Вольтметр и амперметр на КР572ПВ2 (ICL7107CPL)

Содержание

Вольтметр и амперметр на микроконтроллере — Измерительная техника — Инструменты

Прошлым летом по просьбе знакомого разработал схему цифрового вольтметра и амперметра. В соответствии с просьбой данный измерительный прибор должен быть экономичный. Поэтому в качестве индикаторов для вывода информации был выбран однострочный жидкокристаллический дисплей. Вообще этот ампервольтметр предназначался для контроля разрядки автомобильного аккумулятора. А разряжался аккумулятор на двигатель небольшого водяного насоса. Насос качал воду через фильтр и опять возвращал ее по камушкам в небольшой прудик на даче.

Вообще в подробности этой причуды я не вникал. Не так давно этот вольтметр опять попал ко мне у руки для доработки программы. Все работает как положено, но есть еще одна просьба, чтобы установить светодиод индикации работы микроконтроллера. Дело в том, что однажды, из-за дефекта печатной платы, пропало питание микроконтроллера, естественно функционировать он перестал, а так как ЖК-дисплей имеет свой контроллер, то данные, загруженные в него ранее, напряжение на аккумуляторной батарее и ток, потребляемый насосом, так и остались на экране индикатора. Ранее я не задумывался о таком неприятном инциденте, теперь надо будет это дело учитывать в программе устройств и их схемах. А то будешь любоваться красивыми циферками на экране дисплея, а на самом деле все уже давно сгорело. В общем, батарея разрядилась полностью, что для знакомого, как он сказал, тогда было очень плохо. Схема прибора с индикаторным светодиодом показана на рисунке.

Основой схемы являются микроконтроллер PIC16F676 и индикатор ЖКИ. Так, как все это работает исключительно в теплое время года, то индикатор и контроллер можно приобрести самые дешевые. Операционный усилитель выбран тоже соответствующий – LM358N, дешевый и имеющий диапазон рабочих температур от 0 до +70. Для преобразования аналоговых величин (оцифровки) напряжения и тока выбрано стабилизированное напряжение питания микроконтроллера величиной +5В. А это значит, что при десятиразрядной оцифровке аналогового сигнала каждому разряду будет соответствовать – 5В = 5000 мВ = 5000/1024 = 4,8828125 мВ. Эта величина в программе умножается на 2, и получаем — 9,765625мВ на один разряд двоичного кода. А нам надо для корректного вывода информации на экран ЖКИ, чтобы один разряд был равен 10 мВ или 0,01 В. Поэтому в схеме предусмотрены масштабирующие цепи. Для напряжения, это регулируемый делитель, состоящий из резисторов R5 и R7. Для коррекции показаний величины тока служит масштабирующий усилитель, собранный на одном из операционных усилителей микросхемы DA1 – DA1.2. Регулировка коэффициента передачи этого усилителя осуществляется с помощью резистора R3 величиной 33к. Лучше, если оба подстроечных резистора будут многооборотными. Таким образом, при использование для оцифровки напряжения величиной ровно +5 В, прямое подключение сигналов на входы микроконтроллера запрещено. Оставшийся ОУ, включенный между R5 и R7 и входом RA1, микросхемы DD1, является повторителем. Служит для уменьшения влияния на оцифровку шумов и импульсных помех, за счет стопроцентной, отрицательной, частотно независимой обратной связи. Для уменьшения шумов и помех при преобразовании величины тока, служит П образный фильтр, состоящий из С1,С2 и R4. В большинстве случаев С2 можно не устанавливать. В качестве датчика тока, резистор R2, используется отечественный заводской шунт на 20А – 75ШСУ3-20-0,5. При токе, протекающем через шунт в 20А, на нем упадет напряжение величиной 0,075 В (по паспорту на шунт). Значит, для того, чтобы на входе контроллера было два вольта, коэффициент усиления усилителя должен быть примерно 2В/0,075 = 26. Примерно — это потому, что у нас дискретность оцифровки не 0,01 В, а 0,09765625 В. Конечно, можно применить и самодельные шунты, откорректировав коэффициент усиления усилителя DA1.2. Коэффициент усиления данного усилителя равен отношению величин резисторов R1 и R3, Кус = R3/R1. И так, исходя из выше сказанного, вольтметр имеет верхний предел – 50 вольт, а амперметр – 20 ампер, хотя при шунте, рассчитанном на 50 ампер, они будет измерять 50А. Так, что его можно с успехом установить в других устройствах. Теперь о доработке, включающей в себя добавление индикаторного светодиода. В программу были внесены небольшие изменения и теперь, пока контроллер работает, светодиод моргает с частотой примерно 2 Гц. Время свечения светодиода выбрано 25мсек, для экономии. Можно было бы вывести на дисплей моргающий курсор, но сказали, что со светодиодом нагляднее и эффектнее. Вроде все. Успехов. К.В.Ю.

