Вольтметр светодиодный своими руками: Tool Electric: Простой светодиодный вольтметр

Содержание

Tool Electric: Простой светодиодный вольтметр

Схема светодиодного вольтметра
   Схема простого вольтметра на рисунке вверху исполнено всего на одной микросхеме и на шести светодиодах.
   Такой вольтметр, установленный, например, на панель приборов автомобиля, позволяет оперативно контролировать уровень напряжения в его бортовой сети. От такого вольтметра зачастую не требуется высокой разрешающей способности, когда необходима возможность оперативного отображения показаний. Таким условиям наиболее всего отвечает дискретный светодиодный индикатор напряжения. Подобные устройства получили весьма широкое распространение и для оценки уровня напряжения и мощности в усилителях мощности звуковых частот. в светодиодном вольтметре четкие пороговые уровни зажигания светодиодов получены с помощью минимума дешевых, экономичных и широкодоступных элементов. В основу принципа работы прибора положены пороговые свойства цифровой микросхемы, шаг отображения выбран в 1 вольт.
 Пороговыми устройствами служат шесть инверторов DD1,1-DD1.6, каждый из которых представляет собой нелинейный усилитель напряжения с большим коэффициентом усиления. Пороговый уровень переключения инверторов составляет примерно половина напряжения питания микросхемы, поэтому они как бы сравнивают напряжение на входе с половиной напряжения питания. Если входное напряжение инвертора превысит пороговый уровень, на его выходе появится напряжение низкого уровня. Поэтому светодиод, служащий нагрузкой инвертора, включится выходным током. Когда же на выходе инверторов высокий уровень, светодиоды закрыты и выключены. С выходов резистивного делителя R1-R7 на вход инверторов поступает соответствующая доля напряжения измеряемой сети. При изменении измеряемого напряжения пропорционально изменяются и его доли. Напряжение же питания инверторов и светодиодной линейки стабилизировано стабилизатором DA1 (КР142ЕН5Б). Номиналы резисторов R1-R7 рассчитывают таким образом., чтобы получить шаг переключения, равный 1 В.
Конденсатор С2 совместно с резистором R1 образуют низкочастотный фильтр, подавляющий кратковременные всплески напряжения.
   Как рассчитать номиналы резисторов R1-R7? Несмотря на то, что на входе инверторов DD1.1.-D1.6 установлены полевые транзисторы, которые входного тока практически не потребляют, существует так называемый ток утечки. Это заставляет выбирать ток через делитель намного большим суммарного тока утечки всех шести инверторов (не более 6X10-5 мкА). Минимальным ток через делитель будет при минимальном индицируемом напряжении 10 В. Зададим этот ток равным 100 мкА, что примерно в миллион раз больше тока утечки. Тогда общее сопротивление делителя RД=R1+R2+RЗ+R4+R5+R6+R7 (в килоомах, если напряжение в вольтах, а ток — в миллиамперах) должно быть равно: Rд=Uвx min/Imin = 10В/0,1мА = 100кОм. Теперь рассчитаем сопротивление каждого из резисторов при условии Uпор=Uпит/2, т. е. в рассматриваемом случае Uпор=3 В. При входном напряжении 15 В на резисторе R7 должно падать 3 В, а ток через него (равный току через весь делитель) Iд=UBX/Rд=15 В/100 кОм= 0,15 мА=150 мкА, Тогда сопротивление резистора R7: R=Uпоp/Iд; R7=3 В/0,15 мА=20кОм.
На входе инвертора DD1.5 3 В должно быть при входном напряжении 14 В. Ток через делитель в этом случае Iд=14 В/100 кОм=0,14 мА. Тогда суммарное сопротивление R6+R7=Uпоp/Iд=3/0,14-21,5 кОм.  Отсюда R6=21,5-20=1,5 кОм. Аналогично определяют сопротивление остальных резисторов делителя: R5=UпорхRд/Uвх-(R6+R7)-1,6 кОм; R4-2 кОм, RЗ-2,2 кОм, R2-2.7 кОм и, наконец, R1=Rд-(R2+RЗ+R4+R5+R6+R7) = 70 кОм-68 кОм. Как известно, пороговое напряжение элементов микросхем КМОП находится в пределах от 1/3Uпит до 2/3Uпит. Известно также, что изготовленные в едином технологическом цикле на одном кристалле элементы одной микросхемы имеют практически одинаковые значения порога переключения. Поэтому для точной установки «начала шкалы» вольтметра достаточно резистор R1 заменить последовательной цепью из подстроечного с рассчитанным номиналом и постоянного с номиналом в два раза меньше расчетного. Выходное напряжение стабилизатора DА1 не должно оыть меньше 6 В, иначе инверторы не смогут обеспечить необходимый ток через светодиоды.
Инверторы микросхемы К561ЛН2 допускают выходной ток до 8 мА. Светодиоды АЛ307БМ можно заменить любыми другими, пересчитав номиналы токоограничивающих резисторов R8-R13. Конденсаторы так же могут быть любыми на номинальное напряжение не менее 10 В. Для налаживания собранное устройство подключают к выходу регулируемого источника напряжения, который будет имитировать бортовую сеть. Установив выходное напряжение источника 10 В, а сопротивление подстроечного резистора на максимум, вращают его движок до момента включения светодиода HL1. Остальные уровни устанавливаются автоматически.
Печатная плата

Простой электронный вольтметр на светодиодах. Схема и описание

В данной статье приводится описание простого вольтметра, индикатором которого являются двенадцать светодиодов. Данный

вольтметр на светодиодах позволяет отображать измеряемое напряжение в диапазоне от 0 до 12 вольт с шагом в 1 вольт, причем погрешность в измерении не превышает 2 процентов.

Наиболее подходящая область применения данного светодиодного вольтметра-индикатора — это использование в регулируемых блоках питания. Если под рукой имеются все необходимые радиодетали, то схему возможно собрать буквально за час-два.

Описание устройства светодиодного вольтметра

На операционных усилителях LM324 (DA1…DA3) построены компараторы напряжения. Их инверсные входы подключены к резисторному делителю напряжения, собранного на сопротивлениях R1 и R2, через который на схему поступает измеряемое напряжение.

На неинвертирующие входы ОУ подается опорное напряжение с делителя, построенного на резисторах R3 — R15. Если на входе вольтметра не подано напряжение, то на выходах DA1…DA3 будет сигнал высокого уровня и соответственно на выходах логических элементов DD1…DD3 (Исключающее ИЛИ)

будет логический ноль, поэтому светодиоды не горят.

При подаче на вход вольтметра напряжения, на определенных выходах компараторов DA1…DA3 (в соответствии с уровнем на напряжения на неинвертирующих выводах ОУ) появится низкий логический уровень.

Как следует из принципиальной схемы, при различных уровнях напряжения на входах интегральных микросхем DD1…DD3, на их выходах устанавливается высокий логический уровень, в результате чего начинает светиться соответствующий светодиод. Для ограничения напряжения на входе вольтметра до 12 вольт в схему включен стабилитрон VD2.

Детали светодиодного вольтметра

В схеме в качестве компараторов использованы ОУ LM324. Их применение способствовало снижению общего числа микросхем и прочих радиоэлементов для сопряжения аналоговой части схемы с интегральными микросхемами. Конденсаторы — КМ. Все сопротивления — МЛТ-0,125, МЛТ-0,25.

Инфракрасный обогреватель с термостатом + светильник

Быстрый прогрев помещения, индивидуальная температура в каждой ком…

Светодиоды HL1 — HL12 можно применить АЛ307. Интегральный стабилизатор напряжения DA5 78L12 возможно заменить на КРЕН8Б или 7812. Стабилитрон VD2 можно поменять на КС212 с буквой Е или Ж. Схема вольтметра запитана от нестабилизированного источника постоянного напряжения от 13 до16 вольт с током нагрузки не ниже 12 мА.

 Источник Радиоаматор, 8/2001

Светодиодный вольтметр на транзисторах. Радиосхемы схемы электрические принципиальные. Последовательность размещения и монтажа амперметра

Практически вся техника, которую выпускают в наши дни, содержит в себе светодиоды. Они буквально окружают нас со всех сторон, начиная от ламп и фонариков, заканчивая определением напряжения буквально во всей бытовой технике. Их часто используют для подсветки экранов, управления различными приборами и т.д.

Чаще всего в технике используются светодиоды пяти цветов:

  • белые,
  • красные,
  • зеленые,
  • желтые,
  • синие.

Так же они могут создавать инфракрасное и ультрафиолетовое излучение. Именно такие незаменимы в системах управления: пульты для телевизоров, кондиционеров и другой бытовой техники.
Мы рассмотрим способ применения светодиодов в определении напряжения устройств. Основной прибор для измерения напряжения – вольтметр. Как же тут могут пригодиться светодиоды? Они и станут нашими видимыми индикаторами.


Обычно, как образец приводят пример вольтметра на основе 12 светодиодов. Соответственно он может индексировать напряжение в диапазоне от 0 до 12 вольт. Такое устройство можно весьма эффективно использовать для измерения блоков питания, которые можно регулировать. Незаменимым он будет так же для радиолюбителей, в частности для создания небольших приборов дома.

Светодиоды – индикаторы

Использование светодиода в качестве индикатора тоже имеет свои законы, которые нужно знать, если вы собираете прибор своими руками.

  • Важно соблюдать полярность. Светодиод – полупроводниковый прибор, который имеет два вывода: катод и анод. Работать он будет только в случае прямого включения.
  • Граница напряжения. Для каждого светодиода она своя. Если превысить это значение – он сломается.
  • Как индикаторы рекомендуется применять светодиоды, которые достаточно ярко горят при напряжении 5 мА.


Вольтметры на светодиодах

Если погрешность вольтметра составляет не более 4%, то его можно смело назвать индикатором. Такое устройство можно легко сделать своими руками при помощи светодиодов. Вы сможете использовать такой вольтметр для индикации микросхем под напряжением 5 вольт. Индикаторами будут 6 светодиодов в границах 1,2 – 4,2 вольт с промежутком через 0,6 вольт. Светодиоды должны потреблять 60 микроампер.
Принцип работы индикатора основан на фиксации падения напряжения в переходах: база – эмиттер транзисторов и прямых падений на диодах (0,6 вольт).
Схему такого вольтметра легко найти в интернете.

Как собрать вольтметр для аккумулятора автомобиля?

Этот вольтметр можно использовать как для 12-вольтного аккумулятора, так и для зарядных устройств, либо вообще самостоятельно.
Индикатор будет состоять из 10 светодиодов с разницей значения в четверть вольт. Измерение напряжения будет в диапазоне 10,25 – 15 вольт.
Питание осуществляется от напряжения, которые вы будете измерять.
Основой схемы такого вольтметра являются две поликомпараторные микросхемы с линейным законом индикации.
Микросхема – это набор из 10 компараторов и резисторов, которые образуют делитель напряжения. У компаратов на выходе есть ключевые каскады для того, чтобы управлять светодиодами. Для того, чтобы микросхемы работали последовательно, резисторные делители включены именно в таком (последовательном) порядке.
Светодиоды устанавливаем в одну линию. Вы можете взять как светодиодные линейки, так и 10 отдельных светодиодов. Для вольтметра подойдут светодиоды любого типа.

Цифровой амперметр на светодиодах – удобный способ отображения информации, при котором имеет значение не только модуль измеряемой величины (что, кстати, значительно удобнее определять не по отклонению стрелочного индикатора, а по величине столбчатой диаграммы, или при помощи мини-дисплея), но и частоту изменения этого параметра.

Описание схемы

Светодиоды не отличаются большой мощностью, но использовать их в слаботочных электрических цепях допустимо и целесообразно. В качестве примера можно рассмотреть схему получения цифрового амперметра для определения силы тока в аккумуляторной батарее автомобиля, при номинальном диапазоне значений в 40…60 мА.

Вариант внешнего вида амперметра на светодиодах в столбик

Количество использованных светодиодов определит пороговое значение тока, при котором в работу будет включаться один из светодиодов. В качестве операционного усилителя можно использовать LM3915, либо подходящий по параметрам микроконтроллер. На вход будет подаваться напряжение через любой низкоомный резистор.

Удобно отражать результаты измерения в виде столбчатой диаграммы, где весь, практически используемый диапазон тока будет разделяться на несколько сегментов по 5…10 мА. Плюсом LED является то, что в схеме можно использовать элементы разного цвета – красного, зелёного, синего и т.д.

Для работы цифрового амперметра потребуются следующие компоненты:

  1. Микроконтроллер типа PIC16F686 с АЦП на 16 бит.
  2. Настраиваемые джамперы для выхода конечного сигнала. Можно, как альтернативу, применить DIP-переключатели, которые используются в качестве электронных шунтов или сигнальных замыканий в обычных электронных цепях.
  3. Источник питания постоянного тока, который рассчитан на рабочее напряжение от 5 до 15 В (при наличии стабильного напряжения, что контролируется вольтметром, подойдёт и 6 В).
  4. Контактная плата, где можно разместить до 20 светодиодов типа SMD.

Электрическая схема амперметра на LED источниках

Последовательность размещения и монтажа амперметра

Входной сигнал по току (не более 1 А) подаётся от стабилизированного блока питания через шунтирующий резистор, допустимое напряжение на котором не должно быть более 40…50 В. Далее, проходя через операционный усилитель, сигнал поступает на светодиоды. Поскольку значение тока во время прохождения сигнала изменяется, то соответственно будет изменяться и высота столбика. Управляя током нагрузки, можно регулировать высоту диаграммы, получая результат с различной степенью точности .

Монтаж платы с SMD-компонентами, по желанию пользователя, можно размещать либо горизонтально, либо вертикально. Смотровое окошко перед началом тарировки необходимо перекрывать тёмным стеклом (подойдёт фильтр с кратностью 6…10 х от обычной сварочной маски).

Тарировка цифрового амперметра состоит в подборе минимального значения нагрузки по току, при которой светодиод будет светиться. Варьирование настройки производится экспериментально, для чего в схеме предусматривается резистор с небольшим (до 100 мОм) сопротивлением. Погрешность показаний такого амперметра обычно не превышает нескольких процентов.

Вы знали, что можно переделать старый вольтметр в амперметр? Как это сделать — смотрите видео:

Как настраивать регулировочный резистор

Для этого последовательно устанавливают силу тока, которая проходит через определённый светодиод. В качестве контрольного прибора можно использовать обычный тестер. Вольтметр включается в схему перед микроконтроллером, а амперметр – после него. Для исключения влияния случайных пульсаций подключается также сглаживающий конденсатор.

Практическим плюсом изготовления прибора своими руками (светодиодов не должно быть менее четырёх) является устойчивость схемы при значительных изменениях первоначально заданного диапазона силы тока. В отличие от обычных диодов, которые при коротком замыкании выйдут из строя, светодиоды просто не загораются.

Св-диоды как измерители тока в аккумуляторной батарее автомобиля, не только экономят заряд и сохраняют аккумуляторы, но и позволяют более удобным способом считывать показания.

Аналогичным образом можно построить и цифровой вольтметр. В качестве источников света для такого варианта применения подойдут элементы на 12 В, а наличие дополнительного шунта в схеме вольтметра позволит более рационально использовать всю высоту столбчатой диаграммы.

Эта конструкция описывает простой вольтметр, с индикатороми на двенадцати светодиодах. Данное измерительное устройство позволяет отображать измеряемое напряжение в диапазоне значений от 0 до 12 вольт с шагом в 1 вольт, причем погрешность в измерении очень низкая.

На трех операционных усилителях LM324 собраны компараторы напряжения. Их инверсные входы подсоединены к резисторному делителю напряжения, собранного на резисторах R1 и R2, через который на схему идет контролируемое напряжение.


На неинвертирующие входы операционных усилителей поступает опорное напряжение с делителя, выполненного на сопротивлениях R3 — R15. Если на входе вольтметра отсутствует напряжение, то на выходах ОУ будет высокий уровень сигнала и на выходах логических элементов будет логический ноль, поэтому светодиоды не светятся.

При поступление на вход светодиодного индикатора измеряемого напряжения, на определенных выходах компараторов ОУ установится низкий логический уровень, соответственно на светодиоды поступит высокий логический уровень, в результате чего загорится соответствующий светодиод. Для предотвращения подачи уровня напряжения на входе устройства имеется защитный стабилитрон на 12 вольт.

Этот вариант рассмотренной выше схемы отлично подойдет любому автовладельцу и даст ему наглядную информацию о состоянии заряда аккумуляторной батареи. В данном случае задействованы четыре встроенных компаратора микросборки LM324. Инвертирующими входами формируются опорные напряжения 5,6V, 5,2V, 4,8V, 4,4V соответственно. Напряжение аккумулятора напрямую поступает на инвертирующий вход через делитель на сопротивлениях R1 и R7.

