Anschlussplan für elektronisches Voltmeter und Amperemeter. Wir schließen ein chinesisches digitales Voltammeter an

Bei der Entwicklung von Ladegeräten für Batterien und verschiedenen Netzteilen verwenden viele Funkamateure vorgefertigte Voltmeter-Amperemeter aus China, die problemlos im Internet, beispielsweise auf der Aliexpress-Website, gekauft werden können. Darüber hinaus sind die Kosten für solche Fertiggeräte sehr attraktiv und viele Lieferanten bieten dem Käufer zusätzlich zu allem eine kostenlose Lieferung der Waren an. Nachdem wir das günstigste Angebot gefunden hatten, bestellten wir ein Paar WR-005-Geräte zum Testen, die für die Messung von Spannungen bis 100 Volt und Strömen bis 10 Ampere ausgelegt sind. Die Bestellung kam an, mit den Blöcken war alles in Ordnung, es gab keine mechanischen Schäden, aber es gab keinen Pass oder eine Anleitung, die beschreibt, wie man das Gerät anschließt. Aus diesem Grund wurde dieser Artikel geschrieben, da wir höchstwahrscheinlich nicht die Einzigen sind, die mit Problemen beim Anschluss des WR-005 an Messkreise konfrontiert sind.

Ähnliche Messgeräte können für andere Messparameter konzipiert werden, Sie haben aber in jedem Fall zwei Anschlüsse auf der Platine:

● Der erste Anschluss besteht aus zwei dünnen Drähten, normalerweise rot und schwarz. Sie dienen der Spannungsversorgung des Messkreises. Die Versorgungsspannung hat einen sehr großen Bereich, Sie können 4 bis 30 Volt liefern, das rote Kabel ist positiv, das schwarze Kabel ist negativ. Sobald der Stromkreis mit Strom versorgt wird, leuchtet die Anzeige auf.
● Der zweite Anschluss besteht aus dreiadrigen, dicken Drähten und ist für den Anschluss des Geräts an Messkreise vorgesehen. Aber schauen wir uns die Farben der Drähte an.

Anscheinend wurden früher Blinker hergestellt, bei denen dicke Drähte schwarz, rot und gelb waren, daher findet man im Internet dieses Bild:

In unserem Fall hat dieser Stecker blaue, schwarze und rote Drähte, und der schwarze Draht befindet sich in der Mitte des Steckers, also haben wir beschlossen, sie noch einmal zu überprüfen.

Wie sich herausstellte, hat sich weltweit nichts geändert:

● Das schwarze Kabel ist wie in der Vorgängerversion das gemeinsame Kabel (COM);
● Rotes Kabel – Spannungsmessung;
● Blaues Kabel – Strommessung.

Für diejenigen, die es nicht ganz verstehen: Der schwarze dicke Draht wird mit dem Minus der Quelle verbunden, der rote mit dem Plus (das Voltmeter beginnt zu zeigen), der blaue dicke Draht wird mit der Last verbunden und vom anderen Ende der Last geht es zum Plus der Quelle (das Amperemeter zeigt an).

Über den Shunt. Bei Geräten bis 10 Ampere ist der Shunt eingebaut (direkt in die Platine eingelötet), über 10 Ampere sollte in der Regel ein externer Shunt im Bausatz enthalten sein, siehe Bilder unten:

Unsere Version des Geräts mit eingebautem Shunt:

Der externe Shunt sieht so aus:

Auch nach ordnungsgemäßem Anschluss gibt es keine Garantie dafür, dass die Voltmeter- und Amperemeterwerte korrekt sind. Es lohnt sich daher, diese beispielsweise mit einem externen Multimeter zu überprüfen. Bei Bedarf können Sie die Messwerte mithilfe von Trimmwiderständen korrigieren, die sich auf der Platine des WR-005-Geräts befinden.

Der Mikroschaltkreis, auf dem das Gerät montiert ist, weist keine Erkennungszeichen auf, der Schaltplan sieht jedoch wie folgt aus:

Abschließend möchte ich sagen, dass sich das Gerät nach dem Anschließen und Testen positiv gezeigt hat, die Verarbeitungsqualität nicht schlecht ist, die Ablesefehler den Angaben des Lieferanten entsprechen, d. h. der Spannungsfehler beträgt 0,1 Volt, der Stromfehler beträgt 0,01 Ampere, Strom Der Verbrauch des Messkreises überschreitet 20 mA nicht. Jede Elektronik unterliegt im Laufe der Zeit einem Ausfall. Die Zeit wird zeigen, wie lange uns dieses Voltmeter-Amperemeter noch dienen wird. Grundsätzlich sind wir jedoch der Meinung, dass der WR-005 für das Geld eine lohnende Anschaffung mit schneller Installation und Anschluss in Geräten ist, die eine digitale Anzeige der Strom- und Spannungsparameter erfordern.