АРХИВ:Скачать

Как правильно подключить вольтметр

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

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

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

Рассмотрены не сложные схемы цифровых вольтметра и амперметра, построенных без использования микроконтроллеров на микросхемах СА3162, КР514ИД2. Обычно, у хорошего лабораторного блока питания есть встроенные приборы, – вольтметр и амперметр. Вольтметр позволяет точно установить выходное напряжение, а амперметр покажет ток через нагрузку.

В старых лабораторных блоках питания были стрелочные индикаторы, но сейчас должны быть цифровые. Сейчас радиолюбители чаще всего делают такие приборы на основе микроконтроллера или микросхем АЦП вроде КР572ПВ2, КР572ПВ5.

Цифровой милливольтметр на ICL7107.

Подробности: Категория: Измерения

Элементы устройства позволяют собрать цифровой милливольтметр, выдающий информацию на светодиодном индикаторе со следующими характеристиками:– диапазон измеряемых напряжений ± 199,9 мВ;– скорость обработки 3 изм./с;– линейность ± 0,2 ц;– температурный дрейф нуля 0,2 В/K;– температурный коэффициент переработки 1 пп/K;– глушение сигнала помех 86 дБ;– входной ток 10 пA;– потребляемый ток 180 мА.

Рис. 1. Схема электрическая принципиальная Схема является практическим применением преобразователя переменного напряжения, разработанного в фирме INTERSIL. Он может быть основой для построения различных измерительных устройств, таких как вольтметры, амперметры, омметры, термометры и т. п., везде там, где измеряемую величину можно преобразовать в напряжение. Милливольтметр особенно подходит для стационарных устройств с сетевым питанием из-за достаточно большого потребляемого тока световыми индикаторами. Схема монтируется на одной печатной плате. Там же монтируется индикатор. Перед началом монтажа следует проверить плату на наличие микрозамыканий, лучше всего с помощью омметра. Монтаж следует начать с пайки скоб из медной или посеребренной проволоки. Затем надо впаять резисторы и конденсаторы, панельку и индикатор. Запуск прибора не представляет сложностей при условии правильного монтажа. Единственной регулировкой будет установка напряжения смещения потенциометром Р1 так, чтобы оно было равным 100 мА (измеренное между выводами REF HI (36) и REF LO (35) интегральной микросхемы ICL7107). Поскольку микросхема ICL7107 требует применения дополнительного напряжения –5 В, это напряжение подает простой преобразователь, выполненный на микросхеме 4050 (4049)

После выпрямления напряжение подается на 26-ой вывод микросхемы US1. Внимание! Это напряжение равно 3,3–3,6 В, что достаточно для правильной работы схемы

Рис. 2. Монтажная плата Проверка действия выходов, управляющих индикатором, как и самого индикатора, возможна путем кратковременного замыкания вывода TEST (37) микросхемы ICL7107 с питанием

Индикатор должен показать 1888. Внимание! Милливольтметр может работать в основном измерительном диапазоне 199,9 мВ

Можно также изменить диапазон измерений на 1,999 мВ. Для этого вместо конденсатора С7 следует впаять конденсатор 47 нФ, вместо резистора R4 – резистор 470 кОм, вместо резистора R2 – резистор 2 кОм и установить напряжение смещения 1 В таким же образом, как и при установке диапазона 199,9 В. При замыкании выводом HI и LO индикатор должен показывать 000,0, а знак «–» должен загораться время от времени. Интегральная микросхема ICL7107 очень чувствительна к электростатическим зарядам. После выемки ее из панельки микросхему следует хранить в алюминиевой фольге или другом проводящем материале. Милливольтметр требует питания от стабилизированного источника питания 5 В/200 мА.

