Diagrama unui voltmetru de bord cu indicație este prezentată în figura de mai jos:

Dispozitivul este un indicator liniar pe șase nivele, în intervalul de la 10 la 15 volți. DA1, pe K142EN5B la pinul 8, produce o tensiune de 6 volți pentru a alimenta cipul digital DD1 tip K561LN2. Invertoarele microcircuitului K561LN2 servesc ca elemente de prag, reprezentând amplificatoare de tensiune neliniare, iar rezistențele R1 - R7 stabilesc polarizarea la intrările acestor elemente. tensiunea de intrare a invertorului depășește nivelul de prag, la ieșirea acestuia va apărea o tensiune de nivel scăzut, iar LED-ul de la ieșirea invertorului corespunzător se va aprinde.

Placa de circuit imprimat a voltmetrului LED de bord cu o diagramă a aranjamentului pieselor pe acesta, măsurând 80x45 mm, este prezentată în figurile de mai jos:

Când instalați un voltmetru LED la bord, în loc de o baterie, conectați o sursă de 10 volți stabilizată de laborator, instalând o rezistență de tăiere temporară în loc de rezistența R1. Schimbând rezistența R1, atingem momentul în care LED-ul HL1 se aprinde. Nivelurile rămase sunt setate automat. La verificarea in detaliu a nivelurilor ramase se specifica rezistentele R2 – R6, respectiv.

Luăm în considerare circuite simple de voltmetru și ampermetru digital, construite fără utilizarea de microcontrolere pe microcircuite CA3162, KR514ID2. De obicei, o sursă de alimentare bună de laborator are instrumente încorporate - un voltmetru și un ampermetru. Un voltmetru vă permite să setați cu precizie tensiunea de ieșire, iar un ampermetru va afișa curentul prin sarcină.

Vechile surse de alimentare de laborator aveau indicatori cu cadran, dar acum ar trebui să fie digitale. În zilele noastre, radioamatorii produc cel mai adesea astfel de dispozitive bazate pe un microcontroler sau cipuri ADC precum KR572PV2, KR572PV5.

Cip CA3162E

Dar există și alte microcircuite cu acțiune similară. De exemplu, există un microcircuit CA3162E, care este proiectat pentru a crea un contor de valoare analogic cu rezultatul afișat pe un indicator digital cu trei cifre.

Microcircuitul CA3162E este un ADC cu o tensiune de intrare maximă de 999 mV (cu citiri „999”) și un circuit logic care oferă informații despre rezultatul măsurării sub forma a trei coduri binare-zecimale pe patru biți care se schimbă alternativ pe o ieșire paralelă. și trei ieșiri pentru interogarea biților din indicația circuitului dinamic.

Pentru a obține un dispozitiv complet, trebuie să adăugați un decodor pentru a lucra la un indicator cu șapte segmente și un ansamblu de trei indicatori cu șapte segmente incluse în matrice pentru afișare dinamică, precum și trei taste de control.

Tipul de indicatoare poate fi orice - LED, fluorescent, cu descărcare în gaz, cristal lichid, totul depinde de circuitul nodului de ieșire de pe decodor și taste. Utilizează indicarea LED pe un afișaj format din trei indicatori cu șapte segmente cu anozi comuni.

Indicatoarele sunt conectate conform unui circuit de matrice dinamică, adică toți pinii lor de segment (catod) sunt conectați în paralel. Și pentru interogare, adică comutare secvențială, se folosesc terminale anodice comune.

Schema schematică a unui voltmetru

Acum mai aproape de diagramă. Figura 1 prezintă un circuit al unui voltmetru care măsoară tensiunea de la 0 la 100V (0...99,9V). Tensiunea măsurată este furnizată la pinii 11-10 (intrare) ai microcircuitului D1 printr-un divizor pe rezistențele R1-R3.

Condensatorul SZ elimină influența interferenței asupra rezultatului măsurării. Rezistorul R4 setează citirile instrumentului la zero în absența tensiunii de intrare, iar rezistența R5 setează limita de măsurare astfel încât rezultatul măsurării să corespundă cu cel real, adică putem spune că ei calibrează dispozitivul.

Orez. 1. Schema schematică a unui voltmetru digital de până la 100V pe microcircuite SA3162, KR514ID2.

Acum despre ieșirile microcircuitului. Partea logică a CA3162E este construită conform logicii TTL, iar ieșirile sunt, de asemenea, cu colectoare deschise. La ieșirile „1-2-4-8” este generat un cod zecimal binar, care se modifică periodic, oferind transmisie secvențială a datelor pe trei cifre ale rezultatului măsurării.

Dacă se folosește un decodor TTL, cum ar fi KR514ID2, atunci intrările sale sunt conectate direct la aceste intrări ale D1. Dacă se folosește un decodor logic CMOS sau MOS, atunci intrările sale vor trebui trase la pozitiv folosind rezistențe. Acest lucru va trebui făcut, de exemplu, dacă este utilizat decodorul K176ID2 sau CD4056 în loc de KR514ID2.

Ieșirile decodorului D2 sunt conectate prin rezistențe limitatoare de curent R7-R13 la bornele de segment ale indicatoarelor LED H1-NC. Aceiași pini de segment ale tuturor celor trei indicatoare sunt conectate împreună. Pentru a interoga indicatorii, se folosesc comutatoare cu tranzistori VT1-VT3, la bazele cărora sunt trimise comenzi de la ieșirile H1-NC ale cipului D1.

Aceste concluzii sunt făcute și după un circuit de colector deschis. Zero activ, deci se folosesc tranzistori cu structura pnp.

Schema schematică a unui ampermetru

Circuitul ampermetrului este prezentat în figura 2. Circuitul este aproape același, cu excepția intrării. Aici, în loc de un divizor, există un șunt pe un rezistor de cinci wați R2 cu o rezistență de 0,1 Ot. Cu un astfel de șunt, dispozitivul măsoară curentul de până la 10A (0...9.99A). Punerea la zero și calibrarea, ca în primul circuit, sunt efectuate de rezistențele R4 și R5.

Orez. 2. Schema schematică a unui ampermetru digital de până la 10A sau mai mult pe microcircuite SA3162, KR514ID2.

Prin selectarea altor divizoare și șunturi, puteți seta alte limite de măsurare, de exemplu, 0...9,99V, 0...999mA, 0...999V, 0...99,9A, aceasta depinde de parametrii de ieșire ai sursa de alimentare a laboratorului în care vor fi instalate aceste indicatoare. De asemenea, pe baza acestor circuite, puteți realiza un dispozitiv de măsurare independent pentru măsurarea tensiunii și a curentului (multimetru de birou).

Trebuie luat în considerare faptul că, chiar și folosind indicatori cu cristale lichide, dispozitivul va consuma un curent semnificativ, deoarece partea logică a CA3162E este construită folosind logica TTL. Prin urmare, este puțin probabil să obțineți un dispozitiv auto-alimentat bun. Dar un voltmetru de mașină (Fig. 4) se va dovedi a fi destul de bun.

Dispozitivele sunt alimentate de o tensiune constantă stabilizată de 5V. Sursa de alimentare în care vor fi instalate trebuie să prevadă prezența unei astfel de tensiuni la un curent de cel puțin 150mA.

Conectarea dispozitivului

Figura 3 prezintă o diagramă de conectare a contoarelor într-o sursă de laborator.

Orez. 3. Schema de conectare a contoarelor într-o sursă de laborator.

Fig.4. Voltmetru auto de casă pe microcircuite.

Detalii

Poate că cele mai greu de obținut sunt microcircuitele CA3162E. Dintre analogi, cunosc doar NTE2054. S-ar putea să existe și alți analogi de care nu sunt conștient.

Restul este mult mai ușor. După cum sa spus deja, circuitul de ieșire poate fi realizat folosind orice decodor și indicatorii corespunzători. De exemplu, dacă indicatoarele au un catod comun, atunci trebuie să înlocuiți KR514ID2 cu KR514ID1 (pinout-ul este același) și trageți tranzistoarele VT1-VTZ în jos, conectându-le colectorii la negativul sursei de alimentare, iar emițătorii la catozii comuni ai indicatorilor. Puteți utiliza decodoare logice CMOS conectându-le intrările la sursa de alimentare pozitivă folosind rezistențe.

Configurare

În general, este destul de simplu. Să începem cu un voltmetru. Mai întâi, conectăm pinii 10 și 11 ai D1 unul la altul și ajustăm R4 pentru a seta citirile la zero. Apoi, scoateți jumperul care închide bornele 11-10 și conectați un dispozitiv standard, de exemplu, un multimetru, la bornele de „încărcare”.

Reglând tensiunea la ieșirea sursei, rezistența R5 ajustează calibrarea dispozitivului astfel încât citirile acestuia să coincidă cu citirile multimetrului. Apoi, instalăm ampermetrul. În primul rând, fără a conecta sarcina, prin ajustarea rezistorului R5 îi setăm citirile la zero. Acum veți avea nevoie de un rezistor constant cu o rezistență de 20 O și o putere de cel puțin 5W.

Setăm tensiunea de pe sursa de alimentare la 10V și conectăm acest rezistor ca sarcină. Ajustăm R5 astfel încât ampermetrul să indice 0,50 A.

Puteți efectua și calibrarea folosind un ampermetru standard, dar mi s-a părut mai convenabil să folosiți un rezistor, deși, desigur, calitatea calibrării este foarte influențată de eroarea rezistenței rezistenței.

Folosind aceeași schemă, puteți face un voltmetru de mașină. Circuitul unui astfel de dispozitiv este prezentat în Figura 4. Circuitul diferă de cel prezentat în Figura 1 numai în circuitul de intrare și alimentare. Acest dispozitiv este acum alimentat de tensiunea măsurată, adică măsoară tensiunea care i-a fost furnizată ca sursă.

Tensiunea din rețeaua de bord a vehiculului prin divizorul R1-R2-R3 este furnizată la intrarea microcircuitului D1. Parametrii acestui divizor sunt aceiași ca și în circuitul din Figura 1, adică pentru măsurători în intervalul 0...99,9V.

Dar într-o mașină tensiunea este rareori mai mare de 18V (mai mult de 14,5V este deja o defecțiune). Și rar scade sub 6V, cu excepția cazului în care scade la zero când este complet oprit. Prin urmare, dispozitivul funcționează efectiv în intervalul 7...16V. Alimentarea de 5V este generată din aceeași sursă, folosind stabilizatorul A1.

Ampermetrele sunt dispozitive care sunt utilizate în scopul determinării curentului într-un circuit. Modificările digitale se fac pe baza comparatorilor. Ele diferă în ceea ce privește precizia măsurării. De asemenea, este important de menționat că dispozitivele pot fi instalate în circuite cu curent continuu și alternativ.

În funcție de tipul de construcție, există modificări montate pe panou, portabile și încorporate. Există dispozitive sensibile la puls și la fază în funcție de scopul lor. Modelele selective sunt incluse într-o categorie separată. Pentru a înțelege mai în detaliu dispozitivele, este important să cunoașteți structura ampermetrului.

Circuitul ampermetrului

Un circuit ampermetru digital tipic include un comparator împreună cu rezistențe. Un microcontroler este folosit pentru a converti tensiunea. Cel mai des este folosit cu diode de referință. Stabilizatorii sunt instalați numai în modificări selective. Pentru a crește acuratețea măsurătorilor, se folosesc filtre de bandă largă. Dispozitivele de fază sunt echipate cu transceiver.

Model DIY

Asamblarea unui ampermetru digital cu propriile mâini este destul de dificilă. În primul rând, acest lucru va necesita un comparator de înaltă calitate. Parametrul de sensibilitate trebuie să fie de cel puțin 2,2 microni. Trebuie să mențină o rezoluție minimă de 1 mA. Microcontrolerul din dispozitiv este instalat cu diode de referință. Sistemul de afișare este conectat la acesta printr-un filtru. Apoi, pentru a asambla un ampermetru digital cu propriile mâini, trebuie să instalați rezistențe.

Cel mai adesea sunt selectate ca tip comutat. Șuntul în acest caz ar trebui să fie situat în spatele comparatorului. Factorul de diviziune al dispozitivului depinde de transceiver. Dacă vorbim despre un model simplu, atunci acesta este folosit de tipul dinamic. Dispozitivele moderne sunt echipate cu analogi ultra-preciși. O baterie obișnuită cu litiu-ion poate servi ca sursă de curent stabil.

Dispozitive DC

Ampermetrul digital DC este produs pe baza unor comparatoare foarte sensibile. De asemenea, este important să rețineți că stabilizatorii sunt instalați în dispozitive. Rezistoarele sunt potrivite numai pentru tipul comutat. Microcontrolerul în acest caz este instalat cu diode de referință. Dacă vorbim de parametri, rezoluția minimă a dispozitivelor este de 1 mA.

Modificări AC

Puteți face singur un ampermetru AC (digital). Microcontrolerele din modele sunt folosite cu redresoare. Pentru a crește acuratețea măsurării, se folosesc filtre de bandă largă. În acest caz, rezistența la șunt nu trebuie să fie mai mică de 2 ohmi. Sensibilitatea rezistențelor trebuie să fie de 3 microni. Stabilizatorii sunt cel mai adesea instalați de tip expansiune. De asemenea, este important să rețineți că veți avea nevoie de o triodă pentru asamblare. Trebuie lipit direct la comparator. Eroarea admisă a dispozitivelor de acest tip fluctuează în jurul valorii de 0,2%.

Instrumente de măsurare a pulsului

Modificările pulsului se disting prin prezența contoarelor. Modelele moderne sunt produse pe baza de dispozitive din trei cifre. Rezistoarele sunt folosite numai de tip ortogonal. De regulă, coeficientul lor de împărțire este 0,8. Eroarea admisă, la rândul ei, este de 0,2%. Dezavantajele dispozitivelor includ sensibilitatea la umiditatea mediului. De asemenea, nu ar trebui să fie folosite la temperaturi sub zero. Asamblarea personală a modificării este problematică. Transceiverele din modele sunt utilizate numai de tip dinamic.

Dispozitiv de modificare sensibil la fază

Modelele sensibile la fază sunt vândute la 10 și 12 V. Parametrul de eroare admisibil pentru modele fluctuează în jurul valorii de 0,2%. Contoarele din dispozitive sunt utilizate numai de tipul cu două cifre. Microcontrolerele sunt folosite cu redresoare. Ampermetrele de acest tip nu se tem de umiditatea ridicată. Unele modificări au amplificatoare. Dacă asamblați un dispozitiv, veți avea nevoie de rezistențe comutate. O baterie obișnuită cu litiu-ion poate fi o sursă de curent stabil. În acest caz, nu este necesară o diodă.

Înainte de a instala microcontrolerul, este important să lipiți filtrul. Un convertor pentru litiu-ion va avea nevoie de un tip variabil. Indicatorul de sensibilitate este la nivelul de 4,5 microni. Când tăiați circuitul, trebuie să verificați rezistențele. Coeficientul de divizare în acest caz depinde de randamentul comparatorului. Presiunea minimă a dispozitivelor de acest tip nu depășește 45 kPa. Procesul de conversie curent în sine durează aproximativ 230 ms. Viteza semnalului ceasului depinde de calitatea contorului.

Diagrama dispozitivului selectiv

Ampermetrul digital selectiv DC este fabricat pe baza comparatoarelor de mare capacitate. Eroarea acceptabilă a modelelor este de 0,3%. Dispozitivele funcționează pe principiul integrării într-o singură etapă. Contoarele sunt folosite numai de tipul cu două cifre. Surse de curent stabile sunt instalate în spatele comparatorului.

Se folosesc rezistoare de tip comutat. Pentru a asambla singur modelul, veți avea nevoie de două transceiver. Filtrele în acest caz pot crește semnificativ acuratețea măsurătorilor. Presiunea minimă a dispozitivelor este de aproximativ 23 kPa. O scădere bruscă a tensiunii este observată destul de rar. Rezistența la șunt, de regulă, nu depășește 2 ohmi. Frecvența curentului de măsurare depinde de funcționarea comparatorului.

Instrumente de măsurare universale

Cele universale sunt mai potrivite pentru uz casnic. Comparatoarele din dispozitive sunt adesea instalate cu sensibilitate scăzută. Astfel, eroarea admisă este în jur de 0,5%. Contoarele sunt de tip cu trei cifre. Rezistoarele sunt utilizate pe baza condensatoarelor. Triodele se găsesc atât în ​​fază, cât și în impulsuri.

Rezoluția maximă a dispozitivelor nu depășește 12 mA. Rezistența la șunt, de regulă, se află în regiunea de 3 ohmi. Umiditatea admisă pentru dispozitive este de 7%. Presiunea maximă în acest caz depinde de sistemul de protecție instalat.

Modele de panouri

Modificările panoului se fac pentru 10 și 15 V. Comparatoarele din dispozitive sunt instalate cu redresoare. Eroarea admisă a dispozitivelor este de cel puțin 0,4 5. Presiunea minimă a dispozitivelor este de aproximativ 10 kPa. Convertoarele sunt utilizate în principal de tip variabil. Pentru a asambla singur dispozitivul, nu puteți face fără un contor cu două cifre. În acest caz, rezistențele sunt instalate cu stabilizatori.

Modificări încorporate

Ampermetrul digital încorporat este produs pe baza comparatoarelor de referință. modelele sunt destul de mari, iar eroarea admisă este de aproximativ 0,2%. Rezoluția minimă a dispozitivelor nu depășește 2 mA. Stabilizatorii sunt utilizați atât de tip expansiune, cât și de tip impuls. Rezistoarele sunt setate la sensibilitate ridicată. Microcontrolerele sunt adesea folosite fără redresoare. În medie, procesul de conversie curent nu depășește 140 ms.

Modele DMK

Ampermetrele și voltmetrele digitale ale acestei companii sunt la mare căutare. Gama acestei companii include multe modele staționare. Dacă luăm în considerare voltmetrele, acestea pot rezista la o presiune maximă de 35 kPa. În acest caz, se folosesc tranzistori de tip toroidal.

Microcontrolerele sunt de obicei instalate cu convertoare. Dispozitivele de acest tip sunt ideale pentru cercetarea de laborator. Ampermetrele și voltmetrele digitale ale acestei companii sunt fabricate cu carcase protejate.

Dispozitivul Torekh

Ampermetrul specificat (digital) este fabricat cu o conductivitate de curent crescută. Dispozitivul poate rezista la o presiune maximă de 80 kPa. Temperatura minimă admisă a ampermetrului este de -10 grade. Acesta nu se teme de umiditatea ridicată. Se recomandă instalarea acestuia lângă o sursă de alimentare. Factorul de diviziune este de numai 0,8. Presiunea maximă pe care ampermetrul (digital) o poate suporta este de 12 kPa. Consumul de curent al aparatului este de aproximativ 0,6 A. Trioda este de tip fază. Această modificare este potrivită pentru uz casnic.

Dispozitivul Lovat

Ampermetrul specificat (digital) este realizat pe baza unui contor cu două cifre. Conductivitatea actuală a modelului este de doar 2,2 microni. Cu toate acestea, este important de remarcat sensibilitatea ridicată a comparatorului. Sistemul de afișare este simplu, iar dispozitivul este foarte confortabil de utilizat. Rezistoarele din acest ampermetru (digital) sunt de tip comutat.

De asemenea, este important să rețineți că pot rezista la sarcini grele. Rezistența la șunt în acest caz nu depășește 3 ohmi. Procesul de conversie curent are loc destul de repede. O scădere bruscă a tensiunii poate fi asociată doar cu o încălcare a regimului de temperatură al dispozitivului. Umiditatea admisă a ampermetrului specificat este de până la 70%. La rândul său, rezoluția maximă este de 10 mA.

Modelul DigiTOP

Acest DC este disponibil cu diode de referință. Are un numărător de două cifre. Conductivitatea comparatorului este de aproximativ 3,5 microni. Microcontrolerul este folosit cu un redresor. Sensibilitatea sa curentă este destul de mare. Sursa de alimentare este o baterie obișnuită.

Rezistoarele sunt utilizate într-un dispozitiv de tip comutat. În acest caz, nu este prevăzut un stabilizator. Există o singură triodă instalată. Conversia curentă în sine are loc destul de repede. Acest dispozitiv este potrivit pentru uz casnic. Sunt furnizate filtre pentru a crește acuratețea măsurătorilor.

Dacă vorbim despre parametrii unui voltmetru-ampermetru, este important de reținut că tensiunea de funcționare este la nivelul de 12 V. Consumul de curent în acest caz este de 0,5 A. Rezoluția minimă a dispozitivului prezentat este de 1 mA. Rezistența de șunt este situată la 2 ohmi.

Coeficientul de divizare al voltmetrului-ampermetru este de numai 0,7. Rezoluția maximă a acestui model este de 15 mA. Procesul de conversie curent în sine nu durează mai mult de 340 ms. Eroarea permisă a dispozitivului specificat este la nivelul de 0,1%. Sistemul poate rezista la o presiune minimă de 12 kPa.

♦ În articolul precedent: pentru controlul curentului de încărcare se folosește ampermetru pentru 5 - 8 amperi. Un ampermetru este un lucru destul de rar și nu puteți găsi întotdeauna unul pentru un astfel de curent. Să încercăm să facem un ampermetru cu propriile noastre mâini.
Pentru a face acest lucru, veți avea nevoie de un dispozitiv de măsurare indicator al sistemului magnetic-electric pentru orice curent de abatere completă a acului pe scară.

Este necesar să vă asigurați că nu are șunt intern sau rezistență suplimentară pentru voltmetru.
♦ Dispozitivul indicator de măsurare are o rezistență internă a cadrului mobil și curentul de deviație completă a indicatorului. Dispozitivul indicator poate fi folosit ca voltmetru (rezistența suplimentară este conectată în serie cu dispozitivul) si ca ampermetru (rezistența suplimentară este conectată în paralel cu dispozitivul).

♦ Circuitul pentru ampermetru este în dreapta în figură.

Rezistenta suplimentara - şunt calculat folosind formule speciale... O vom realiza in mod practic, folosind doar un ampermetru de calibrare pornit curent de până la 5 - 8 amperi, sau folosind un tester, dacă are o astfel de limită de măsurare.

♦ Să asamblam un circuit simplu dintr-un redresor de încărcare, un ampermetru standard, un fir pentru un șunt și o baterie încărcabilă. Vezi poza...

♦ Un fir gros din oțel sau cupru poate fi folosit ca șunt. Cel mai bun și mai ușor este să luați același fir care a fost folosit pentru a înfășura înfășurarea secundară, sau puțin mai gros.

Trebuie să luați o bucată de sârmă de cupru sau de oțel 80 centimetri, îndepărtați izolația de pe aceasta. La două capete ale segmentului, faceți inele pentru fixarea șuruburilor. Conectați acest segment în serie cu un ampermetru de referință.

Lipiți un capăt de la dispozitivul indicator la capătul șuntului și treceți celălalt de-a lungul firului de șunt. Porniți alimentarea, setați curentul de încărcare folosind regulatorul sau comutatoarele comutatoare în funcție de ampermetrul de control - 5 amperi.
Pornind de la punctul de lipit, treceți celălalt capăt de la dispozitivul indicator de-a lungul firului. Setați citirile ambelor ampermetre la același nivel. În funcție de rezistența cadrului indicatorului dvs., indicatori diferite vor avea lungimi diferite de sârmă de șunt, uneori până la un metru.
Acest lucru, desigur, nu este întotdeauna convenabil, dar dacă aveți spațiu liber în carcasă, îl puteți așeza cu grijă.

♦ Firul de șunt poate fi înfășurat într-o spirală ca în figură sau într-un alt mod, în funcție de circumstanțe. Întindeți puțin turele, astfel încât să nu se atingă între ele, sau puneți inele din tuburi de clorură de vinil pe toată lungimea șuntului.

♦ Puteți determina mai întâi lungimea firului de șunt, apoi utilizați un fir izolat în loc de fir gol și îl înfășurați în vrac pe piesa de prelucrat.
Trebuie să selectați cu atenție, efectuând toate operațiunile de mai multe ori, cu atât citirile ampermetrului dvs. vor fi mai precise.
Firele de conectare de la dispozitiv trebuie să fie lipite direct la șunt, altfel săgeata dispozitivului va citi incorect.

♦ Firele de legătură pot fi de orice lungime și, prin urmare, șuntul poate fi amplasat oriunde în corpul redresorului.
♦ Este necesar să selectați o scară pentru ampermetru. Scara ampermetrului pentru măsurarea curentului continuu este uniformă.