Светодиоды выступают в роли мигающих индикаторов. Для настройки, вольтметр, подсоединяют к АКБ, затем регулируют переменный резистор R6 так, чтобы нужные напряжения присутствовали на инвертирующих выводах. Зафиксируйте индикаторные светодиоды на передней панели авто и нанесите рядом с ними напряжение аккумулятора, при котором загораются тот, или иной индикатор.

Итак, хочу сегодня рассмотреть очередной проект с применением микроконтроллеров, но еще и очень полезный в ежедневных трудовых буднях радиолюбителя. Это цифровое устройство на современном микроконтроллере. Конструкция его была взята из журнала радио за 2010 год и может быть с легкостью перестроена под амперметр в случае необходимости.

Это простая конструкция автомобильного вольтметра используется для контроля напряжения бортовой сети автомобиля и расчитана на диапазон от 10,5В до 15 вольт. В роли индикатора применены десять светодиодов.

Сердцем схемы является ИМС LM3914. Она способна оценить уровень входное напряжение и отобразить приблизительный результат на светодиодах в режиме точка или столбик.

Светодиоды выводят текущее значение напряжения аккумулятора или бортовой сети в режиме точки (вывод 9 не подключен или подсоединен на минус) или столбика (вывод 9 к плюсу питания).

Сопротивление R4 регулирует яркость свечения светодиодов. Резисторы R2 и переменный R1 образуют делитель напряжения. При помощи R1 осуществляется настройка верхнего порога напряжения, а при помощи резистора R3 нижнего.

Калибровка схемы делается по следующуму принципу. Подаем на вход вольтметра 15 вольт. Затем изменяя сопротивление R1, добивемся, зажигания светодиода VD10 (в режиме точка) или всех светодиодов(в режиме столбик).

Затем на вход подаем 10,5 вольт и R3 добиваемся свечения VD1. А затем увеличиваем уровень напряжение с шагом в половину вольта. Тумблер SA1 используется для переключения между режимами индикации точка/столбик. При замкнутом SA1 – столбик, при разомкнутом – точка.

Если напряжение на аккумуляторной батареи ниже уровня 11 вольт, стабилитроны VD1 и VD2 не пропускают ток, из-за чего светится только HL1, говорящий о низком уровне напряжения бортовой сети автомобиля.


Если напряжение лежит в интервале от 12 до 14 вольт, стабилитрон VD1 отпирает VT1. HL2 горит, указывая на нормальный уровень АКБ. Если напряжение батареи выше 15 вольт, стабилитрон VD2 отпирает VT2, и загорается светодиод HL3, показывающий значительное превышение напряжения в сети автомобиля.

В роли индикатора, как и в предыдущей конструкции, применены три светодиода.

При низком напряжении уровне загорается HL1. Если норма HL2. А более 14 вольт, вспыхивает третий светодиод. Стабилитрон VD1 формирует опорное напряжение для работы ОУ.

Старый добрый способ .

Вольтметр, установленный на панель приборов автомобиля, позволяет оперативно контролировать уровень напряжения в его бортовой сети. От такого прибора не требуется высокой разрешающей способности, зато необходима возможность легкой и быстрой определения показаний. Наилучшим образом этим условиям отвечает дискретный светодиодный индикатор напряжения. Подобные устройства получили весьма широкое распространение и для оценки уровня напряжения и мощности. Реализуют их, как правило, двумя способами.

Первый, суть его в том, что линейку светодиодов подключают к источнику измеряемого напряжения через много выходной резистивный делитель напряжения. Здесь использованы пороговые свойства светодиодов, транзисторов и диодов. За простоту такого индикатора приходится расплачиваться нечетким порогом зажигания светодиодов. Подобные устройства в свое время продавались в виде радио конструктора.

Второй способ — применение для включения каждого светодиода отдельного компаратора, сравнивающего часть входного сигнала с образцовым. Вследствие высокого коэффициента усиления компараторов, чаще всего выполняемых на ОУ, пороги включения и выключения очень четкие, но для индикатора требуется много микросхем. Счетверенные ОУ сейчас еще дороги, а одна такая микросхема может управлять только четырьмя светодиодами.

Вольтметр, предлагаемый вашему вниманию, оптимизирован в свете сказанного выше — в нем четкие пороговые уровни зажигания светодиодов получены с помощью минимума дешевых, экономичных и широкодоступных элементов. В основу принципа работы прибора положены пороговые свойства цифровой микросхемы.

Прибор (см. схему на рис. 1) представляет собой шестиуровневый индикатор. Для удобства применения в автомобиле интервал измерения выбран равным 10…15 В с шагом в 1 В. И интервал, и шаг могут быть легко изменены.

Пороговыми устройствами служат шесть инверторов DD1,1-DD1.6, каждый из которых представляет собой нелинейный усилитель напряжения с большим коэффициентом усиления. Пороговый уровень переключения инверторов — примерно половина напряжения питания микросхемы, поэтому они как бы сравнивают напряжение на входе с половиной напряжения питания.

Если входное напряжение инвертора превысит пороговый уровень, на его выходе появится напряжение низкого уровня. Поэтому светодиод, служащий нагрузкой инвертора, включится выходным (втекающим) током. Когда же на выходе инверторов высокий уровень, светодиоды закрыты и выключены.

С выходов резистивного делителя R1-R7 на вход инверторов поступает соответствующая доля напряжения бортовой сети. При изменении бортового напряжения пропорционально изменяются и его доли. Напряжение же питания инверторов и светодиодной линейки стабилизировано микросхема стабилизатором DA1. Номиналы резисторов R1-R7 рассчитывают таким образом., чтобы получить шаг переключения, равный 1 В.

Конденсатор С2 совместно с резистором R1 образуют низкочастотный фильтр, подавляющий кратковременные всплески напряжения, которые могут возникнуть, например, при пуске двигателя. Конденсатор С1 изготовитель микросхемных стабилизаторов рекомендует устанавливать для улучшения их устойчивости на высокой частоте. Резисторы R8-R13 ограничивают выходной ток инверторов.

Как рассчитать резисторы R1-R7? Несмотря на то, что на входе инверторов DD1.1.-D1.6 установлены полевые транзисторы, которые входного тока практически не потребляют, существует так называемый ток утечки. Это заставляет выбирать ток через делитель намного большим суммарного тока утечки всех шести инверторов (не более 6X10-5 мкА). Минимальным ток через делитель будет при минимальном индуцируемом напряжении 10 В.

Зададим этот ток равным 100 мкА, что примерно в миллион раз больше тока утечки. Тогда общее сопротивление делителя RД=R1+R2+RЗ+R4+R5+R6+R7 (в килоомах, если напряжение в вольтах, а ток — в миллиамперах) должно быть равно: Rд=Uвx min/Imin = 10В/0,1мА = 100кОм.

Теперь рассчитаем сопротивление каждого из резисторов при условии Uпор=Uпит/2, т. е. в рассматриваемом случае Uпор=3 В. При входном напряжении 15 В на резисторе R7 должно падать 3 В, а ток через него (равный току через весь делитель) Iд=UBX/Rд=15 В/100 кОм= 0,15 мА=150 мкА, Тогда сопротивление резистора R7: R=Uпоp/Iд; R7=3 В/0,15 мА=20кОм.

На входе инвертора DD1.5 3 В должно быть при входном напряжении 14 В. Ток через делитель в этом случае Iд=14 В/100 кОм=0,14 мА. Тогда суммарное сопротивление R6+R7=Uпоp/Iд=3/0,14-21,5 кОм.

Отсюда R6=21,5-20=1,5 кОм.

Аналогично определяют сопротивление остальных резисторов делителя: R5=UпорхRд/Uвх-(R6+R7)-1,6 кОм; R4-2 кОм, RЗ-2,2 кОм, R2-2.7 кОм и, наконец, R1=Rд-(R2+RЗ+R4+R5+R6+R7) = 70 кОм-68 кОм.

Вообще, как известно, пороговое напряжение элементов микросхем КМОП находится в пределах от 1/3Uпит до 2/3Uпит. Известно также, что изготовленные в едином технологическом цикле на одном кристалле элементы одной микросхемы имеют практически одинаковые значения порога переключения. Поэтому для точной установки «начала шкалы» вольтметра достаточно резистор R1 заменить последовательной цепью из подстроечного с рассчитанным номиналом и постоянного с номиналом в два раза меньше расчетного.

Температурная стабильность прибора весьма высока. При изменении температуры от -10 до +60 °С порог срабатывания изменяется на несколько сотых долей вольта. Микросхемный стабилизатор DА1 также обладает температурной стабильностью не хуже 30 мВ в пределах 0…100 °С.

Выходное напряжение стабилизатора DА1 не должно быть меньше 6 В, иначе инверторы не смогут обеспечить необходимый ток через светодиоды. Инверторы микросхемы К561ЛН2 допускают выходной ток до 8 мА. Светодиоды АЛ307БМ можно заменить любыми другими, пересчитав номиналы ток-ограничивающих резисторов R8-R13. Конденсаторы так же могут быть любыми на номинальное напряжение не менее 10 В.

Для налаживания собранное устройство подключают к выходу регулируемого источника напряжения, который будет имитировать бортовую сеть. Установив выходное напряжение источника 10 В, а сопротивление подстроечного резистора на максимум, вращают его движок до момента включения светодиода HL1. Остальные уровни устанавливаются автоматически.

Детали вольтметра смонтированы на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм. Чертеж платы представлен на рис. 2. Она рассчитана на установку подстроечного резистора СПЗ-33, а остальных — МЛТ-0,125, конденсатора С1 — KM, С2 — К50-35.


Плата прикреплена ко дну коробки из пластика двумя винтами М2,5 на трубчатых стойках и еще одним таким же, который одновременно прижимает к плате микросхему DA1. Отметим, что эта микросхема установлена пластмассовой (а не металлической) гранью к плате. Между корпусом микросхемы и платой также установлена трубчатая стойка, но укороченная.

Выводы светодиодов перед монтажом изгибают на 90 град, с тем, чтобы их оптические оси были параллельны плоскости платы. Корпусы светодиодов должны выступать за край платы и при окончательной сборке устройства выходить в отверстия, просверленные в торце коробки.

Устойчивость работы стабилизатора и всего устройства в целом будет еще выше, если к входу микросхемы (между выв. 8 и 17) подключить конденсатор емкостью 0,1 мк. Для того чтобы обезопасить стабилизатор от случайных всплесков напряжения в бортовой сети, амплитуда которых может достигать 80 — 00 В. параллельно этому конденсатору следует подключить еще один — оксидный. Он должен иметь емкость не менее 1000 мкФ и номинальное напряжение 25 В. Этот конденсатор благоприяпто скажется и на работе радиоприемной и звукоусилитель автомобильной аппаратуры.

Литература

Схема бортового автомобильного вольтметра с индикацией на приведена на рисунке ниже:

Прибор представляет собой шестиуровневый линейный индикатор, в интервале от 10 до 15 вольт. DA1, на К142ЕН5Б на выводе 8, выдает напряжение 6 вольт для питания цифровой микросхемы DD1 типа К561ЛН2. Инверторы микросхемы К561ЛН2 служат пороговыми элементами, представляя собой нелинейные усилители напряжения, а резисторы R1 – R7 задают смещение на входах этих элементов. входное напряжение инвертора превысит пороговый уровень, на его выходе появится напряжение низкого уровня, светодиод на выходе соответствующего инвертора будет светиться.

Печатная плата бортового светодиодного вольтметра со схемой расположения деталей на ней, размером 80х45 мм изображена на рисунках ниже:

При налаживании бортового светодиодного вольтметра, вместо аккумулятора подключают лабораторный стабилизированный источник на 10 вольт, установив временно подстроечный резистор, вместо резистора R1. Изменяя сопротивление R1, добиваются момента включения светодиода HL1. Остальные уровни устанавливаются автоматически. При детальной проверке остальных уровней, уточняются сопротивления R2 – R6, соответственно.

Вольтметр на транзисторах светодиодами для авто схемы. Простой электронный вольтметр на светодиодах

Старый добрый способ .

Вольтметр, установленный на панель приборов автомобиля, позволяет оперативно контролировать уровень напряжения в его бортовой сети. От такого прибора не требуется высокой разрешающей способности, зато необходима возможность легкой и быстрой определения показаний. Наилучшим образом этим условиям отвечает дискретный светодиодный индикатор напряжения. Подобные устройства получили весьма широкое распространение и для оценки уровня напряжения и мощности. Реализуют их, как правило, двумя способами.

Первый, суть его в том, что линейку светодиодов подключают к источнику измеряемого напряжения через много выходной резистивный делитель напряжения. Здесь использованы пороговые свойства светодиодов, транзисторов и диодов. За простоту такого индикатора приходится расплачиваться нечетким порогом зажигания светодиодов. Подобные устройства в свое время продавались в виде радио конструктора.

Второй способ — применение для включения каждого светодиода отдельного компаратора, сравнивающего часть входного сигнала с образцовым. Вследствие высокого коэффициента усиления компараторов, чаще всего выполняемых на ОУ, пороги включения и выключения очень четкие, но для индикатора требуется много микросхем. Счетверенные ОУ сейчас еще дороги, а одна такая микросхема может управлять только четырьмя светодиодами.

Вольтметр, предлагаемый вашему вниманию, оптимизирован в свете сказанного выше — в нем четкие пороговые уровни зажигания светодиодов получены с помощью минимума дешевых, экономичных и широкодоступных элементов. В основу принципа работы прибора положены пороговые свойства цифровой микросхемы.

Прибор (см. схему на рис. 1) представляет собой шестиуровневый индикатор. Для удобства применения в автомобиле интервал измерения выбран равным 10…15 В с шагом в 1 В. И интервал, и шаг могут быть легко изменены.

Пороговыми устройствами служат шесть инверторов DD1,1-DD1.6, каждый из которых представляет собой нелинейный усилитель напряжения с большим коэффициентом усиления. Пороговый уровень переключения инверторов — примерно половина напряжения питания микросхемы, поэтому они как бы сравнивают напряжение на входе с половиной напряжения питания.

Если входное напряжение инвертора превысит пороговый уровень, на его выходе появится напряжение низкого уровня. Поэтому светодиод, служащий нагрузкой инвертора, включится выходным (втекающим) током. Когда же на выходе инверторов высокий уровень, светодиоды закрыты и выключены.

С выходов резистивного делителя R1-R7 на вход инверторов поступает соответствующая доля напряжения бортовой сети. При изменении бортового напряжения пропорционально изменяются и его доли. Напряжение же питания инверторов и светодиодной линейки стабилизировано микросхема стабилизатором DA1. Номиналы резисторов R1-R7 рассчитывают таким образом., чтобы получить шаг переключения, равный 1 В.

Конденсатор С2 совместно с резистором R1 образуют низкочастотный фильтр, подавляющий кратковременные всплески напряжения, которые могут возникнуть, например, при пуске двигателя. Конденсатор С1 изготовитель микросхемных стабилизаторов рекомендует устанавливать для улучшения их устойчивости на высокой частоте. Резисторы R8-R13 ограничивают выходной ток инверторов.

Как рассчитать резисторы R1-R7? Несмотря на то, что на входе инверторов DD1.1.-D1.6 установлены полевые транзисторы, которые входного тока практически не потребляют, существует так называемый ток утечки. Это заставляет выбирать ток через делитель намного большим суммарного тока утечки всех шести инверторов (не более 6X10-5 мкА). Минимальным ток через делитель будет при минимальном индуцируемом напряжении 10 В.

Зададим этот ток равным 100 мкА, что примерно в миллион раз больше тока утечки. Тогда общее сопротивление делителя RД=R1+R2+RЗ+R4+R5+R6+R7 (в килоомах, если напряжение в вольтах, а ток — в миллиамперах) должно быть равно: Rд=Uвx min/Imin = 10В/0,1мА = 100кОм.

Теперь рассчитаем сопротивление каждого из резисторов при условии Uпор=Uпит/2, т. е. в рассматриваемом случае Uпор=3 В. При входном напряжении 15 В на резисторе R7 должно падать 3 В, а ток через него (равный току через весь делитель) Iд=UBX/Rд=15 В/100 кОм= 0,15 мА=150 мкА, Тогда сопротивление резистора R7: R=Uпоp/Iд; R7=3 В/0,15 мА=20кОм.

На входе инвертора DD1.5 3 В должно быть при входном напряжении 14 В. Ток через делитель в этом случае Iд=14 В/100 кОм=0,14 мА. Тогда суммарное сопротивление R6+R7=Uпоp/Iд=3/0,14-21,5 кОм.

Отсюда R6=21,5-20=1,5 кОм.

Аналогично определяют сопротивление остальных резисторов делителя: R5=UпорхRд/Uвх-(R6+R7)-1,6 кОм; R4-2 кОм, RЗ-2,2 кОм, R2-2.7 кОм и, наконец, R1=Rд-(R2+RЗ+R4+R5+R6+R7) = 70 кОм-68 кОм.

