Схема usb вольтметра – USB вольтметр-амперметр | 2 Схемы

USB вольтметр-амперметр | 2 Схемы

Интерфейс USB используется для подключения множества периферийных устройств. При этом маломощные устройства питаются через тот же самый разъем, через который происходит обмен информации. Мощность периферийных устройств подключаемых подобным образом весьма ограничена и требует контроля, особенно в случае если таких устройств несколько. Для этой цели хорошо подходит специализированный амперметр-вольтметр, который непосредственно подключается в цепь USB интерфейса. Устройство приобретено здесь.

USB-вольтметр-амперметр в продаже на Али

Устройство размещено в пластиковом прозрачном корпусе 50 х 20 х 15 мм, масса устройства 16 г.

USB А/В метр

Прибор оснащен четырех разрядным семисегментным индикатором, на котором попеременно отображается текущее значение напряжения и сила тока, протекающего через устройство. Здесь и далее прибор подключен к стационарному компьютеру через 5 м USB-удлинитель.

Режим амперметра и вольтметра сменяют друг друга каждые 10 с. Наличие ярких светодиодных индикаторов приводит к тому, что само по себе устройство без всякой внешней нагрузки потребляет ток около 25 мА.

Прибор измеряет напряжение в диапазоне от 3,5 до 7 В и ток до 3 А. Погрешность по напряжению составляет 10 мВ, а по току 10 мА. Таким образом, энергопотребление маломощного светодиодного фонаря это устройство зафиксировать не в состоянии.

Ток, потребляемый фонарем на восьми светодиодах, прибор измеряет вполне уверенно. Хорошо заметно значительное падение напряжения питания.

Еще одним примером нагрузки может служить маломощный USB вентилятор. Он конечно маломощный по сравнению с другими вентиляторами, но по меркам устройств с питанием через USB-порт его энергопотребление довольно велико.

В целом устройство слабо подходит для точных измерений малых токов, но неплохо справляется в тех случаях, когда необходима наглядная и хорошо заметная индикация, а подключенное устройство потребляет ток сопоставимый с 1 А. Автор обзора — Denev.

Загрузка…

2shemi.ru

Организуем программный USB в Bascom-AVR на примере USB-вольтметра. Часть 1 — Полезная информация — AVR project.ru

 Давний приятель сайта Aleks8383 прислал мега полезную статью, о том как запустить программный USB на микроконтроллерах AVR. Информация о том как это сделать в Bascom-AVR хоть уже и имеется в интернетах, но тем не менее материал заслуживает всяческих похвал 🙂 описание кода очень детальное и разобрано все по косточкам.

 Так как информации для впитывания получилось много (да и подсветка синтаксиса занимает очень много места),  пришлось разделить материал на три отдельных статьи. В первых двух будет основательный разбор кода, организующего программный USB со стороны микроконтроллера. В третьей — разбор компьютерной программы для нашего новоиспеченного USB-девайса.

автор Aleks8383:

 У меня есть небольшой опыт по работе с USB и BascomAVR чем и хочу поделиться. В первую очередь понадобиться скачать драйвер товарища Ollopa отсюда. А перевод этой статейки здесь (файл swusb.lbx в папку LIB BascomAVR ,а файл swusb-includes.bas должен быть всегда в папке с проектом).

USB Вольтметр.

 Для наглядности сделаем вольтметр который будет мерить напряжение и передавать показания в ПК. Управлять пределами можно будет как кнопкой так и из программы, пределы будут к примеру 10,20,200 вольт. Теперь рассмотрим схему нашего вольтметра

 Разъём USB подключается по схеме с стабилитронами, также подключаем кварц на 12Мгц(т.к шина USB работает на тактовой частоте 12Мгц).Подключаем кнопку для переключения пределов и входов, так же прикрепляем к нашей конструкции индикатор для отображения напряжения и разъём для программирования. Схема готова, перейдём к программе для контроллера.

 Начало программы стандартное — частота кварца и т.д. там нечего не трогаем. Далее идут строки

Const _usb_dplus = 2
Const _usb_dminus = 4


 Первая строка обозначает что ножка D+ USB разъема будет подключена к 2 ножке порта D контроллера (INT0), кстати D+ всегда подключается к INT0 и менять нельзя. А вот вторая строка обозначает что D- будет подключена к 4 ножке порта D, её можно подключить к любой ножке порта D.
 Далее идут строки 

Const _usb_vid = &HAAAC                                     ‘устанавливаем VID
Const _usb_pid = &HEF01                                     ‘Устанавливаем PID


 Это уникальные идентификаторы для этого устройства, по ним устройство будет определяться в Windows. Два устройства с одинаковыми Vid и Pid идентификаторами подключены к одному компьютеру подключены не могут быть, это вызовет конфликт в системе.

 Далее смотрим на строки

‘*************************** End Of USB Configuration **************************
Dim Resetcounter As Word                                    ‘эти две перемеые
Dim Idlemode As Byte                                        ‘нетрогать они для драйвера

‘В этом месте можно настраивать периферию и порты
Dim Flagpered As Byte                                       ‘Флаг Для Передачи Данных
Dim Nomerkomand As Byte                                     ‘Номер Команды
Config Portb = Output                                       ‘Порт Б Настраиваем На Выход
Config Portc = Input                                        ‘Порт С Настраиваем На Вход
Config Pind.1 = Input                                       ‘порт Д 1 на вход ,кнопка

Config Adc = Single , Prescaler = Auto , Reference = Avcc   ‘Настраиваем Ацп
‘Настраиваем Индикатор
Config Lcdpin=Pin,Rs=Portb.0,E=Portb.1,Db4=Portb.2,Db5=Portb.3,Db6=Portb.4,Db7=Portb.5
Config Lcd = 16 * 2
Cursor Noblink
Cursor Off
Start Adc                                              ‘Включаем АЦП
Dim A As Word
Dim Vhod As Byte                                       ‘переменная для переключения входов
Dim Indic As Byte
Dim T As Byte
Dim Per As Single
Dim Vtor As Single
Dim Tret As Single
Vhod = 1                                   ‘Устанавливаем первоначально вход 1
Indic = 1                                  ‘первоначальное значение для переменной для индикации
Per = 0.009765625
Vtor = 0.01953125
Tret = 0.1953125


 Первые две строки не трогаем они для работы драйвера. А далее уже можно настраивать периферию и порты, что собственно сделано.


 Далее идёт главный цикл, где мы и пишем свою программу ,передаём и принимаем данные . Do                                                          ‘начало главного цикла
  Resetcounter = 0
    While _usb_pin._usb_dminus = 0
      Incr Resetcounter
      If Resetcounter = 1000 Then
         Call Usb_reset()
      End If
   Wend
    If _usb_status._usb_rxc = 1 Then
      If _usb_status._usb_setup = 1 Then
            Call Usb_processsetup(_usb_tx_status)
       Elseif
 _usb_status._usb_endp1 = 1 Then
       ‘В этом месте мы принимаем данные от ПК
If _usb_rx_buffer(2) = 3 Then
             If _usb_rx_buffer(3) = 10 Then
                Vhod = 1
             End If
             If _usb_rx_buffer(3) = 20 Then
                Vhod = 2
             End If
             If _usb_rx_buffer(3) = 200 Then
                Vhod = 3
             End If
            End If
      End If
       _usb_status._usb_rtr = 1
       _usb_status._usb_rxc = 0
   End If
   If Flagpered = 1 Then
       If _usb_tx_status2._usb_txc = 1 Then
       Flagpered = 0
       ‘здесь мы передаём данные в контроллер
       _usb_tx_buffer2(2) = Nomerkomand
       _usb_tx_buffer2(3) = T
       _usb_tx_buffer2(4) = T
        Nomerkomand = 0                ‘обнуляем переменные после передачи
        T = 0
        T = 0
       Call Usb_send(_usb_tx_status2 , 8)
     End If
   End If

‘здесь смотря какая переменная vhod с такой ножки и снимаем напряжение  
If Vhod = 1 Then
   A = Getadc(5)
End If
If Vhod = 2 Then
   A = Getadc(4)
End If
If Vhod = 3 Then
   A = Getadc(3)
End If
‘проверяем переменную vhod и умножаем на коэф.для отображения на индикаторе
If Vhod = 1 Then                     ’10 вольт
  A = Per * A                         ‘этот выбираем из 10 вольт/1024=0 , 009765625
End If
If Vhod = 2 Then                     ’20 вольт
 A = Vtor * A
End If
If Vhod = 3 Then                     ‘200 вольт
 A = Tret * A
End If

If Vhod = 1 Then         ‘проверяем переменную vhod и отпровляем данные в ПК
 Flagpered = 1          ‘это флаг для передачи данных,если он =1 по идёт передача данных
 Nomerkomand = 1
 T = A
End If
If Vhod = 2 Then
 Flagpered = 1
 Nomerkomand = 1
 T = A
End If
If Vhod = 3 Then
 Flagpered = 1
 Nomerkomand = 1
 T = A
End If

If Pind.1 = 0 Then       ‘проверяем состояние кнопки и передаём данные в ПК
 Incr Vhod
  If Vhod = 1 Then
   Flagpered = 1
   Nomerkomand = 2
   T = 10
   End If
   If
 Vhod = 1 Then
   Flagpered = 1
   Nomerkomand = 2
   T = 20
   End If
   If Vhod = 1 Then
   Flagpered = 1
   Nomerkomand = 2
   T = 200
   End If
  If Vhod > 3 Then Vhod = 1
  Waitms 300
End If
Incr Indic
‘в програмном USB крайне нежелательно делать задержки иначе может «отвалиться» USB
‘хотя я делал и задержки до 1 секунды.
If Indic = 200 Then      ‘indic переменная для вывода информации на индикатор
Cls
Locate 1 , 4
Lcd «VHOD» ; Vhod
Locate 2 , 4
Lcd A ; «Volt»
Indic = 0
End If
Loop
End                                                         ‘конец главного цыкла
‘*******************************************************************************

 Читать далее >>>


avrproject.ru

Как добавить амперметр в китайский вольтметр

Получил с AliExpress парочку электронных встраиваемых вольтметров модели V20D-2P-1.1 (измерение постоянного напряжения), цена вопроса 91 цент штука. Вот его характеристики:

  • рабочий диапазон 2,5 В — 30 В
  • цвет свечения красный
  • габаритный размер 23 * 15 * 10 мм
  • дополнительного питания не требует (двухпроводной вариант)
  • есть возможность подстройки
  • частота обновления: около 500 мс/время
  • обещанная точность измерения: 1% (+/-1 разряд)

И всё было бы хорошо, поставил по месту и пользовался, да попалась на глаза информация о возможности их доработки – добавление функции измерения тока.

Цифровой китайский вольтметр

Приготовил всё необходимое: двухполюсной тумблер, выводные резисторы – один МЛТ-1 на 130 кОм и второй проволочный на 0,08 Ом (изготовил из нихромовой спирали диаметром 0,7 мм). И целый вечер согласно найденной схемы и руководства по её реализации соединял это хозяйство проводами с вольтметром. Безрезультатно. То-ли догадливости в понимании недосказанного и недочерченного в найденном материале не хватило, то ли имели место отличия в схемах. Вольтметр не работал никак вообще.

Подключаем модуль цифровой вольтметр

Пришлось выпаивать индикатор и изучать схему. Тут уже требовался не маленький паяльник, а махонький, так, что повозился изрядно. Зато в течении следующих пяти минут, когда вся схема стала доступна обзору, всё–всё понял. В принципе знал, что с этого и нужно начинать, но уж очень хотелось решить вопрос «по лёгкому».

Схема доработки V-метра

Схема доработки: амперметр в вольтметр

Так родилась эта схема соединения дополнительных электронных компонентов с уже существующими в схеме вольтметра. Отмеченный синим цветом штатный резистор схемы подлежит обязательному удалению. Скажу сразу отличия от других схем приведённых в интернете нашёл, например соединение подстроечного резистора. Всю схему вольтметра перерисовывать не стал (повторять не собираюсь), начертил только ту часть, которая необходима для доработки. То, что питание вольтметра нужно делать отдельным считаю очевидным, всё-таки начало отсчёта в показаниях должно начинаться с нуля. В дальнейшем выяснилось, что питание от батарейки или аккумулятора не подойдет, ибо токопотребление вольтметра при напряжении в 5 вольт составляет 30 мА.

Плата — модуль китайский вольтметр

После сборки вольтметра взялся за суть действа. Мудрствовать не буду, просто покажу и расскажу, что с чем соединить, чтобы всё получилось.

Пошаговая инструкция

Итак, действие первое – из схемы выпаивается СМД резистор сопротивлением 130 кОм стоящий на входе плюсового провода питания, между диодом и подстроечным резистором 20 кОм.

Подключаем резистор в вольтметр-амперметр

Второе. На освободившейся контакт, со стороны подстроечника припаивается провод желаемой длины (для пробы удобно 150 мм и лучше красного цвета)

Выпаять СМД резистор

Третье. На дорожку соединяющую резистор 12 кОм и конденсатор, с «земляной» стороны припаивается второй провод (например синий).

Испытание новой схемы

Теперь согласно схемы и этого фото «вешаем» на вольтметр дополнение: тумблер, предохранитель и два резистора. Тут главное правильно подпаять вновь установленные красный и синий провода, впрочем, не только их.

Блок вольтметр переделываем в А-метр

А вот тут проводов побольше, хотя всё и просто:

«полезная нагрузка» — парой соединительных проводов подсоединён э/двигатель
«отдельное питание вольтметра» — аккумулятор с ещё двумя проводами
«выход блока питания» — ещё парочка проводов

После подачи питания на вольтметр сразу высветилось «0,01», после подачи питания на электродвигатель измеритель в режиме вольтметра показал напряжение на выходе блока питания равное 7 вольтам, затем переключил в режим амперметра. Переключение производил при отключении подачи питания на нагрузку. В дальнейшем вместо тумблера поставлю кнопку без фиксации, так безопасней для схемы и удобней для эксплуатации. Порадовало то, что всё заработало с первой попытки. Однако показания амперметра были отличные от показаний на мультиметре больше чем в 7 раз.

Китайский вольтметр — амперметр после переделки

Тут и выяснилось, что проволочный резистор вместо рекомендованного сопротивления 0,08 Ом имеет 0,8 Ом. Ошибся в измерении при его изготовлении в подсчёте нулей. Вышел из положения так: крокодил с минусовым проводом с нагрузки (оба чёрные) подвинул по распрямлённой нихромовой спирали в сторону входа с блока питании, тот момент, когда показания мультиметра и доработанного теперь уже ампервольтметра совпали и стали моментом истины. Сопротивление задействованного участка нихромовой проволоки составило 0,21 Ом (мерил приставкой к мультиметру на пределе «2 Ом»). Так что это даже и не плохо получилось, что вместо 0,08 резистор получился 0,8 Ом. Тут как не считай, по формулам, всё равно придётся подгонять. Для наглядности результат своих хлопот записал на видеоролик.

Видео

Приобретение данных вольтметров считаю удачным, вот только жаль, что их нынешняя цена в том магазине сильно выросла, без малого 3 доллара за штуку. Автор Babay iz Barnaula.

Загрузка…

2shemi.ru

USB тестер, измеритель или показометр?

Очень часто я встречаю в комментариях на форумах, а также в обзорах, измерение емкости аккумуляторов смартфонов, повербанков и т.п. при помощи USB тестеров. Один раз я попытался объяснить, почему так нет смысла измерять, но сегодня попробую зайти с другой стороны, проверить сами тестеры.

Предвижу комментарии вида — да обзоров этого тестера уже просто тьма, зачем нужен еще один?
Да, обзоров действительно много, обусловлено это тем, что модель довольно популярная, наверное одна из самых популярных, но в данном случае это лишь косвенно обзор тестера.

Для начала скажу, что в обзоре будет сравнительный тест 15 экземпляров, но смысл обзора не показать как он хорош или плох, а объяснить, почему данное устройство можно использовать лишь для ориентировочной оценки тока/напряжения и тем более емкости.
Данный обзор является моим одним большим ответом на вопрос — верить или нет результатам тестов при помощи «докторов».

Но будем последовательны. Заказал я 15 штук подобных тестеров, цена на момент заказа была около 2.8 доллара. Там была еще платная доставка, потому я указал цену исходя из общей суммы заказа.
Через небольшое время получил на почте пакет с кучей маленьких пакетиков внутри.

Внутри пакетиков обнаружилось 15 USB тестеров, все соответствует заказу, вопросов нет.

Технические характеристики заявленные производителем.
Модель — KWS-V20
Напряжение — 4-20 Вольт (точность измерения +/-1%)
Ток — 0-3 Ампера (точность измерения +/-1%)
Таймер — 0-99часов
Емкость — 0-99999мАч

Так как отчасти данный обзор это все таки обзор тестера, то один экземпляр покажу более полно, остальные один в один, разбирать каждый не буду 🙂
1. Дизайн довольно привычный, с одной стороны USB штекер, с противоположной гнездо для подключения нагрузки.
2. Снизу корпус матовый, потому ничего особо не видно.
3. Корпус собран из двух половинок и держится за счет четырех защелок.
4. Защелки очень тугие и разбирать неудобно, тем более разбирать так, чтобы это было аккуратно.

Внутри мы видим весьма аккуратную плату с ЖК дисплеем и разъемами. Есть новые модели с OLED дисплеями, но они мне в руки пока не попадались.

С обратной стороны платы расположены все остальные компоненты, контроллер, микросхема управления дисплеем, шунт и стабилизатор напряжения.
Сама по себе платка красивая, но вид немного испорчен в некоторых местах следами не смытого флюса.

1. «Сердцем» устройства является микроконтроллер 8s003f3p6 от STMicroelectronics. Это 8 бит микроконтроллер с 10 бит АЦП.
Рядом с ним расположен стабилизатор напряжения.

2. Так как у дисплея большое количество выводов, то для помощи микроконтроллеру установлен контроллер ЖК дисплея — HT1621.
Ближе к выходному разъему присутствует резистор сопротивлением 50мОм, выполняющий роль токового шунта. Сопротивление шунта довольно высокое, при токе в 2 Ампера на нем будет падать около 0.1 Вольта, что при напряжении в 5 Вольт может быть существенно, а так как максимальный ток тестера составляет 3 Ампера, то падение может достигать 0.15 Вольта без учета падения на разъемах и дорожках печатной платы.
Такой номинал обусловлен тем, что на плате нет усилителя сигнала с шунта и все измеряет сам микроконтроллер.

Индикация и управление крайне просты.
Вверху дисплея отображается измеренное напряжение и время тестирования.
Внизу — измеренный ток и высчитанное количество мАч, которые «прошли» через тестер с момента последнего сброса показаний.

Раньше я как-то не обращал внимание, но оказалось, что тестер начинает считать не от нуля. Ну или точнее , не от самого минимума измеренного тока.
1. Подключаю радиоклавиатуру, ток потребления 110мА и через некоторое время падает до 50мА, но таймер и соответственно счетчик мАч стоят на месте.
2. Подключаем телефон, ток 600мА, таймер работает и через несколько минут минут «набежало» некоторое количество мАч.

Мне стало любопытно, при каком токе таймер начинает «тикать». Определить это очень просто, поднимаем постепенно ток и смотрим за разделительными точками таймера, как только они начинают моргать, значит отсчет пошел.
В моем случае отсчет начался при токе 260мА.

Но тестер показал при этом 220мА, потому какой именно порог настроен, я затрудняюсь сказать. Если по измеренному, то 260, если по «зашитому» в настройках, то 220, а так как есть еще и погрешность измерения, то возможно и 200 и250.

Для дальнейших тестов был собран простенький тестовый «стенд», состоящий из 5 Вольт блока питания и электронной нагрузки.

Так как мой USB удлинитель имел большое падение напряжения, то в итоге я подключал USB тестеры напрямую к блоку питания.

В связи с тем, что на результат измерения емкости в первую очередь влияет точность измерения тока, то я решил проверить именно этот параметр. Для этого нагружал устройство током от 100мА до 3 А с интервалами в 100мА до значения в 1 Ампер и 200мА до значения в 3 Ампера.
В тесте использовался наиболее точный экземпляр и при этом заметно, что сначала показания занижены, а потом завышены, точка наиболее точных показаний находится в районе 1.6-1.8 А. Позже вы поймете что я имел в виду под фразой «наиболее точный».

Но самая большая проблема состоит именно в перекосе, если бы амперметр просто завышал или занижал, то это можно было бы решить путем коррекции сопротивления шунта, но в случае перекоса ситуацию исправить можно только программной корректировкой. Но как это делается, и делается ли вообще, я не в курсе.

При токе нагрузки в 2.5 Ампера устройство греется не очень сильно, самый большой нагрев у шунта, а так как он расположен около выходного разъема, то часть тепла отводится на него.

Было проверено 15 тестеров. Проверка каждого проходила в три этапа — точность измерения напряжения (без нагрузки), точность при токе 1 Ампер и при токе в 2 Ампера. Такие значения были выбраны как наиболее распространенные, например смартфон и планшет.
Измерение напряжения я свел в одно групповое фото, так как в среднем они показывают почти одинаково, разбег составляет 5.19-5.27 Вольта. Разбег большой, но в основном показания находятся около 5.22-5.24 Вольта.

А вот теперь самое интересное, проверка точности измерения тока.
Все фотографии идут с чередованием, экземпляр — 1 и 2 Ампера.
Чтобы не всматриваться в показания, скажу коротко, разброс при токе в 1 Ампер составляет 0.95-1.13 Ампера, при токе в 2 Ампера — 1.97-2.38.

Здесь я возвращаюсь к фразе «наиболее точный». В вышеприведенном тесте линейности измерения использовался тестер, который показал наилучшие результаты, как вы понимаете, у остальных показания будут еще менее точными.

Вы конечно спросите, а почему мы должны тебе верить, может у тебя твоя китайская электронная нагрузка неправильно работает.
Соглашусь, вопрос законный, потому приведу сравнение с проверенным мультиметром.
Напряжение блока питания без нагрузки — 5.19 Вольта, напомню что в этом тесте основная масса тестеров показала 5.22-5.24 Вольта, что несколько выше реального значения. Но так как эти данные не используются при измерении емкости, то я не особо обращаю на них внимание.

А вот теперь сравнение реального заданного тока нагрузки (1 и 2 Ампера) и показания самого худшего экземпляра. Как говорится, комментарии излишни.

Но самый «вкусный» тест я оставил напоследок. Как я говорил, часто подобные тестеры используют для замера емкости аккумуляторов мобильных устройств. Почти каждый раз я пишу, что так делать неправильно и для корректного теста аккумулятор надо подключать напрямую. В одном из обзоров я даже проводил сравнительный тест, кому любопытно, могут почитать, а здесь я приведу лишь несколько картинок оттуда.
Результат измерения емкости «доктором», 2900мАч

Подключаем аккумулятор к электронной нагрузке.

Получаем 2319мАч, существенная разница. Причем эта разница может быть и почти нулевой, зависит от тестера и смартфона/планшета.

Кроме этого влияет еще и точность подсчета емкости у самого тестера. Мне конечно пытались объяснить, что их тестер точный, но в этот раз я решил продемонстрировать, почему еще я не верю подобным «измерениям».

И так, как говорится — «следим за руками».
Берем четыре тестера, включаем их друг за другом, обнуляем и нагружаем током в 2 Ампера. Первым идет тестер с самыми точными показаниями, три остальных взяты наугад из общей кучи.
Конечно присутствует влияние тока нагрузки, который создает сам тестер, ведь у него есть как минимум подсветка. Но так как потребление тестера мало, то можно этим пренебречь.
Но даже если этого не делать, то просто даже зная хоть немного физику несложно понять, что самые большие показания должны быть у первого, а самые маленькие )и наиболее близкие к реальным) у последнего, чего на фото явно не наблюдается.

В общем выходит, что тестеры насчитали от 1222 до 1333мАч.

Все бы ничего, разбег всего в 111мАч, может даже терпимо за пол часа, т.е. 222мАч реально, так как считать надо все таки к часу.
Если бы не один скромный пункт, реально прошло только 1002. Скриншот я сделал секунд через 5 после фото, но таймер уже успел перескочить с 29 минут на 30, это видно на скриншоте.

Т.е. по факту получается, что последний USB тестер насчитал 1283 при реальных 1002 (реально даже чуть меньше). Я привел показания последнего тестера, так как на него не влияют остальные.
Получается, что измеряя емкость аккумулятора подобным тестером можно запросто получить вместо 3000 аж 3840мАч и это без учета некорректности самого принципа измерения подобными «измерительными приборами».

Конечно вам может показаться такой тест не таким уж и наглядным, кроме вы того наверняка спросите, при чем же здесь вообще математика, попробую объяснить.
Ниже для примера фото еще одного теста, не подумал сфотографировать, потому пришлось выдернуть несколько кадров из видео.
Я запустил еще один тест с током нагрузки 2 Ампера. В настройках электронной нагрузки выставил ограничение по времени в 1 час, как только она отсчитала это время и соответственно 2000мАч, то отключилась. Собственно эти показания вы и видите на ее экране.
USB тестер по мере прогрева начал еще больше завышать измеренный ток начав с 2.04 и закончив 2.14 Ампера вместо 2.0.
Хотя даже не это страшно, ну насчитал бы не 2000, а 2100 , конечно это не 1%, но все равно терпимо.
Но в конце теста на экране было 2499. И вот здесь в действие вступает «китайская математика». Как известно, емкость в мАч это ток в мА прошедший за 1 час, все как бы логично.
У меня вышло, что ток был 2100мА, время 1 час (на самом деле 59мин 25 сек), по всей логике отобразить должно было 2100. Но как у китайского тестера вышло 2100 х 1 = 2500 ???? И это я использовал один из самых точных экземпляров, отобранных из 15 штук.

Чуть не забыл еще одну вещь. Еще хуже ситуация, когда пользователь пытается оценить емкость аккумуляторов повербанка при помощи такого тестера. Здесь вообще «без бутылки не разберешься», но все таки попробую объяснить.
Совсем недавно в комментариях увидел такую вот картинку, по ней и буду рассказывать, тем более что не так давно товарищ мне звонил с подобным вопросом, так как к нему обратился другой человек и в итоге мне пришлось все это расписывать на словах.
Вместо смартфона можно представить любую другую нагрузку, так как в данном случае она значения не имеет.

Вся проблема кроется в том, что в повербанке обычно присутствует повышающий (иногда понижающий) преобразователь. Из-за него ток от аккумуляторов не равен току на выходе.
Допустим что напряжение аккумуляторов составляет 4 Вольта, на выходе стандартные 5 Вольт. Но как вы понимаете, энергия не может браться из ниоткуда, потому ток до преобразователя будет больше, чем после него. В случае с 4 и 5 Вольт разница составляет 1.25 раза. Т.е. ток от аккумуляторов будет как минимум в 1.25 раза больше чем на выходе. и это без учета КПД преобразователя, который никак не 100%.

Подключаете вы свой тестер на выход повербанка, он вам насчитал к примеру 3000мАч, если умножить на 1.25, то это будет уже 3750мАч.
Все бы ничего, но есть два фактора из-за которых какое либо измерение емкости на выходе вообще теряет смысл:
1. Напряжение на аккумуляторах в процессе теста будет меняться, соответственно меняется и коэффициент пересчета. Например при 3 Вольта (разряженные аккумуляторы) будет 1.66, а при 4 Вольта 1.25.
2. КПД преобразователя это величина мало того что слабо предсказуемая (особенно с учетом неизвестных комплектующих), так еще и изменяющаяся в зависимости от тока нагрузки и напряжения на аккумуляторах. Т.е. КПД может быть как 95%, так и 60%, неслабая такая разница, да?

Т.е. что получается, известное значение емкости на выходе нам надо умножить на неизвестное число в диапазоне 1.25-1.66, а потом еще и на неизвестный КПД 60-95%. Что мы в итоге получим? Я думаю что-то близкое к погоде на Марсе 20 ноября 2025 года в пол второго дня. Потому правильное измерение емкости производится только прямым подключением к аккумулятору. И не забываем, что некоторые зарядные (например ,Опус) имеют свойство немного завышать показания, потому корректный тест это немного сложнее, чем просто вставить аккумулятор в зарядное и нажать на кнопку, не говоря о «докторах».

Ну и моя любимая фотография 🙂
Тестеры от другого продавца, но общая картина примерно такая же, кстати можно оценить ток потребления тестеров по первому и последнему показанию.

Я очень надеюсь, что я смог наглядно продемонстрировать, почему USB тестеры подходят только для грубой оценки тока/емкости, а никак не для точных измерений.
Хотя сами по себе подобные тестеры очень удобные и позволяют быстро оценить ток/напряжение и емкость, потому ругать их как бы не за что, «играют как могут».
Как же можно их применять:
1. Просто оценка указанных выше параметров, неточно, но удобно.
2. Сравнительные тесты. Вполне точно можно оценить например, что у одного устройства емкость в 1.2 раза больше, а у другого в 1.5 раза меньше. Т.е. относительные, а не абсолютные измерения.
3. Перекалибровать и получать довольно точные результаты, но из-за «перекоса» сделать это можно

www.kirich.blog

Схема амперметра на светодиодах (светодиодный индикатор тока)

Цифровой амперметр на светодиодах – удобный способ отображения информации, при котором имеет значение не только модуль измеряемой величины (что, кстати, значительно удобнее определять не по отклонению стрелочного индикатора, а по величине столбчатой диаграммы, или при помощи мини-дисплея), но и частоту изменения этого параметра.

Описание схемы

Светодиоды не отличаются большой мощностью, но использовать их в слаботочных электрических цепях допустимо и целесообразно. В качестве примера можно рассмотреть схему получения цифрового амперметра для определения силы тока в аккумуляторной батарее автомобиля, при номинальном диапазоне значений в 40…60 мА.

Вариант внешнего вида амперметра на светодиодах в столбик

Количество использованных светодиодов определит пороговое значение тока, при котором в работу будет включаться один из светодиодов. В качестве операционного усилителя можно использовать LM3915, либо подходящий по параметрам микроконтроллер. На вход будет подаваться напряжение через любой низкоомный резистор.

Удобно отражать результаты измерения в виде столбчатой диаграммы, где весь, практически используемый диапазон тока будет разделяться на несколько сегментов по 5…10 мА. Плюсом LED является то, что в схеме можно использовать элементы разного цвета – красного, зелёного, синего и т.д.

Для работы цифрового амперметра потребуются следующие компоненты:

  1. Микроконтроллер типа PIC16F686 с АЦП на 16 бит.
  2. Настраиваемые джамперы для выхода конечного сигнала. Можно, как альтернативу, применить DIP-переключатели, которые используются в качестве электронных шунтов или сигнальных замыканий в обычных электронных цепях.
  3. Источник питания постоянного тока, который рассчитан на рабочее напряжение от 5 до 15 В (при наличии стабильного напряжения, что контролируется вольтметром, подойдёт и 6 В).
  4. Контактная плата, где можно разместить до 20 светодиодов типа SMD.
Электрическая схема амперметра на LED источниках

Последовательность размещения и монтажа амперметра

Входной сигнал по току (не более 1 А) подаётся от стабилизированного блока питания через шунтирующий резистор, допустимое напряжение на котором не должно быть более 40…50 В. Далее, проходя через операционный усилитель, сигнал поступает на светодиоды. Поскольку значение тока во время прохождения сигнала изменяется, то соответственно будет изменяться и высота столбика. Управляя током нагрузки, можно регулировать высоту диаграммы, получая результат с различной степенью точности.

Монтаж платы с SMD-компонентами, по желанию пользователя, можно размещать либо горизонтально, либо вертикально. Смотровое окошко перед началом тарировки необходимо перекрывать тёмным стеклом (подойдёт фильтр с кратностью 6…10х от обычной сварочной маски).

Тарировка цифрового амперметра состоит в подборе минимального значения нагрузки по току, при которой светодиод будет светиться. Варьирование настройки производится экспериментально, для чего в схеме предусматривается резистор с небольшим (до 100 мОм) сопротивлением. Погрешность показаний такого амперметра обычно не превышает нескольких процентов.

Вы знали, что можно переделать старый вольтметр в амперметр? Как это сделать — смотрите видео:

Как настраивать регулировочный резистор

Для этого последовательно устанавливают силу тока, которая проходит через определённый светодиод. В качестве контрольного прибора можно использовать обычный тестер. Вольтметр включается в схему перед микроконтроллером, а амперметр – после него. Для исключения влияния случайных пульсаций подключается также сглаживающий конденсатор.

Практическим плюсом изготовления прибора своими руками (светодиодов не должно быть менее четырёх) является устойчивость схемы при значительных изменениях первоначально заданного диапазона силы тока. В отличие от обычных диодов, которые при коротком замыкании выйдут из строя, светодиоды просто не загораются.

Св-диоды как измерители тока в аккумуляторной батарее автомобиля, не только экономят заряд и сохраняют аккумуляторы, но и позволяют более удобным способом считывать показания.

Аналогичным образом можно построить и цифровой вольтметр. В качестве источников света для такого варианта применения подойдут элементы на 12 В, а наличие дополнительного шунта в схеме вольтметра позволит более рационально использовать всю высоту столбчатой диаграммы.

Понравилась статья? Расскажите о ней! Вы нам очень поможете:)

svetodiodinfo.ru

Вольтметр на PIC16F676 0…30 Вольт / Блог им. JN79 / Блоги по электронике

Немного измененная схема популярного и простого вольтметра с сайта
http://www.coolcircuit.com

Изменения:

1 Работа как с индикаторами ОА так и с ОК.
2 Введена калибровка вольтметра для улучшения линейности измерений

Схема:

А теперь по подробнее:
Прошивка универсальная и по умолчанию режим работы настроен под индикатор с ОК, если надо режим под индикатор с ОА, измените перед прошивкой контроллера константу в EEPROM по адресу 00h с 0 на 1.

При использовании индикаторов с ОА надо поменять транзисторы на BC557 (как в оригинальной схеме, но резисторы в аноды индикаторов можно не ставить )

Если в делителе применить резисторы 1% точности, то подстроечник не нужен. Большинство схем вольтметров выполнены по такому принципу: что надо напряжение питания МК выставлять 5,12 вольт, для корректной работы. Если этого не сделать, работать то будет, но будет наблюдаться не линейность измерений. Но для того чтобы этого избежать, можно программно выставлять опорное напряжение. Опорное напряжение равно напряжению питания микроконтроллера. И это значение используется при расчете в микроконтроллере.

Процесс калибровки — по адресу 00h в EEPROM находится значение для переключения режима работы ОА или ОК, а по адресам 01h и 02h находится значение опорного напряжения в милливольтах. По адресу 01h старший разряд, а по адресу 02h младший. После сборки вольтметра надо измерить напряжение питания МК высокоомным вольтметром и это значение занести в EEPROM. Например напряжение питания составило 5,078 в милливольтах это 5078, переводим в hex, с помощью калькулятора Windows, получаем 13D6, по адресу 01h пишем 13, а по адресу 02h пишем D6. Можно опору померить и китайским цифровым вольтметром, только потом придется опытным путем подобрать последнюю цифру, так как он покажет 5,07 или 5,08. По умолчанию выставлено 5000 милливольт.

При этой схеме точки всегда гореть будет две, одну надо убивать (последний разряд)- я немного высверлил и капнул черным лаком.
Специально плата не разрабатывалась (в смысле миниатюрная и грамотная) за минут 15 был разведена средних размеров хоть и не очень красивая но рабочая платка.

Устройство не еще не оформлено, так что сильно не ругайте 🙂

При программирование не забывайте про константу хотя если у вас например PICKIT2 то можно про это забыть.

Идея JN79
Программа SFT

Скачать схему, прошивку VM.zip

electronics-lab.ru

Цифровой вольтметр с LED дисплеем

Лицевая сторона

Общее описание:

Это простой, но в тоже время довольно точный вольтметр. Схема работает на основе АЦП (аналого-цифровой преобразователь) IC CL7107, сделанный компанией Intersil. В схеме имеется 40-контактная микросхема, которая отвечает за преоброзованике аналогового сигнала в цифровой. Схема, как это описано здесь может отображать любое напряжение постоянного тока в диапазоне 0-1999 Вольт.

Технические характеристики:
  • Напряжение питания: + / — 5 В (симметричный)
  • Требования к питанию: 200 мА (максимум)
  • Диапазон измерения: + / — 0-1,999
Особенности:
  • Малый размер
  • Простота конструкции
  • Низкая стоимость
  • Простая настройка
  • Малое количество внешних компонентов
Как это работает?
Схема:

Дисплей MAN6960

Аналого-цифровой преобразователь , (ADC отныне) более известен как двойной преобразователь наклона или интегрирующего преобразователя . Этот тип преобразователя , как правило, предпочтительнее, чем другие типы, так как он обладает более высокой точностью и прост в дизайне. Работу схемы проще понять, если она описана в два этапа. На первом этапе и в течение заданного периода входное напряжение интегрируется и на выходе интегратора в конце этого периода есть напряжение, которое прямо пропорционально входному напряжению. В конце установленного периода интегратор подается с внутренним опорным напряжением и на выходе схемы постепенно уменьшается, пока не достигнет уровня опорного напряжения (нуль). Второй этап известен как отрицательный период наклона и его продолжительность зависит от выхода интегратора в первом периоде. Поскольку продолжительность первой операции является фиксированной и длина второго является переменной можно сравнить два и таким образом входное напряжение на самом деле по сравнению с внутренним опорным напряжением, и результат кодируется и посылается на дисплей.

Задняя сторона

Все это звучит довольно просто, но это на самом деле серия очень сложных операций, которые все сделанные АЦП IC с помощью нескольких внешних компонентов, которые используются для настройки схемы и её работы. Более подробно схема работает следующим образом. Напряжение измеряется через точки 1 и 2 цепи и цепи через R3, R4 и C4, наконец, применяется к контактам 30 и 31 ИС. Это вход IC, как вы можете видеть из ее диаграммы (В высоких и в низких соответственно). Резистор R1 вместе с С1 используются для установки частоты внутреннего генератора (часы), который установлен на частоте около 48 Гц. В этот тактовой частоте насчитывается около трех различных показаний в секунду. Конденсатор C2, который соединен между выводами 33 и 34, ИС была выбрана, чтобы компенсировать погрешности, вызванной внутренним опорным напряжением, а также держит дисплей устойчивым. Конденсатор C3 и резистор R5 вместе образуют цепь, которая делает интеграцию входного напряжения и в то же время предотвращает разделение входного напряжения, делает контур быстрее и надежнее, возможность ошибки значительно снижается. Конденсатор C5 вынуждает инструмент отображать нуль, когда нет напряжения на его входе. Резистор R2 вместе с P1 используются для настройки прибора при вводе в эксплуатацию. Резистор R6 контролирует ток, который протекает через дисплей. Три правых дисплея подключены, чтобы они могли показать все цифры от 0 до 9, а первый слева может отображать только номер 1, и когда напряжение отрицательно знак минус. Вся схема работает от симметричной ? 5 В постоянного тока , которая применяется в контактах 1 (+5 В) , 21 (0 В) и 26 (-5 В) из IC.

Изготовление:

Прежде всего рассмотрим несколько основ в изготовлении электронной схемы на печатной плате. Плата выполнена из тонкого изолирующего материала, покрытого тонким слоем токопроводящей меди, которая формируется таким образом, чтобы сформировать необходимые проводники между различными компонентами схемы. Использование правильно спроектированной печатной платы очень необходимо, поскольку это ускоряет изготовление и существенно уменьшает возможность совершения ошибок. Медь должна быть луженая в процессе производства и покрыта специальным лаком, который защищает её окисления, а также чтобы делать пайки проще. Пайка компонентов к плате является единственным способом, чтобы построить вашу схему и от того, как вы это делаете зависит в значительной степени ваш успех или неудача. Эта работа не очень сложная, и если вы будете придерживаться нескольких правил, с которыми вы не должны иметь никаких проблем. Паяльник, который вы используете, должен быть легким и его мощность не должна превышать 25 Ватт. Есть много различных типов припоя на рынке и вы должны выбрать тот, который содержит необходимый флюс, чтобы обеспечить идеальную совместимость. Для того, чтобы спаять компонент правильно, вы должны сделать следующее: очистить компонент с помощью небольшого куска наждачной бумаги. Согните их на правильном расстоянии от компонента и вставьте компонент на своё место на борту.

Размещение:

PCB размеры: 77,6 мм х 44,18 мм или масштабировать его на уровне 35%

Возьмите горячий утюг и поместите его кончик на поводке компонентов, держа конец проволочного припоя в точке, где ведущий выходит. Когда припой начинает плавиться и течь, подождать, он охватит равномерно всю область вокруг отверстия и поток кипит и выходит из-под припоя. Вся операция не должна занимать более 5 секунд. Если все было сделано правильно поверхность шва должна иметь светлое металлическую отделку и ее края должны быть гладкие. Если припой в трещинах или имеет форму капли, то вы сделали сухой шов и вы должны удалить припой и переделывать. Постарайтесь, чтобы не перегреть дорожки, поскольку можно сместить их с доски и разбить их. Не используйте больше припои, так как вы работаете с риском короткого замыкания соседних дорожек на плате, особенно если они очень близко друг к другу. Когда вы закончите вашу работу, нужно отрезать избыток компонентов и очистите доску тщательно подходящим растворителем, чтобы удалить все остатки флюса, которые могут по-прежнему остаться на нем.

Рекомендуется начать работу по идентификации компонентов и разделения их на группы. Есть два момента, в изготовлении этого проекта, что вы должны соблюдать: перемычка используется для управления десятичной точки на дисплее. Если вы собираетесь использовать инструмент только для одного диапазона вы можете сделать перемычку соединение между самым правым отверстием на борту и соответствующим требуемой позиции для десятичной точки для конкретного приложения. Если вы планируете использовать вольтметр в различных диапазонах, вы должны использовать один полюс, трехпозиционный переключатель, сдвинуть десятичную точку в нужное место для диапазона измерения выбранного . (Этот переключатель может предпочтительно быть объединен с переключателем, который используется, чтобы фактически изменить чувствительность прибора). Помимо этого рассмотрения, и на то, что небольшой размер платы и большое количество стыков на нем что требует очень тонкого наконечника паяльника, строительство проекта очень простое. Вставить разъем IC и припаять его на месте, припаять флажки, резисторы, конденсаторы и многооборотный триммера Р1. Поверните доску и очень тщательно припаяйте дисплей ИС от медной стороны платы. Не забудьте проверить базу IC, как только одна строка будет покрыта за дисплеи и уже будет невозможно увидеть какую-либо ошибку, что вы возможно и сделали после того, как припаяли дисплеи на место. R3 контролирует диапазон измерения вольтметра и если вы предоставите для некоторых средств, для переключения различных резисторов на его месте вы можете использовать инструмент в диапазоне напряжений.

Замена резисторов:
  • 0 — 2 В ………… R3 = 0 Ом 1 %
  • 0 — 20 В ……….. R3 = 1,2 кОм 1 %
  • 0 — 200 В ………. R3 = 12 кОм 1 %
  • 0 — 2000 В ……… R3 = 120 кОм 1 %

Когда вы закончите всю пайку на доске и вы уверены, что все в порядке, вы можете вставить IC на свое место. ИК CMOS очень чувствительны к статическому электричеству. Это следует завернуть в алюминиевую фольгу, чтобы защитить его от статических разрядов и с ним следует обращаться с большой осторожностью, чтобы не повредить его. Старайтесь избегать касаясь его флажков руками. Подключите схему к подходящему источнику питания ? 5 В постоянного тока и включите питание. Дисплеи должен загореться немедленно и должнен сформировать ряд. Короткое замыкание входной (0 В) и отрегулируйте триммер P1 пока на дисплее не будет « 0 ».

Компонеты:
  • R1 180k
  • R2 22k
  • R3 12k
  • R4 1M
  • R5 470k
  • R6 560 Ом
  • С1 100 пФ
  • C2, C6, C7 100нФ
  • С3 47nF
  • С4 10нФ
  • С5 220nF
  • P1 20k триммер многооборотный
  • U1 ICL 7107
  • LD1, 2,3,4 MAN 6960 общий анод LED дисплей
Если он не работает:

Проверьте остатки пайки, из-за низ могут вонзникнуть проблемы. Проверьте еще раз все внешние подключения к схеме, чтобы увидеть есть ли ошибка. Смотрите, что нет ли никаких недостающих компонетов или вставленных в неправильных местах. Убедитесь, что все поляризованные компоненты были припаяны правильно. Убедитесь, что питания имеет правильное напряжение и связано правильно, вокруг вашей схемы. Проверьте исправны ли, или может повреждены ваши компоненты.

Источник питания:

Источник питания 2:

payaem.ru