ток потребления мизерный (

Специальные случаи применения. Нестандартная шкала.

Иногда возникает потребность измерения какого-нибудь параметра не в стандартных единицах, да еще и с максимально возможным разрешением. И, желательно, без вмешательства в «мозги» вольтметра (замены прошивки). Например, при замене R2 на 3kΩ можно отъюстировать вольтметр на шкалу 0÷+1.0V÷+3.0V (при R2+~1/3*R1=6.2kΩ) с разрешением 1mV и 10mV. Десятичная точка не на месте, но если привыкнуть к мысли, что индицируется значение в десятинах вольта – «дециВольтах» (дВ, dV), то приемлемо.
Более неприятная ситуация при работе с модулями обнаружения газов (MQ-x) с 5-вольтовым питанием и максимальным значением сигнала 4.5÷5V. При оцифровке сигналов таких устройств с помощью вольтметра в стандартном исполнении во-первых, используется только половина шкалы индикатора (потеря разрешения), а во-вторых усложняется связь между значимой величиной измеряемого параметра и довольно абстрактным значением напряжения.
В этом случае можно принять базовое (или максимальное) значение напряжение сигнала (например, 4.5V) за 99.9% контролируемого параметра и откалибровать вольтметр так, чтобы он при этом показывал «круглую цифру» 9.99 (в этом случае более полно реализуется разрешение вольтметра – 4.5mV). Десятичная точка конечно же опять не на месте – индикация получается не в процентах, а в «десятинах». (А переставить управление точками на этой плате хлопотно-труднодоступно.)
Такое представление несколько сбивает с толку, но можно привыкнуть. Подспудное ощущение, что полная шкала измерителя соответствует круглой цифре 10.0 заметно упрощает восприятие текущего значения.
В этом варианте при входном сигнале, превышающем назначенный диапазон (4.5V), индикатор переключится в режим «10.0÷29.9V» (переместится десятичная точка), а штатное обозначение перегрузки появится при 13.5V. При гарантированном ограничении напряжения входного сигнала уровнем 4.5V получается однодиапазонный, не порождающий недоумение переключением вольтметр со шкалой в 1000 градаций.
Для реализации такого приема (перекалибровки) необходимо в вольтметре изменить делитель R2/R3 (точнее уменьшить R2) так, чтобы при 4.5V на входе делитель имел 684mV на выходе. Для этого в указанных условиях требуется R1-2-полное=R2+(R1)/2=69.2kΩ, например, R2=64kΩ (62÷68kΩ) и триммер R1=10kΩ. Можно просто зашунтировать имеющийся R2=169kΩ резистором R2ш=104kΩ (100÷110kΩ). Входное сопротивление вольтметра станет равным ~82kΩ вместо исходного ~185kΩ. (При высокоомном источнике сигнала, возможно, придется ставить буферный усилитель или калибровать вольтметр по месту). Для соответствия показания «9.99» точно 5.0V («круглое» значение разрешения – 5mV) требуется R2ш=128kΩ (130kΩ), Rвх=~87kΩ.
Эквивалентная модификация делителя увеличением R3 (до 30kΩ) более проблематична. Во-первых, неизвестно как повлияет увеличение выходного сопротивления делителя R2/R3 на шумы/дрейфы АЦП. Во-вторых, для замены R3 старый резистор необходимо удалить, а это (в стесненных условиях данной платы) очень деликатная процедура, попытаться можно, но можно и надсадиться.