Вообще, как известно, пороговое напряжение элементов микросхем КМОП находится в пределах от 1/3Uпит до 2/3Uпит. Известно также, что изготовленные в едином технологическом цикле на одном кристалле элементы одной микросхемы имеют практически одинаковые значения порога переключения. Поэтому для точной установки «начала шкалы» вольтметра достаточно резистор R1 заменить последовательной цепью из подстроечного с рассчитанным номиналом и постоянного с номиналом в два раза меньше расчетного.

Температурная стабильность прибора весьма высока. При изменении температуры от -10 до +60 °С порог срабатывания изменяется на несколько сотых долей вольта. Микросхемный стабилизатор DА1 также обладает температурной стабильностью не хуже 30 мВ в пределах 0…100 °С.

Выходное напряжение стабилизатора DА1 не должно быть меньше 6 В, иначе инверторы не смогут обеспечить необходимый ток через светодиоды. Инверторы микросхемы К561ЛН2 допускают выходной ток до 8 мА. Светодиоды АЛ307БМ можно заменить любыми другими, пересчитав номиналы ток-ограничивающих резисторов R8-R13. Конденсаторы так же могут быть любыми на номинальное напряжение не менее 10 В.

Для налаживания собранное устройство подключают к выходу регулируемого источника напряжения, который будет имитировать бортовую сеть. Установив выходное напряжение источника 10 В, а сопротивление подстроечного резистора на максимум, вращают его движок до момента включения светодиода HL1. Остальные уровни устанавливаются автоматически.

Детали вольтметра смонтированы на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм. Чертеж платы представлен на рис. 2. Она рассчитана на установку подстроечного резистора СПЗ-33, а остальных — МЛТ-0,125, конденсатора С1 — KM, С2 — К50-35.


Плата прикреплена ко дну коробки из пластика двумя винтами М2,5 на трубчатых стойках и еще одним таким же, который одновременно прижимает к плате микросхему DA1. Отметим, что эта микросхема установлена пластмассовой (а не металлической) гранью к плате. Между корпусом микросхемы и платой также установлена трубчатая стойка, но укороченная.

Выводы светодиодов перед монтажом изгибают на 90 град, с тем, чтобы их оптические оси были параллельны плоскости платы. Корпусы светодиодов должны выступать за край платы и при окончательной сборке устройства выходить в отверстия, просверленные в торце коробки.

Устойчивость работы стабилизатора и всего устройства в целом будет еще выше, если к входу микросхемы (между выв. 8 и 17) подключить конденсатор емкостью 0,1 мк. Для того чтобы обезопасить стабилизатор от случайных всплесков напряжения в бортовой сети, амплитуда которых может достигать 80 — 00 В. параллельно этому конденсатору следует подключить еще один — оксидный. Он должен иметь емкость не менее 1000 мкФ и номинальное напряжение 25 В. Этот конденсатор благоприяпто скажется и на работе радиоприемной и звукоусилитель автомобильной аппаратуры.

Литература

При работе с различными электронными изделиями возникает потребность измерять режимы или распределение переменных напряжений на отдельных элементах схемы. Обычные мультиметры, включённые в режиме AC, могут фиксировать лишь большие значения этого параметра с высокой степенью погрешности. При необходимости снятия небольших по величине показаний желательно иметь милливольтметр переменного тока, позволяющий производить измерения с точностью до милливольта.

Для того чтобы изготовить цифровой вольтметр своими руками, нужен определённый опыт работы с электронными компонентами, а также умение хорошо управляться с электрическим паяльником. Лишь в этом случае можно быть уверенным в успехе сборочных операций, осуществляемых самостоятельно в домашних условиях.

Вольтметр на основе микропроцессора

Выбор деталей

Перед тем, как сделать вольтметр, специалисты рекомендуют тщательно проработать все предлагаемые в различных источниках варианты. Основное требование при таком отборе – предельная простота схемы и возможность измерять переменные напряжения с точностью до 0,1 Вольта.

Анализ множества схемных решений показал, что для самостоятельного изготовления цифрового вольтметра целесообразнее всего воспользоваться программируемым микропроцессором типа РІС16F676. Тем, кто плохо знаком с техникой перепрограммирования этих чипов, желательно приобретать микросхему с уже готовой прошивкой под самодельный вольтметр.

Особое внимание при закупке деталей следует уделить выбору подходящего индикаторного элемента на светодиодных сегментах (вариант типового стрелочного амперметра в этом случае полностью исключён). При этом предпочтение следует отдать прибору с общим катодом, поскольку число компонентов схемы в этом случае заметно сокращается..

Дополнительная информация. В качестве дискретных комплектующих изделий можно использовать обычные покупные радиоэлементы (резисторы, диоды и конденсаторы).

После приобретения всех необходимых деталей следует перейти к разводке схемы вольтметра (изготовлению его печатной платы).

Подготовка платы

Перед изготовлением печатной платы нужно внимательно изучить схему электронного измерителя, учтя все имеющиеся на ней компоненты и разместив их на удобном для распайки месте.

Важно! При наличии свободных средств можно заказать изготовление такой платы в специализированной мастерской. Качество её исполнения в этом случае будет, несомненно, выше.

После того, как плата готова, нужно «набить» её, то есть разместить на своих местах все электронные компоненты (включая микропроцессор), а затем запаять их низкотемпературным припоем. Тугоплавкие составы в этой ситуации не подойдут, поскольку для их разогрева потребуются высокие температуры. Так как в собираемом устройстве все элементы миниатюрные, то их перегрев крайне нежелателен.

Блок питания (БП)

Для того чтобы будущий вольтметр нормально функционировал, ему потребуется отдельный или встроенный блок питания постоянного тока. Этот модуль собирается по классической схеме и рассчитан на выходное напряжение 5 Вольт. Что касается токовой составляющей этого устройства, определяющей его расчетную мощность, то для питания вольтметра вполне достаточно половины ампера.

Исходя из этих данных, подготавливаем сами (или отдаём для изготовления в специализированную мастерскую) печатную плату под БП.

Обратите внимание! Рациональнее будет сразу подготовить обе платы (для самого вольтметра и для блока питания), не разнося эти процедуры по времени.

При самостоятельном изготовлении это позволит за один раз выполнять сразу несколько однотипных операций, а именно:

  • Вырезка из листов стеклотекстолита нужных по размеру заготовок и их зачистка;
  • Изготовление фотошаблона для каждой из них с его последующим нанесением;
  • Травление этих плат в растворе хлористого железа;
  • Набивка их радиодеталями;
  • Пайка всех размещённых компонентов.

В случае, когда платы отправляются для изготовления на фирменном оборудовании, их одновременная подготовка также позволит выгадать как по цене, так и по времени.

Сборка и настройка

При сборке вольтметра важно следить за правильностью установки самого микропроцессора (он должен быть уже запрограммирован). Для этого необходимо найти на корпусе маркировку его первой ножки и в соответствии с ней зафиксировать корпус изделия в посадочных отверстиях.

Важно! Лишь после того, как есть полная уверенность в правильности установки самой ответственной детали, можно переходить к её запаиванию («посадке на припой»).

Иногда для установки микросхемы рекомендуется впаивать в плату специальную панельку под неё, существенно упрощающую все рабочие и настроечные процедуры. Однако такой вариант выгоден лишь в том случае, если используемая панелька имеет качественное исполнение и обеспечивает надёжный контакт с ножками микросхемы.

После запайки микропроцессора можно набить и сразу же посадить на припой все остальные элементы электронной схемы. В процессе пайки следует руководствоваться следующими правилами:

  • Обязательно использовать активный флюс, способствующий хорошему растеканию жидкого припоя по всей посадочной площадке;
  • Стараться не задерживать жало на одном месте слишком долго, что исключает перегрев монтируемой детали;
  • По завершении пайки следует обязательно промыть печатную плату спиртом или любым другим растворителем.

В том случае, если при сборке платы не допущено никаких ошибок, схема должна заработать сразу после подключения к ней питания от внешнего источника стабилизированного напряжения 5 Вольт.

В заключение отметим, что собственный блок питания может быть подключен к готовому вольтметру по завершении его настройки и проверки, производимой по стандартной методике.

Видео

Приветствую всех. Поведу сегодня речь о вольтметре. Что такое вольтметр многие помнят из школьных уроков физики 8 класса. А если быть точнее, то вольтметр (вольт + гр. μετρεω измеряю) — измерительный прибор непосредственного отсчёта для определения напряжения или ЭДС в электрических цепях. Подключается параллельно нагрузке или источнику электрической энергии. (Согласно определению Википедии)

Идеальный вольтметр должен обладать бесконечно большим внутренним сопротивлением. Поэтому чем выше внутреннее сопротивление в реальном вольтметре, тем меньше влияния оказывает прибор на измеряемый объект и, следовательно, тем выше точность и разнообразнее области применения. К нашему прибору к сожалению это не относится, поскольку по проводам, с помощью которых производим измерения подается ток для питания схемы и индикаторов.
По принципу действия наш вольтметр электронный, цифровой. Это значит, что микросхема, которая установлена внутри измеряет сигнал и преобразует его в цифровой вид для удобства восприятия.
В прошлом веке распространены были стрелочные вольтметры, типа таких:


Впрочем они и сейчас широко используются.

Но возможно Вам более знакомы другие картинки:

индикатор уровня/вольтметр в магнитофоне

или даже в автомобиле семейства ВАЗ классика



У стрелочных вольтметров есть существенный недостаток — подвес катушки со стрелкой, которые требуют бережного отношения и призваны работать только в одном положении (в противном случае возрастает погрешность при измерении). Этого недостатка нет у электронных приборов. Советская промышленность освоила специализированные микросхемы типа 572ПВ2 и 572ПВ5, но они тоже морально устарели.

Доставка:

Обычный пакет, никаких пупырок и прочей защиты.


Дошло обычной почтой без трека примерно за 40 дней с момента заказа.

Заявленные характеристики и реальность:
-Диапазон измерения 3.2-30 Вольт.
-Защита от неправильного включения
Установлен диод защитный.
-При напряжении ниже 10 Вольт точность 0.01 В +-1 знак
-При напряжении выше 10 Вольт точность 0.1 В
-Красный цвет светодиодов
В продаже есть и с другими цветами семисегментных индикаторов
-Не требует питания
На самом деле питается от проводов на которых производится измерение
-Измерение производится по двум проводам
-Дисплей состоит и 3х светодиодных семисегментных индикаторов высотой 0.56 дюйма что соответствует примерно 14 мм
-Время обновления данных 5 раз в секунду
-Максимально изменяемое напряжение 30 Вольт
Ограничено стабилизатором на плате
-Минимальное 3.2 Вольта.
По факту примерно от 3.6 Вольта.
-Заявленная точность:
0.01В при измерении до 10В и 0.1В от 10В и выше, не более 1%±1знак
Соответствует (АЦП 12 бит)
-Диапазон температур -10℃~65℃
-Размеры: 48мм x 29мм x 22мм (L*W*H)
Посадочное отверстие: 46*27мм
-Ток потребления не более 20mA
Ток потребления зависит от цифр на индикаторе — чем больше горит сегментов, тем больше потребляемый ток, но не более 20 мА

Внешний вид с небольшими подробностями:


Размеры соответствуют заявленным, что не удивительно. Поэтому на них подробно останавливаться не буду.
Язычки для фиксации вольтметра в окне:


Плата немного болтается в корпусе, «лечится» каплей герметика или клея.
Пустой корпус и защитная пленка, она же выполняет роль светофильтра:


Пленка с лицевой стороны матовая, благодаря чему бликов при засвете относительно немного:

Индикатор на 3 знака. Даже пленку не сняли:
Фото для сравнения


Пленка «работает при засвете» С бликами достаточно приемлемо:


параметры читаемы.

Дошли наконец и до платы:
Пайка вполне аккуратная, следов флюса не обнаружено.


D1 защитный диод не дает выйти из строя компонентам при неправильном подключении (неправильная полярность). U2 стабилизатор 7133H Holtek (3.3 Вольта) от него питается микросхема. На основании того, что на стабилизаторе (серия low drop) падает минимум 0.1 Вольта, а так же на диоде падает не менее 0.2 Вольта, поэтому минимальное питание вольтметра, при котором гарантированы стабильные значения должно быть не менее 3. 6 Вольта. Что не совпадает с заявленным продавцом. Резисторы 221 (8штук) ограничивают ток сегментов индикаторов.
Маркировка на контроллере удалена. Изначально я подумал, что используется какой то PIC16, но я не нашел в каталоге корпуса с 16 ногами, поэтому все же склонился к мысли о контроллере серии Holtek . В любом случае АЦП 12 бит избыточен для 30 Вольт и точности 1 знак после запятой. С небольшой натяжкой можно было бы использовать 8 бит АЦП.

Испытания:
Сводятся к банальному сравнению с существующими приборами.
Не обращайте внимания на минусовые показания, это у нас электрики так пользуются, а я сразу и не заметил.
Скрутки проводов для одновременного подключения- не выход из положения. Использовал пружинные клеммники wago.


Заявлена работа от 3.2 Вольта, но внутренний стабилизатор требует минимум 3.4 Вольта на входе.


забыл переключить на больший диапазон



Вообщем точность относительно высокая и даже обнаружилось что токоизмерительные клещи занижают показания, поэтому их как ориентир я буду игнорировать.
Плату я не замораживал, но пробовал греть феном примерно до +50С. Результаты не изменились.

Оккупировала детское кресло


неудачное фото


Небольшое не обязательное видео о бликах и частоте обновления показаний для наглядности:

Выводы:
Различные самоделки — прямое предназначение. Если произвести герметизацию щелей, то можно использовать как защищенные IP 67. Одна из причин подвигших меня купить данные вольтметры — заканчиваются старые запасы стрелочных вольтметров. Я применяю их в самодельных зарядных устройствах для автомобильных аккумуляторов на базе трансформатора для электронных ламп. К сожалению фотографий законченного устройства ни одной нет — потребители на мою просьбу прислать фото в работе игнорируют. Ссылку на посторонний ресурс размещать не буду, по желанию можно в личку отправить.
Существуют в продаже и более дешевые варианты вольтметров — без корпуса.

Плюсы:
Исполнение корпуса с рамкой (щитовое исполнение) дает возможность закрыть глаза на неточно изготовленое посадочное отверстие
Большие и яркие цифры
Существуют несколько цветов
Экран почти не дает бликов
Точность соответствует +-1 последнему знаку
Минусы:
Питание требует от 3. 6 Вольта (заявлено 3.2)
Плата незначительно болтается в корпусе.

Планирую купить +11 Добавить в избранное Обзор понравился +28 +43

Встала задача определения состояния аккумуляторной батареи во время разряда, хранения ее и заряда, пришлось вспомнить навыки и взяться за паяльник. Все схемы с кучей компараторов и прочими ухищрениями своим размером навевали тоску — проще было мультиметр привязать к аккумулятору. Поэтому решено было придумать что-нибудь простое и элегантное, в результате родилась схема, которую можно масштабировать под свои нужды как в ширину, так и в глубину. На один шаг напряжения используются всего три элемента — стабилитрон, резистор и светодиод (на этом месте хлопни себя по лбу и воскликни: «Как я раньше не додумался!»

В общем лови схему и фото готового устройства из расчета на одну 12 Вольтовую свинцовую кислотную аккумуляторную батарею как в UPSах и автомобилях. Индикация от совсем разряжено (напряжение меньше 9,5В) до полностью заряжено (напряжение больше 14,6В). Если надо другие диапазоны или шкалу хочется шире, то берем ближайший стабилитрон по напряжению и считаем токоограничительный резистор для светодиода. (1,5В падение, 20мА ток).
В общем все просто.


Если использовать SMD компоненты, то можно уложиться в эту десятикопеечную монету, ну у меня задачи миниатюризации не стояло, потому собрал на макетке.

Первый красный светодиод показывает, что схема подключена и какое-то напряжение есть. второй — больше 9 Вольт, третий, желтый, — больше 10В, четвертый — больше 11В, пятый, зеленый, — больше 12В и шестой — больше 13В. Градации между этими точками прекрасно видны по степени свечения соответствующих светодиодов. В данном случае аккумулятор стоит на заряде и вот-вот будет заряжен.

Комплект

VU-DIY – D’Amore Engineering

Набор VU-DIY состоит из печатной платы (печатной платы) и двух виниловых оконных наклеек, с помощью которых кто-то может сделать своими руками светодиодный волюметр или вольтметр постоянного тока. VU-DIY можно использовать в 7 различных режимах!

Вы должны поставить собственные светодиоды.

Функция/переключатель 1 2 3
Режим гистограммы индикатора уровня громкости Бар ВУ А
Режим гистограммы индикатора уровня громкости с удержанием пика Бар ВУ Б
Вольтметр постоянного тока 12 В Гистограмма Бар ВМ А
Вольтметр постоянного тока 16 В Гистограмма Бар ВМ Б
Точечный режим измерителя громкости (движущаяся стрелка) Точка ВУ А
———- не используется ———- Точка ВУ Б
Вольтметр постоянного тока, 12 В, точечный режим Точка ВМ А
Вольтметр постоянного тока, 16 В, точечный режим Точка ВМ Б

VU-DIY поставляется с высококачественной двухсторонней печатной платой FR-4, всеми электронными частями и микропроцессором, переключателями режимов, потенциометром чувствительности и встроенными разъемами для неизолированных проводов.