US1	ICL7107	R1	100 кОм
US2	4050 или 4049	R2	22 кОм
D1, D2	1N4148	R3	1 MОм
C1	10 пФ	R4	47 кОм
C2	100 пФ	R5	470 Ом
C3	220 нФ	P1	1–2,2 кОм
C4, C6	470 нФ	C5	100 нФ
C7	10 мкФ	C8	100 мкФ
Q1, Q2	индикатор

Внимание! Резистор R5 следует монтировать со стороны дорожек

ICL 7107 или одна микросхема и ее приколы. – 22 Сентября 2014

Так получилось, что некоторое время назад появилось желание иметь мощный блок питания с цифровым ампер и вольт метрами. Недолго думая, полез в Интернет искать. Нашел несколько конструкций то на PIC, то на AVR

Но, внимание привлекла идея использования специальной микросхемы – ICL 7107. Там все просто – немного деталей (прием что амперметр, что вольтметр одинаково), одна микросхема и индикатор

Большинство статей, которые я видел, начинались со слов «Схема взята практически из даташита».

Схема из даташита

Из даташита?! –Хорошо, производитель знает как включать свое изделие. Собрал. На индикаторе светится единица и все. Хватаю руками проводки – начинают показываться какие-то числа. Беру даташит, нахожу схему, а там… Там черным по белому: схема для измерения до 200 мВ! О как! А в статьях расписывалось, что такой вольтметр может измерить чуть ли не 200В. В общем методом подбора нашел подходящий шунт. Прямиком, на одном единственном шунте конструкция точно мерить не будет. Лучше дробить по диапазонам измерения – тогда точность возрастает.

Для соединения семисегментника и микросхемы, неплохо подходят проводки от IDE-шлейфа (т.н «лапша»). Одного 40-пинового шлейфа хватит на несколько устройств.

Кстати, в даташите (или где-то в другом месте.. короче, не помню где) говорилось о том, что ICL-ка боится статики. Брал первое время только пинцетом. Надоело, начал хватать руками. Думал все, это конец. На всякий случай приобрел еще одну такую. Нет, на самом деле микросхема убивается статикой, как и все остальные, не лучше, не хуже.

Теперь немного о питании этого «чуда» техники. Как видите, схема имеет отдельные отводы на корпус и на -5В. Дело в том, что микросхема имеет возможность двух полярного питания. Сделано, это видите ли для того, чтобы можно было не думая «где есть кто» включать прибор. Можно конечно же включить ее как требуется на двух полярное, а можно иначе.

Включить иначе по версии производителя

В устройстве сделал перемычку соединяющую -5В и корпус. Ничего страшного не произошло. Устройство как показывало теперь уже подкорректированные значения, так и продолжало показывать.

Калибровать такую штуку нужно на каком-то определенном напряжении питания. При понижении напряжения питания, вольтметр (или амперметр) будет, естественно, врать.

Ловким движением мозга, вольтметр превращается в амперметр, и обратно. Возможен третий вариант – вольтамперметр. Для этого нужно только добавить в схему переключатель шунтов.

Под занавес выкладываю даташит и плату в формате lay. Если что-то упустил – пишите в комментарии. Почитаем все вместе..

Плата вольтметра лежит здесь

Даташит которым я пользовался

Амперметр и вольтметр на ICL7107CPL (КР572ПВ2) для лабораторного блока питания.

Идея и схема не нова, но я хочу предложить оригинальную конструкцию. Схема практически взята с описания ICL7107CPL.

На просторах интернета была найдена статья, в которой я нашел фото готового устройства с Т-образной печатной платой вольтметра. Идея мне сразу понравилась тем, что отсутствует жгут проводов между основной платой и платой с индикацией.

Затем, не смотря на всю более менее компактность, я решил использовать по делу свободное место под микросхемой и развёл туда почти все элементы схемы.

Получилось очень даже компактно. Это получился мой первый вариант.

Повертевши плату в руках, прикинув место расположения в корпусе, я понял, что при установке двух таких плат, амперметра и вольтметра, внутреннее пространство для монтажа уменьшится не в мою пользу. Корпус большего размера мне не захотелось приобретать, тогда пришла мысль второго варианта сборки платы устройства – «сэндвич».

Кто будет изготавливать платы без ЛУТ технологии как я, может столкнутся с проблемой рисования лаком прямоугольных площадок (под пайку перемычек или спайку Т-платы) с одинаковыми зазорами. Я делал так, печатал рисунок, затем приклеивал его к текстолиту с стороны меди и при помощи металлической линейки канцелярским ножом делал прорези. Между прорезями, после снятия бумаги и зачистки, лак очень хорошо заливается, не вытекая за границы.

