Подключение вольтметра своими руками

У меня в мастерской скопилась целая куча батареек — пальчики и мизинчики, таблетки и кроны. Какие-то использованные, какие-то совсем новые. Чтобы найти рабочие, я собрал простой цифровой вольтметр.

Что понадобится

— микроконтроллер Arduino Uno
— текстовый ЖК экран
— пара резисторов на 10 кОм
— выпрямительный диод
— клемник
— макетная плата
— соединительные провода «папа-папа»

Микроконтроллер Arduino Uno умеет измерять напряжение на контактах для подключения аналоговых устройств. Плата рассчитана на постоянный ток напряжением до 5 вольт, более высокое напряжение может повредить плату. Некоторые батарейки выдают больше, например «Крона» — 9 вольт. Чтобы не повредить плату, добавлю простой делитель напряжения — он позволит справиться с 10 вольтами.

Соберу вольтметр на макетной плате: так можно быстро менять схему, добавлять новые детали и исправлять ошибки. С паяльником это намного труднее.

Шаг первый. Подключаем подсветку экрана

Жидкокристалический экран — это сложное электронное устройство. Кроме дисплея, на борту модуля предусмотрена собственная память, микропроцессор для обработки сигналов и электронные компоненты, которые помогают менять яркость подсветки и контраст символов. Чтобы экран заработал, придётся подключить минимум 12 контактов.

Начнём с самого простого, подсветки экрана. За неё отвечает пара ног: 15 — это плюс, а 16 — минус. На моём экране они расположены справа, но у вашего модуля порядок ножек может быть другим. Проверьте документацию, эти ножки называются LED+ и LED-

Если всё сделали правильно, загорится подсветка экрана.

Можно начинать подключать остальные ножки.

Шаг 2. Подключаем экран

Разобьём подключение на два этапа. Сначала подключим правую группу пинов, затем — левую.

Пойдём справа налево: подключим ножки 1, 2, 3, 4, 5 и 6.

Ножки 1 (GND) и 2 (UCC)отвечают за питание электроники модуля. Подключим их к плюсу и минусу на макетной плате.

Ножка 3 (Uo) отвечает за управление контрастностью. Проще всего просто подключить её к общему минусу, так контрастность будет максимальной.

Ножки 4 (Ao), 5 (R/W) и 6 (E) служат для управления режимами работы экрана. Подключим среднюю к минусу, а остальные к контактам 13 и 12 на Arduino. Звучит запутанно, но разобраться вам поможет схема подключения.

К сожалению пока проверить экран не получится, чтобы вывести хотя бы одну точку, придётся подключить ещё четыре ножки. На моём модуле это левая группа контактов, они пронумерованы с 14 по 11.

Эти контакты отвечают за передачу символов, которые будут выводиться на экран. Внимательно изучите свой модуль и подключите их в таком порядке:
— 14 (DB7) ножку экрана к 8 контакту платы Arduino,
— 13 (DB6) ножку к 9 контакту,
— 12 (DB5) ножку к 10 контакту,
— 11 (DB4) ножку к 11 контакту (наконец-то номера совпали!).

Шаг 2 и ¾. Проверяем подключение

Втыкая дюжину проводов, немудрено ошибиться. Поэтому проверим как работает экран. Для этого загрузим в плату простую программу. Как это сделать, я рассказывал в самом первом проекте. Если забыли, посмотрите статью о бесконтактном санитайзере.

Скопируйте код и у вас на вашем экране появится мотивирующая записка от нашего журнала.

Шаг три. Добавляем делитель напряжения и защитный диод

Напряжение пальчиковых и мизинчиковых батареек мы можем измерять подключаясь к контактам Arduino, но это чревато двумя проблемами. Плата может сгореть, если:
— попробуем измерить напряжение на большой батарейке, например на «Кроне» или «Планете»,
— перепутаем полярность, подключим минус батарейки к контакту платы.

С первой проблемой справится простой делитель напряжения. Достаточно пары 10 килоомных сопротивлений. Если соединить их последовательно, они разделят напряжение пополам. Поэтому к плате можно будет подключать батарейки с напряжением до 10 вольт.