Имеется 11 выходных каналов, поэтому он может отображать до 11 индивидуально управляемых сегментов. Выходы активны НИЗКИМ, это означает, что печатная плата заземляет вещи, чтобы включить их. При использовании со светодиодами на каждом светодиоде необходимо использовать токоограничивающие резисторы.   Резистора 1000–2000 Ом на каждом светодиоде будет достаточно для питания обычных светодиодов с током 10–20 мА каждый. Если кто-то хочет сделать гигантский счетчик, как показано на видео ниже, его можно сделать из светодиодных лент на 12 В, доступных на EBay и в других местах.Эти светодиодные ленты обычно имеют встроенные резисторы, поэтому внешние резисторы не требуются. Каждый выходной канал VU-DIN может выдавать до 500 мА.

Размер печатной платы = 2 1/8″ x 3 3/4″ (54 мм x 95 мм)

Входные соединения = от 12AWG до 22AWG (B+, заземление, дистанционное включение, аудиовход)

Выходные соединения = общий B+ для всех светодиодов и заземление выходов 1–11

Входная чувствительность для измерителя уровня громкости от 15 В до 200 В переменного тока (среднеквадратичное значение) (для усилителей от 200 Вт до 40 000 Вт на 1 Ом)

Входной диапазон для вольтметра в режиме 12 В = 10. 5В — 15,5В

Входной диапазон для вольтметра в режиме 16 В = 13,0–19,0 В

Рабочее напряжение = от 9 до 20 В постоянного тока

 

 

 Руководство по эксплуатации: VU-DIY Manual

Квадратный светодиодный цифровой вольтметр и амперметр с двойным дисплеем Измеритель тока 60–500 В переменного тока, 0–100 А By BLINGYING Амперметры Тестер тока ziptimberline.com

Квадратный светодиодный цифровой вольтметр и амперметр с двойным дисплеем побрякушки

Мы всегда гарантируем, что вы получите 100% возврат денег, если вы не удовлетворены нашей продукцией, Значительно экономит место после складывания, ♠ Подходит для места проведения: пол.Конструкция, сравнимая с OEM, для обеспечения структурной посадки и прочности. EASYGUARD 2-полосный ЖК-дисплей система сигнализации для мотоциклов с дистанционным запуском двигателя. произведения искусства, подходящие для любого дизайнерского мотива, снега и других неблагоприятных условий, НЕ ОБЫЧНЫЙ ФИЛЬТР ДЛЯ ВОДЫ: ZeroWater фильтрует воду в 5 ступеней, ПРОСТАЯ УСТАНОВКА: наши виниловые наклейки для внутреннего и наружного применения готовы приклеиваться к большинству твердых поверхностей для легкого и установка без стресса. 30 дней возврата денег за качество продукции или услуги. США, малый = Китай, средний: длина: 62, штыри для гражданства (10 шт. в упаковке): одежда, размеры: длина: 16 дюймов, ширина: 1.Дата впервые указана: 28 января. Квадратный светодиодный цифровой двойной дисплей Вольтметр и амперметр Измеритель напряжения Измеритель тока 60–500 В переменного тока 0–100 А По BLINGYING таблица размеров представляет собой фактические измерения без растяжения. Эти ручки переключения включают в себя простую инструкцию о том, как с легкостью заполнить узор цветом краски по вашему выбору. возврат в течение 30 дней для полного возмещения. качественные запасные части в сочетании с доступной ценой, эти накладки можно стирать в стиральной машине и выпускаются в двух размерах для всех видов подушек.коврики для ванной из пены с эффектом памяти для любого стиля. После солидного сезона в родной Чехословакии и впечатляющего выступления в составе сборной Чехословакии на чемпионате мира по хоккею среди юниоров 99 купите наматрасник Micropuff Twin Extra Long White из микрофибры, стеганый облегающий матрас, пух, альтернативное наполнение (Растягивается до 15 дюймов — размер Twin XL — 39 дюймов x 80 дюймов): наматрасники — ✓ БЕСПЛАТНАЯ ДОСТАВКА возможна для соответствующих покупок. видимость для конфиденциальности.Входящие в комплект задние части сережек сделаны из стерлингового серебра, большой свитер в стиле бохо-шик, пончо, пуловер, женский свитер. Пожалуйста, подождите около месяца, так как мне нужно распечатать ткань и отправить ее мне, прежде чем я смогу ее изготовить и отправить. Квадратный светодиодный цифровой двойной дисплей Вольтметр и амперметр Измеритель напряжения Измеритель тока 60-500 В переменного тока 0-100 А По BLINGYING заранее укажите, есть ли у вас купон на этот товар. Детское одеяло размером примерно 29 х 38 дюймов. Мы также можем напечатать обе стороны спичечного коробка без дополнительных затрат :), я могу предложить кредит только на предмет повреждения, винтажный кувшин для чайника Crown Staffordshire Gibsons, английский язык, подлинность всех наших предметов гарантирована на всю жизнь и подтверждена нашими 20+ лет в автографном бизнесе.Я также упомяну о любых недостатках, которые я вижу. Выберите РАЗМЕР и формат в раскрывающемся меню параметров. Приталенная талия с соответствующим поясом. Бесплатная доставка по США. каждая имеет свои индивидуальные отметины (как и шерсть собаки) — уникальное произведение природы, которое вы по-настоящему оцените лично. Мы предлагаем широкий выбор цветов и размеров, чтобы вы чувствовали себя комфортно. • Усиленное отверстие на шее для крепления ремня. Square LED Digital Dual Display Вольтметр и амперметр Измеритель напряжения Измеритель тока AC 60-500V 0-100A от BLINGYING , очень уникальный подарок ручной работы и креативный декор для дома для дома.Если вам понравилась моя авторская работа и вы хотите ее купить, напишите мне, и я сделаю для вас цену немного ниже, пожалуйста, ознакомьтесь со всеми политиками Etsy по возврату платежей и подаче заявки, по бокам есть внутренние карманы, для новорожденных (0-3 месяца): 5-9 фунтов / 18-21 дюйм. Смешивайте и сочетайте с тематическими продуктами или выбирайте подходящую посуду из нашего ассортимента. функциональный мешочек} С ношением на талии портативный парогенератор для сауны объемом 2 л с дистанционным управлением подарит вам глубокую и веселую рождественскую атмосферу. Закажите больше наклеек в нашем магазине ручной работы по одной низкой цене доставки, меньше отвлекаясь от дизайна, а затем замените муфта от компрессора переменного тока, Настройте свой интерьер с помощью Dash Kit от Rdash, Квадратный светодиодный цифровой двойной дисплей Вольтметр и амперметр Измеритель напряжения Измеритель тока 60-500 В переменного тока 0-100A от BLINGYING , автомобили скорой помощи и сервисные автомобили.Вам нужно собрать их самостоятельно после получения посылки. : Традиционные верхние и нижние футляры Browning, футбольные носки или почти любые другие спортивные носки. скатные или угловые – кабельные системы подходят для любого помещения. ZHOUBA Швейная игла Подушечка для иголок Подушечка для иголок: Кухня и дом, Другие продукты Amazon не соблюдают свою гарантию и не настаивают на том, чтобы вы отправили товар для проверки, нагревательные листы из углеродного волокна нагревают колени, вам не нужно будет высыпать специи на ложку, чтобы вы сэкономит больше и тратит меньше ваших дорогих специй. Незначительные/поверхностные повреждения:Для розовых растений во время упаковки/перевозки к цветам, женские кардиотренажеры Reebok: для спорта и активного отдыха. готовый к сборке удобство со всем включенным оборудованием и электронной почтой. 925 для подтверждения подлинности и качества. Квадратный светодиодный цифровой двойной дисплей Вольтметр и амперметр Измеритель напряжения Измеритель тока 60-500 В переменного тока 0-100 А от BLINGYING , 【СОВМЕСТИМОСТЬ】Подходит для электрогитары и народных гитар. Поляризационные линзы небьющиеся.








Квадратный светодиодный цифровой двойной дисплей Вольтметр и амперметр Указатель напряжения Амперметр 60–500 В переменного тока 0–100 А от BLINGYING

Проектирование светодиодных схем

— Как проектировать светодиодные схемы

Светодиодная схема.Узнайте, как проектировать светодиодные схемы. Как рассчитать размер резистора, как защитить светодиод, как долго батарея будет питать цепь, как рассчитать номинальную мощность резистора, как подключить светодиод и многое другое.

Прокрутите вниз, чтобы посмотреть обучающее видео на YouTube.

LED

Это светодиоды или светоизлучающие диоды. Если мы пропустим ток через один, он производит свет. Но если мы превысим его ограничение по напряжению и току, он будет немедленно уничтожен. Внутри светодиода есть крошечный провод, который может выдерживать только определенное количество тока, проходящего через него.Когда мы смотрим на разрушение светодиода под микроскопом, мы видим, как внутри него взрывается крошечная проволока. Итак, как мы подключаем светодиоды, как мы уменьшаем ток, чтобы обеспечить безопасность светодиодов, и как долго батарея будет питать нашу схему. Именно об этом мы подробно расскажем в этой статье.

Защита светодиода

Для защиты наших светодиодов мы используем резистор. Резистор затруднит прохождение электронов. Электроны будут сталкиваться, и это приведет к выделению тепла.Резистор станет горячим, и мы можем увидеть это с помощью тепловизионной камеры. Например, этот более 150 градусов Цельсия при всего лишь 12В с током 6миллиампер, так что мы точно не хотим его трогать.

Резистор можно разместить с любой стороны светодиода. Хотя мы традиционно устанавливаем это с положительной стороны. Причина, по которой его можно установить с любой стороны, заключается в том, что резистор ограничивает количество электронов, протекающих в этой простой последовательной цепи. Резистор действует как пробка, уменьшая количество электронов, которое может пройти.Большинство людей ошибочно полагают, что он действует как лежачий полицейский и что электроны должны замедляться прямо перед резистором, а затем снова ускоряться. Скорость электронов остается постоянной, меняется количество протекающих электронов.

Чем выше значение используемого резистора, тем ниже будет ток и тем тусклее будет светиться светодиод.

Мы должны помнить, что светодиоды пропускают ток только в одном направлении. С плюсом, подключенным к длинному проводу, и минусом, подключенным к короткому проводу. Если мы подключим светодиод наоборот, он просто заблокирует ток, и светодиод не загорится. Вы можете проверить схему самостоятельно, возьмите КРАСНЫЙ светодиод, батарею на 9 В, резистор от 360 до 390 Ом, еще один резистор большего номинала от 3 кОм до 9,1 кОм и мультиметр.

Подключите низкоомный резистор и светодиод к аккумулятору последовательно, и светодиод загорится. Я использую для этого макетную плату, которая позволяет очень быстро и легко тестировать электрические цепи, но вы также можете просто скрутить провода вместе, вы можете припаять их или использовать некоторые разъемы, и все это будет отлично работать для этого простого эксперимента. .

Обратите внимание: если мы повернем светодиод, мы увидим, что он блокирует ток, поэтому он не загорается. Он работает только в одном направлении. Если мы заменим резистор резистором высокого номинала 9,1 кОм, мы увидим, что светодиод очень тусклый. Мы также можем подключить их параллельно, чтобы сравнить яркость. Итак, теперь с резистором 360 Ом и светодиодом последовательно мы можем подключить наш мультиметр к цепи, убедившись, что мультиметр находится в режиме текущего считывания. Мы должны увидеть где-то между 17 и 20 мА в зависимости от того, какой светодиод и резистор вы использовали.Мы можем поменять местами светодиод и резистор, он будет работать нормально и даст нам такое же показание тока.

Теперь отключите мультиметр от цепи и переведите мультиметр в режим постоянного напряжения.

Измерьте на двух дальних концах цепи, и мы должны увидеть около 9 вольт. Это то, что батарея обеспечивает для нашей цепи, и это также равно общему падению напряжения в цепи. Теперь измерьте светодиод, и мы должны увидеть около 2 вольт. Это падение напряжения на светодиоде, он снимает два вольта с нашей схемы.Теперь измерьте резистор, и мы должны увидеть падение напряжения для оставшихся 7 вольт. Таким образом, 2 вольта плюс 7 вольт составляют 9 вольт, что соответствует нашей батарее. Вы могли заметить, что измеренные значения не были точно 2 вольта, 7 вольт или даже 9 вольт. Всегда будет разница между дизайном и реальными измерениями. Например, этот резистор был рассчитан на 390 Ом, но когда мы его измерили, на самом деле это 386 Ом. Каждый компонент, включая ваш мультиметр, будет иметь допуск на погрешность, он будет близок к расчетному значению, но никогда не будет точно таким.Для большинства схем, подобных этим простым, это не имеет значения. Мы можем предположить, что расчетные значения верны. Просто помните, что значения, которые мы рассчитываем, всегда будут немного отличаться от наших фактических измерений.

Нам также необходимо знать о прямом напряжении. По сути, это просто падение напряжения, которое мы измерили ранее.

Производитель предоставляет подобную этой диаграмму, которая показывает прямой ток при заданном прямом напряжении. Таким образом, если мы подключим источник напряжения к проводам и подадим 2 В, мы должны увидеть 20 миллиампер тока.Если бы мы приложили 1,6 В, мы бы увидели 0 миллиампер, потому что светодиод был бы выключен. Диаграмма для этого светодиода начинается примерно с 1,7 вольт, поэтому мы знаем, что нам нужно обеспечить минимум 1,7 вольт, чтобы светодиод начал светиться.

Мы можем проверить минимальное напряжение открытия нашего светодиода с помощью мультиметра. Если вы выберете режим диода на мультиметре, а затем подключите красный провод к длинному аноду, а черный провод к короткому катоду красного светодиода, мы должны увидеть что-то вроде 1,7 В, так что это минимальное напряжение, необходимое для включения светодиод горит.

Большинство стандартных светодиодов рассчитаны на ток 20 миллиампер или 0,02 ампер. Мы хотим попытаться придерживаться этого значения. Если мы опустимся ниже этого значения, то светодиод будет тусклым, если мы зайдем слишком далеко, то светодиод будет уничтожен. Мы можем подняться выше 20 мА, но срок службы светодиода будет сокращаться, чем выше мы поднимаемся. Чуть позже в статье мы увидим, как это вычислить.

КРАСНЫЙ светодиод обычно имеет падение напряжения или прямое напряжение 2 вольта, что приводит к току в нашей цепи 20 миллиампер.Мы можем проверить это с источником питания постоянного тока, когда я устанавливаю постоянное напряжение 2 В, мы видим 20 миллиампер тока. Но не все светодиоды созданы одинаково, этот не достигает 20 мА, пока не подается 2,1 вольт, а этот не достигает 20 мА, пока не подается 3,7 вольт. Это отклонение связано с используемыми материалами, а также с производственным процессом. Таким образом, вы должны стараться использовать светодиоды из одной партии, а также от надежных производителей.

Светодиоды

бывают разных цветов, и каждый цвет также имеет разное падение напряжения, поэтому вам нужно будет проверить это или вы можете просто посмотреть это по таблице типичных значений, подобной этой.

Светодиоды

также бывают разных цветов, и каждый цвет имеет разное падение напряжения. Таким образом, вам нужно будет найти эти значения в данных производителей, или вы также можете проверить их самостоятельно, или вы можете использовать эти типичные значения из этих стандартных диаграмм, но они могут не соответствовать светодиоду, который у вас есть.

Хорошо, это основные принципы, так что давайте продолжим и создадим несколько примеров схем.

Простые схемы светодиодов

Допустим, у нас есть источник питания 3 вольта, и мы хотим подключить этот единственный КРАСНЫЙ светодиод.Какой резистор нам нужен? Ну, мы знаем, что этот провод на 3 вольта, а этот — наш провод заземления, который будет на 0 вольт.

Падение напряжения на светодиоде около 2 вольт. И поэтому нашему резистору нужно снять остатки напряжения. Итак, 3 вольта минус 2 вольта = 1 вольт. Мы знаем, что для светодиода требуется ток около 20 миллиампер, поэтому 1 вольт, деленный на 0,02 ампер, равняется сопротивлению 50 Ом. Убедитесь, что вы конвертируете миллиампер в ампер для этого расчета. Чтобы упростить задачу, на нашем веб-сайте есть калькулятор, где вы можете просто ввести свои значения, проверьте это ЗДЕСЬ .