Для оцифровки и визуализации показаний датчиков газа MQ-x иногда еще более удобной является калибровка с увеличенным динамическим диапазоном, когда максимальному значению сигнала датчика (5.0V) соответствуют показания вольтметра «29.9» (показанию «9.99» соответствуют 1.67V). При этом на малых концентрациях газа получается разрешение в 1.67mV, что актуально в бытовых условиях, где диапазон значимых концентраций типично соответствует диапазону напряжения аналогового сигнала в 100÷700mV (общая загазованность, поиск мест утечки газа).
При больших концентрациях (диапазон индикации «10.0÷29.9») получается разрешение в 16.7mV, но большее разрешение уже не требуется («если голову ломит выше болевого предела, то на сколько точно промилле выше – уже не важно»).
Единственная неприятность – автоматическое переключение диапазона происходит ненавязчиво, десятичная точка перескакивает незаметно и при наблюдении требуется бóльшая внимательность, надо все время помнить, какие показания были 2÷7 секунд назад.
Для такой калибровки требуется чтобы делитель R2/R3 при 5.0V на входе имел 2.00V на выходе. Необходимо R1-2-полное=R2+(R10)/2=18.6kΩ (Rвх=31kΩ), например, зашунтировать R2 (169kΩ) резистором R2ш=15÷20kΩ с добавкой от триммера R1=4.8÷0.7kΩ (достаточно номинала триммера 5kΩ).
#) Для определения абсолютной концентрации газов (в ppm) все равно придется производить индивидуальную калибровку каждого экземпляра датчика на контрольных смесях газов, процедуру труднодоступную и тематически выходящую за рамки данного описания. А для простенького тестера («показометра») предложенных решений может оказаться вполне достаточно.

PS. Материал в pdf формате здесь. (За неделю «горячего интереса» 117 скачиваний, 135 просмотров).

Маленькие вольтметры до 30-35 Вольт. Вольтметр цифровой. Технический обзор цифровых вольтметров до 30-35 Вольт

У меня уже есть обзор мелкого вольтметра, который я делал примерно три года назад и вот опять мне в руки попала похожая "мелкота". Правда в тот раз вольтметр хоть и был дороже, но имел отдельный измерительный вход и измерял до 99.9 Вольта, здесь же все гораздо проще, но я решил что и такие малыши могут быть кому нибудь полезны.

Вообще покупал я их не себе, а ко мне попали они лишь потому, что попутно заказал у данного продавца себе еще и другую мелочь.
Собственно себе товар я попутно заказывал еще и потому, что у данного продавца к нам платная доставка, 75 центов, но делится на всю посылку, соответственно если заказывать три товара, то доставка каждого будет 25 центов. Вроде мелочь, но некоторые особо хитрые "продаваны" накидывают доставку на стоимость каждого товара в посылке.

В заголовке указана цена за одну штуку, но цена зависит от цвета, всего есть четыре варианта — красный, зеленый, желтый и синий, самый дешевый — красный, самый дорогой — синий и он сегодня будет показан у меня в обзоре.

Упакованы вольтметры в индивидуальные антистатические пакетики, которые лежали в обычном желтом конверте, но на вид ничего не пострадало.

Так как заказывались не мне, то распаковывать все не буду, обойдусь одним, тем более не думаю что у других будут какие-то глобальные отличия.

У меня дома есть подобный мелкий приборчик, но даже он кажется большим в сравнении с обозреваемым у которого размеры составляют 30 (23 без ушек) х 11.2 х 9.5 мм.

Подключение двухпроводное, соответственно вольтметр рассчитан на питание от измеряемой цепи. В принципе не думаю что трудно переделать его под трехпроводное подключение, когда питание и измерительный вход разделены. Длина проводов около 18см.

На плате установлен стабилизатор напряжения ME6203A, выходное напряжение 3.3 Вольта, но в характеристиках заявлен диапазон 2.5-30 Вольт.
Кроме того в наименовании товара фигурирует цифра в 40 Вольт, столько подавать нельзя так как по даташиту максимальное входное напряжение стабилизатора 36 Вольт, а рабочее до 30. Кроме того существует другой стабилизатор с подобной маркировкой, но имеющий входное напряжение всего до 8 Вольт.
Измеряет все отдельный чип, но маркировка с него стерта, также на плате есть подстроечный резистор для калибровки.

Индикатор запаян криво, это видно даже на фото. Под индикатором есть еще всякие резисторы.

Светит индикатор ярко, вполне возможно что в некоторых ситуациях даже может быть сильно ярко. Читаемость без светофильтра так себе, а на фото вообще выходит мрак так как вспышка сильно подсвечивает неактивные сегменты.

Попробовал разные фильтры, через два варианта красного вообще почти ничего не видно, что впрочем логично, через зеленый видно, но слабовато. Уже думал что делать, так как фотографировать в таком варианте почти нереально, но потом дома нашел синий светофильтр, вот с ним все просто отлично, хотя наверное если бы он был еще темнее, то было бы даже лучше.