Wenn jemand die Marke des in der Geräteschaltung verwendeten Mikroschaltkreises kennt, schreiben Sie bitte in die Kommentare.

Heimwerker, die verschiedenste Lade- oder Stromversorgungsschaltungen entwerfen, entwickeln und implementieren, stehen ständig vor einem wichtigen Faktor – der visuellen Überwachung der Ausgangsspannung und des Stromverbrauchs. Hier hilft Aliexpress sehr oft mit und liefert zeitnah chinesische digitale Messgeräte. Insbesondere: Ein digitales Ampere-Voltmeter ist ein sehr einfaches Gerät, erschwinglich und zeigt ziemlich genaue Informationsdaten an.

Doch für Anfänger kann die Inbetriebnahme (Anschließen eines Ampere-Voltmeters an den Stromkreis) eine problematische Aufgabe sein, da das Messgerät ohne Dokumentation geliefert wird und nicht jeder die farblich gekennzeichneten Leitungen schnell anschließen kann.

Unten finden Sie ein Bild eines der beliebtesten Voltammeter unter Heimwerkern.

Dies ist ein Ampere-Voltmeter für 100 Volt/10 Ampere und verfügt über einen eingebauten Shunt. Viele Funkamateure kaufen solche Messgeräte häufig für ihre selbstgemachten Produkte. Ein digitales Gerät kann entweder über separate Quellen mit Strom versorgt werden,

und von einer betriebenen und gemessenen Spannungsquelle. Hier verbirgt sich jedoch eine kleine Nuance: Die Bedingung muss erfüllt sein – die Spannung der verwendeten Stromquelle lag zwischen 4,5 und 30 V.

Für Heimwerker, die es immer noch nicht ganz verstehen: Verbinden Sie das dicke schwarze Kabel mit dem Minus des Netzteils, das dicke rote Kabel mit dem Plus des Netzteils (die Voltmeter-Skalenwerte leuchten auf),

Wir verbinden einen dicken blauen Draht mit der Last, das zweite Ende der Last geht an das Plus der Stromversorgung (die Werte der Amperemeterskala leuchten auf).

Für viele Zwecke ist es oft notwendig, ein Voltammeter zu verwenden. Ob Labornetzteil oder Ladegerät. In diesem Artikel werden wir über ein ziemlich billiges, aber sehr verbreitetes chinesisches Voltammeter mit der Bezeichnung dsn-vc288 sprechen. Dieses eher kleine Gerät kann Spannungen von 0 bis 100 Volt und Ströme im Bereich von 0 bis 10 Ampere messen. Die Auflösung (Schritt) für Spannung beträgt 0,1 Volt, für Strom - 0,01 Ampere.

Der Anschluss des Gerätes ist einfach: Ein dreipoliger Stecker dient der Stromversorgung und der Zuführung der Messspannung. Die Stromversorgung reicht von 5 bis 36 Volt und die gemessene Spannung ist tatsächlich diejenige, die wir messen werden. Der zweite zweipolige Stecker dient zur Strommessung und wird an den offenen Stromkreis des Messkreises angeschlossen. Auf der Platine befinden sich außerdem zwei variable Widerstände mit den Bezeichnungen I_ADJ und V_ADJ. Dies ist die Strom- bzw. Spannungskalibrierung.

Beim ersten Einschalten des DSN-VC288-Voltammeters traten einige Probleme auf. Es misst die Spannung perfekt, aber nicht so viel Strom. Die Messungen sind instabil; die Zahlen springen ständig und das Schlimmste ist die Nichtlinearität (wir kalibrieren bei einem Strom von 100 mA, aber bei einem Strom von 1 A schweben die Messwerte weg und je weiter, desto weiter, desto mehr). Der Verdacht fiel zunächst auf den Shunt. Stattdessen nahm ich mehrere Widerstände der Standardgröße 2512 und einen Widerstand von 0,02 Ohm und begann, sie einzeln parallel zu löten, um den gewünschten Widerstand auszuwählen (diese Methode kann übrigens die Obergrenze der Strommessung verringern, aber erhöhen). die Genauigkeit bei niedrigen Strömen).

