Карманный вольтметр своими руками

Цифровой вольтметр своими руками

Простая схема вольтметра включает в себя измерительный блок и набор резисторов. Это минимальный комплект, пригодный только для того, чтобы провести предварительные замеры.

Подобным тестером можно измерить напряжение в розетке или уровень заряда аккумуляторной батареи. Приборы, обеспечивающие высокий класс измерений, требуют более сложной принципиальной схемы.

Изготовление самодельного цифрового вольтметра вполне по силам тем, кто может держать в руках паяльник и знает графическое изображение радиоэлементов.

Какие типы бывают

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

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

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

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

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

Электромеханический вольтметр электромагнитной системы

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

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

Тестеры по цели применения позволяют выполнять следующие опции:

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

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

Вольтметр на основе микропроцессора

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

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

Микропроцессорные вольтметры наделены следующими преимуществами:

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

Блок-схема вольтметра с цифровым процессором

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

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

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

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

Принципиальная схема вольтметра

Полуавтомат из инвертора своими руками

Для того чтобы сделать электронный милливольтметр с использованием АЦП, можно взять такую микросхему, как СА3162.

Тестер, собранный по такой схеме, позволяет измерять напряжение в интервале от 0 – 100 В. Микросборка СА3162Е – это АЦП с Uвх. макс. = 999 mV .

Так же здесь присутствует логическая схема, выдающая результат в виде 3-х чередующихся двоично-десятичных 4-х разрядных кодов.

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

Схема вольтметра на АЦП СА31162

Выбор деталей

Сенсорный выключатель своими руками

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

Детали

Для сборки вольтметра необходимы следующие компоненты:

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

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

Подготовка платы

Детали монтируются на самодельной плате из фольгированного текстолита. Для закрепления элементов в плате высверливаются отверстия. Плату, на которой можно собрать цифровой вольтметр своими руками, можно изготовить самостоятельно.

Предварительно на куске плотного картона располагаются заготовленные элементы. Выводами необходимо проткнуть картон. После этого рисуют соединяющие проводники, согласно схеме. Далее рисунок переносится на текстолит.

Лаком или эмалью покрываются соединительные дорожки, после чего плату протравливают в растворе и тщательно промывают.

Раствор готовится из следующих компонентов:

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

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

Подключение прибора

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

Блок питания (БП)

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

Использование разъёма USB для питания вольтметра

Сборка и настройка

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

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

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

Упрощенный авометр своими руками для начинающего радиолюбителя | Мастер Винтик. Всё своими руками!

Начинающим радиолюбителя можно рекомендовать изготовить не сложный прибор, наиболее часто используемым при ремонте или настройки радиотехнических устройств. Авометр объединяет в себе много­предельные амперметр и вольтметр по­стоянного и переменного тока, омметр, а иногда еще и испытатель маломощ­ных транзисторов. 

Принципиальная схема подобного упрощенного измерительного при­бора показана на рис. ниже.

Он позволя­ет измерять постоянные токи до 100мА, постоянные напряжения до 30 В и со­противления от 50 Ом до 50 кОм.

Пе­реключение видов и пределов измере­ния осуществляется включением одного из щупов в гнезда Гн1—Гн10. Второй щуп, вставленный в гнездо Гн11 «Общ.», общий для всех видов и пре­делов измерения.

Омметр однопредельный. В него вхо­дят: микроамперметр ИП1, источник питания Э1 напряжением 1,5 В и добавочные рези­сторы R1 «Уст. 0» и R2.

Перед изме­рением щупы прибора соединяют, и пе­ременным резистором R1 стрелку мик­роамперметра устанавливают на конеч­ную отметку шкалы, являющуюся ну­лем омметра.

Затем щупами касаются выводов резистора, обмотки трансформа­тора или проводников участка цепи, сопротивление которых надо измерить, и по шкале омметра определяют ре­зультат измерения.

