Термометр из китайского вольтметра своими руками
Добавил пользователь Евгений Кузнецов Обновлено: 18.09.2024
Цифровой вольтметр позволяет измерять постоянное напряжение от 0 до 25 вольт. В качестве контроллера используется ATMEGA8, которая тактуется внутренним RC-генератором 8мГц. Измерения постоянного напряжения производятся при помощи встроенного в контроллер 10-и разрядного АЦП. Измеряемое напряжение, через делитель R9, R10 поступает на вход ADC0 (PortC.0 выв.23). После соответствующих преобразований, результат измерения отображается на 4-х разрядном индикаторе с общим анодом (в моём случае RL-C5620). Обращайте внимание что они есть разного размера, могут отличаться цоколевкой, ну и включением (ОА и ОК).
Термометр позволяет измерять тепературу от -50 до +85 гадусов. Хочу заметить, что т.к. на индикацию температуры отведено 3 разряда, то десятые доли индицируются только в диапазоне −9.9…+85°С, а другие температуры отображаются уже без десятых долей. При температуре от -10 и ниже, десятая доля больше 0,5 градусов отображается включением точки (как на четвертой картинке ниже).
Датчиком термометра служит микросхемка DS18B20, считав из нее данные о текущей температуре и сделав необходимые преобразования выводим результат измерения на индикатор.
Часы. Подсчет времени происходит, постоянно, независимо от того какой режим выбран. Кроме того, в случае отключения основного питания, VTC перейдем в эноргосберегающий режим, отключив индикацию и перейдя в режим сна. В этом режиме VTC потребляет 10мкА.
Переключение между режимами вольтметра и термометра производится кнопкой S1: один раз нажали — вольтметр, ещё раз — термометр, ещё раз -часы и так по кругу.
Наблюдательный радиолюбитель может заметить несоответствие подключения разрядов индикатора. Дело в том что 3-й разряд индикатора это две точки, которые нужны для часов и они здесь исспользуются только в режиме часов. Поэтому я в программе сделал вывод информации сначала на первый разряд, потом на 2-й, 4-й, 5-й и только потом 3-й (только если это режим часов).
Кнопки управления подключены к казалось бы у же занятым индикатором порту, но так и есть, ошибки нет. Поясню: после того как произойдет последовательный выход информации на всех разрядах, порт переключает направление, т.е. становится входом и сканирует наличие нажатых кнопок, а потом опять меняет направление порта и становится выходом. Этот процесс повторяется снова и снова.
Для подпитки спящего режима можно применить любые элементы питания от 3 до 4,5 вольт. Наличие основного питающего напряжения контролируется процессором на входе порта PB.5 (вывод 17) через цепочку VD3 и R22.
Транзисторы p-n-p малой мощности, можно применить BC558, подойдут также 2SA733 или наши КТ361. Диод VD4 необходимо применить с низким сопротивлением перехода, я исспользовал 1N5817, остальные можно поставить 1N4001 (1N4002-1N4007).
Отдельно внимание следует уделить FuseBits. В нашем случае (для CodeVision AVR) они выставляются так:
Что можно добыть из "желтого китайского тестера"
Китайский желтый тестер DT-830B из Леруа-Мерлен стоит 75 рублей. В нем есть ЖКИ дисплей, микросхема типа ICL7106/7106 в виде капли эпоксидки с обвязкой и почему бы не сделать из него удобный встраиваемый вольтметр для, например, блока питания, или ещё какого-нибудь применения, просто отрезав ненужное.
Нужен вольтметр - убрать всё ненужное
Оригинал
Что в упаковке
Что внутри
Разбираем, изучаем, делаем выводы:
Принципиальная схема
Здесь приведена принципиальная схема "отца семейства", которая прослеживается во многих подобных приборах с незначительными вариациями. Часто даже маркировка на плате совпадает с позиционным обозначением на схеме (R3, C6. ):
Печатная плата
Печатная плата в "распечатываемом" виде, я на ней изучал дорожки:
Переделка
Обрезка и перемычки
Вобщем, берем ножницы и режем по дорожке выше надписи "830B.4C".
Затем нужно будет восстановить перемычкой A-A всего одну связь и указать второй перемычкой B-B как отображать запятые на экране. См. далее:
Управления запятыми
В родном корпусе получившийся "огрызок мультиметра" теперь выглядит так:
Делитель для вольтметра
По бокам платы осталиcь неиспользуемые точные резисторы - их можно использовать для организации нужного делителя напряжения для вольтметра:
Что получилось в результате
- диапазоном входных напряжений -199-0-199 мв (измеряются обе полярности с индикацией знака);
- индикацией перегрузки;
- ошибка линейности не более ±0,2 единицы;
- ошибка установки нуля не более ±0,2 единицы;
- входной ток не более 1pA (типовое значение для ICL7106/7107), соответствующее величине входного сопротивления гарантированно в сотни мегаом;
- ток потребления вольтметра - около 1мА по каждому плечу, что соответствует наработке в сотни часов от стандартной "Кроны".
- ФНЧ на входе (R6 1Мом и C3 0,1мкФ) обеспечивает время установления 0,1 сек.