Впаиваем все элементы на основную плату

Дальше впаиваем перемычки на плату индикации, отгибая каждую на расстоянии 4мм от края на угол примерно 30-35 градусов, перед пайкой. Данную операцию я производил при помощи тисков.

После этого складываем платы пайкой друг к другу, скрепляем на болтики с втулками. Лишние по длине перемычки аккуратно обрезаем маленькими бокорезами. После чего нужно пинцетом прижать каждую обрезанную перемычку к плате для дальнейшей припайки.

Конструктивно амперметр собирается также как и вольтметр, за исключением небольших изменений в входной части схемы(10к резистор впаивается вместо 1М), переносом перемычки запятой и добавлением платы с шунтом на 5А в виде цементного пятиватного сопротивления величиной 0,1R.

Цвет свечения индикаторов амперметра я выбрал красный (вольтметра зелёный). Плата шунта монтируется к плате измерения через втулки при помощи длинных болтиков М3.

В оригинале статьи, на схеме, были ещё два предела измерения 2А и 10А,

но при попытке установить шунт на 2А (5Wt/1R) значение тока на индикаторе не соответствовали действительному, да мне и 5А, одного предела достаточно. Если у кого получится, напишите что делали для настройки или какое сопротивление ставили. Перемычка на свечение запятой ставится в HL6 (в вольтметре на HL3). Амперметр готов.

Осуществляется параллельно от стабилизированного двуполярного источника питания 5В (7805, 7905), конструктивно выполненного на отдельной плате. В оригинале схемы питание выполнено на микросхеме 7660 (8pin/DIP), отрицательный стабилизатор напряжения -5В.

Настройка сводится к калибровке показаний напряжения (тока) равного показаниям образцового (поверенного) прибора, при помощи вращения движка построечного сопротивления в большую или меньшую сторону показаний. Учитывая что в схеме установлен многооборотное сопротивление , калибровка показаний очень легка.

Все резисторы 0,125Вт конденсаторы керамика на 50В, подстроечное сопротивление многооборотное (попадалось меньше по размерам , но цена в 3 раза дороже – 1$). Вместо панельки под микросхему и индикаторы использовал 40 pin цанговую линейку (резал пополам), можно применить и панельку, тогда необходимо внутри вырезать перемычки (цена линейки около 1$), диоды 1N4148, 1N4007. Индикаторы 7-и сегментные, 13мм, зелёного и красного свечения с общим анодом.

Файлы:Платы и схемы

Все вопросы в
Форум.

Как вам эта статья?	Заработало ли это устройство у вас?

Эти статьи вам тоже могут пригодиться:

Устройство Lovat

Указанный амперметр (цифровой) делается на базе двухразрядного счетчика. Проводимость тока модели равняется только 2.2 мк

Однако важно отметить высокую чувствительность компаратора. Система индикации используется простая, и пользоваться прибором очень комфортно

Резисторы в этот амперметр (цифровой) установлены коммутируемого типа.

Также важно отметить, что они способны выдерживать большую нагрузку. Сопротивление шунта в данном случае не превышает 3 Ом

Процесс преобразования тока происходит довольно быстро. Резкое падение напряжения может быть связано только с нарушением температурного режима прибора. Допустимая влажность указанного амперметра равняется целых 70 %. В свою очередь максимальное разрешение составляет 10 мА.

Вольтметр (амперметр) для блока питания на микросхеме ICL7107 — Меандр — занимательная электроника

Модуль вольтметра был разработан как недорогой и простой компонент лабораторного источника питания. Диапазон измерения 0-99,9 В. Идеально подходит для непосредственного контроля выходного напряжения.В качестве аналого-цифрового преобразователя использовался популярная недорогая микросхема ICL7107. В своей структуре она содержит все элементы, необходимые для создания панельного измерителя напряжения — аналоговая часть, включая декодеры и буферы, управляющие светодиодными дисплеями. Также в схеме используется слаботочный инвертор напряжения типа ICL7660. Это микросхема преобразования отрицательного напряжения (необходима для ICL 7107). Благодаря этому всю схему можно питать одним положительным напряжением. Печатная плата имеет небольшие размеры; заменяя или добавляя отдельные элементы, можете легко изменить диапазон измерения напряжения или использовать как модуль измерения тока.