И конечно же немного тестов. Дня начала я проверю ток потребления и напряжение при котором он перестает расти, т.е. фактически напряжение при котором стабилизатор уже стабилизирует.
Реально вольтметр стартует примерно с заявленных 2.5 Вольт, но из-за того что здесь стоит дисплей синего цвета, то светить он начинает только с 2.7-2.8 Вольта. и то еле-еле. по мере роста входного напряжения увеличивается яркость и ток потребления, начиная с 3.9 Вольта рост прекращается и дальше ток потребления зависит просто от количества включенных сегментов.

Оценка точности измерения.
Тест в диапазоне 2.8035 Вольт показал, что вольтметр завышает показания, кроме того я проверил до максимальных 35 Вольт, реально лучше не использовать его при напряжении выше 30 Вольт.

Но так как здесь "аппаратная" калибровка, то попробовал немного подстроить его. На удивление это оказалось довольно удобно так как регулировка очень плавная, вращение вправо уменьшает показания, влево — увеличивает, немного нелогично но особого значения не имеет.
В общем подал на вход 30 Вольт, вращением подстроечного резистора добился тех же показаний на индикаторе вольтметра и всё.
Лучше для калибровки использовать напряжение порядка 20-30 Вольт, проще регулировать.

В диапазоне 15-30 Вольт почти все отлично, при меньшем напряжении немного занижает, но не критично.

В процессе тестов и калибровки вылезли особенности.
1, 2, 3. На дисплее напряжение 3.71, 3.72, 3.73 Вольта, но входное неизменно. В данном случае это не дрейф последнего знака, а нечто другое. Дело в том, что хоть вольтметр и имеет плавающую точку и якобы при напряжении до 10 Вольт умеет измерять до сотых, на самом деле это не так, при плавном изменении напряжения значения переключаются 3.50, 3.60, 3.70 и т.д. Иногда последний разряд может смениться на 1-3 знака, но тогда показания принимают вид — 3.51, 3.61, 3.71 и т.д. получается что по факту вольтметр имеет только один разряд после запятой, а второй показывает все что угодно, но не то что есть реально. Цифр 4-9 я в последнем разряде не видел вообще.
4, 5, 6. Кроме всего прочего вольтметр имеет ощутимый гистерезис и можно получить как 5.01 при входном 5.00 так и 4.91 в диапазоне 4.97-5.05, зависит от того растет напряжение или падает.

Последнее, что мне не очень понравилось, это низкая скорость измерения, примерно 1 раз в секунду, но для большинства применений это не имеет значения.

В качестве итога могу сказать, что сами по себе вольтметры неплохие, имеют низкую цену, малое потребление, можно легко откалибровать, но реальная точность 1-2 знака после запятой, то что показывает сотые, на самом деле просто имитация.

На этом собственно и все, такой вот микрообзор, надеюсь что окажется полезным.

Эту страницу нашли, когда искали:
мини вольтметр цифровой 0 30v схема, me6203 voltage, вольтметр цифровой 12 вольт самый маленький, вольтметр прецизионный до 10 вольт своими руками, цифровой вольтметр до 30 вольт, переделка китайского вольтметра переменного тока, простой электронный вольтметр, обзор цифровых светодиодных вольтметров, me6203a стабилизатор напряжения характеристики, цифровой вольтметр переменного тока 220в своими руками, схема китайского вольтметра 0 30, вольтметр от0 до 6в на светодиодах, схема вольтметра на светодиодах, светодиодный мини цифровой вольтметр потребление тока, вольтметр 35*, схемы светодиодных вольтметров 0 380, 6203a стабилизатор напряжения схема, стабилизатор 6203а аналоги, вольтметр 0 30в аналоговый, вольтметр на светодиодах для зарядного с интервалом 0,5 вольта на кмоп микросхемах сделать самому, точный вольтметр своими руками, светодиодный цифровой вольтметр доработка, стабилизатор 6203а даташит, электронный вольтметр на светодиодах своими руками схемы, вольтметр цифровой собрать, прибор вольтметр, цифровой вольтметр, тест вольтметров, технический обзор вольтметров, обзор цифрового вольтметра

виды, схема, описание :: SYL.ru

Цифровой вольтметр является довольно востребованным прибором. Предназначен он исключительно для определения напряжения, которое имеется в электрической цепи. Подключение цифрового вольтметра может осуществляться двумя способами. В первом варианте он устанавливается параллельно цепи. Второй способ подразумевает подсоединение прибора непосредственно к источнику электроэнергии. Особенность цифровых вольтметров заключается в удобстве использования. Дополнительно они имеют довольно большой показатель внутреннего сопротивления. Это крайне важно, поскольку данный параметр влияет на точность устройства.