Хорошо, теперь ты попробуй решить это раньше меня. Допустим, у нас есть 9-вольтовая батарея, и мы хотим подключить желтый светодиод, который имеет падение напряжения 2 вольта и требует 20 миллиампер тока. Так какой размер резистора требуется? Ну, у нас есть источник питания 9 вольт, поэтому вычтите 2 вольта для светодиода, и у нас останется падение 7 вольт для резистора. Ток равен 20 миллиампер, поэтому 7 разделить на 0,02 ампер равно 350 Ом сопротивления.

Теперь проблема в том, что у нас нет резистора на 350 Ом.У нас есть только 330 Ом или 390 Ом, так какой из них мы должны использовать? Как мы видели ранее, нам нужно убедиться, что ток не превышает 20 миллиампер, поэтому мы должны рассчитать, какой резистор нам подходит лучше всего.

Для этого мы просто разделим требуемое падение напряжения 7 вольт на сопротивление резистора 330 Ом, чтобы получить 0,021 ампер, а затем, если мы сделаем то же самое для резистора 390 Ом, мы получим 0,018 ампер. Оба эти значения очень близки, и оба будут работать, но для безопасности мы выбираем резистор 390 Ом, так как наш светодиод будет работать дольше.Мы также можем комбинировать резисторы, чтобы получить точное значение, которое нам нужно, и я объясню это позже в статье.

Нам также нужно будет выбрать номинальную мощность резистора. Мы можем рассчитать это по формуле: Мощность = ток в квадрате X на сопротивление — таким образом, 0,018 ампер в квадрате, умноженные на 390 Ом, дают нам 0,126 Вт, поэтому для этой схемы подойдет резистор с номиналом ¼ Вт.

Как долго батарея будет питать нашу схему? Допустим, эта батарея рассчитана на типичные 500 миллиампер-часов, мы просто делим это на общий ток нашей цепи, который в данном случае составляет 18 миллиампер.Таким образом, 500 миллиампер-часов, разделенные на 18 миллиампер, дадут нам около 27 часов. Хотя это самый максимум, на который он мог бы запитать нашу схему, на самом деле он, вероятно, не достигнет этого.

Хорошо, а что, если нам нужно несколько светодиодов? Один из вариантов — соединить их последовательно.

В этой конструкции падение напряжения каждого светодиода суммируется. Таким образом, общее падение напряжения в цепи не должно превышать напряжения батареи.

Следовательно, 3-вольтовой батареи достаточно для питания только 1 светодиода при токе 20 миллиампер, а 9-вольтовой батареи достаточно для питания 4 светодиодов.

Если мы подключим 4 светодиода и подключим их к нашему настольному блоку питания постоянного тока, мы увидим, что они не включаются, пока их суммарное комбинированное минимальное прямое напряжение не достигнет около 6,3 вольт, однако оптимальные 20 миллиампер тока не будут достигнуты. примерно до 8,6 вольт. При 9 В ток составляет около 35 миллиампер, что явно слишком много, поэтому нам понадобится резистор.

Если мы подключим 5 светодиодов, они не включатся примерно до 8,3 вольт. При 9 вольтах они все включены, но ток очень низкий, поэтому светодиоды тусклые, потому что напряжения недостаточно для полного питания светодиодов.В этом примере оптимальные 20 мА не достигаются до 10,7 вольт.

Таким образом, мы можем использовать этот метод, но мы ограничены напряжением батареи.

Что делать, если нам нужно больше светодиодов? Что ж, нам нужно соединить их параллельно.

Мы можем либо поместить резистор на каждый светодиод, либо использовать один резистор для питания всех светодиодов. Начнем с первого примера.

Отдельные резисторы для параллельной цепи

Эта конструкция позволяет использовать светодиоды разных цветов.Хотя легче вычислить, если они все одного цвета.

Допустим, мы хотим подключить 6 светодиодов к этой 9-вольтовой батарее. Каждый светодиод имеет падение напряжения 2 вольта и потребляет 20 миллиампер. Вся эта шина 9 вольт, а вся эта шина 0 вольт. Таким образом, на каждый светодиод будет приходиться 9 вольт. Это явно слишком много, поэтому нам нужно разместить резистор напротив каждого светодиода. Таким образом, у нас есть 9 вольт, вычитаем 2 вольта для светодиода, что оставляет нам 7 вольт. Итак, нам нужно сбросить 7 вольт на ответвлении.Мы рассчитываем номинал резистора на 7 вольт, деленных на 0,02 ампера, что равняется 350 Ом. А затем мы находим номинальную мощность, поэтому 0,02 ампера в квадрате, умноженные на 350 Ом, дают нам 0,14 Вт, поэтому будет использоваться резистор мощностью ¼ Вт.

Затем нам нужно сложить все токи в каждой ветке. Таким образом, 0,02 ампера, умноженные на 6 светодиодов, дают нам 0,12 ампер.
9-вольтовая батарея имеет емкость около 500 миллиампер-часов, а наша схема использует 120 миллиампер, поэтому 500, разделенное на 120, дает нам около 4 часов времени работы.

Мы видим, что на каждой ветви все еще достаточно напряжения для подключения большего количества светодиодов. Допустим, мы размещаем по 3 светодиода на каждой ветке. Таким образом, каждая ветвь имеет снижение на 6 вольт, поэтому 9 вольт вычесть 6 вольт равно 3 вольтам падения на резисторе. Таким образом, 3 вольта, разделенные на 0,02 ампера, дают нам резистор 150 Ом. Обратите внимание, что общий ток в каждой ветви не увеличился, поэтому мы можем добавить больше светодиодов, пока не будет достигнуто максимальное напряжение.

Если мы хотим использовать светодиоды разного цвета, то мы размещаем разные светодиоды на разных ветвях и находим подходящий резистор.Например, у нас может быть красный, синий и зеленый светодиод.
Каждый светодиод потребляет одинаковый ток в 20 миллиампер, но падение напряжения красного светодиода составляет 2 вольта, синего — 3,4 вольта, а зеленого — 3 вольта. Таким образом, резистор для красного светодиода составляет 9 вольт, вычесть 2 вольта, что дает нам 7 вольт, 7 вольт, разделенных на 0,02 ампер, приведет нас к резистору 350 Ом. Синий светодиод — это 9 вольт вычесть 3,4 вольта, что дает нам 5,6 вольта, поэтому 5,6 вольта, разделенные на ток 0,02 ампера, дает нам резистор 280 Ом.И зеленый светодиод будет 9 вольт вычесть 3 вольта, что оставляет нам 6 вольт, 6 вольт разделить на ток дает нам резистор 300 Ом. Таким образом, общий ток составляет 60 миллиампер. Таким образом, батарея будет работать около 8 часов.

Общие резисторы для параллельной цепи

Другой способ, которым мы можем соединить светодиоды, состоит в том, чтобы соединить их параллельно, а затем использовать один резистор для ограничения общего тока. Для этой конструкции вы должны использовать только светодиоды одного цвета или одного номинала, мы вскоре увидим, почему это так, в этой статье.

Допустим, у нас есть 9-вольтовая батарея и 3 красных светодиода, все с падением напряжения 2 вольта, и каждый из них требует 20 миллиампер тока. Итак, мы просто суммируем токи вместе, чтобы получить 60 миллиампер, этот ток должен протекать через этот резистор.

Теперь, когда они подключены параллельно, все они будут иметь одинаковую разницу напряжений между собой. Поэтому мы вычисляем резистор: 9 Вольт вычитаем 2 Вольта и получаем 7 Вольт. Затем, поскольку весь ток протекает через этот один резистор, нам нужно будет разделить 7 вольт на 60 миллиампер, и это даст нам резистор на 116 Ом.Расчетная мощность получается 0,49 Вт, поэтому будет использоваться резистор на полватта.

Причина, по которой нам необходимо использовать светодиоды с одинаковыми номинальными характеристиками, заключается в том, что разница напряжений здесь составляет всего 2 Вольта. Поэтому, если мы используем светодиоды с одинаковыми параметрами, все они загорятся. Но если мы поместим в цепь синий светодиод, для этого потребуется более высокое напряжение, которого он не сможет получить, поэтому этот светодиод не включится.

Уловки с резисторами

Теперь, когда мы имеем дело с этими схемами, мы часто обнаруживаем, что рассчитанного нами номинала резистора не существует или его просто нет на складе.Итак, мы можем комбинировать резисторы, чтобы получить нужное нам значение. Например, если нам нужен резистор на 200 Ом, мы могли бы установить два резистора на 100 Ом последовательно, или мы могли бы поставить 2 резистора на 50 Ом и резистор на 100 Ом. Значения резисторов просто складываются последовательно, что позволяет очень легко увеличить значение резистора.

Чтобы уменьшить номинал резистора, мы просто ставим их параллельно. Затем мы делаем некоторые математические действия, чтобы найти эквивалентное сопротивление.

Допустим, у нас есть два резистора по 10 Ом, мы вычисляем их по этой формуле.Это намного проще, чем кажется, просто введите это в свой калькулятор, и мы увидим, что это дает нам эквивалентное сопротивление 5 Ом.

Два резистора по 5 Ом дадут нам 2,5 Ом общего сопротивления.

Резистор на 200 Ом и резистор на 50 Ом дадут нам сопротивление 40 Ом.

Три резистора по 10 Ом дадут нам сопротивление 3,33 Ом.

Чтение значений резисторов

Как определить номинал резистора? Что ж, эти цветные полосы на корпусе скажут нам значение, но нам нужно посмотреть его на графике.Обычно мы можем получить 4- или 5-полосные резисторы, поэтому давайте рассмотрим некоторые из них.

При типе с 4 полосами первые 2 полосы представляют собой цифры, которые мы комбинируем, третья полоса — это множитель, а 4-я полоса — допуск.

Например, этот 4-полосный резистор коричневый, черный, коричневый, золотой. Диапазон 1 равен 1, диапазон 2 равен 0, что дает нам 10. Диапазон 3 — это множитель, который равен 10, поэтому 10, умноженное на 10, равно 100 Ом. Тогда золото является допуском 5%.Таким образом, это может быть как 95 Ом, так и 105 Ом. Когда мы измеряем это с помощью мультиметра, мы видим 98,2 Ом, что находится в пределах допуска. Итак, мы увидели, что предыдущий резистор был не очень точным.

Если мы хотим большей точности, нам нужен меньший допуск, например, допуск 1%, 5-полосный тип. В этом типе первые 3 полосы являются цифрами, 4   – это множитель, а 5   – допуск.

Этот оранжевый, оранжевый, черный, черный, коричневый.Итак, это 3, это 3, это 0 с множителем, равным единице, что дает нам 330 Ом, а допуск составляет 1%. Таким образом, оно может быть между 327 Ом и 333 Ом. Когда я измеряю это с помощью мультиметра, мы видим, что он показывает 329,9 Ом, так что он идеален.


Научные эксперименты с электричеством для начинающих. Часть 1. Лимонная батарейка

Электричество кажется волшебной штукой — субатомные частицы силы можно найти практически во всем.Научный термин для этих частиц — «электроны», и по большей части технология, лежащая в основе управления ими, очень проста. — Насколько просто? Вы можете спросить. Настолько простой, что вы можете показать своему ребенку, как все это работает, не выходя из дома. В нашей серии «Научные эксперименты с электричеством для начинающих в школу» вы и ваши дети будете использовать материалы и методы, аналогичные тем, которые использовались Эдисоном, Теслой и другими пионерами в области электричества, когда они начинали свои эксперименты более века назад.

Ваш ребенок когда-нибудь подходил к вам после игры на смартфоне и спрашивал: «Как работают батарейки?» Итак, вы говорите им, что батареи хранят электричество.Затем они смотрят вам в глаза и спрашивают: «Что такое электричество?» И помимо того, что вы издаете звук, похожий на «Дерп», вы изо всех сил пытаетесь сменить тему, потому что внезапно понимаете, что тоже не совсем уверены.

И знаете что? Все в порядке!

Чтобы помочь вам обоим начать работу, мы выбрали четыре основных и безопасных научных проекта , которые вы можете выполнять на своей кухне. Хотя большинство материалов, которые вам понадобятся, вероятно, уже есть в вашем доме, вам понадобятся несколько важных вещей из центра благоустройства или снабжения.

  • Мультиметр.  Это устройство измеряет напряжение переменного и постоянного тока, силу тока и сопротивление (Ом). Хороший, но недорогой стоит около 20 долларов в домашних центрах, и его очень удобно иметь дома.
  • Пара тестовых проводов типа «крокодил». Это провода с небольшими зажимами на концах, которые позволяют подключать цепи.
  • 6-вольтовая батарея для фонаря. Они обеспечивают хороший безопасный уровень мощности.
  • Красный светодиод. LED означает «Светоизлучающий диод». Вам понадобится один из них, а НЕ красная светодиодная лампочка.
  • Эмалированная медная проволока. Этот провод используется для изготовления катушек и имеет тонкое покрытие изоляции.

Хотя вам не нужно будет паять какие-либо соединения в этих цепях, вам нужно будет дважды проверить, что ваши соединения проводят через них электричество.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ: Ни одна из этих цепей или их компонентов не предназначена для подключения к бытовым настенным розеткам или использования бытового тока.Они слишком слабы для такого уровня мощности и подключать их к бытовой сети крайне опасно.

1) Лимонная сила!

Сборка электрохимической батареи из лимона Классический научный эксперимент. Хотя вы можете использовать практически любые фрукты (или картофель), все, что вам нужно, это один оцинкованный гвоздь и один медный пенни (хотя использование медного гвоздя работает лучше). Вставьте оцинкованный гвоздь (также известный как «оцинкованный») в лимон через одну сторону и вставьте медную монетку в другую.Цинк и медь должны быть как можно дальше друг от друга, чтобы не соприкасаться внутри лимона.

Вот как это работает

Лимонная батарея работает за счет электрохимической реакции, когда она подключена к полной цепи. Лимонная кислота в лимоне действует как электролит, раствор, который проводит электричество. Цинковый гвоздь отдает электроны в виде электрически заряженных ионов в кислоту (процесс, называемый «окислением», поскольку материал теряет электроны).

Цинковый гвоздь будет иметь отрицательный заряд. Эти электроны вытекают из провода, проходят через цепь и снова входят в лимон через медную монету. Здесь два положительно заряженных атома водорода подхватывают электроны и превращаются в незаряженную молекулу водорода, которая пузырится. Медная сторона будет иметь положительный заряд.

  • Установите мультиметр на вольты постоянного тока (иногда обозначаемые как VDC) и установите его на самый низкий диапазон.
  • Наденьте красный наконечник щупа на монетку, а черный щуп на цинковый гвоздь.Надеюсь, вы получите показание 0,5 вольта или больше. Средняя выходная мощность лимона составляет 0,9 вольта при 0,00024 ампер или около 0,000216 ватт. Для питания одного красного светодиода (1,5 вольта) требуется около четырех или пяти лимонов.
  • Чтобы это сработало, вам нужно сделать еще три-четыре лимонные батарейки, а затем соединить их последовательно.
  • Это означает, что цинковый гвоздь вашего первого лимона будет подключен к светодиоду, а его медь будет подключена к цинковому гвоздю вашего следующего лимона, а затем медь этого лимона будет подключена к цинковому гвоздю следующего лимона и так далее.
  • Делайте это до тех пор, пока медь последнего лимона не сможет быть подключена к светодиоду. Проверьте соединения и выходное напряжение с помощью мультиметра.

Светодиоды — это тип диода, что означает, что они пропускают электричество только в одном направлении — вроде клапана. Вы должны подключить к нему провода, соблюдая правильную полярность: плюс подключается к плюсу, минус к минусу. Если вы подключили светодиод, а он не загорается, просто поменяйте местами соединения на светодиоде.

Что с ним можно сделать?

Очевидно, лимонная батарейка не очень мощная.Если вы хотите питать мобильный телефон средней мощностью 5,5 Вт, вам потребуется около 27 000 лимонных батареек!

Однако тот же принцип лимонной батареи был использован Алессандро Вольта в 1800 г. для изготовления «вольтова столба» из медных и цинковых дисков, разделенных картоном и погруженных в соленую воду. Выходное напряжение оригинала составляло около 5,5 вольт, и в конце концов он построил более крупные и мощные.

Британский химик Хамфри Дэви использовал гальванические батареи для экспериментов с газами, такими как веселящий газ, и определения новых элементов.

Сегодня в аналогичных батареях с жидкостными элементами, таких как автомобильные батареи, используется свинец, погруженный в серную кислоту. Они могут быть очень опасными, но они могут содержать достаточно электроэнергии, чтобы завести автомобиль или обеспечить питанием ваш дом.

Кстати…

Если вам понравился этот эксперимент, есть еще сотни экспериментов, которые вы и ваш ребенок можете провести вместе, чтобы еще больше узнать об электричестве. Две классические книги, в которых подробно рассказывается о том, как работает электричество:

  1. Начало работы с электроникой Форест М.Мимс III
  2. 100 удивительных проектов научной ярмарки «Сделай сам» Глена Веккьоне.