Характеристика

измерение напряжения в диапазоне 0 … 99,9 В
возможность измерения напряжения в диапазоне 0 … 0,999 В
возможность использования модуля для измерения тока
индикация: три семисегментных светодиодных дисплея
источник питания: 5 В.

Описание схемы

Электрическая схема предлагаемого вольтметра приведена на рис. 1.

Рис. 1

В основе схемы находится микросхема ICL7107. Она работает в типичном для нее режиме. Единственная разница между заводским приложением — это отказ от отображения первой цифры. Другое отличие от известных приложений на ICL7107 — это несколько необычное решение проблемы подачи отрицательного напряжения на схему. Для работы ICL7107 требуется два напряжения + 5 В и -3,3 … 5 В постоянного тока. Отрицательное напряжение получается с выхода преобразователя, построенного на нескольких инверторах TTL, и управляется с одного из выходов ICL7107. В устройстве используется более современное и экономичное решение: дополнительный преобразователь интегральной схемы + 5 В постоянного тока в -5 В постоянного тока, ICL7660. Для его работы в нашей схеме C2 требуется только один внешний элемент — электролитический конденсатор емкостью 10 мкФ. На выходе OUT ICL7660 получаем достаточно стабильное напряжение -5 В постоянного тока, которое затем подключается к входу V-IC1

Чрезвычайно важно, чтобы структура ICL7660 была размещена в корпусе DIL8, что по сравнению с типичными решениями с инверторами позволит значительно сэкономить место на печатной плате

Монтаж и настройка

На рис. 2. показана разводка дорожек и расположение элементов на печатной плате, выполненных на двухстороннем фольгированном текстолите.

Рис. 2

Схема, собранная из проверенных элементов, не вызывает сложностей запуска, а только требует простой настройки. Для этого используйте потенциометр управления PR1, чтобы установить напряжение, точно равное 1 В, между выводами REF HI и REF LO IC1. Для установки этого напряжения лучше всего использовать цифровой вольтметр хорошего качества. Вопрос с обозначенным на схеме резистором R5 в виде звезды все еще требует обсуждения. Без этого резистора диапазон измерения будет 0 … 0,999 В, что в случае использования выходного напряжения источника питания для измерения значения будет на два порядка меньше. Чтобы получить интересующий нас диапазон 0 … 99,9 В, необходимо снизить входное напряжение в сто раз, установив резистор R5 на 11 111 кОм. Если схема будет использоваться для измерения тока, потребляемого от источника питания, в котором используется измерительный резистор 0,1R, добавление нашего вольтметра непосредственно к концам такого резистора даст нам диапазон измерения тока до 9,99A.

Внешний вид вольтметра с обеих сторон печатной платы показано на рис. 3.

Рис. 3

Детали

Как подобрать шунт для амперметра максимально точно?

Для стенда по подбору сопротивления нам понадобятся:

блок питания;
образцовый прибор;
качественные провода (медные);
переменное сопротивление;
собственно шунт и амперметр, для которого он готовится.

Схема нужна для точного подбора сопротивления шунта и калибровки прибора с установленной накладкой.

Установив под нагрузкой (заряд аккумулятора) минимальное и максимальное значение – приступаем к ступенчатому изменению силы тока переменным сопротивлением. Полученные на контрольном приборе значения наносим на шкалу.

Вспоминаем физику. Видео урок по расчету шунта для амперметра.

Как рассчитать шунт для амперметра?

Расчет шунта для незначительного расширения верхнего предела шкалы амперметра.Сопротивление шунта вычисляется по формуле. Rш = (Rа * Iа)/(I — Iа)Rш – сопротивление, которым должен обладать шунт.Rа – внутреннее сопротивление амперметра без нагрузки. I – предполагаемый ток, при котором стрелка прибора займет максимальное положение в конце шкалы.Iа – ток, при котором стрелка прибора занимает крайнее положение в конце шкалы без применения шунта.Величина сопротивления рассчитывается по формуле в Омах, сила тока в Амперах.
Расчет шунта для амперметра при существенном превышении предела измерений.Сопротивление шунта вычисляется по формуле. Rш = (Rа * Iа)/I