цифровой вольтметр

Какие типы бывают?

Все вольтметры можно разделить по виду измеряемой величины. Основными типами считаются устройства постоянного, а также переменного тока. Первый вид, в свою очередь, делится на выпрямительные, а также квадратичные приборы. Дополнительно существуют импульсные вольтметры. Отличительной их особенностью является измерение радиоимпульсных сигналов. При этом замеры напряжения они могут проводить как постоянного, так и переменного тока.

Схема цифрового вольтметра

Обычная схема цифрового вольтметра основана на дискретных величинах. Важную роль в ней играет входное устройство. При этом управляющий прибор взаимодействует с цифровым отсчетным блоком через десятичные числа. Особенность входного устройства заключается в высоком делителе напряжения. Если работа сводится к определению переменного тока, то оно работает как обычный преобразователь. При этом на выходе получается постоянный ток.

В это время центральный блок занимается аналоговым сигналом. В данной системе он представлен в виде цифрового кода. Процесс преобразования свойственен не только вольтметрам, но и мультиметрам. В некоторых моделях устройств применяется двоичный код. В таком случае процесс получения сигнала значительно упрощается, и преобразование происходит значительно быстрее. Старые модели вольтметров работали исключительно с десятичными числами. При этом проводилась регистрация измерительной величины. Дополнительно схема цифрового вольтметра имеет в себе центральный блок, который отвечает за все важные узлы прибора.

схема цифрового вольтметра

Цифровые преобразователи вольтметров

На сегодняшний день существует множество различных типов преобразователей, которые устанавливаются в вольтметры. Наиболее распространенными считаются времяимпульсные модели. Дополнительно существуют кодоимпульсные преобразователи.

Отличительной их особенностью от прочих устройств является возможность заниматься поразрядным уравновешиванием. В это время частотно-импульсные модели такой привилегии лишены. Однако с их помощью можно проводить пространственное кодирование, а это в некоторых исследованиях может быть крайне важным. Особенно это касается замеров напряжения в закрытых цепях электричества.

подключение цифрового вольтметра

Самодельные вольтметры

Вольтметр (цифровой) своими руками сделать можно. В первую очередь подбирают детектор, который предназначен для определения средневыпрямленного значения. При этом устанавливается он, как правило, рядом с преобразователем переменного тока. Минимум-напряжение детектором определяется от 100 МВ, однако некоторые модели способны распознавать силу тока до 1000 МВ. Дополнительно, для того чтобы сделать вольтметр (цифровой) своими руками, потребуется транзистор, который влияет на чувствительность устройства, а именно его порог. Связан он с уровнем квантовой амплитуды напряжения. Еще на чувствительность влияет дискретность прибора. Если напряжение составляет менее 100 МВ, то уровень сопротивления непременно растет и может составить, в конечном счете, 10 Ом.

Сопротивление электрической схемы

Сопротивление, которое образуется в системе, зависит от количества знаков в цепи. В данном случае следует понимать, что шкалы вольтметров могут сильно отличаться. Отношение измеряемой величины прямо пропорционально напряжению. Дополнительно нужно учитывать помехозащищенность, которая также влияет на сопротивление устройства. Тут следует отметить, что именно цифровой встраиваемый вольтметр отличается большими амплитудами.

В данном случае это оказывает большое влияние на возникновения помех в цепи. Наиболее частой причиной резкого скачка считают неправильную работу блока питания. При этом средняя частота устройства может нарушаться. Таким образом, на входе в цепи имелось, к примеру, 50 Гц, а на выходе получилось 10 Гц. Как результат, в соединительном проводе образуется сопротивление. Постепенно это приводит к утечке, а происходит это в месте, где находятся клеммы. В данном случае проблема может быть решена путем заземления этого участка. В итоге помехи переходят на входную цепь и частота в приборе стабилизируется.