Четырехпредельный вольтметр обра­зуют тот же микроамперметр ИП1 и добавочные резисторы R3—R6. С ре­зистором R3 (при включении второго Щупа в гнездо Гн2) отклонение стрел­ки микроамперметра на всю шкалу соответствует напряжению 1 В, с ре­зистором R4—3 В, с резистором R5— 10 В, с резистором R6—30 В.

Конструкция рекомендуемого комби­нированного измерительного прибора показана на рис. Микроамперметр типа М49 на ток полного отклонена стрелки 300 мкА с сопротивлением рам­ки 300 Ом.

Переменный резистор R1 (СПО-0,5), кнопка КН (КМ1-1) и все гнезда прибора укреплены непосредст­венно на лицевой панели, выпиленной из листового текстолита толщиной 2 мм. Роль гнезд Гн1—Гн11 выполняет гнездовая часть десятиконтактного разъема.

Низкоомные резисторы R9-R11 типа МОИ (или проволочные), остальные МЛТ на мощность рассеяния 0,5 или 0,25 Вт. Необходимые сопро­тивления резисторов подбирают при налаживании путем их замены, параллельным или последовательным соеди­нением нескольких резисторов.

В опи­сываемом приборе каждый из резисто­ров R3 и R6, например, составлен из двух последовательно соединенных ре­зисторов, каждый из резисторов R5 и R11 также из двух резисторов, но со­единенных параллельно.

 Калибровка вольтметра и миллиам­перметра заключается в подгонке со­противлений добавочных резисторов и универсального шунта под максималь­ные напряжения и токи соответствую­щих пределов измерения, а омметра — к разметке шкалы по образцовым ре­зисторам.

 Калибровку вольтметра производите по схеме, показанной на рис. Па­раллельно батарее Б1 напряжением 13,5 В (или от БП) подключите пе­ременный резистор Rp сопротивлением 2—3 кОм, который будет выполнять роль регулировочного, а между его движком и нижним (по схеме) выво­дом,— параллельно соединенные само­дельный калибруемый () и образ­цовый (V0) вольтметры.

Образцовым может быть вольтметр заводского аво­метра. Предварительно движок регу­лировочного резистора поставьте в край­нее нижнее (по схеме) положение, а калибруемый вольтметр включите на первый предел измерений — до 1 В.

Если при этом стрелка калибруе­мого вольтметра не доходит до ко­нечной отметки шкалы, это укажет на то, что сопротивление добавочного ре­зистора R3 оказалось больше, чем на­до, а если уходит за пределы шкалы, то — меньше. Подбирая этот резистор, добейтесь, чтобы при напряжении 1 В стрелка вольтметра устанавливалась точно против конечной отметки шкалы.

Точно так же, но при напряжениях 3 и 10 В, фиксируемых образцовым вольтметром, подгоняйте добавочные резисторы R4 и R5 следующих двух пределов измерений.

Для калибровки четвертого предела измерений не обя­зательно подавать на вольтметры на­пряжение 30 В. Можно подать 10 В и подбором резистора R6 установить стрелку калибруемого вольтметра на отметку, соответствующую первой третьей части шкалы.

При этом откло­нение его стрелки на всю шкалу будет соответствовать напряжению 30 В.

Для калибровки миллиамперметра потребуются: миллиамперметр на ток до 100 мА, свежий элемент 343 или 373 и два переменных резистора — пленочный (СП, СПО) сопротивлением 5—10 кОм и проволочный сопротивле­нием 50—100 Ом. Первый из этих ре­гулировочных резисторов будете ис­пользовать при подгонке резисторов R7—R9, второй — при подгонке рези-, сторов R10 и R11 универсального шунта.

Первым подгоняйте резистор R7 шунта. Для этого соедините последо­вательно (рис. б): образцовый мил­лиамперметр мА0, калибруемый мАк, включенный на первый предел изме­рений (до 1 мА), элемент Э1 и пере­менный резистор Rp. Нажмите кнопку Кн1 «/» (см. рис.

17) авометра и, плавно уменьшая вводимое сопротивле­ние регулировочного резистора Rv, ус­тановите в цепи ток, равный 1 мА.