Цифровой вольтметр с использованием АЦП ICL7107 без Ардуино

Шаг 1. Собираем необходимые компоненты

Для создания вольтметра без Ардуино вам понадобятся следующие детали (без указания количества означает — в единственном экземпляре):

ICL7107 IC, 40-контактная база IC
TL7660 IC, 8-контактная база IC
7-сегментный дисплей с общим анодом x 4
10 К Потенциометр
Клеммная колодка
Header-коннекторы «мама»
Header-коннекторы «папа»
Конденсаторы 10 мкФ х 2
Резистор 330E x 5
2 х 100 кОм, 2 х 10 кОм, 1 х 1 кОм резистор
1 х 1 м, 1 х 22 кОм, 1 х 47 кОм резистор
0,22 мкФ, 0,47 мкФ конденсаторы
2 х 100 нФ, 1 х 100 пФ
Ползунковый переключатель для включения / выключения
Мультиметровые зонды
Литий-ионный аккумулятор
Литий-ионное зарядное устройство на основе TP4056
Усилитель 3,7-4,2 В до 5 В

Соберите все эти компоненты, а затем переходите к разработке схемы.

Шаг 2. Рисуем принципиальную схему

Мы использовали EasyEDA, чтобы нарисовать всю эту схему. EasyEDA — отличный портал для проектирования больших и сложных схем. Это делает жизнь намного легче впоследствии. Вы можете скачать схему в формате PDF ниже для справки:

Шаг 3. Делаем модуль питания

В модуле питания есть в основном 3 компонента. Литий-ионный аккумулятор, одно Li-Po зарядное устройство TP4056 и усилитель напряжения, который увеличит напряжение, поступающее от аккумулятора, до 5 В. Мы использовали литий-ионный аккумулятор емкостью 1000 мАч, но вы можете использовать батарею меньшей емкости.

Шаг 4. Дизайн печатной платы

Как только схема для вольтметра нарисована, пришло время проектировать печатную плату. Можно использовать для этого разные инструменты, а можно портал проектирования печатных плат от EasyEDA. Для начинающих это больше подходит, чем Eagle или любое другое программное обеспечение CAD. После того, как PCB (печатная плата) спроектирована, мы загружаем файл gerber в JLCPCB и набираем необходимые параметры. JLCPCB является одним из лучших производителей печатных плат за последнее время, и цены также довольно разумные. Мы рекомендуем использовать их сервис, если вы думаете о создании прототипа вашего проекта. Таким образом, после оформления заказа мы получил товар в течение 14 дней. Ниже вы можете скачать необходимые файлы:

Шаг 5. Пайка компонентов и подключение источника питания

Как только вы получили печатные платы, пришло время спаять компоненты на ней. Следуйте электрической схеме и правильно расположите компоненты на месте. После пайки подключите положительный VCC (то есть 5 В) и GND (земля) к контактной площадке VCC и GND соответственно на нижней стороне печатной платы. Это не должно быть сложно, так как соединения довольно простые.

Шаг 6. Калибруем вольтметр

После того, как вы все сделали, нужно откалибровать вольтметр относительно ранее откалиброванного вольтметра. Можно взять мультиметр в качестве эталона. Для этого включите вольтметр и мультиметр. Переведите мультиметр в диапазон вольтметров. Подключите эти два прибора параллельно к одному источнику питания. Проверьте значения. Поверните потенциометр в любом направлении, пока показания не совпадут. После этого теперь ваш вольтметр идеально откалиброван по мультиметру.

Изготовление вольтметра завершено. Теперь вы можете использовать этот вольтметр в целях тестирования. Не забывайте выбирать правильный диапазон при измерении напряжения. В противном случае результаты будут не правильными.

Подключение прибора

На рисунке 3 показана схема подключения измерителей в лабораторном источнике.

Рис. 3. Схема подключения измерителей в лабораторном источнике.

Рис.4. Самодельный автомобильный вольтметр на микросхемах.

Пожалуй, самое труднодоставаемое — это микросхемы СА3162Е. Из аналогов мне известна только NTE2054. Возможно есть и другие аналоги, о которых мне не известно.

С остальным значительно проще. Как уже сказано, выходную схему можно сделать на любом дешифраторе и соответствующих индикаторах. Например, если индикаторы будут с общим катодом, то нужно КР514ИД2 заменить на КР514ИД1 (цоколевка такая же), а транзисторы VТ1-VТЗ перетащить вниз, подсоединив их коллектора к минусу питания, а эмиттеры к общим катодам индикаторов. Можно использовать дешифраторы КМОП-логики, подтянув их входы к плюсу питания при помощи резисторов.