цифровой вольтметр-амперметр постоянного тока

Погрешности измерений

Погрешность измерений вольтметра напрямую связана с источником питания. При этом следует учитывать напряжение наводки на выходе. Чаще всего помехи общего вида изменяют параметры сопротивления. В результате данный показатель может значительно уменьшиться. На сегодняшний день имеется три проверенных способа борьбы с разного рода помехами в вольтметрах. Первый прием заключается в применении проводов экранированного типа. При этом вход электрической цепи очень важно изолировать от оборудования.

Второй способ заключается в наличие интегрирующего элемента. В результате период помехи можно значительно уменьшить. Наконец, последним приемом принято считать установку специальных фильтров на вольтметры. Основной их задачей является повышение сопротивления в электрической цепи. В результате амплитуда помехи на выходе после блока значительно уменьшается. Также следует отметить, что многие системы преобразователей способны значительно увеличить скорость измерений. Однако при повышении производительности снижается точность регистрации данных. В итоге такие преобразователи могут быть причиной больших помех в электрической цепи.

Кодоимпульсные вольтметры

Кодоимплульсный цифровой вольтметр переменного тока работает по принципу поразрядного уравновешивания. При этом к данным устройствам применим метод компенсационного измерения напряжения. Процесс расчета в свою очередь осуществляется при помощи прецизионного делителя. Дополнительно рассчитывается опорное напряжение в электрической цепи.

В целом, компенсированный ток имеет несколько уровней. Согласно квантовой теории, исчисления производят в двоично-десятичной системе. Если использовать двухразрядный цифровой вольтметр для автомобиля, то напряжение распознается до 100 В. Весь процесс при этом осуществляется по командам. Особого внимания в работе заслуживает сравнение напряжений. Основано оно на принципе управляющих импульсов, а происходят они в системе через определенные интервалы времени. При этом есть возможность проводить переключение сопротивления одного делителя.

В результате на выходе происходит изменение предельной частоты. Одновременно есть возможность подключать отдельное устройство для сравнения показателей. Главное, не забывать учитывать размер делителя в звене. При этом сигнал устройства может не поступать. В итоге данные можно сравнить по положениям ключей. По сути, они являются кодом, который считывается вольтметром.

цифровой встраиваемый вольтметр

Упрощенная схема кодоимпульсного вольтметра-амперметра

Цифровой вольтметр-амперметр постоянного тока схематически можно представить в виде взаимодействующих элементов электрической цепи. Наиболее важным является входное устройство, которое играет роль источника опорного напряжения. Таким образом, прецизионный делитель связан с прибором сравнения.

В свою очередь, механизмы цифрового отсчета показывают сопротивление электрической цепи. Далее управляющие устройства способны напрямую взаимодействовать с входным прибором и проводить сравнения показателей напряжения сети. Наиболее просто процесс измерения можно представить в виде весов. При этом в системе часто бывают сбои. Связаны они по большей мере из-за неправильного сравнения.

Точность измерений

Точность измерений вольтметра-амперметра напрямую связана со стабильностью опорного напряжения. Дополнительно должен быть учтен порог прецизионного делителя во входном устройстве. Защита от помех в цепочке также берется во внимание. Для этого в самом начале электрической цепи имеется фильтр. В результате качество проведений лабораторных работ можно значительно улучшить.

Вольтметры с времяимпульсными типами преобразователей

Данные типы вольтметров используют специальные преобразователи, которые измеряют напряжение только в определенных интервалах времени. При этом учитываются импульсные колебания в электрической цепи. Дополнительно просчитывается средняя частота напряжения в системе. Для ее стабилизации, как правило, применяется дискретный сигнал, который посылается с выхода преобразователя.

При этом счетные импульсы способны значительно сократиться. На погрешность измерения вольтметров влияет множество факторов. В первую очередь это касается дискретизации сигнала. Также проблема может заключаться в нестабильности частоты. Связана она с порогом чувствительности электрической цепи. В результате сравнение напряжения устройством осуществляется нелинейно.