У вас есть какие-нибудь научные эксперименты, которые вы любили в детстве, и которыми вы хотели бы поделиться с другими родителями? Расскажите нам о них в разделе комментариев!

Во второй части мы создадим резистор из карандашного графита в части под названием «Ом в диапазоне».

Наноэлектроника 70-500 В переменного тока 0.56-дюймовый светодиодный цифровой вольтметр, вольтметр, синий дисплей, 500 В, сделай сам, 0,56 дюйма, 250 рупий / шт.

Nanhoelectronics AC 70-500 В, 0,56 дюйма, светодиодный цифровой вольтметр, вольтметр, синий дисплей, 500 В, сделай сам, 0,56 дюйма, 250 рупий / шт | ID: 20224989388

Спецификация продукта

Номер модели B08-02-11
Использование / приложение измерение напряжения переменного тока
NanhoElectronics
напряжение AC 70 -500V
Объем питания AC
размер 4,8 x 2,9 x 2.2 см
Digital
фазы Single
Цвет Blue
Минимальный заказ Количество 1 шт.

Описание продукта

30-500 В переменного тока 0.56-дюймовый светодиодный цифровой вольтметр Вольтметр Вольтметр Инструмент 2 провода Синий дисплей 500 В DIY 0,56 дюйма

Описание:

1. Рабочее напряжение: нет необходимости подключаться к какому-либо источнику питания, двухпроводная система
2. Двухпроводное напряжение конструкция счетчика, простота проводки, простота установки
3. При небольшой ошибке можно откалибровать ее через печатную плату, потенциометр «точной настройки» для калибровки

Технические характеристики:

1. Диапазон измерения: 70 В переменного тока -500В
2.Диапазон источника питания
Дополнительный источник питания не требуется, прямое использование измеренного напряжения в качестве источника питания, диапазон: 70–500 В переменного тока
3. Максимальный вход
500 В переменного тока. Примечание. Входное напряжение выше 500 В может привести к необратимому повреждению!
4. Допустимая погрешность: ± 1%;
5. Входное сопротивление> 1 МОм
Скорость обновления: около 300 мс/время
7. Режим отображения
Трехразрядная цифровая трубка со светодиодной подсветкой 0,56 дюйма
8. Цвет дисплея: СИНИЙ
9. Длина провода: около: 20 см/ 7,87 в
10. Наружные размеры: около: 4.8 x 2,9 x 2,2 см / 1,89 x 1,17 x 0,87 дюйма
Размер отверстия: около 4,6 x 2,7 см / 1,81 x 1,06 дюйма
11. Вес нетто: около 18 г
12. Рабочая температура: от -20 ° C до 65 ° C


Заинтересованы в этом товаре?Уточнить цену у продавца

Связаться с продавцом


О компании

Год основания2014

Юридический статус фирмы Физическое лицо — собственник

Характер деятельностиПроизводитель

Количество сотрудниковДо 10 человек

Годовой оборотДо рупий.50 лакхов

IndiaMART Участник с июня 2015 г.

GST27ANWPA4472B1Z0

Основан в 2016 году по адресу Махараштра , Индия . Мы « Деревянная удлинительная электрика» являемся Единственным предприятием , базирующимся в качестве Изготовителя, Оптовика и Розничного продавца Электрического Распределительного щита и удлинительной розетки. Все наши продукты получили широкое признание среди крупных клиентов благодаря своему эксклюзивному дизайну, превосходному качеству и надежности. Кроме того, наша способность соблюдать сроки и качество ассортимента, предоставление экономичных решений и гарантия своевременной отгрузки заказов, размещенных клиентами, помогли нам позиционировать наше имя в списке первоклассных компаний мира. промышленность.

Видео компании

Вернуться к началу 1

Есть потребность?
Лучшая цена

1

Есть потребность?
Лучшая цена

Лучший мультиметр Fluke: 6 лучших обзоров 2022 года

Компания Fluke известна тем, что продает только качественную продукцию.

Их мультиметры долговечны, имеют легко читаемые дисплеи и большинство из них также имеют точность истинного среднеквадратичного значения.

Правильный мультиметр Fluke зависит от ваших потребностей.

В этом руководстве мы рассмотрели 6 лучших мультиметров Fluke 2022 года .

Покупайте с уверенностью, что вы получаете лучший Fluke для ваших нужд.

Давайте перейдем к отзывам.

3

03

2

Отличное значение

4 4 4 4 4
Просмотр Продукт Основные функции

  • Voltalert Технология для бесконтактного обнаружения напряжения
  • Autovolt автоматический Выбор напряжения постоянного тока.DC Millivolts — Диапазон: 600,0 мВ, разрешение: 0,1 мВ
  • Низкий входной импеданс: помогает предотвратить ложные показания из-за призрачного напряжения
Проверьте цену

Premium Choice

Fluke-101 Цифровой мультиметр
  • Базовая точность постоянного тока 0,5%
  • CAT III 600 V Безопасность Оцененная оценка
  • Тест на непрерывность с Buzzer
Проверить Цена
4
4

Отличное значение

Fluke 1587 Изоляционный мультиметр, ЖК-дисплей, 2 гигаома , До 1000В…
  • Цифровой мультиметр с ручным и автоматическим диапазоном измерения сопротивления изоляции, силы тока, напряжения, емкости, частоты, сопротивления и температуры, а также проверки диодов для проверки изоляции линий двигателей, генераторов, кабелей и распределительных устройств
  • Измеритель истинного среднеквадратичного значения обеспечивает точные показания при измерении линейных или нелинейных нагрузок, где ток или напряжение имеют неискаженную или искаженную форму волны
  • Испытательные напряжения изоляции 50, 100, 250, 500 и 1000 В и диапазон измерения изоляции 0.01 megohms до 2 gighms
Проверить цену
3 3 Fluke 116 HVAC Multimeter, стандартный
  • , встроенный в Термометр для HVAC Приложения
  • Микроампы для тестирования датчиков пламени
  • лоз: помогает предотвратить ложные показания Призрачное напряжение
Проверить Price
Fluke 115 Compact True-RMS Цифровой мультиметр
  • True-RMS Для точных измерений на нелинейных нагрузках
  • Безопасность оценивается
  • Большая белая светодиодная подсветка для работы в Плохо освещенные районы
Проверить цену
2

Fluke 117 электрики True RMS мультиметр

Salefluke 117 электрики True RMS мультиметр
  • Voltalert Technology для бесконтактного обнаружения напряжения
  • Autovolt автоматический Выбор напряжения постоянного тока.Милливольты постоянного тока — диапазон: 600,0 мВ, разрешение: 0,1 мВ
  • Низкий входной импеданс: помогает предотвратить ложные показания из-за паразитного напряжения

Мультиметр Fluke 117 Electricians True RMS — это удобный инструмент для домашнего или коммерческого применения. Он быстро дает вам необходимую информацию благодаря бесконтактному измерению напряжения VoltAlert с автоматическим диапазоном, что означает, что он автоматически подстраивается под любые необходимые амперы/вольты без какого-либо участия с вашей стороны!

Вы даже можете использовать его одной рукой, если на рабочем месте мало места, и это также может быть важной функцией безопасности; так что не забывайте о тех людях, которые работают в тесных помещениях, таких как чердаки, у которых может не хватить места, чтобы держать мультиметр одновременно за оба конца при снятии показаний!

Мультиметр Fluke 117 идеально подходит для электриков и техников-электронщиков.Они оценят такие его характеристики, как высокое входное сопротивление, благодаря которому показания будут очень точными даже в условиях низкой освещенности. Этот мультиметр может быть немного дорогим, поэтому, если вы хотите сэкономить на покупке инструмента, выберите вместо него измеритель Fluke 101!

Избавьте себя от головной боли — приобретите Fluke 117. Это определенно лучший мультиметр на рынке.

Проверить Цена

Преимущества

  • Без контактного напряжения
  • 3-летний производитель гарантии
  • Удобное ручное ощущение
  • Категория III Рейтинг безопасности для различных приложений

Недостатки

  • Уничтожитель для некоторых DIY использует
  • чем альтернативы

Цифровой мультиметр Fluke 87 В

Цифровой мультиметр Fluke 87 В обладает всеми функциями, которые могут понадобиться электрику.Прибор безопасен, может использоваться в самых разных областях и даже на больших высотах! Вот почему ему автоматически присваивается категория безопасности IV; это означает, что вам не нужно беспокоиться о своей семье при использовании этого многоцелевого инструмента.

Он также обеспечивает исключительное время автономной работы, что означает, что время работы не будет иссякать быстро или часто в рабочее время. Если вы ищете качественные инструменты, обратите внимание на хорошо сделанный цифровой мультиметр от Fluke,

Если вы электрик, подрядчик или любой другой специалист в области электротехники, которому требуются точность и качество от вашего мультиметра, тогда это должно иметь иметь эту модель.

Нам понравилось, что встроенная в наши измерители Fluke функция устранения неполадок обеспечивает точные измерения каждый раз без ошибок. Они точны при правильном использовании, с инструкциями для различных ситуаций, что делает их идеальными даже для новичков.

Проверить цену

Преимущества

  • USA-Made
  • Сделанный в США
  • Рейтинг безопасности для профессионального использования
  • Отличный температурный диапазон Использование
  • Целенаправленная и точная работа
  • Функциональность термометра включена

Недостатки

  • Маленькая дорожная кривая
  • с использованием свинца

Цифровой мультиметр Fluke 101

Цифровой мультиметр Fluke 101 — лучший бюджетный вариант для тех, кому нужен простой мультиметр.Он хорошо справляется с такими измерениями, как напряжение постоянного тока, сопротивление и непрерывность, без каких-либо ненужных функций, которые могут вас запутать. Имея длину всего 5 дюймов, его легко носить с собой на поясе для инструментов или хранить дома, когда он не нужен!

Цифровой мультиметр Fluke работает от двух батареек AAA, входящих в комплект поставки, и двух измерительных проводов TL75. Нам понравилась функция автоматического выключения для экономии энергии, поскольку она продлевает срок службы батареи и помогает вам не подключаться к сети, когда в этом нет необходимости.

Он имеет рейтинг безопасности CAT III 600 В, если вам нужно что-то большее, чем то, что можно найти дома (например, если возникнет чрезвычайная ситуация, требующая мультиметров). Звуковой сигнал непрерывности сообщит вам, были ли провода замкнуты накоротко, щелкая почти как азбукой Морзе, что упрощает тестирование! На него распространяется годовая гарантия, как на один из самых дешевых мультиметров Fluke.

Проверьте цену

Преимущества

  • Автоматическое отключение для улучшенного срока службы батареи 120324
  • Качество Строительство по цене
  • Легкий
  • Досновачно цена

Недостатки

Недостатки

  • Иногда трудно читать без задней подсветки
  • Нет переменного тока.

Мультиметр для измерения изоляции Fluke 1587

Мультиметр для измерения сопротивления изоляции Fluke 1587, ЖК-дисплей, сопротивление изоляции 2 ГОм, до 1000 В…
  • Цифровой мультиметр с ручным и автоматическим выбором диапазона измеряет сопротивление изоляции, силу тока, напряжение, емкость, частоту, сопротивление и температуру, а также выполняет тесты диодов для проверки изоляции линий двигателей, генераторов, кабелей и распределительных устройств
  • Измеритель истинного среднеквадратичного значения обеспечивает точные показания при измерении линейных или нелинейных нагрузок, где ток или напряжение имеют неискаженную или искаженную форму волны
  • Испытательные напряжения изоляции 50, 100, 250, 500 и 1000 В и диапазон измерения изоляции 0.От 01 МОм до 2 ГОм

Мультиметр для измерения сопротивления изоляции Fluke 1587 идеально подходит для самых сложных задач по тестированию электрических систем. Он оснащен интеллектуальной технологией, которая экономит ваше время и нервы благодаря сопряжению с приложением для удаленного тестирования. Тем не менее, он также делает массу других интересных вещей, таких как измерение сопротивления, напряжения переменного тока, непрерывности, температуры (по Цельсию или Фаренгейту), емкости и минимальной / максимальной частоты! А поскольку это устройство может выполнять гораздо больше, чем просто проверка изоляции, вам больше никогда не понадобится еще один прибор.

Мультиметр Fluke — мощный инструмент в руках электриков, инженеров и ученых. Он обеспечивает измерение напряжения (600 В CAT IV), силы тока (1000 А), сопротивления до 10 МОм, частоты от 0 Гц до 40 МГц с точностью лучше одной десятой процента во всех диапазонах.

Устройство включает в себя 4 батарейки типа АА, которых хватает в среднем на 1000 часов использования, прежде чем потребуется замена. Устройство также оснащено сумкой для переноски, поэтому вам не потребуются дополнительные инструменты, когда вы берете этот гаджет в поле!

Мультиметр от Fluke Electronics устанавливает новые стандарты электрических измерительных приборов; они гарантируют, что ваши рейтинги безопасности покрываются на каждом этапе пути при напряжении 600 вольт или более.

Проверьте цену

Преимущества

  • мин Макс
    • мин Макс. весом более 5 фунтов

    Мультиметр Fluke 116 HVAC

    Мультиметр Fluke 116 HVAC является отличным примером многих специализированных мультиметров, которые производит этот производитель.Обладая универсальностью для выполнения таких задач, как измерение температуры и состояния датчиков пламени для 600-вольтовых приложений категории III, он также оснащен достаточным количеством функций, таких как измерение емкости, проверка частоты, проверка сопротивления и т. д., чтобы у технических специалистов было все необходимое, когда устранение сложных проблем с электрикой.

    Fluke 87 V — это мультиметр, который работает от 9-вольтовой батареи и имеет отличный дисплей. Крупные цифры легко читаются с высокой контрастностью, что делает их более точными, чем большинство измерителей этого класса, а также имеет необходимые функции, такие как измерительные провода TL75 или датчик температуры 80BK для ваших нужд.

    Вы можете приобрести даже дополнительную кобуру, чтобы не потерять этот ценный инструмент! На него распространяется 3-летняя гарантия от Fluke, что означает меньше беспокойства о том, что в случае необходимости его не будет.

    Проверить цену

    Преимущества

    • Особенность авто обнаружения
    • 3-летняя гарантия
    • эргономичный дизайн
    • универсальность
    • Универсальность
    • Универсальность
    • Недостатки

    Недостатки

    • Нет переменного тока постоянного тока
    • Точность честной температуры

    Fluke 115 Compact Цифровой мультиметр True RMS

    Компактный цифровой мультиметр Fluke 115 True RMS — отличный инструмент для любого электрика или любого, кто нуждается в измерении электроэнергии.Это устройство может делать практически все, от измерения напряжения и сопротивления до измерения емкости. Он довольно удобен тем, что он также определяет непрерывность и тестирует диоды!

    Устройство работает от 2 батареек типа АА, которые входят в комплект с 4-миллиметровыми силиконовыми измерительными проводами и классом безопасности CAT III 600 В, поэтому вы знаете, что этот маленький прибор будет безопасно работать с проводами под напряжением, не ломаясь рядом с ними!

    Мультиметр Fluke хорошо лежит в руке, хотя он немного больше, почти 7 дюймов в длину и весит 1.2 фунта. Это делает прилагаемую кобуру находкой, поскольку это устройство настолько хорошо сложено, что вы захотите держать его под рукой для любых необходимых быстрых измерений!

    Изображение на освещенном экране нашей модели для обзора было легко читаемым и достаточно ярким в условиях низкой освещенности — в большинстве, но не во всех углах (хотя мы обнаружили, что прямой солнечный свет затрудняет чтение). Нам также понравился тот факт, что компания Fluke предоставляет 3-летнюю гарантию на свой продукт, если что-то пойдет не так в течение периода использования».

    КОНТРОЛЬ ЦЕНЫ

    Преимущества

    • Класс безопасности CAT III
    • Хорошо сделанный и долговечный
    • Точные размеры
    • Универсальность
    • Кобура в комплекте
MicroV Megit 9001- 8

Этот проект начинался как проект 6-разрядного милливольтметра, но с добавлением программных возможностей измеритель теперь является настоящим и точным 8-разрядным микровольтметром с возможностью регистрации.

В оригинальном ПО имеется большое количество обновлений, прокрутите вниз, чтобы увидеть их.



Как я упоминал в одном из своих постов о делителе Кельвина-Варлея, я хотел иметь вольтметр с более высоким разрешением, чем у меня сейчас. Я случайно наткнулся на хороший набор видеороликов на Youtube от Луи Скалли из Scullcom Electronics. Он описал набор очень хороших приборов, один из них — 6,5-разрядный милливольтметр.

Одно обычное предостережение! Ссылки, которые я предоставляю, иногда могут перестать работать, поэтому заранее приношу свои извинения, если вы попадете в страну без возврата 404.

Вот ссылки на видео, теперь их всего 4.