Как выбрать амперметр или вольтметр

Амперметры, вольтметры и частотомеры являются панельными цифровыми приборами и предназначаются для энергосетей и различных отраслей промышленности для измерения переменного тока, напряжения, 1/3-фазной активной и реактивной мощности, частоты, коэффициента мощности.

Амперметр – это прибор, предназначенный для измерения количества проходящего через проводник тока.

При выборе амперметра следует учитывать, что внутреннее сопротивление амперметра должно быть очень маленьким (0-1 Ом), т. к. амперметры включаются совместно с потребителем электроэнергии. Ток потребителя электроэнергии должен беспрепятственно проходить через измеряющий его амперметр. При измерении малых значений ток в амперметре может проходить непосредственно через подвижную катушку амперметра, имеющую очень маленькое сечение провода.

В микроамперметрах и миллиамперметрах подвод тока к рамке осуществляется через спиральные пружинки или очень тонкие растяжки, и при больших токах возникает опасность нагрева и перегорания пружинок или растяжек, поэтому верхний предел таких простейших приборов составляет 50 мА. Нижняя граница измеряемых токов составляет 10 нА. Для увеличения предела измерений амперметры подключаются совместно с шунтом (низкоомным высокоточным резистором, который включается параллельно обмотке рамки) или через трансформатор тока. В настоящее время производятся амперметры переносные и щитовые, однопредельные и многопредельные, всех классов точности, от класса 0,1 до 4,0.

Вольтметры – приборы, измеряющие напряжение или разность потенциалов в сети. Вольтметры подключаются параллельно к объекту измерения и величина проходящего через него тока пропорциональна величине напряжения. Вместе с тем внутреннее сопротивление вольтметра должно быть большим и в связи с этим катушка вольтметра конструктивно отличается от катушки амперметра, имея большее количество витков.

Существуют вольтметры постоянного и переменного напряжения, а также вольтметры, измеряющие постоянное и переменное напряжение.

Цифровые вольтметры обычно применяются вместо аналоговых вольтметров и позволяют измерять постоянные напряжения в широком диапазоне от единиц нановольт до тысячи вольт, а с внешним делителем и более высокие напряжения. Относительная погрешность измерения колеблется от 0,5% до 0,001%. Цифровые вольтметры имеют широкое применение в виду того, что они не имеют движущихся механических частей и являются более надежными в эксплуатации, более компактными и имеют минимальные эксплуатационные затраты. Цифровые вольтметры намного превосходят электромеханические приборы, а по габаритам они соизмеримы с электромеханическими вольтметрами, хотя в некоторых случаях они могут иметь большие габариты, например, если прибор имеет очень высокий класс точности. Например, имеются цифровые вольтметры, выполненные в виде щупа, на верхнем конце которого расположено небольшое цифровое отсчетное устройство.

При выборе цифрового вольтметра для проведения измерений, наряду с перечисленными характеристиками, необходимо также учитывать, какое значение постоянного напряжения измеряет вольтметр. Также рекомендуется выбирать вольтметры с внутренним сопротивлением, равным измеряемому сопротивлению изоляции.

Среди электромеханических вольтметров, магнитоэлектрические вольтметры обладают самой высокой чувствительностью, самым малым собственным потреблением энергии из измеряемой цепи и самой малой погрешностью от взаимодействия. Поэтому, в большинстве случаев при измерении напряжений на постоянном токе используются именно магнитоэлектрические вольтметры.

Существуют также и частотомеры, которые являются устройствами, измеряющими частоту и показывающими количество циклов в секунду. Частотомеры подключаются к измеряемой сети параллельно, как и вольтметры, его можно подключить между фазой и нейтральным приводом или между двумя фазами.