цифровой вольтметр переменного тока

Простая схема вольтметра-амперметра с преобразователем

Цифровой вольтметр-амперметр с частотным преобразователем включает в обязательном порядке генератор, который следит за изменениями напряжения в электрической цепи. При этом измерение осуществляется поэтапно с интервалами. Генератор в электрической цепи используется линейного типа. Для сравнения полученных данных в устройстве имеется триггер. В свою очередь, для расчета частоты важно использовать счетчик, который принимает дискретный сигнал. Происходит это на выходе преобразователя вольтметра-амперметра. При этом учитывается величина предельного напряжения.

Непосредственно информация поступает на вход вольтметра-амперметра. На этом этапе осуществляется процесс сравнения, а когда возникает импульс, то система фиксирует нулевой уровень. Непосредственно сигнал в вольтметре-амперметре попадает на триггер, и в результате на выходе получается положительное напряжение. Возвращается импульс в исходное положение только после проведения устройством сравнения. При этом учитываются любые изменения предельной частоты, которые сформировались в данном промежутке времени. Также принимается во внимание коэффициент преобразования. Рассчитывается он исходя из показателя силы сигнала.

Дополнительно в формуле имеется счетный импульс, который появляется на выходе генератора. В результате напряжение может отображаться только при наличии определенных колебаний, которые возникают в электрической цепи. В конечном счете, сигнал должен дойти до выхода триггера и там считаться. При этом количество импульсов фиксируется в вольтметре-амперметре. Как результат, срабатывает индикатор, который оповещает о наличии напряжения.

вольтметр (цифровой) своими руками

Вольтметры двойного интегрирования

Цифровой вольтметр постоянного тока двойного интегрирования работает по принципу периодического повторения. При этом возврат исходного кода в цепи осуществляется автоматически. Работает данная система исключительно с постоянным током. При этом частота предварительно выпрямляется и подается на выходное устройство.

Погрешности дискретизации в вольтметрах не учитываются. Таким образом, могут возникнуть моменты несовпадений счетных импульсов. В результате на начало и конец интервала один параметр может сильно отличаться. Однако, как правило, погрешность не является критичной из-за работы преобразователя.

Особая проблема состоит именно в шумовой помехе. В результате она способна значительно искривить показатель напряжения. В конечном счете, это находит свое отображение в величине импульса, а именно его длительности. Таким образом, среди цифровых вольтметров данные типы не пользуются большой популярностью.

Миниатюрный зеленый вольтметр (2.5-30В)

Здравствуйте, предлагаю маленький обзор купленного вольтметра.
Давно уже хочу себе прикупить маленький вольтметрик для разных измерений и к тому же еще они красиво светятся в темноте, так однажды гуляя по али решился найти самый доступный.
Написал в приложении voltmeter и отсортировал по цене на возрастанию. Таким образом и нашел этот лот.
Очень понравилось, что можно выбрать цвет свечения, выбрал зеленый(по 0,66$) 3 штуки и красный(по 0,58$) 7 штук.
Также у меня когда-то промелькнула идея сделать «панель машины времени» как в художественном фильме «Назад в будущее»
Выглядело бы издалека как 10 вольтметров которые показывали время на GMC из того фильма, а измеряли бы они напряжение каждой ячейки 10 Liion батареи для контроля заряда на них т.к. BMS еще нет у меня

фото с видом 40Ач ячеек на моей электричке после дтп


Экспериментальным путем узнал, что при 2.40 минимально еще есть свечение вольтметра, а при 2.38 полное отсутствие оного, проверял при помощи полностью разряженной 9В кроны, напряжение падало быстро и момент отключения был ясно виден. К сожалению проверять на верхний предел не хочется чтобы не вывести из строя прибор, хотя для моих нужд необходимо 37-42-50 Вольт.
Добавлю, что потребляемый ток вольтметра составил 8мА.
Размеры:30x11x9мм
Цвет можно выбрать красный(доступный по цене), зеленый и синий
Также его можно настроить если у вас есть поверенный или сравнительно качественный прибор, у меня DT 832, я не стал сравнивать прибор из обзора с мультиметром т.к. уверен что будут расхождения в напряжении, да что там даже у все вольтметров из посылки они будут, а брал я их 10штук
И под завершение небольшой видеообзор для неискушенного зрителя


Спасибо за внимание!