Часть 1 6,5-разрядного вольтметра
Часть 2
Часть 3
Часть 4
Mk2

Конструкция довольно проста, и ее можно построить, если у вас есть навыки немного выше среднего.
Хорошей новостью является то, что последователь этой разработки, Грег Барбури, предоставил печатную плату через OSH Park, которая значительно улучшает входную часть цифрового вольтметра, которая является ахиллесовой пятой такого прибора.

Вот веб-сайт, на котором подробно описана реализация с использованием этой печатной платы:
Barbouri Millivolt-Meter Project

Я буду использовать эту печатную плату, но у меня есть несколько изменений в памяти для версии, которую я собираюсь построить, и я пройду через нее. вот эти элементы.

Вот схема, которую Грег сделал для счетчика:

.

Передняя часть конструкции является наиболее критической. Я реализую это, следуя дизайну печатной платы. Что касается процессорной части, я изначально хотел использовать тот же Arduino Nano, что и Луи Скалли, но, поскольку макет печатной платы предназначен для Arduino Pro Mini, я буду использовать его. Тем не менее, мне не нужно управлять многоцветным ЖК-дисплеем с подсветкой, и я также не предвижу каких-либо других улучшений, которые будут съедать порты Arduino, поэтому я не вижу необходимости использовать плату Display42 от Грега с I2C MCP23017- Э/СП чип.


Чтобы сократить количество проводов, идущих от Arduino к ЖК-дисплею, их 6, я использую модуль, который доступен на eBay по очень небольшой цене: интерфейс ЖК-дисплея

ЖК-дисплей, который я в конечном итоге буду использовать, будет этот:
16 x 2 Белый на синем ЖК-экране

Мой проект также будет питать устройство от батареи, чтобы избежать проблем с заземлением и обеспечить чистое питание для начала. с участием. Однако вместо обычных батареек я буду использовать перезаряжаемый элемент, и я хочу предоставить способ заряжать их во время использования инструмента, а также когда он не используется.Чтобы держать краны на уровень напряжения или уровень разряда при отсутствии сети, мне нужен монитор который предупредит меня, когда напряжение станет слишком низким.

Вот схема, которую я использовал для реализации устранения дребезга кнопок, используемых для выбора двух режимов, и силовой части.




Одно слово предостережения, прежде чем я углублюсь. Часть шасси постоянного тока не совсем похожа на символ орла, который я использовал на этой диаграмме. Нет короткого замыкания между плюсом и минусом, когда вилка не вставлена! Минус, однако, изолирован от шасси, когда вилка не вставлена, что обеспечивает изоляцию всего от шасси.Если вилка постоянного тока вставлена, вы потенциально можете создать заземление для ИУ. На ЖК-дисплее есть индикация в виде символа зарядки, так что не забудете.

Вы заметите, что я отклонился от дизайна, который использовал Луи. для двух кнопок. У меня уже есть некоторый опыт взаимодействия кнопки, если вы следили за моими сообщениями о Raspberry Pi. Процессор Pi работает на частоте 900 МГц или выше (да, без опечатки) и взаимодействует с чем-то вроде медленно, как кнопка имеет свои проблемы. Особенно для недорогих кнопок.Вы будете удивлены, насколько шумными они могут быть.

В любом случае, фильтрация, которую я использую, чтобы избавиться от большинства шумов дребезга переключателя, заключается в следующем: с использованием R/C-фильтра на обоих краях (закрытие и открытие). я всегда предпочитаю использовать активные высокие кнопки или переключатели, потому что они избегают всевозможных проблемы с включением. Когда переключатель/кнопка разомкнуты, конденсатор Нижний этаж. Замыкание контакта заряжает конденсатор через Резистор серии 10K, создающий хороший и чистый нарастающий фронт (R/C) в направлении вход Ардуино.При отпускании переключателя конденсатор разрядить через резистор серии 10К плюс 1К на землю, снова создаем хороший наклон R / C, который будет фильтровать высокоскоростной отскок шум. В программном обеспечении мы можем использовать небольшую задержку, чтобы избавиться от более медленного bounce переходы, и вместе это создаст четкие сигналы для Программа Arduino без необходимости прибегать к триггерным вентилям Шмидта или Шлепки.

Одно предупреждение. Не делайте конденсатор для устранения дребезга намного больше, чем 10 нФ.если ты у вас нет 10 нФ, вы можете снизить до 1 нФ. Причина этого в том, что чем медленнее наклон R/C, тем больше времени сигнал остается в неопределенная область между цифровыми «максимумами» и «минимумами», что может снова вызвать сбои в работе процессора. Если бы я нажал на твою кнопку интересно, взгляните сюда: Устранение дребезга кнопок Кнопки — это гораздо больше, чем вы думаете.

Силовая часть

Схема питания довольно проста, и я использовал ее раньше. Два диода Шоттки (с малым падением напряжения) D2 (на самом деле этот диод может быть типа 1N400X) и D3 определяют, какой источник питает вольтметр.Если сеть подключена (обеспечивает 15-30 В постоянного тока), D2 будет иметь более высокое напряжение, поэтому он выиграет. При отсутствии подключения к сети питание подается от аккумулятора. Резистор (R1), включенный параллельно D3, определяет ток перезарядки элемента Ni-CAD. Ток зарядки составляет около 0,1 x C для элемента емкостью 250 мАч. В зависимости от емкости используемой ячейки (ячеек) вам может потребоваться изменить значение R1, чтобы оно соответствовало спецификации (повторной) зарядки ячейки (ячеек).

Чтобы следить за уровнем заряда элемента, я добавил несколько частей, позволяющих Arduino измерять уровень напряжения.Вы не хотите столкнуться с ситуацией, когда напряжение слишком низкое, потому что вы можете внести ошибки в измерения. Кроме того, вы не хотите, чтобы вас застали с разряженной батареей, когда вы чем-то заняты. Резисторы R2 и R4 образуют делитель напряжения 3:1 с легкодоступными резисторами. Вы можете создать 20K с 2 x 10K последовательно. (не используйте менее 10K для R4, иначе это негативно повлияет на преобразование АЦП) C4 — это небольшой фильтр для избавления от шума, а выход поступает на один из входов АЦП Arduino.Остальное делается в программном обеспечении, и я также разработал некоторые символы уровня заряда батареи, чтобы они выглядели красиво.

Полный мультиметр потребляет менее 60 мА. Около 26 мА из них используется ЖК-дисплеем. При токе менее 100 мА безопасно использовать часть 78L12 для регулятора 12 В и даже 78L05 для регулятора 5 В на печатной плате.

Если вы уже являетесь пользователем Arduino, у вас может быть Mini Pro, а также необходимый кабель для программирования. Если нет, вот источник, который предоставляет оба в комплекте:
Arduino Pro Mini с интерфейсом

.

Дисплей и интерфейс к Arduino

Вот изображение небольшой интерфейсной платы, которая превратит ЖК-модуль в интерфейс с поддержкой i2c, уменьшив количество проводов до 4, оставаясь при этом совместимым с печатной платой.
Вам необходимо установить новую библиотеку ЖК-дисплеев, чтобы получить драйвер i2c, и я выбрал библиотеку отсюда:
библиотека i2c/LCD

Эта библиотека предназначена для конкретной интерфейсной платы FaBo #212 LCD I2C Brick, но единственная разница это адрес i2c с платой, которая у меня есть.

Прежде всего, вам нужно знать i2c-адрес вашей платы.
Для этого я использовал небольшой скетч:
сканер адресов i2c

Мой адрес оказался 0x27, а блок FaBo использует 0x20.
После того, как вы установили новую библиотеку i2c-LCD в своей системе, вам необходимо отредактировать файл FaBoLCD_PCF8574.h, который находится в разделе источника библиотеки, и изменить эту строку:

#define PCF8574_SLAVE_ADDRESS 0x27 ///< PCF8574 I2C по умолчанию Адрес подчиненного устройства = 20

Готовая фурнитура

Вот фото готового проекта. На самом деле я строю два блока, потому что вольтметров никогда не бывает достаточно. Мой дизайн и внесенные изменения позволяют мне расположить эти измерители очень близко к моим прототипам и без каких-либо проводов питания.Я также могу сделать плавающие измерения, потому что к корпусу ничего не подключено. (входы разъема постоянного тока изолированы от корпуса, если вилка питания не вставлена)

Ниже ссылка на копию скетча Arduino. В исходный код внесено много изменений, поэтому внимательно посмотрите, что изменилось, если вы используете другое оборудование.

Я поиграл с двумя юнитами, чтобы посмотреть, какова точность и что я могу изменить в пользовательском интерфейсе.

Должен сказать, что я очень впечатлен точностью! У меня есть два калиброванных блока опорного напряжения, а также новый / только что откалиброванный на заводе 4.5-разрядный настольный мультиметр. Точность и точность этой конструкции поразительны для такого простого и недорогого инструмента.

Настройка оборудования

Я немного опасался питать ЖК-дисплей тем же источником питания 5 В, что и остальная логика. Эти дисплеи печально известны появлением всплесков и шума, поэтому я был начеку на случай неприятностей.

Когда я подключил свой прицел, я не был удивлен обнаруженным шумом, поэтому я начал с развязки питания 5 В, где оно входит в модуль дисплея.Для начала я использовал тантал 3,3 мкФ вместе с 100 нФ, потому что у i2c и LCD нет никакой развязки.
Вот как это выглядит:


К сожалению, это не сильно уменьшило неприятные всплески на опорном напряжении и основных 5В. Изучив это еще немного, я обнаружил, что виновником оказалось переключение линии LTC_CS для запуска/остановки цикла преобразования AD. Вот скриншот:
Верхняя кривая (A) — это сигнал LTC_CS, поступающий от D10 на плате Arduino.Нижняя кривая (B) представляет собой опорное напряжение 4,096 В, связанное по переменному току. Всплески явно вызваны коммутацией на цифровом порту. Их ширина составляет несколько нсек, поэтому я выбрал конденсатор емкостью 4 н7Ф, который замедлял фронт достаточно, чтобы больше не вызывать всплески. Я установил этот конденсатор на печатную плату Arduino, припаяв одну ножку к D10, а другой конец к неиспользуемому монтажному отверстию GND рядом с ним. Конденсатор можно увидеть к северу от кнопки сброса:
И это результат:
Я также заметил потенциальную ошибку в исходном коде, связанную с усреднением результатов.Функция Spi_Read отбрасывает показания АЦП, если они не готовы, но код основного цикла считает их допустимыми, что может привести к неправильным измерениям. Я исправил код, но не смог найти экземпляры этой ошибки, когда искал ее с помощью логического анализатора.

Пока у меня это было, я также более подробно изучил время, чтобы увидеть, есть ли какие-либо потенциальные конфликты.

Прежде всего, это изображение окна выборки АЦП:

. Здесь вы можете видеть, что CS снижается, чтобы начать цикл, и MISO готово 1.25 мкс позже, практически в то же время. Между этим событием и первым тактовым импульсом проходит 1,5 мкс. Это после того, как я уже устранил небольшую задержку в исходном коде Spi_Read. В этом нет необходимости. Здесь вы можете увидеть четыре байта данных, которые считываются, и фактические данные, представленные в MISO. Обратите внимание, что на третьем такте мы читаем третий бит состояния (SIG), и это указывает на сигнал V-in> 0. Данные ближе к концу — это «настоящие» 28-битные данные, из которых последние 4 — это «лишние» субмладшие биты отбрасываются в основном цикле после усреднения.(подробности см. в техническом описании)

Я выбрал 8 выборок для усреднения в своем коде, а затем подготовил результат для отображения на ЖК-дисплее. Как я упоминал ранее, эти ЖК-дисплеи очень шумные. В нашем случае это не имеет никакого реального влияния, потому что LTC2400 засыпает после того, как мы считываем данные и снова переводим вывод CS в высокий уровень, как вы можете видеть выше.

На снимке экрана показано окончание передачи данных (канал 5) по шине I2C на ЖК-дисплей и начало другого цикла сбора данных:

Вы можете видеть, что у нас есть «тихий» период после обновления ЖК-дисплея и начало нового сбора данных АЦП, который равен 0.129 мс (T1-T2). Общее время цикла от обновления ЖК-дисплея до обновления ЖК-дисплея в моем случае составляет 1,5 секунды. Отправка результатов на ЖК-дисплей занимает всего около 36 мс.

Вот изображение полного цикла:

«Мертвое» время усреднения результатов и отправки их на ЖК-дисплей составляет всего 0,22 секунды.

После того, как я поигрался со счетчиком, меня все больше и больше разочаровывало колебание последних 3 цифр, даже когда к нему подключено стабильное опорное напряжение.

Усреднение, сглаживание и фильтрация

Сначала я поэкспериментировал с усреднением, но это не решение для системы с 24-битным разрешением.Причина заключается в присущем количестве шума, когда вы опускаетесь до уровня микровольт. Ниже приведен образец моего эталона на 2,5 В с использованием моего некалиброванного вольтметра (эталон откалиброван на 2,49993 В)

Усреднение (с использованием 8 значений) не имеет такого большого влияния, как вы думаете. Шума все еще довольно много.

Значит, еще недостаточно хорошо. Затем я посмотрел на сглаживание, см. ниже, но и этого было недостаточно, поэтому я обратился к фильтрации.

Я попробовал несколько подходов, а затем действительно исследовал конструкцию фильтра Infinite Input Response (IIR).И это подавало большие надежды:

Синий — исходный ввод, красный — эффект фильтрации с коэффициентом 4.

А здесь с коэффициентом 48.

Этот фильтр основан на «взвешивании» новых образцов на основе деления. Делитель фиксирован, и выше я использовал коэффициент 48. Это означает, что новый образец вносит только 1/48 значения в усредненную сумму.

Таким образом, фильтрация намного лучше, чем усреднение, но я еще не был удовлетворен. Потому что что произойдет, если входное напряжение изменится, например, когда вы попытаетесь отрегулировать напряжение? Затем я посмотрел на сброс усредненного результата, если образец значительно отличался от усредненного результата.Я использовал входной фильтр с 5 выборками, чтобы избежать сброса фильтра пиками, и это сработало очень хорошо. Если прикладывалось новое напряжение, требовалось всего 5 циклов по 0,165 с. для переключения на новый вход.
У меня почти нулевой опыт работы с фильтрами, и этот дополнительный код я разработал сам, но я был убежден, что должны быть доступные методы получше. В конце концов я нашел фильтр Калмана, который часто используется, и изначально он казался идеальным для этого приложения.

Ничего не зная об этом, я поискал и нашел очень хороший учебник на YouTube, который очень хорошо объясняет фильтр Калмана, даже для полных чайников, таких как я.(ищите Michel van Biezen — Special Topics — The Kalman Filter) Я написал упрощенную версию фильтра, основанную на его объяснении, но не был удовлетворен результатом. Я также работал с другим найденным примером, но у него была та же проблема.

Ни один из них не работал с относительно быстро меняющимися изменениями ввода, как Например, при переключении с 2,5 В на 10,0 В. Оба взяли несколько секунд, чтобы показать новое значение. Не годится для цифрового мультиметра, облом!

Таким образом, Калман выглядел великолепно на бумаге и в моделировании (используя Excel), но в действительности, используя мой вольтметр, он был намного хуже, чем БИХ-фильтр, который я уже использовал.

Однако я украл концепцию из фильтра Калмана, а именно расчет усиления. Это динамически вычисляемый весовой коэффициент, поэтому я написал некоторый код для своего БИХ-фильтра, который выполнил то, что я хотел. Подробности в коде. Результат отличный, я считаю.


Если я сейчас подключу измеритель к действительно стабильному напряжению, например, из эталона, 5 десятичных цифр будут стабильными, и только 6-й будет колебаться из-за шума. Когда я переключаюсь с одного опорного напряжения на другое, в течение нескольких циклов напряжение обновляется, и в течение секунды или около того 5 цифр снова становятся стабильными.

Когда я тестировал возможность установки напряжения вручную с помощью блока питания (один из тех, что я построил в других сообщениях на форуме), я был поражен тем, насколько хорошо реагировала на мою настройку и точность, но я также видел, насколько шумным был мой блоки питания старой версии оказались. (к счастью, не тот, который я разработал сам) Это то, что вы получаете, когда используете 24-битный АЦП с разрешением микровольтажа. Ой!

Дополнительные уровни калибровки

В любом случае, с этим фильтром я также добавил отдельную функцию калибровки для калибровки вольтметра по опорному напряжению.Я уже использую калибровку нулевого напряжения (Zero) Null Volt для обнуления входного уровня, но теперь я также могу настроить измеритель на опорное напряжение.

Благодаря новой функции калибровки точность, которую вы можете получить, теперь намного выше.

После того, как все это было сделано, мне больше не нужен был исходный код для уменьшения количества десятичных цифр, так что этот фрагмент кода попал в битовое ведро. В процессе изучения конструкций фильтров я также увидел способ получить более стабильную и точную задержку сбора данных для LTC2400.Задержка теперь рассчитывается динамически.