Схемы самодельных цифровых вольтметра и амперметра (СА3162, КР514ИД2)

Как-то раз в руки к автору этих строк попало весьма интересное устройство, рожденное в СССР, в далеком году — его просто отдали за ненадобностью. А дело здесь было в том, что обе его панели являлись… передними! Испытания прибора подтвердили его полную боеспособность даже сварка работала! Понятно, что следить за зарядом аккумулятора а ток зарядки — всего лишь А! Для вывода результатов измерения в данном амперметре решено было использовать пару 7-сегментых LED- индикаторов. Ну а последним доводом в пользу светодиодной матрицы — в контексте данной разработки — стал тот факт, что длинный просто-напросто не вписывался по размерам в штатное отверстие для амперметра круглое и очень небольшое! Определившись с типом индикатора, встал другой вопрос — какой же микроконтроллер использовать в качестве основы для данного устройства. А это уже не самое лучшее решение с точки зрения классического подхода к проектированию! Поэтому, в соответствии с этим принципом — простому прибору — простой микроконтроллер, и никак иначе!

Амперметр своими руками

Привет всем любителям самоделок. В данной статье я расскажу, как сделать амперметр своими руками, в сборке которой поможет кит-набор, ссылка на него будет в конце статьи. Данный амперметр пригодится для различных самоделок, где нужно контролировать ампераж. Корпус радиоконструктора выполнен специально с защелками для установки на щиток или панель, что является несомненным плюсом.

Перед прочтением статьи предлагаю посмотреть видеоролик с подробным процессом сборки и проверкой в работе кит-набора.

Для того, чтобы сделать амперметр своими руками, понадобится:

* Кит-набор * Паяльник, флюс, припой * Мультиметр * Приспособление для пайки «третья рука» * Крестовая отвертка * Бокорезы

Шаг первый.

Весь монтаж будет производиться на печатной плате, на которой нанесена маркировка всех компонентов, так что в данном случае инструкция не нужна, само качество изготовления платы на высоком уровне, также она имеет металлизированные отверстия.

Разобравшись с комплектом кит-набора, переходим непосредственно к сборке.

Шаг второй.

Первым делом на плату устанавливаем резисторы. Для установки резисторов необходимо измерить их номиналы, сделать это можно при помощи мультиметра, цветовой маркировки с справочной таблицей или онлайн-калькулятора. Определив сопротивление каждого резистора, устанавливаем их на свои места, согласно маркировке на плате, с обратной стороны загинаем выводы, чтобы при пайке детали не выпали.

После установки резисторов переходим к конденсаторам, устанавливаем полярные и неполярные конденсаторы, полярные ставим с соблюдением полярности, плюс это длинная ножка, минус-короткая, также минус на плате обозначен заштрихованным полукругом.

Керамические неполярные конденсаторы вставляем согласно цифровой маркировке на их корпусе и на самой плате. Далее вставляем диоды, на плате один их них выделен жирной полоской, которая также нанесена черным на корпусе диода, остальные три все одинаковые и перепутать их не получится, а затем ставим индуктивность.

Вот и готов кит-набор, теперь его можно проверить в действии.

Шаг пятый.

Чтобы проверить данный радиоконструктор необходимо подсоединить провода к питанию, для этого будет достаточно аккумуляторной батареи типа 18650, а тестируемое устройство подсоединяем в разрыв к входу прибора.

Подключать можно различные устройства для проверки потребления тока, чтобы откалибровать измерения имеется подстроечный резистор. Данный кит-набор пригодится для тех, кто хочет сделать что-то электронное, где необходим вывод информации в реальном времени, например, потребление тока электродвигателя. Также данная сборка будет полезна начинающим радиолюбителям, которые хотят попробовать себя в радиоэлектронике.

На этом у меня все, всем спасибо за внимание и творческих успехов. Источник

Источник

Измерение тока

Схема нашего амперметра содержит резистор и светодиод в качестве нагрузки. Резистор соединен последовательно со светодиодом, поэтому ток через него можно определить измеряя падение напряжения на резисторе. Точки V1, V2, в которых измеряется напряжение, подсоединены к аналоговым входам платы Arduino.

На этих аналоговых входах стоят АЦП (аналогово-цифровые преобразователи) с разрешением 10 бит, которые конвертируют входное напряжение в число от 0 до 1023. Параметры этого конвертирования мы можем изменить в программе. Также нам необходимо знать, какое минимальное напряжение способны обрабатывать АЦП на аналоговых входах платы Arduino – оно составляет 4.88mV. Таким образом, мы можем просто умножить значение с выхода АЦП на 4.88mV и получить, соответственно, значение напряжения на входе АЦП (на входе аналогового контакта платы). Более подробно про АЦП в Arduino можно прочитать в этой статье.