Минусовой провод нашего вольтметра подключим через выпрямительный диод. Он работает как простой клапан, пропускает ток только в одном направлении. Если кто-то перепутает полярность, цепь не замкнётся и плата останется цела и невредима. Главное, не перепутайте полярность самого диода: минус на нём обозначен полоской вокруг корпуса.

Теперь загрузите в плату новую программу. Код не сложный, каждая строка прокомментирована, поэтому вы легко разберётесь в коде.

Вот и всё. Всего за десять минут мы собрали функциональный прибор — настоящий цифровой вольтметр. Теперь вы сможете навести порядок в ящике с батарейками. Удачи!

Источник

Как подключить вольтметр

Как и любую физическую величину, напряжение можно измерить, для этого используется вольтметр. Но чтобы получить достоверные данные, его необходимо правильно подключить.

Принцип действия

Все устройства, которыми производятся измерения в электрических сетях, делятся на две группы: электромеханические и электронные.

Электромеханические аппараты

Это стрелочные приборы. Стрелка в них закреплена на рамке, на которую намотан провод. Эта катушка находится на одной оси с постоянным магнитом в приборах, используемых в сети постоянного тока, или с другой катушкой – в устройствах переменного напряжения.

Справка. Аппарат переменного тока в сети постоянного работать не будет, но устройство для измерения постоянного напряжения, если включить его через диодный мост, можно подключить в сеть переменного тока с потерей точности.

При прохождении тока по обмотке в ней наводится электромагнитное поле, взаимодействующее с магнитом или другой обмоткой, и рамка поворачивается. Вращению катушки со стрелкой препятствует пружина, поэтому угол поворота рамки соответствует току через неё и потенциалу на клеммах.

Для уменьшения колебаний стрелки устанавливается демпфер электромагнитный из алюминиевой пластины или пневматический, из поршня и цилиндра.

Для повышения точности стрелка снабжена противовесами, исключающими влияние силы тяжести, а сам механизм выполняется из легированной стали для уменьшения износа.

Электронные приборы

В электронных аппаратах чувствительным элементом является электронная плата, преобразующая входной сигнал в показания прибора. Питание такое устройство может получать от измеряемого напряжения или другого источника – внутренних батарей или внешнего питания.

Электронные вольтметры есть двух типов:

Аналоговые. В них находится преобразователь входного сигнала в угол поворота стрелки, показывающий на шкале величину измеряемого напряжения. Недостаток аналоговых схем – в необходимости пересчитывать показания шкалы при изменении предела измерения;
Цифровые. В таких приборах есть цифровой дисплей и преобразователь, отображающий входной сигнал в цифровом виде. При подключении устройства в сеть постоянного тока на табло показывается полярность подключения. Эти конструкции отличаются компактностью, а точность такого аппарата зависит от качества встроенного контроллера.

Подключение вольтметра

Напряжение на источнике питания или элементе цепи измеряется аппаратом, который подключается параллельно устройству.

Катушка прибора имеет низкое сопротивление, и при непосредственном включении в сеть ток будет большим. Для уменьшения потребляемого тока и влияния на электрическую сеть в цепь последовательно с аппаратом включаются добавочные сопротивления.

Важно! При включении вольтметра последовательно с нагрузкой он покажет напряжение источника питания с погрешностью из-за сопротивления нагрузки. Последовательно подсоединяют амперметр.

Постоянное напряжение

Способы измерения постоянного напряжения зависят от его величины:

до 1 милливольта – цифровыми и аналоговыми аппаратами со встроенным усилителем;
до 1000 вольт используют обычные аппараты различных систем;
свыше 1 кВ измерения производятся электростатическими приборами, предназначенными для работы в высоковольтных сетях или обычными, включёнными через делитель.

Увеличение предела измерения производится включёнием последовательно с прибором добавочного сопротивления Rдоб. Для увеличения предела в n раз общее сопротивление также необходимо увеличить в n раз и, учитывая сопротивление прибора Rпр, Rдоб=Rпр*(n-1). Показания шкалы также умножаются на n.

Переменное напряжение

Методы и типы устройств для измерения в сетях переменного тока зависят от величины напряжения и частоты сети:

до 1 вольта – цифровые и аналоговые устройства с усилителями;
до 1кВ и частотой до десятков кГц – выпрямительные системы, электромагнитные, электродинамические приборы;
при частоте до десятков мегагерц – термоэлектрические и электростатические аппараты.

Важно! Вольтметр переменного тока показывает действующее значение напряжения. При синусоидальной форме его величина в √3 (1,7) меньше амплитудного.

Расширение пределов измерения производится включением через разделительный или автотрансформатор, а также использованием добавочного сопротивления. Его величина рассчитывается аналогично измерениям в сети постоянного тока.

При использовании разделительного трансформатора показания прибора умножаются на коэффициент трансформации n=U1/U2.

Подключение вольтметра необходимо производить по определённым схемам. Это делается для того, чтобы показания прибора соответствовали параметрам сети.

Видео

Источник

МИНИ ЦИФРОВЫЕ ВОЛЬТМЕТРЫ

Ещё одна маленькая победа Китай-прома над отечественным радиолюбительством произошла в области А/В-метров. Уже несколько лет как стали очень популярны мини LED индикаторы напряжения. Их уже можно увидеть во многих самодельных конструкциях и делание цифрового вольтметра / амперметра на микроконтроллере с нуля уже скорее проходит по категории «мазохизм», если конечно не требуются особые свойства или точность. Значит имеет смысл взглянуть на такие модули по-пристальнее, выбрав самые маленькие из них трех разных цветов для теста.

Модули вольтметры цифровые

Большим преимуществом блоков является относительно низкая цена и отсутствие напряжения питания, они питаются от напряжения которое одновременно измеряют. Производитель дает диапазон напряжения 2,6 — 30 В. Для начала протестируем их при разных значениях напряжения. Питание от преобразователя и литий-ионных аккумуляторов. Сравнивать будем показания с измерителем UNI-T UT210E, а также с ANENG. Модули имеют на плате небольшой потенциометр для коррекции показаний.

Бывает что настройка модуля при низком напряжении требует и коррекции на верхних рабочих диапазонах этого модуля. Для повышения точности тем потенциометром можете откалибровать показания по эталонному прибору и после процедуры рекомендуем капнуть лак для ногтей, чтобы обездвижить его. После калибровки они станут достаточно точные.

Точность этих индикаторов будет приемлемой во многих устройствах, особенно учитывая низкую цену этих модулей (можно купить за менее 100 рублей). Индикаторы автоматически переключают диапазон — после превышения значения 9,99 В отображаются только десятичные части, то есть одна цифра после запятой.

Подключение минивольтметров

Для некоторых отсутствие отдельного блока питания является недостатком. Но если есть отдельный источник питания, то можете подключить его отдельно. Еще одним недостатком является низкое внутреннее сопротивление, которое ограничивает использование модуля только для источников питания, зарядок и аналогичных схем. Другим недостатком является ограниченный диапазон измерения снизу.

Это измерительное устройство в схемном плане ничем не отличается от трехпроводного исполнения, для третьего провода (измерительного) имеется дополнительное поле для пайки. Достаточно снять перемычку.

Преимущество двухпроводной системы заключается в более низкой цене, которая компенсирует многие проблемы этого модуля.

Количество отображаемых сегментов увеличивает потребление тока, иногда эти колебания могут проявляться в показаниях точности.

Простейший вольтметр является двухпроводным — он питается от напряжения которое в то же время измеряет, то есть не нужен дополнительный источник питания для индикатора. И главное — после использования другого источника питания можем измерить напряжение от 0 В.

Мини вольт-ампер метры

Более дорогим аналогом является индикаторы, одновременно показывающие напряжение и ток. Они чуть отличаются схемой подключения и наличием двух резисторов коррекции показаний на плате.

Форум по обсуждению материала МИНИ ЦИФРОВЫЕ ВОЛЬТМЕТРЫ

Модуль драйвера BLDC двигателя жесткого диска — принципиальные электрические схемы включения и обзор готовых блоков.

Обзор готового модуля усилитель звуковой частоты на TDA7377 с модулем Bluetooth для беспроводной передачи аудиосигнала.

Как работает литий-ионный аккумулятор и чем он отличается по физико-химическим свойствам от других типов. Занимательная теория.

Источник