Сопротивление резистора R7 должно быть таким, чтобы при таком токе в цепи стрелка калибруемого миллиам­перметра была против конечной отмет­ки шкалы.

Разметить шкалу омметра проще всего с помощью постоянных резисто­ров с допуском от номинала ±5%. Делайте это так. Сначала замкните Щупы и регулировочным резистором R1 «Уст. О» установите стрелку микро­амперметра на конечную отметку шкалы, соответствующую нулю омметра.

За­тем разомкните щупы и подключайте к ним резисторы с номинальными со­противлениями: 50, 100, 200, 300, 400, 500 Ом, 1 «Ом и т. д. примерно до 50—60 кОм, замечая всякий раз на шкале точку, до которой отклоняется стрелка прибора.

И в этом случае ре­зисторы нужных сопротивлений со­ставляйте из резисторов других номи­налов. Например, резистор сопротивле­нием 40 Ом можно составить из двух резисторов по 20 Ом, резистор на 50 кОм из резисторов сопротивлением 20 и 30 кОм.

По точкам отклонений стрелки, соответствующим разным со­противлениям образцовых резисторов, размечайте (градуируйте) шкалу ом­метра.

Шкалы самодельного комбинирован­ного измерительного прибора должны иметь вид, показанный на рис.

Верхняя из них — шкала омметра, нижняя — общая шкала вольтметра и миллиамперметра. Их надо возможно точнее начертить на плотной лакиро­ванной бумаге по форме шкалы микро­амперметра.

Затем осторожно извлечь магнитоэлектрическую систему прибора из корпуса и наклеить новую шкалу, точно совместив дугу шкалы омметра с прежней шкалой.

В описанном комбинированном при­боре использован микроамперметр на ток Iи=300 мкА с сопротивлением рамки Rи, равным 300 Ом. При таких параметрах микроамперметра относи­тельное входное сопротивление вольт­метра не превышает 3,5 кОм/В.

Увели­чить относительное входное сопротив­ление и тем самым уменьшить влияние вольтметра на режим в измеряемой це­пи можно только использованием бо­лее чувствительного микроамперметра. Так, например, с микроамперметром на ток I=200 мкА относительное вход­ное сопротивление вольтметра будет 5, а с  микроамперметром   на   ток I =100мка — 10кОм/В.

С такими приборами расширится и предел измерения омметром. Но при замене микроамперметра более чувствительным надо с учетом его параметров I и К пересчитать сопротивление всех сопротивлений авометра.

Таким способом можно проверить или откалибровать любой стрелочный или цифровой вольтметр (амперметр). В качестве образцового рекомендуется использовать цифровой прибор заводского исполнения.

 Такой прибор можно также положить в бардачок автомобиля. В поездке он может пригодиться для отыскания повреждений электропроводки, не годных ламп, соответствия бортового напряжения   автомобиля.

Литература: В.Г.Борисов. Радиотехнический кружок и его работа.

А.Зотов 

П О П У Л Я Р Н О Е:

• Индикатор напряжения аккумулятора на TAA2765A

Не во всех автомобилях, даже современных установлен вольтметр. Обычно индикатором зарядки служит обычная лампочка в щитке приборов. А это далеко не достаточно. По приведенной, ниже схеме можно собрать простой светодиодный указатель напряжения автомобильного аккумулятора.Подробнее…

• Активная акустическая система.

Всем хороши минимузыкальные центры,  и широкий набор функциональных возможнос­тей, и неплохие характеристики, мало места занимают в квартире. Одно плохо, — выходная мощность невысокая, обычно не более 5-10W. Конечно, можно купить более мощный аппарат, но музыкальный центр с выходной мощностью около 100W стоит на порядок дороже. А это существенно для кармана многих наших граждан. Подробнее…

• Электрическая схема мопеда.

Типовая схема электропроводки современных мопедов, мотоциклов

Подробнее…

Популярность: 14 865 просм.