Ein solcher Ersatz des Shunts brachte jedoch nicht den gewünschten Effekt – die Nichtlinearität blieb bestehen. Und dann habe ich im Internet eine weitere Modifikation dieses Voltammeters entdeckt, die darin bestand, einen zusätzlichen Jumper zu installieren (das Foto zeigt, wo er hingeht und woher er kommt). Dies muss mit einem dickeren Draht erfolgen.

Ich habe einen Draht mit einem Querschnitt von 0,75 mm, der zur Hälfte gefaltet und mit Schrumpfschlauch überzogen ist. Danach wurden die Stromwerte des Voltammeters stabil und linear. Mit einem Trimmerwiderstand habe ich den Strom kalibriert, dann den resultierenden Widerstand gemessen und ihn durch eine Baugruppe aus zwei Festwiderständen ersetzt. Dies geschah, damit das Gerät in Zukunft nicht erneut kalibriert werden muss, wenn die Einstellung schwankt.

Nach solchen Modifikationen habe ich ein Voltammeter dsn-vc288 zusammengebaut. Das Gerät ist nun betriebsbereit.

Für mein nächstes Projekt (Umbau eines ATX 580W-Netzteils in ein Labornetzteil) habe ich mir den oben genannten Indikator gekauft. Es wurde nicht sofort und zum richtigen Zeitpunkt klar, dass sein Stromeingang galvanisch mit dem Minus-Eingang des Shunts verbunden war. Dies führt zu einem spürbaren Fehler, wenn die Anzeige von derselben Quelle gespeist wird, von der der Strom gemessen wird (Fehler bis zu einem Ampere bei meinem 50-A-Shunt!). Es war natürlich möglich, eine weitere Betriebsstation zu installieren und den Indikator von dort aus mit Strom zu versorgen, aber das erschien mir zu gewagt und ich beschloss, den Indikator selbst zu hacken.

Bei der Suche im Internet habe ich seinen Zwillingsbruder YB27VA und dessen typische Schaltung gefunden. Ich sage gleich, dass die Schaltung meines Geräts etwas anders ist. Der Kern der Modifikation besteht darin, den Differenzeingang des Operationsverstärkers ad8605 (mit B3A gekennzeichnet) vom gemeinsamen Stromkabel zu entkoppeln. Für den Neuaufbau benötigen Sie grundlegende Reverse-Engineering-Kenntnisse (um sicherzustellen, dass der Schaltkreis derselbe ist), das Löten kleiner Teile und Kenntnisse des Ohmschen Gesetzes :)

Schema vor der Änderung:

Schema nach:

Die Schnittpfade sind rot markiert. Ich habe beschlossen, auf den Widerstand R6 zu verzichten, da er anscheinend nur benötigt wird, damit das Amperemeter „0“ anzeigt, wenn der Shunt getrennt ist. Außerdem ist eine Übertragung des ad8605-Netzteils (2 Beine) nicht erforderlich (nach den Tests im Simulator zu urteilen).

Die zweite Modifikation löst das Problem, das damit zusammenhängt, dass der Indikator die ersten ~180 mA Strom nicht „sieht“, d. h. wenn 1 A an den Shunt angelegt wird, zeigt das Gerät 0,8 A an, wenn 0,2 angelegt werden, dann Null , usw. Dies liegt an der Eingangsvorspannung des Operationsverstärkers und des ADC. Sie kann berechnet werden, indem man den Widerstand des Shunts und den Betrag kennt, um den das Gerät „liegt“. Ich habe 270 µV am Eingang des Operationsverstärkers. Diese Vorspannung kann leicht künstlich erzeugt werden, indem man dem Stromkreis einen Widerstand hinzufügt. Dadurch beginnt das Gerät mit der Messung bei Null.

In meinem Fall war es notwendig, einen 1140-kOhm-Widerstand vom integrierten 3-V-Stabilisator zum „+“-Eingang des Operationsverstärkers hinzuzufügen. Dieser Widerstand bildet zusammen mit R7 und dem Shunt einen Teiler, der die anfängliche Vorspannung festlegt.

Es stellte sich heraus, dass der Verbundwiderstand aufgrund eines Fehlers in einem von ihnen genau so groß war wie nötig :)

Daher misst es jetzt beginnend bei 50 mA bis zu 50 A mit einem Mindestschritt von ca. 20 mA (0 wird ebenfalls angezeigt). Auch die Linearität enttäuscht nicht, aber manchmal fehlt sie, zum Beispiel springt sie von 0,12 auf 0,14.