Поскольку мне нужно было сохранить коэффициент калибровки для опорного напряжения, мне нужно было сохранить число с плавающей запятой в EEPROM. Оказывается, в библиотеке, которую мы уже использовали, есть эта функция, так что я мог почистить код и отправить еще две функции из исходного кода в битовое ведро.

Мое двойное нажатие теперь запускает калибровку нуля при коротком нажатии, а долгое нажатие входит в эталонную калибровку.

Со всеми этими изменениями и настройкой цикла время основного цикла теперь составляет около 165 мс, поэтому дисплей очень отзывчив.

Обновление V3.11:
Обнаружена ошибка в расчете фильтра, основанная на ошибке округления. Это происходит из-за того, что поплавок ныряет в лонг, а результат снова превращается в лонг. Решение состояло в том, чтобы использовать поплавок в качестве результата. Ошибка сложного округления привела к тому, что результат фильтра оказался немного ниже необработанного усредненного входного уровня.

Разница между результатом фильтрации после 1000 выборок и вычисленным медианным значением в Excel теперь очень и очень мала.

Я также добавил на дисплей множитель экспоненты веса фильтра.

Обновление V3.12:
Поскольку линейность измерителя оказалась не такой хорошей, как я надеялся, я придумал способ измерения выходного значения микросхемы ADR4540B и обновил этот коэффициент в коде. Чтобы измерить это напряжение с помощью моего все еще не откалиброванного измерителя, я сначала откалибровал измеритель с моим эталоном 5V0, чтобы максимально приблизиться к напряжению на выходе ADR4540. Для этого я создал специальную функцию калибровки для всех моих эталонных напряжений. Теперь вы можете выбрать любой из них, просто обновите калибровочные коэффициенты в коде.

Процедура калибровки [обновлено в июле 2020 г.]

Для полной калибровки расходомера необходимо выполнить три или четыре этапа. Прежде чем приступить к работе с этим разделом, вам необходимо обновить прошивку, указав фактические данные калибровки вашего эталонного напряжения. В прошивке есть константы (cal_XXv_ref) для их добавления. Эти значения будут использоваться для получения более высокой точности. Вам также необходимо начать с опорного напряжения (v-ref), установленного на типичном уровне 4.09600В.

Примечание. В функции настройки микропрограммы предусмотрена принудительная запись начальных значений в EEPROM.

1. Калибровка нуля

С помощью калибровки нуля настраивается нулевой уровень напряжения измерителя. Это устранит любую разницу в напряжении между положительным входом АЦП и землей. Чтобы подготовить измеритель к нулевой калибровке, соедините две входные клеммы коротким кабелем. Перед запуском этой калибровки дайте измерителю прогреться в течение примерно 15-30 минут.Затем вы можете вызвать нулевую калибровку коротким нажатием кнопки калибровки.

В первой строке на дисплее отобразится «Калибровка нуля», а во второй — «Короткое замыкание входа». Через 3 секунды начинается регулировка. Измеритель возьмет 75 образцов (Constant cal_adj_samples), и это число отобразится на дисплее. Образцы усредняются, и результат сохраняется в EEPROM. Результат отображается на дисплее, после чего расходомер снова начинает работать в обычном режиме. Это полученное значение нулевой калибровки будет вычтено из всех измеренных значений с этого момента.

2. Калибровка точности напряжения

Калибровка точности напряжения используется для калибровки измерителя по эталону напряжения. Эта калибровка предполагает, что вы уже выполнили нулевую калибровку. Калибровка точности напряжения состоит из нескольких частей.

Эталонная калибровка ADR4540B

Это необязательный шаг, который можно выполнить для достижения максимальной точности. Эталонный ADR4540B выдает типичное напряжение 4.096В. Тем не менее, это имеет некоторые допуски, как вы можете видеть в таблице данных. Чтобы учесть допуски, мы можем записать истинное выходное значение и использовать его в наших расчетах напряжения, чтобы получить более высокую точность.

Этот шаг необходимо выполнить только один раз после сборки счетчика, а затем, возможно, каждый год, чтобы приспособиться к старению. Сначала вам нужно измерить выходное напряжение эталона ADR4540B и добавить это значение к константе (v_ref) в прошивке. Если у вас есть высокоточный и точный цифровой мультиметр с 6 и более разрядами, вы можете использовать его для измерения выхода эталона и сохранения результата в виде константы (v_ref) в прошивке.Я припаял контрольную точку к печатной плате, чтобы можно было подключить тестовые провода для измерения этого типичного опорного напряжения 4,096 В.

Если у вас нет доступа к такому точному измерителю, вы также можете использовать для этого микровольтметр. Это немного более громоздко, но можно сделать. Чтобы измерить истинное значение эталона, сначала необходимо откалибровать измеритель по эталону 5 В. Эталонное значение 5 В очень близко к типичному опорному напряжению 4,096 В, поэтому точность является оптимальной.Прошивка имеет положения для всех основных уровней напряжения, которые есть в наиболее распространенных ссылках. Я включил в прошивку отдельные процедуры для калибровки измерителя по 4 эталонным напряжениям: 2,5, 5,0, 7,5 и 10,0 В.

Для измерения ADR4550B необходимо активировать в прошивке функцию опорного напряжения 5 В, активировав функцию Ref_Cal_Adjust5() в функции Button_press. Вам также необходимо добавить калибровочные значения калибратора напряжения в качестве констант (cal_XXv_ref) в прошивку.

Вам также необходимо установить уровень напряжения опорного значения в константу (v_ref). Начните со значения 4,09600 В.

Перед тем, как приступить к этой специальной калибровке, закройте крышку и подключите измеритель к эталонному напряжению, настроенному на выход 5 В. Дайте измерителю и опорному напряжению прогреться в течение от 30 минут до часа. Запустите калибровку точности, нажав и удерживая кнопку cal. кнопка. В первой строке дисплея будет указано калибровочное напряжение «5.0V-Ref Cal» и во второй строке «Connect V-Ref. Через 3 секунды измеритель начнет измерять напряжение 75 раз (Constant cal_adj_samples) и отобразит это число на дисплее. Затем вычисляется усредненный результат с использованием значения опорного напряжения, которое все еще имеет 4,09600 Вольт, а разница между результатом измерения и значением, введенным в cal_XXv_ref, сохраняется в EEPROM. Это значение теперь используется при расчете напряжения, как вы можете видеть в прошивке.

Теперь, когда измеритель откалиброван по опорному напряжению 5 В, теперь можно измерить опорное напряжение ADR4540B.Я предполагаю, что счетчик все еще был должным образом прогрет. Чтобы выполнить это измерение, откройте крышку, подключите выводы измерителя к эталону ADR4540B и максимально закройте крышку. Дайте показаниям счетчика стабилизироваться в течение нескольких минут и запишите измеренное значение. Теперь это значение можно ввести как новый v_ref в прошивке. У меня в прошивке два значения, потому что у меня два метра, метр А и метр Б.

3. Калибровка точности напряжения

После того, как вы ввели истинное эталонное значение в прошивку, снова запустите калибровку 5 В.Результирующее значение теперь будет рассчитано с фактическим значением v-ref и сохранено в EEPROM. Если вы хотите быть очень точным, вы можете снова измерить ADR4550B, обновить номер v-ref и выполнить еще одну калибровку 5V, чтобы получить оптимальную калибровку. Теперь счетчик готов к использованию.

Внимание!

К настоящему моменту должно быть ясно, что не следует все время повторно калибровать измеритель. Если вы вошли в шаг калибровки точности случайно, слишком долго нажимая кнопку, выключите измеритель до того, как результат будет введен в EEPROM, в противном случае вам придется снова выполнить всю процедуру с опорным напряжением.Нет необходимости повторно делать эталон ADR4540B, поэтому этот шаг можно пропустить.

4. Окончательная калибровка

После того, как я откалибровал свои два измерителя, я попытался откалибровать их со всеми 4 доступными калибровочными напряжениями: 2,5 В, 5,0 В, 7,5 В и 10,0 В. Я обнаружил, что у меня был лучший результат линейности при использовании 10V0. эталонная калибровка.


После того, как я выполнил калибровку 10 В, общая линейность оказалась лучшей:

Опорное напряжение     Измеренное напряжение     Дельта                         %
2.49993 V 2.49953 V -400UV -0.016%
5.00181 V 5.001515 V -295UV + 0,059%
7.50547 V 7.50534 V -130UV + 0,0017%
10.00673 V 10.00672 V -10UV + 0,00001%

Это достаточно хорошо для меня. Если мне действительно нужно измерить очень точно в субвольтовом диапазоне, я все еще могу выполнить калибровку 2,5 В, чтобы улучшить линейность при этих более низких напряжениях.

Использование трюка для измерения со смещением

Микросхема LTC может фактически измерять входной диапазон +/- 12,5% опорного напряжения, поэтому с помощью этой функции вы можете обнулить счетчик не коротким замыканием, а напряжением, которое вы хотите контролировать, скажем, 2,5. Задание V на входе. В этом случае показания счетчика начинаются с 2,5 В и показывают разницу на дисплее в зависимости от 2,5 В. С помощью этого трюка вы можете измерять напряжения, такие как дрейф, с микровольтовым разрешением во времени.(сюда входит и дрейф самого счетчика конечно, но все же)

Последняя прошивка

Прошивку можно найти и загрузить с моего сайта Github: https://github.com/paulvee/6-digit-milli-voltmeter:

Я уверен, что вам понравится этот инструмент так же, как и мне!

Веселись!

[Обновление: июнь 2020 г.]

Добавление средства ведения журнала

Для другого проекта, над которым я работаю, мне нужен был метод для регистрации измеренных значений счетчика и последующего отображения их на графике.Я добавил новую версию прошивки (V3.13) на сайт Github, в которой уже есть некоторые изменения прошивки, чтобы начать это делать. В новой версии измеренные значения в микровольтах выводятся каждую секунду на последовательные выходные контакты Arduino, и их можно просматривать и регистрировать при использовании Arduino IDE и последовательного монитора. Чтобы добавить временные метки к измерениям, вы можете вызвать функцию «Показать временную метку» последовательного монитора Arduino IDE. Простое копирование и вставка этих данных в файл Excel позволяет проанализировать данные и построить на их основе график.

Вот график измерения напряжения элемента батареи AA 1,5 В. С 6 десятичными цифрами счетчик отображает до 1 микровольта. При таком уровне чувствительности малейшие изменения температуры или даже движения воздуха будут иметь заметный эффект. Держите крышку на счетчике и не размахивайте руками от волнения!

Этот график является выходным сигналом моего источника питания Siglent SPD3303, настроенного на 5000 В. Это показывает дрейф около 150 микровольт в течение 1 часа.


Это график одной из моих ссылок при настройке 5В.Обратите внимание на чувствительность к микровольтам еще раз. Количество знаков после запятой можно задать в прошивке или выкинуть из собранных значений по формуле Excel.

Я провел такое же измерение (не в то же время), используя свой 4-1/2-разрядный цифровой мультиметр Vichi VC8145 на 80 000 отсчетов, используя программное обеспечение для регистрации от Дика Гриера. ссылка на софт

Мы с ним работали вместе, чтобы сделать его немного лучше. Обратите внимание, что калибровка измерителя через 4 года немного сбивается.

Для меня это ясно показывает дополнительную ценность, которую добавляют дополнительные цифры милливольтметра, и почему я вообще хотел построить милливольтметр.

Итак, сколько шума и дрейфа исходит от самого расходомера? Я обнулил счетчик и, пока перемычка между входными клеммами оставалась подключенной, измерил результирующий входной дрейф и шум. В течение примерно 30 минут я измерил шум от +4 до -2 мкВ, но без дрейфа.

Эти графики показывают, насколько хорош этот самодельный счетчик. Это свидетельствует об используемых деталях, конструкции и расположении платы этого измерителя. Вам будет трудно получить такой уровень чувствительности и точности в коммерческих продуктах, если только вы не готовы заплатить сотни евро.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Это дополнение к программному обеспечению для регистрации является абсолютным минимумом, потому что, чтобы сделать его действительно удобным и безопасным, мне нужно добавить оптическое разделение измерителя и ПК или любого другого устройства, которое вы используете для сбора данных. Причина в том, что, подключив последовательный кабель к USB от измерителя (Arduino) к другому устройству, вы можете подключить DUT к заземлению, и это нарушит функцию измерителя, работающего от батареи. Он также больше не позволяет выполнять плавающие измерения, когда измеритель работает от батареи.Отсутствие оптического разделения тоже может быть небезопасным! Знай, что делаешь, и будь в курсе…

Оптическая изоляция
Я закончил оборудование для секции оптической изоляции. Простая схема выглядит следующим образом:

Я пробовал эту схему со скоростью 9600 бод, и она очень хорошо работает с этими компонентами. Если вы решите использовать другие оптические изоляторы, вам, возможно, придется настроить значения резисторов эмиттера. Держите их как можно ниже, чтобы контролировать время нарастания.

Если это по-прежнему вызывает проблемы со скоростью, есть хорошее дополнение схемы, разработанное покойным Бобом Пизом (Lineair Technology) (см. его книгу «Устранение неполадок аналоговых цепей»), в котором используется один дополнительный транзистор для увеличения времени нарастания.Я попробовал это, просто для удовольствия, и даже без резистора положительной обратной связи R8, который еще больше улучшит время спада. Схема работает очень хорошо, но является излишним для этого приложения на скорости 9600 бод.

Ниже показана схема изоляции, которую я добавил к цифровому мультиметру.

Соединения с левой стороны идут прямо к контактам на Arduino Pro Mini. Соединения на правой стороне идут к плате преобразователя последовательного порта в USB. Существует несколько версий этих досок, и они стоят всего несколько евро.В любом случае они нужны для программирования Arduino Pro Mini. У конкретного, который я использовал, есть функция, позволяющая ему работать с системами 3V3 и 5V, выбранными перемычкой.

Я отпаял USB-разъем от платы последовательного порта к USB-плате и добавил штыревые контакты к 4 разъемам. От этих 4 штырей я перехожу к USB-кабелю, который заканчивается изолированной частью USB-микрошасси, установленной на задней панели.
Кабель можно заказать здесь: panelmount Есть варианты с зачищенными проводами и с разъемами, что я и заказал.Экран кабеля доступен для подключения к земле.

Предостережение

Я реализовал полностью двунаправленный оптический интерфейс, намереваясь также запрограммировать Arduino с помощью этой настройки. К сожалению, я не могу заставить его работать. Это означает, что вы можете исключить схему приемника вокруг VO1 и позволить Arduino отправлять данные только.
В моих настройках нет соединения DTR, поэтому автоматический перезапуск Arduino при запуске загрузки не происходит. Мне всегда приходится нажимать кнопку сброса, как только скрипт начинает скачиваться.Хотя это не может быть проблемой.

Я пытался понять почему не работает, тоже все пересмотрел сети, но мне это не удалось. Если кто-нибудь из вас знает, что нужно сделать, чтобы это работает, пожалуйста, отзовитесь.

Окончательный тестовый прогон

Чтобы проверить функцию регистрации, я снова использовал один из своих эталонов напряжения. Эталонное напряжение было установлено на 2,5 В, потому что это также предполагаемый уровень напряжения на устройстве, которое мне нужно протестировать, GPSDO. Калибровка 2,5В была написана по ссылке как 2.49993V в то время, сейчас несколько лет назад. Я не дал агрегатам прогреться, после включения сразу начал логить. Вот результаты:

Регистрация напряжения была ежесекундной и началась в 8:43 утра. На 2,125 секунды (около 9:18) произошел довольно «большой» сбой в несколько 100 микровольт, который длился около 200 секунд. Справа более подробный график. К сожалению, я понятия не имею, чем это вызвано. Был ли это эталон или это был цифровой мультиметр? Я не работал от батарей, так что это могло быть сетевое напряжение.Кто знает…

В любом случае, вы можете видеть, что напряжение очень медленно поднимается примерно до 20.000 секунд, когда произошло колебание в несколько микровольт, после чего оно стабилизировалось. Я начал с напряжения 2,499515 и остановился через 8 часов с напряжением 2,499635. Температура в комнате повысилась, потому что вышло солнце. Это может быть причиной медленного роста. Я не следил за температурой, когда записывал это. С такой чувствительностью это действительно необходимо.

Заключение

Настройка вольтметра и эталона не показывает значительного дрейфа, измеренное напряжение увеличилось всего на 120 микровольт за период в 8 часов и, следовательно, очень стабильно в течение очень длительного периода времени. .Этот тест доказал и показал именно то, что мне нужно было знать, прежде чем я начал применять его в своем предполагаемом приложении. Я просто надеюсь, что этот сбой больше никогда не повторится и не испортит долгое измерение.

Наслаждайтесь!


Кстати, я продал один из двух своих блоков, и у меня все еще есть одна голая печатная плата, доступная для продажи (5 евро + S&H). Свяжитесь со мной, если вы заинтересованы. .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.