Если необходимо запитать вольтметр от устройства, где он будет установлен, следует учесть, что напряжение на выводе "BATT+" микросхемы (относительно "COM" конечно) будет всегда 3.0V потому что оно стабилизировано внутренним опорным стабилизатором в самой микросхеме и превышать его нельзя; отрицательное же напряжение "BATT-" образуется как напряжение на батарее минус 3.0V. Оба напряжения можно сформировать параметрическими стабилизаторами с помощью двух резисторов и любого стабилитрона, хоть зеленого или лучше белого светодиода. Но лучше всего - обеспечить гальванически независимый источник питания вольтметра, тем более что ток потребления мизерный.
Не совсем он мне подходил в блок питания (показания не от нуля - но это расплата за питание от измеряемой цепи), зато недорого.
Решил взять и разбираться на месте.
Содержание / Contents
↑ Схема модуля вольтметра
На поверку модуль оказался не так уж и плох. Выпаял индикатор, срисовал схему (нумерация деталей показана условно):
К сожалению, чип остался неопознанным - маркировка отсутствует. Возможно, это какой-то микроконтроллер. Номинал конденсатора С3 неизвестен, выпаивать мерять не стал. С2 - предположительно 0.1мк, тоже не выпаивал.
↑ Обработать напильником по месту.
1. Чтобы он начал измерять напряжение менее 3 Вольт , нужно выпаять резистор-перемычку R1 и на ее правую (по схеме) контактную площадку подать напряжение 5-12В с внешнего источника (выше можно, но нежелательно - стабилизатор DA1 сильно греется). Минус внешнего источника подать на общий провод схемы. Измеряемое напряжение подавать на штатный провод (который был изначально припаян китайцами).
2. После доработки по п.1 диапазон измеряемого напряжения увеличивается до 99.9В (ранее он был ограничен максимальным входным напряжением стабилизатора DA1 - 30В). Коэффициент деления входного делителя около 33, что дает нам максимально 3 вольта на входе DD1 при 99,9В на входе делителя. Я подавал максимум 56В - больше у меня нету, ничего не сгорело :-), но и погрешность возросла.
3. Если пересчитать делитель, то "показиметр" можно использовать не только как вольтметр - например, можно сделать индикацию тока, температуры и т.п.
4. Чтобы переместить или совсем выключить точку, нужно выпаять ЧИП-резистор R13 10кОм, который находится рядом с транзистором и вместо него запаять обычный резистор 10кОм 0.125Вт между дальней от подстроечного ЧИП-резистора контактной площадкой и соответствующим управляющим сегментным выводом DD1 - 8, 9 или 10.
Штатно точка засвечивается на средней цифре и база транзистора VT1 соответственно через ЧИП 10кОм подключена к выв. 9 DD1.
Ток, потребляемый вольтметром, составил около 15мА и менялся в зависимости от количества засвеченных сегментов.
После описанной переделки весь этот ток будет потребляться от внешнего источника питания, не нагружая измеряемую цепь.
↑ Итого
И в заключении еще несколько фото вольтметра.
Заводское состояние
С выпаяным индикатором, вид спереди
С выпаяным индикатором, вид сзади
Индикатор тонирован автомобильной тонировочной пленкой (20%) для уменьшения яркости и улучшения видимости индикатора на свету.
Очень рекомендую его затонировать. Обрезков тонировочной пленки вам с удовольствием дадут бесплатно в любом автосервисе, занимающемся тонировкой.
Также в Интернете встречаются иные модификации этого модуля, но суть переделок от этого не меняется - если Вам попался не такой модуль, просто скорректируйте схему по плате, выпаяв индикатор или прозвонив цепи тестером и вперед!
Для своего очередного проекта (переделка ATX БП 580W в лабораторный), купил вышеназванный индикатор. Не сразу и не вовремя выяснилось, что вход питания у него гальванически связан с минусовым входом шунта. Это вносит ощутимую погрешность при питании индикатора от того-же источника, с которого измеряется ток (погрешность вплоть до ампера с моим шунтом на 50А!). Можно было, конечно, нагородить ещё одну дежурку и от неё запитать индикатор, но мне показалось это слишком жирным и я решил колупнуть сам индикатор.
Поиском в интернете нашёл его брата близнеца YB27VA и его типовую схему. Сразу скажу, что схема моего прибора немного отличается. Суть переделки заключается в отвязывании дифференциального входа операционного усилителя ad8605 (маркирован как B3A) от общего провода питания. Для переделки потребуются начальные навыки реверс инженеринга (чтобы убедиться, что схема та самая), пайки мелких деталей и знание закона Ома :)
Схема до переделки:
В моём случае потребовалось добавить резистор 1140кОм от интегрального стабилизатора на 3В до "+" входа ОУ. Этот резистор, совместно с R7 и шунтом образовывает делитель, задающий начальное смещение.
Составной резистор получился ровно столько, сколько нужно, за счёт погрешности одного из них :)
В результате он теперь измеряет, начиная с 50мА, до 50А с минимальным шагом примерно 20мА (0 тоже показывает). Линейность тоже не подкачала, но, иногда, пропускает единицу, например с 0,12 сразу на 0,14 перескакивает.
Достигнутая точность приятно меня удивила, получился настоящий измерительный прибор, который можно использовать в лабораторном БП в качестве основного индикатора. Которому даже можно верить :) (это касается, по крайней мере, тока). Непонятно, почему китайцы решили сэкономили на паре копеечных деталей. Их стоимость явно на порядок ниже остальных комплектующих, того же ad8605, например. Пользуйтесь хорошими приборами :)
Читайте также: