Перезаряжаемый цифровой вольтметр с использованием ацп icl7107

Шунт для амперметра своими руками

Многие домашние электрики недовольны тестерами промышленного производства, поэтому задумываются о том, как из амперметра сделать вольтметр, а также как повысить функциональность тестера промышленного производства. Для этой цели можно изготовить специальный шунт. Перед тем как приступить к работе, следует выполнить расчет шунта для микроамперметра и найти материал, обладающий хорошей проводимостью.

Конечно, для большей точности измерений можно просто приобрести миллиамперметр, но такие приборы стоят довольно дорого, а применять их на практике приходится весьма редко.

В последнее время в продаже появились тестеры, рассчитанные на большое напряжение и сопротивление. Для них шунт не нужен, но и стоимость их очень высока. Для тех, кто использует классический тестер, изготовленный еще в советское время, или пользуется самодельным, шунт просто необходим.

Микросхема СА3162Е

Но существуют и другие микросхемы аналогичного действия. Например, есть микросхема СА3162Е, которая предназначена для создания измерителя аналоговой величины с отображением результата на трехразрядном цифровом индикаторе.

Микросхема СА3162Е представляет собой АЦП с максимальным входным напряжением 999 mV (при этом показания «999») и логической схемой, которая выдает сведения о результате измерения в виде трех поочередно меняющихся двоично-десятичных четырехразрядных кодов на параллельном выходе и трех выходах для опроса разрядов схемы динамической индикации.

Чтобы получить законченный прибор нужно добавить дешифратор для работы на семисегментный индикатор и сборку из трех семисегментных индикаторов, включенных в матрицу для динамической индикации, а так же, трех управляющих ключей.

Тип индикаторов может быть любым, -светодиодные, люминесцентные, газоразрядные, жидкокристаллические, все зависит от схемы выходного узла на дешифраторе и ключах. Здесь используется светодиодная индикация на табло из трех семисегментных индикаторов с общими анодами.

Индикаторые включены по схеме динамической матрицы, то есть, все их сегментные (катодные) выводы включены параллельно. А для опроса, то есть, последовательного переключения, используются общие анодные выводы.

Обзор видов

Вольтметр не является многофункциональным приспособлением. Он выполняет лишь одну задачу – измерение напряжения электрической цепи. Однако на сегодняшний день было изобретено немало разновидностей вольтметров

Их классификация зависит от характеристик, которые берутся во внимание

Давайте рассмотрим основные виды и параметры, по которым они подразделяются. Наиболее важный из них – это принцип работы. В зависимости от него вольтметры бывают двух типов:

• электромеханические – электромагнитные и магнитоэлектрические;
• электронные – аналоговые и цифровые.

Но из-за высокой индуктивности собственных обмоток заметно страдает точность измерений. Такие приборы чаще всего встречаются на электроподстанциях.

Магнитоэлектрические, наоборот, наименее доступны и применяются в основном для лабораторных исследований. Но не будем надолго останавливаться на этих разновидностях, так как речь идет о цифровых вольтметрах, а значит, нас интересуют только электронные. Электронный аппарат имеет табло для вывода результатов. На аналоговых устройствах оно состоит из шкалы и стрелки. На цифровых – представляет собой светодиодный дисплей.

Следующий рассматриваемый параметр – это назначение. Согласно ему, электронный вольтметр разделяется на:

• прибор для измерения напряжения постоянного тока;
• прибор для измерения напряжения переменного тока;
• универсальный прибор для измерения обоих типов напряжения, с возможностью переключения режимов;
• импульсный прибор для замеров одиночных импульсов.

Вольтметры для измерения постоянного тока бывают:

• выпрямительными;
• квадратичными.

Для измерения напряжения переменного тока в трехфазной сети применяется трехфазный вольтметр.

Особой разновидностью электронных вольтметров являются приборы с время-импульсным преобразованием. Они фиксируют напряжения только в определенные отрезки времени. Дополнительно аппарат учитывает импульсные колебания и среднюю частоту напряжения.

Вольтметры с двойным интегрированием предназначены для работы с постоянным током. Они основываются на принципе периодического повторения, при котором исходный код в цепи возвращается автоматически.

Дополнительно вольтметры разделяются по способу установки:

• стационарные;
• щитовые;
• переносные.

К переносным относятся, например, миниатюрный и розеточный аппараты. Последний работает от электросети, мини-вольтметр работает на батарейках. Среди владельцев автомобилей востребована современная разновидность – круглый портативный вольтметр со светодиодным табло. Он легко позволяет замерить напряжение автомобильного аккумулятора.

Отдельно можно приобрести встраиваемые приборы. Они предназначены для тех блоков питания, которые производитель не оснащает вольтметром.

Недостатки промышленного амперметра

Подобрать токовый амперметр — дело непростое. Большинство приборов выпускается на Западе, в Китае или в странах СНГ, и в каждой стране к ним предъявляют свои индивидуальные требования. Также в каждой стране свои допустимые величины постоянного и переменного тока, требования к розеткам. В связи с этим при подключении амперметра западного производства к отечественному оборудованию может оказаться, что прибор не может правильно измерить силу тока, напряжение и сопротивление.

С одной стороны, такие устройства очень удобны. Они компактны, снабжаются зарядным устройством и просты в пользовании. Классический стрелочный амперметр не занимает много места и имеет визуально понятный интерфейс, но он часто не рассчитан на существующее напряжение сопротивление. Как говорят бывалые электрики, на шкале «не хватает ампер». Приборы, устроенные таким образом, обязательно нуждаются в шунтировании. Например, бывают ситуации, когда нужно измерить величину до 10а, а на шкале прибора отсутствует цифра 10.

Вот основные недостатки классического фабричного амперметра без шунта:

• Большая погрешность в измерениях;
• Диапазон измеряемых величин не соответствует современным электроприборам;
• Крупная калибровка не позволяет измерять малые величины;
• При попытке измерить большую величину сопротивления прибор «зашкаливает».

Почему одним прибором нельзя измерять широкий диапазон величин?

Принцип работы любого амперметра (стрелочного или катушечного) основан на переводе измеряемой величины в визуальное ее отображение. Стрелочные системы работают по механическому принципу.

Через обмотку протекает ток определенной величины, заставляя ее отклоняться в поле постоянного магнита. На катушке закреплена стрелка. Остальное – дело техники. Шкала, разметка и прочее.

Зависимость угла отклонения от силы тока на катушке не всегда линейная, это часто компенсируется пружиной особой формы.

Для обеспечения точности измерения, шкала делается по возможности с большим количеством промежуточных делений. В таком случае, для обеспечения широкого предела измерений шкала должна быть огромного размера.

Или же надо иметь в арсенале несколько прибором: амперметр на десятки и сотни ампер, обычный амперметр, миллиамперметр.

В цифровых мультиметрах картина схожая. Чем точнее шкала – тем ниже предел измерения. И наоборот – завышенная величина предела, дает большую погрешность.

Слишком загруженной шкалой пользоваться неудобно. Большое количество положений усложняют конструкцию прибора, и увеличивают вероятность потери контакта.

Применив закон Ома для участка цепи, можно изменить чувствительность прибора, установив шунт для амперметра.

Справка: Шунтом называется обходное сопротивление, проводник, подключенный параллельно измеряемому участку цепи. Часть тока устремляется в обход основного участка, и на подключенный прибор приходится меньшая нагрузка.

Изучение начнем с теории:

Полезные советы

Если домашний электрик решил приобрести амперметр промышленного производства, следует выбирать прибор с мелкой калибровкой, потому что он будет более точным. Тогда, возможно, не понадобится и самодельный шунт.

При работе с тестером следует соблюдать элементарную технику безопасности. Это поможет избежать серьезных травм, вызванных поражением электрическим током.

Если тестер систематически «зашкаливает», использовать его не стоит.

Возможно, что прибор или неисправен, или не способен показать правильный результат измерений без дополнительного приспособления. Лучше всего приобретать современные амперметры отечественного производства, потому что они лучше подходят для тестирования электроприборов нового поколения. Перед тем как начинать работу с тестером, следует внимательно прочитать инструкцию по эксплуатации.

Шунт — прекрасный способ оптимизировать работу домашнего электрика по тестированию электрических цепей. Для того чтобы сделать это устройство своими руками, понадобятся только исправный тестер промышленного производства, подручные материалы и элементарные познания в области электрики.

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.

Амперметр для самодельного блока питания.

Для того чтобы изготовить шунт, надо рассчитать его сопротивление. Заходим на страницу «Карта сайта», выбираем категорию «Программы», заходим в заметку «Программы» и скачиваем «Программу для работ с проволокой». Так, программа есть. Теперь берем измерительную головку, лучше, если она будет с током полного отклонения стрелки 50 или 100 микроампер. Эти параметры называются чувствительностью измерительной головки. Произведем расчет для головки с током в 50 микроампер. Зададимся измеряемым током, допустим 10А.

1) Замеряем сопротивление прибора (головки), для моей оно равно 1454 Ома. 2) В формулу 1 подставляем все имеющиеся данные: Ток прибора — Iприбора=0, 00005А; Ток измеряемый — Iизмеряемый=10А. Сопротивление прибора Rприбора= 1454 Ома. 3) Определили сопротивление шунта Rш=0,00727 Ом.

Открываем программу. Нажимаем вверху на вторую клавишу для определения длины шунта. Справа из выпадающего списка выбираем материал для шунта. Я для таких амперметров в качестве материала всегда использую светлую луженую жесть от консервных банок из-под сгущенного молока. И так, выбираем сталь.

Для чего нужен шунт

Шунт необходим для того, чтобы правильно измерить сопротивление в тех случаях, если амперметр не предназначен для измерения таких величин. Если домашний мастер часто имеет дело с такими величинами, есть смысл изготовить шунт для амперметра своими руками. Шунтирование значительно повышает точность и эффективность его работы

Это важное и нужное устройство для тех, кто часто пользуется тестером. Обычно его используют владельцы классического амперметра 91с16

Вот основные преимущества самодельного шунта:

• Позволяет измерить сопротивление там, где у фабричного или самодельного амперметра не хватает делений на шкале;
• Помогает адаптировать зарубежные амперметры к российским электрическим цепям;
• Точность тестера значительно увеличивается;
• Защищает тестер от поломок и продлевает срок его службы. Любая ситуация, когда тестер «зашкаливает» является стрессом для прибора. Если амперметр «зашкаливает» часто (обычно так бывает, если он отсутствует), прибор быстро выходит из строя, а починить его непросто (легче купить новый).

Порядок изготовления

С самостоятельным изготовлением шунта легко справится даже первокурсник профессионально-технического училища или начинающий электрик-любитель. Если подключить это устройство соответствующим образом, оно значительно увеличит точность амперметра и прослужит долго. В первую очередь необходимо произвести расчет шунта для амперметра постоянного тока. Узнать о том, как производить расчеты, можно через интернет или из специализированной литературы, адресованной домашним электрикам. Рассчитать шунт можно с помощью калькулятора.

Для этого нужно просто подставить конкретные значения в готовую формулу. Для того чтобы воспользоваться схемой расчета, необходимо знать реальные напряжение и сопротивление, на которые рассчитан конкретный тестер, а также представлять себе тот диапазон, до которого нужно расширить возможности тестера (это зависит от того, с какими именно приборами чаще всего приходится иметь дело домашнему электрику).

Для изготовления прекрасно подойдут такие материалы:

• Стальная скрепка;
• Моток медной проволоки;
• Манганин;
• Медный провод.

По сути, шунт — это источник дополнительного сопротивления, снабженный четырьмя зажимами и подсоединенный к прибору. Если для его изготовления используется стальная или медная проволока, не стоит скручивать его в виде спирали.

Шунт для амперметра – как сделать самому, откалибровать и расширить возможности тестера

Измерение силы тока – достаточно важная процедура для расчета и проверки электрических схем. Если вы создаете прибор с потребляемой мощностью на уровне зарядки для мобильного телефона – для измерения достаточно обычного мультиметра.

Типичный недорогой бытовой тестер имеет предел измерения силы тока 10 А.

На большинстве подобных приборов имеется дополнительный разъем для измерения больших величин. Переставляя измерительный кабель, вы, наверное не задумывались, по какой причине надо организовывать дополнительную цепь, и почему нельзя просто воспользоваться переключателем режимов?

Связанные материалы

RMS-вольтметр на микроконтроллере ATMEGA8…
Срочно понадобился RMS вольтметр. Облепил контроллер схемой. Решил сделать блок питания…

Цифровой двухканальный ампер-вольтметр для блока питания на МК PIC16F876…
Подобные устройства часто встречаются в бескрайних просторах Интернета. Я решил изготовить свой…

Лабораторный блок питания с ампер-вольтметром на базе компьютерного БП (0-30В, 11А max)…
Обычно для переделки компьютерных блоков питания используют блоки ATX, собранные на микросхемах…

Высоковольтный БП (0-350V, 0.5А max) с вольт-амперметром на PIC16F690…
Иногда при регулировочных работах требуется сравнительно высокое напряжение питания устройств или…

Простой модульный вольтметр переменного напряжения на PIC16F676…
Простой вольтметр переменного напряжения с частотой 50 Гц, выполнен в виде встраиваемого модуля,…

Простой цифровой вольтметр от 0 до 30 вольт на 3 сегмента…
Здравствуйте, уважаемые Датагорцы! Делая разные полезные, а иногда и не очень, радиоелектронные…

Гальваническая развязка от сети 220 V из старого бесперебойника…
В этой статье я расскажу о том, как из старого ИБП (точнее из двух) буквально на коленке сделать…

Миниатюрный вольтметр на семисегментном LED индикаторе и PIC16F684…
Привет читателям Датагора! Мне удалось собрать вольтметр минимальных размеров с посегментной…

Регулируемый стабилизатор напряжения с регулируемым ограничением выходного тока…
Простенькая относительно схемка, со средними параметрами, на основe транзисторoв с большим…

Тестер теплоотводов…
Ранее неоднократно на Датагоре встречался вопрос о том, какую мощность может рассеять некий…

Доработка модуля китайского вольтметра…
ПрелюдияИзучая как-то бескрайние просторы Интернета на предмет китайских полезностей, наткнулся я…

Прибор для измерения выходной мощности усилителя на микроконтроллере Attyny13, Attyny45…
В поисках чего бы ещё собрать в плане изучения МК, нашел датагорскую статью «Стрелочный индикатор…

Детали

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-VT3 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 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.

Принципиальная схема вольтметра

Теперь ближе к схеме. На рисунке 1 показана схема вольтметра, измеряющего напряжение от 0 до 100V (0. 99,9V). Измеряемое напряжение поступает на выводы 11-10 (вход) микросхемы D1 через делитель на резисторах R1-R3.

Конденсатор СЗ исключает влияние помех на результат измерения. Резистором R4 устанавливают показания прибора на ноль, при отсутствии входного напряжения А резистором R5 выставляют предел измерения так чтобы результат измерения соответствовал реальному, то есть, можно сказать, им калибруют прибор.

Рис. 1. Принципиальная схема цифрового вольтметра до 100В на микросхемах СА3162, КР514ИД2.

Теперь о выходах микросхемы. Логическая часть СА3162Е построена по логике ТТЛ, а выходы еще и с открытыми коллекторами. На выходах «1-2-4-8» формируется двоичнодесятичный код, который периодически сменяется, обеспечивая последовательную передачу данных о трех разрядах результата измерения.

Если используется дешифратор ТТЛ, как, например, КР514ИД2, то его входы непосредственно подключаются к данным входам D1. Если же будет применен дешифратор логики КМОП или МОП, то его входы будет необходимо подтянуть к плюсу при помощи резисторов. Это нужно будет сделать, например, если вместо КР514ИД2 будет использован дешифратор К176ИД2 или CD4056.

Выходы дешифратора D2 через токоограничивающие резисторы R7-R13 подключены к сегментным выводам светодиодных индикаторов Н1-НЗ. Одноименные сегментные выводы всех трех индикаторов соединены вместе. Для опроса индикаторов используются транзисторные ключи VT1-VT3, на базы которых подаются команды с выходов Н1-НЗ микросхемы D1.

Читать также: Машинка для тиснения бумаги

Эти выводы тоже сделаны по схеме с открытым коллектором. Активный ноль, поэтому используются транзисторы структуры р-п-р.

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!

Связанные материалы

RMS-вольтметр на микроконтроллере ATMEGA8…
Срочно понадобился RMS вольтметр. Облепил контроллер схемой. Решил сделать блок питания…

Цифровой двухканальный ампер-вольтметр для блока питания на МК PIC16F876…
Подобные устройства часто встречаются в бескрайних просторах Интернета. Я решил изготовить свой…

Лабораторный блок питания с ампер-вольтметром на базе компьютерного БП (0-30В, 11А max)…
Обычно для переделки компьютерных блоков питания используют блоки ATX, собранные на микросхемах…

Высоковольтный БП (0-350V, 0.5А max) с вольт-амперметром на PIC16F690…
Иногда при регулировочных работах требуется сравнительно высокое напряжение питания устройств или…

Простой модульный вольтметр переменного напряжения на PIC16F676…
Простой вольтметр переменного напряжения с частотой 50 Гц, выполнен в виде встраиваемого модуля,…

Простой цифровой вольтметр от 0 до 30 вольт на 3 сегмента…
Здравствуйте, уважаемые Датагорцы! Делая разные полезные, а иногда и не очень, радиоелектронные…

Гальваническая развязка от сети 220 V из старого бесперебойника…
В этой статье я расскажу о том, как из старого ИБП (точнее из двух) буквально на коленке сделать…

Миниатюрный вольтметр на семисегментном LED индикаторе и PIC16F684…
Привет читателям Датагора! Мне удалось собрать вольтметр минимальных размеров с посегментной…

Регулируемый стабилизатор напряжения с регулируемым ограничением выходного тока…
Простенькая относительно схемка, со средними параметрами, на основe транзисторoв с большим…

Тестер теплоотводов…
Ранее неоднократно на Датагоре встречался вопрос о том, какую мощность может рассеять некий…

Доработка модуля китайского вольтметра…
ПрелюдияИзучая как-то бескрайние просторы Интернета на предмет китайских полезностей, наткнулся я…

Прибор для измерения выходной мощности усилителя на микроконтроллере Attyny13, Attyny45…
В поисках чего бы ещё собрать в плане изучения МК, нашел датагорскую статью «Стрелочный индикатор…

Как подключить вольтамперметр к зарядному устройству — подборка схем

Мы выбрали 4 самых распространенных вольтамперметров, которые используют умельцы в своих устройствах. Диапазоны измерений большинства приборов составляют 0-100 В, а также имеют встроенный шунт на 10 А. Принцип подключения у них очень похож, но есть свои нюансы.

Измеряемое напряжение 0-100 В; ток 0-10 А. Питание прибора должно находиться в рамках 4,5-30 В.

YB27VA схема подключения

Вольтметр амперметр YB27VA имеет аналогичные параметры по диапазону измерений тока и напряжения. Единственным отличием становиться другая компоновка платы и цветовая маркировка проводов.

Примерная цена составляет 3,5-4,5 у.е., на плате также присутствуют подстроечные резисторы.

DSN-VC288 схема подключения

Вольтметр амперметр DSN-VC288 также является одним из самых популярных у радиолюбителей. Цена его колеблется в пределах 4 у.е.

Многие, кто сталкивался с такими приборами жалуются на плохое качество калибровочных резисторов.

Амперметр на светодиодах своими руками (схема)

Наверняка у многих без дела лежат сгоревшие компактные люминисцентные лампы КЛЛ , у которых сгорела нить накала в колбе люминисцентной лампы. Как правило, у таких ламп преобразователь напряжения исправен, и его можно заиспользовать в качестве импульсного блока питания или драйвера светодиода. Типовая схема импульсного преобразователя КЛЛ представлена ниже. Для переделки импульсного преобразователя КЛЛ в драйвер светодиода, достаточно удалить «лишние детали», обведённые красной пунктирной линией. Это цепи запуска лампы.

× — k — jpg all-audio.pro Купить 5A Регулируемый CC CV 85k — jpg ru all-audio.pro Дешёвые Модуль Амперметр и схожие товары на для мощных светодиодов 36V 4A W регулируемый ×

Как рассчитать шунт для амперметра?

1. 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.
2. Расчет шунта для амперметра при существенном превышении предела измерений.Сопротивление шунта вычисляется по формуле. Rш = (Rа * Iа)/I