СТРЕЛОЧНЫЙ ВОЛЬТМЕТР

   И то, что ко всему привыкаешь и то, что с кем поведешься от того и наберешься — прописные истины. Вот и я привык к своему мультиметру и когда его кто-то хватает (извините, берёт попользоваться) – меня «жаба душит». Сказать ничего не могу, это от меня домочадцы подцепили некоторое количества вируса радиолюбительства и теперь имеют потребность померить напряжение батареек в пульте, аккумулятора в телефоне и т.д. Терпел. Пока не услышал, что некоторые граждане заинтересовались напряжением в розетках.

СТРЕЛОЧНЫЙ ВОЛЬТМЕТР - начало переделки

   Откуда появилась эта измерительная головка уже не помню, но всегда считал её «убитой в ноль» — ошибался. При проверке выяснилась её полная адекватность. Вот только внешний вид…

СТРЕЛОЧНЫЙ ВОЛЬТМЕТР - Разборка корпуса

   Разобрал по максимуму. Корпус отмыл, верхнюю часть подклеил. Со шкалы кончиком лезвия маленького канцелярского ножа соскрёб лишние нолики. Получилась шкала на 15 вольт. Вместо сопротивления на 150к запаял в колодку перемычку. Отломанный кончик стрелки вернул на место при помощи кусочка изоляции и клея.

СТРЕЛОЧНЫЙ индикатор и разборка

   Стрелка, конечно, нуждалась в балансировке. Сделал по следующей технологии уравновешивания стрелки имеющимися противовесами с капельками припоя на них (двигаем хорошо разогретым паяльником, эти самые капельки). 

  1. Куда двигать – стрелку располагаем горизонтально и смотрим, что перевешивает, если стрелка, то каплю передвинуть от центра. Если противовес — то каплю к центру.
  2. Какую каплю двигать – стрелку располагаем вертикально.
  • а) нужно двигать «к центру». Стрелка отклонилась вправо – двигаем правую каплю. Влево – левую.
  • б) нужно двигать «от центра». Стрелка отклонилась вправо – двигаем левую каплю. Влево – правую.

   Имеющиеся углубления в верхней части корпуса заполнил при помощи паяльника пластмассой и выровнял напильником, затем мелкой и потом самой мелкой шкуркой, наконец, покрасил и вставил в неё на клей вырезанное стекло. Покрасил и внутреннюю металлическую планку (чтоб всё в цвет), просушил и собрал.

СТРЕЛОЧНЫЙ ВОЛЬТМЕТР

   Внешний шарм появился. А для придания технического изыска дополнил измерительную головку переключателем на три положения и тремя резисторами.

СТРЕЛОЧНЫЙ ВОЛЬТМЕТР внутри индикаторной головки

   Измерительная головка стала обладательницей трёх пределов измерения: на 3, 15 и 30 вольт. Вот картинка печатной платы и схемы по совместительству:

СТРЕЛОЧНЫЙ ВОЛЬТМЕТР - печатная плата

   Остановлюсь на моменте сборки. Как оказалось, научиться выколупывать компаунд из зазора между нижней и верхней частями измерительных головок и тем самым их разъединять не проблема, проблема их соединить. Ну не заморачиваться же, в самом деле, их заливкой компаундом по новой. Соединяю так:

СТРЕЛОЧНЫЙ ВОЛЬТМЕТР своими руками

   В самом уголке сверлю отверстие несколько меньшее диаметром, чем приготовленные саморезы (исключительно алюминиевые) и… А если кого смущает возможность проникновения вовнутрь пыли, то для этого есть пластилин. По готовности измерителя (назвал его вольтметром первого уровня) проинструктировал причастных и выдал в пользование. Прибор понравился, особенно тем, что всего одна «кнопочка». В розетку просил щупы не толкать – лучше сразу гвоздики. С пожеланием успеха, Babay.

   Форум по стрелочникам

   Обсудить статью СТРЕЛОЧНЫЙ ВОЛЬТМЕТР


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *