четверг, 19 февраля 2015 г.

Маленький встраиваемый вольтметр с тремя проводами


От рассмотренных ранее двух маленьких встраиваемых вольтметров этот отличается отдельной линией питания. А ещё он жёлтенький, хотя можно найти такой вольтметр любого типового для светодиодов цвета - зелёного, красного, жёлтого, синего и белого.

Маркировка у чипа, как обычно, стёрта. Здесь может быть любой микроконтроллер. Есть потенциометр для калибровки, его преимущества и недостатки описывал в прошлом обзоре вольтметров.


Преимущество трёхпроводной схемы - возможность измерять более высокое и более низкое напряжения, в данном случае в диапазоне 0-100 В вместо 2,5..3,5-35 В. В двухпроводных вариантах сигнальная линия совмещена с линией питания, поэтому на измеряемый диапазон налагаются дополнительные ограничения, связанные с допустимым диапазоном входных напряжений стабилизатора питания, обычно типа 7133. Здесь и в других двух вольтметрах установлен преобразователь 7133H от Magi-Tech, для которого заявлено максимальное входное напряжение 24 В. Почему производители таких вольтметров заявляют питание от 30, а иногда и от 35 вольт, мне непонятно.

Даже если найти какой-то волшебный преобразователь, способный работать в очень широком диапазоне напряжений, от 0 В он работать всё равно не будет, поэтому там, где нужны измерения от 0, придётся использовать схему с отдельной линией питания.

Ещё одно преимущество отдельной сигнальной линии - большее сопротивление на входе для измерений, в двухпроводных по той же линии питается вся схема вольтметра, что может быть нежелательным для источника сигнала.

Основной недостаток трёх проводов очевиден - необходимость отдельного источника питания, если нужен весь заявленный диапазон измерений.

Хотя для источника питания продавцом заявлен диапазон 7-30 В, вольтметр работает и от более низких напряжений, по тестам - от 2,5 В. Таким образом, этим вольтметром можно легко заменить двухпроводной вариант, просто соединив измерительный провод (белый) и провод питания (красный).

Но оказалось, что не всё так просто. В отличие от двухпроводных вариантов, в районе 4,5 В при питании от измерительного входа этот вольтметр начинает существенно врать в большую сторону, примерно на 0,15 В (~3% от 4,5 В). Но если запитать его даже от отдельного источника напряжения (я попробовал от литиевого аккумулятора, 4 В), это искажение в измерениях пропадает.

Ещё одно отличие от других, показанных ранее, вариантов - фиксированное положение точки. Если напряжение ниже 10 В, вольтметр не пытается показать больше знаков после запятой за счёт смещения точки влево. Вероятно, 100 В вольтметр показывать не умеет, максимум 99,9 В, проверить нечем.

Не знаю, как измерить точность этих приборов. Попробовал пройтись по шкале от 3,5 В до 16 В и сравнить разницу в показаниях.



На картинках выше - ошибка в вольтах и процентах. Черная линия - мультиметр, жёлтая - обозреваемый вольтметр в двухпроводном режиме, зелёная и красная линии обозначают вольтметры из предыдущего обзора. Отсчёт сделал от среднего показаний трёх мелких вольтметров, они больше всего похожи.

Сразу бросается в глаза, что у мультиметра есть смещение показаний, почти постоянное в процентном масштабе. Либо наоборот - все мои мелкие вольтметры ошибаются вниз. Так как все эти вольтметры собраны примерно по одинаковой схеме, количественное преимущество не играет роли в оценке того, кто врёт. Без тестового оборудования не могу сказать, какие из приборов ошибаются. После 10 В показания жёлтого и зелёного вольтметров сливаются в одну линию, они и внешне очень похожи, хотя основные чипы у них разные, судя по разводке питания.

Видимый перекос вниз у двухпроводных вариантов в районе 4,5 В образовался из-за усреднения показаний, в которые входит выброс вверх у жёлтого вольтметра.

Все купленные вольтметры показывают примерно одинаковую точность - ошибка около 1 %, по крайней мере после 10 В. У двухпроводных вариантов, купленных ранее, ошибка немного увеличивается ниже 5 В. У этого жёлтого из-за фиксированной точки точность начинает сильно падать ниже 10 В, а ниже 1 В ошибка становится совсем неприличной - минимум 10%. Фиксированная точка здесь убила преимущества трёхпроводной схемы.

Все вольтметры вполне пригодны для использования в качестве приборов для приближённой оценки. Это всё, что я пока могу сказать о них.

Вот так получил в итоге три разных варианта мелкого вольтметра, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. После их изучения, я бы порекомендовал выбирать подобные вольтметры по следующим критериям.
  1. Три или два провода? Выбирать следует исходя из задачи, универсального ответа нет. Разве что найдёте безглючный вариант схемы с тремя выводами, способный работать точно во всём диапазоне, тогда можно брать его для всех применений.
  2. Если есть необходимость модифицировать устройство, нужно брать варианты с микроконтроллером без стёртой маркировки.
  3. Обязательно нужна плавающая точка, иначе ниже 10 В точность сильно падает, а ниже 1 В вольтметр становится почти бесполезным. Возможно, точность у этих устройств ещё более низкая, чем точность отображения, но иногда также важно видеть небольшие изменения, а не только абсолютное значение. Исключением может быть случай, когда необходимо оперативное восприятие информации, в этом случае фиксированная точка может быть полезна.
Итак, трёхпроводная или двухпроводная схема в зависимости от задачи, желательно не стёртая маркировка и обязательно плавающая точка. Цвет можно выбрать любой. но из трёх опробованных зелёный оказался самым тусклым и неравномерным. Размеры тоже бывают разные, я пока покупаю самые мелкие (0,28").

Найти в магазинах можно по фразам типа "mini voltmeter", "micro voltmeter", "0.28 voltmeter" и т.д. Мелкие обычно стоят дороже больших, разные цвета тоже стоят по-разному, красный - самый дешёвый. Цены - от $1,5, но они постоянно меняются, я "отхватил" по ставке $1,25 при минимальной цене тогда около $1,8. Если выбираете вольтметр по картинкам по типу основного чипа, уточните у продавца, соответствуют ли картинки товару, акцентируя внимание на чип, в этот раз у меня была разница, хотя на картинке маркировка чипа также не была видна.

Комментариев нет:

Отправить комментарий