Die erreichte Genauigkeit hat mich angenehm überrascht, es handelte sich um ein echtes Messgerät, das in einer Laborstromversorgung als Hauptindikator eingesetzt werden kann. Dem man sogar vertrauen kann :) (gilt zumindest für die Gegenwart). Es ist nicht klar, warum die Chinesen beschlossen haben, bei ein paar billigen Teilen zu sparen. Ihre Kosten sind eindeutig um eine Größenordnung niedriger als bei anderen Komponenten, beispielsweise dem gleichen ad8605. Benutze gute Ausrüstung :)

Weitere Fotos mit Messergebnissen:

P.S. Ich wollte gerade einen Artikel veröffentlichen, aber ich beschloss, nachzusehen: Wie läuft es mit der Spannung? Es stellte sich heraus, dass die Situation auch nicht gut war – das Gerät lag bei 0,1 V, und dies konnte nicht elegant behoben werden, da der untere Widerstand ein Abstimmwiderstand war. Aber ich habe dort trotzdem einen 20 MΩ-Widerstand angelötet und das Ergebnis hat mir gepasst)

Ich habe von AliExpress ein paar elektronische Einbauvoltmeter Modell V20D-2P-1.1 (Gleichspannungsmessung) erhalten, der Preis beträgt jeweils 91 Cent. Im Prinzip kann man es mittlerweile günstiger finden (wenn man genau hinschaut), aber es ist keine Tatsache, dass dies nicht zu Lasten der Verarbeitungsqualität des Geräts gehen wird. Hier sind seine Eigenschaften:

• Betriebsbereich 2,5 V - 30 V
• Leuchtfarbe rot
• Gesamtgröße 23 * 15 * 10 mm
• erfordert keine zusätzliche Stromversorgung (Zweileiterversion)
• Es besteht die Möglichkeit einer Anpassung
• Bildwiederholfrequenz: ca. 500 ms/Zeit
• Versprochene Messgenauigkeit: 1 % (+/-1 Digit)

Und alles wäre in Ordnung, installieren Sie es und verwenden Sie es, aber ich stieß auf Informationen über die Möglichkeit, sie zu verbessern – das Hinzufügen einer aktuellen Messfunktion.

Digitales chinesisches Voltmeter

Ich habe alles vorbereitet, was ich brauchte: einen zweipoligen Kippschalter, Ausgangswiderstände – einen MLT-1 für 130 kOhm und einen zweiten Drahtwiderstand für 0,08 Ohm (hergestellt aus einer Nichrom-Spirale mit einem Durchmesser von 0,7 mm). Und den ganzen Abend habe ich dieses Gerät gemäß der gefundenen Schaltung und den Anweisungen zu seiner Implementierung mit Drähten an ein Voltmeter angeschlossen. Umsonst. Entweder gab es nicht genügend Einblick in das Verständnis dessen, was im gefundenen Material unausgesprochen und unvollständig gezeichnet blieb, oder es gab Unterschiede in den Schemata. Das Voltmeter funktionierte überhaupt nicht.

Anschließen des Digitalvoltmeter-Moduls

Ich musste die Anzeige ablöten und die Schaltung studieren. Benötigt wurde hier kein kleiner Lötkolben, sondern ein winziger, sodass einiges an Fummelei nötig war. Aber in den nächsten fünf Minuten, als das gesamte Schema zur Durchsicht verfügbar wurde, verstand ich alles. Im Prinzip wusste ich, dass ich hier ansetzen musste, aber ich wollte das Problem unbedingt „einfach“ lösen.

V-Meter-Modifikationsschema

Verfeinerungsschema: Amperemeter zu Voltmeter

So entstand dieses Schema zur Verbindung zusätzlicher elektronischer Komponenten mit den bereits im Voltmeterkreis vorhandenen. Der blau markierte Standardwiderstand des Stromkreises muss entfernt werden. Ich sage gleich, dass ich Unterschiede zu anderen im Internet angegebenen Schaltungen festgestellt habe, beispielsweise beim Anschluss eines Abstimmwiderstands. Ich habe nicht den gesamten Voltmeter-Schaltkreis neu gezeichnet (ich werde es nicht wiederholen), sondern nur den Teil gezeichnet, der für die Modifikation notwendig war. Ich halte es für offensichtlich, dass die Spannungsversorgung des Voltmeters getrennt sein muss; schließlich sollte der Ausgangspunkt der Messwerte bei Null beginnen. Später stellte sich heraus, dass die Stromversorgung über eine Batterie oder einen Akku nicht funktioniert, da der Stromverbrauch des Voltmeters bei einer Spannung von 5 Volt 30 mA beträgt.

Platine - Chinesisches Voltmeter-Modul

Nachdem ich das Voltmeter zusammengebaut hatte, kam ich zum Kern der Aktion. Ich mache keine Haarspalterei, ich zeige und sage Ihnen nur, was Sie mit dem verbinden müssen, damit es funktioniert.

Schritt-für-Schritt-Anleitung

Also, Aktion eins– Aus dem Stromkreis wird ein SMD-Widerstand mit einem Widerstandswert von 130 kOhm entfernt, der am Eingang der positiven Stromleitung zwischen der Diode und dem 20 kOhm-Trimmwiderstand steht.

Wir verbinden den Widerstand mit dem Voltmeter-Amperemeter

Zweite. An den frei gewordenen Kontakt wird auf der Seite des Trimmers ein Draht der gewünschten Länge angelötet (zum Testen praktischerweise 150 mm und am besten rot)

Löten Sie den SMD-Widerstand ab

Dritte. Ein zweiter Draht (z. B. blau) wird an die Leiterbahn angelötet, die den 12-kOhm-Widerstand und den Kondensator von der „Masse“-Seite aus verbindet.

Testen einer neuen Schaltung

Nun „hängen“ wir gemäß dem Diagramm und diesem Foto eine Ergänzung zum Voltmeter: einen Kippschalter, eine Sicherung und zwei Widerstände. Hier geht es vor allem darum, die neu installierten roten und blauen Drähte richtig zu verlöten, aber nicht nur diese.

Wir wandeln den Voltmeterblock in ein A-Meter um

Aber hier gibt es noch mehr Drähte, obwohl alles einfach ist:

» — ein Paar Verbindungsdrähte verbindet den E/Motor
« separates Netzteil für Voltmeter"- Batterie mit zwei weiteren Drähten
« Netzteilausgang"- noch ein paar Drähte

Nach dem Anlegen von Strom an das Voltmeter wurde sofort „0,01“ angezeigt; nach Anlegen von Strom an den Elektromotor zeigte das Messgerät im Voltmeter-Modus eine Spannung am Ausgang des Netzteils von 7 Volt an und wechselte dann in den Amperemeter-Modus. Die Umschaltung wurde durchgeführt, als die Stromversorgung der Last ausgeschaltet wurde. Anstelle eines Kippschalters werde ich in Zukunft einen Taster ohne Verriegelung einbauen, das ist sicherer für die Schaltung und komfortabler in der Bedienung. Ich war froh, dass beim ersten Versuch alles geklappt hat. Die Messwerte des Amperemeters unterschieden sich jedoch um mehr als das Siebenfache von den Messwerten des Multimeters.

Chinesisches Voltmeter - Amperemeter nach Modifikation

Hier stellte sich heraus, dass der Drahtwiderstand statt des empfohlenen Widerstands von 0,08 Ohm 0,8 Ohm hat. Mir ist bei den Messungen während der Herstellung ein Fehler beim Zählen der Nullen unterlaufen. Ich bin so aus der Situation herausgekommen: Das Krokodil mit dem Minuskabel von der Last (beide schwarz) bewegte sich entlang einer geraden Nichrom-Spirale in Richtung des Eingangs vom Netzteil, der Moment, als die Messwerte des Multimeters und die jetzt geänderte Ampere- Voltmeter fiel zusammen und wurde zum Moment der Wahrheit. Der Widerstand des betroffenen Abschnitts des Nichromdrahts betrug 0,21 Ohm (gemessen mit einem Multimeteraufsatz an der „2 Ohm“-Grenze). Es war also nicht einmal schlimm, dass der Widerstand statt 0,08 0,8 Ohm betrug. Hier muss man, egal wie man zählt, den Formeln zufolge noch anpassen. Der Übersichtlichkeit halber habe ich das Ergebnis meiner Bemühungen auf einem Video festgehalten.

Video

Ich halte den Kauf dieser Voltmeter für einen Erfolg, aber es ist nur schade, dass der aktuelle Preis in diesem Geschäft deutlich gestiegen ist, fast 3 Dollar pro Stück. Autor Babay iz Barnaula.