Всем добрый вечер! Хочу поделится методикой изготовления шунта для амперметра в зарядное устройство. Не давно у знакомого в зарядном устройстве перегорел шунт и соответственно сгорел и сам амперметр.
И так, нашол вот такой прибор со шкалой от 0 до 50А.
Обмотка измерительной головки и контакты не рассчитана на ток в 50А, для применения в нашем ЗУ надо изготовить шунт.
Шунт — устройство, которое позволяет электрическому току протекать в обход какого либо участка электрической схемы. В нашем случае через шунт проходит основной зарядный ток, а через амперметр малая часть, пропорциональная основной величине тока.
Для шунта берем обычную канцелярскую скрепку.
На упаковке со скрепками было написано "Скрепки никелированные", фото не сделал самой упаковки. Разгибаем ее, чтоб из нее получился прямой кусочек проволоки…
Далее сгибаем кончики проволоки под гайки прибора и прикручиваем их вместе с проводами к амперметру.
Для калибровки амперметра нам понадобится регулируемый блок питания от 0 до 20 В с током в 5А, но можно обойтись обычным автомобильным аккумулятором (напишу далее), проволочный 100 Вт резистор ПЭВ-100,
мультиметр и соединительные провода. Все соединяем проводами между собой последовательно и подключаем к блоку питания.
Выставляем ток в 1А и смотрим на наш амперметр. Он показывает около 1,5 А. Нам надо 1 А.
Уменьшаем длинну шунта, чтоб стрелка амперметра стала показывать 1А.(По шкале амперметра это будет 10А). Далее вместо резистора подключаем лампочку с фары на ближний свет. Проверяем как работает амперметр на больших токах.
После, когда длинна шунта уже нам известна, завернутые под гайку кончики необходимо залудить оловом.
После разбираем наш прибор и белым корректором зарисовываем на шкале нули, собираем прибор. Шкала прибора получилась от 0 до 5А вместо 0-50А.
Если нету под рукой блока питания с регулировкой и проволочного 100 Вт резистора, вместо блока питания можно использовать автомобильный аккумулятор, а вместо резистора лампочку с габаритов задней фары на 15Вт. При подключении к аккумулятору, ток в цепи будет равен около 1 А, что достаточно для начальной калибровки амперметра. Потом так же можна подключить лампочку с передней фары в режиме ближнего света, для проверки амперметра под большим током.
Делаем контрольную поверку мультиметром и прибор можно устанавливать в зарядное.
Вот я поделился наглядной методикой изготовления шунта для амперметра в зарядное устройство…
Задавайте вопросы если что то не понятно…
Удачи всем на дорогах!
Затеял я навести порядок на рабочем столе и радикально упрятать в корпус привода для чтения CD-ROM лабораторный блок питания, блок питания паяльника TS-100, USB-хаб и USB-зарядку. Но в последний момент возникла трудность — китайский вольтметр с амперметром не влезли по ширине передней панели привода. Решил я сделать свой, снова на PIC16F690, схему которого я давно публиковал на моём старом сайте. Но под руку попали сдвоенные 7-сегментные индикаторы, которые замечательно вписались по ширине корпуса 30мм. Пришлось ставить четырехразрядные индикаторы и переписывать программу контроллера для более точного расчета напряжения и тока…
Как выяснилось уже в процессе эксплуатации нового измерителя, повышенное разрешение приборов очень удобно при диагностике ремонтируемых устройств или отладке новых. Реже приходится пользоваться тестером для замера тока потребления.
Схема нового вольтметра и амперметра для лабораторного блока питания мало отличается от схемы старого. Но софт переписал с нуля и радикально. Главное отличие в схеме амперметра применен шунт не 0,1 Ом, а 0,01. Это очень уменьшило падение напряжения на нём, но повысило требования к преобразователю тока в напряжение. Так как в качестве усилителя я применил «народный» LM358, пришлось для компенсации напряжения смещения вводить программную коррекцию. При первом включении прибора (обязательно без нагрузки) он измеряет падение напряжения на шунте и смещение ОУ и принимает этот уровень за ноль и сохраняет значение в энергонезависимую память. Далее все измерения производятся относительно запомненного уровня.
Если по какой-то причине Вы захотите произвести снова калибровку нуля, сделать это можно подав питание на плату с нажатой кнопкой калибровки. Прибор сотрет старое значение. Следующее включение амперметра приведет к измерению и сохранению напряжения условного нуля отсчета.
Резистор, подключенный к выводу 4 микроконтроллера, определяет тип используемого экрана — с общим анодом или общим катодом.
Плата рассчитана на индикатор высотой знака 0,36″.
Мой неудачный первый опыт сборки прибора показал, что зелёные индикаторы почему-то светят весьма слабо. Видимо потому, что яркость слабого свечения зеленых индикаторов делится во времени не на три, а на восемь разрядов двух индикаторов.
В архиве три платы (индикатор и два варианта процессорной платы для контроллеров в корпусах SSOP и SOIC), схема и прошивка прибора.
Если у Вас возникнут вопросы или Вы захотите связаться со мной, сделайте это с помощью формы на страничке «Обратная связь»
97 thoughts on “ Вольтметр и амперметр повышенной точности ”
Есть мысль использовать этот измеритель в ЗУ автомобильного аккумулятора. Есть два вопроса по этому поводу:
1. На схеме указан диапазон измеряемого тока 0-4А, можно ли его увеличить до 10А?
2. Какой метод измерения тока в этом приборе? В автомобильных зарядных форма тока далека от идеальной, особенно если сделана на тиристорах, поэтому хотелось бы иметь среднеквадратичный метод измерения, True RMS так сказать.
Спасибо за очередную, простую и функциональную конструкцию.
Доброго дня.
Я думаю, для автомобильного зарядного не обязательно мерить в миллиамперах ток.. Для зарядки лучше подойдет вот эта моя конструкция, тем более с нужной разрядностью и учётом формы тока уже всё нормально:
http://smartelectronix.biz/publ/ochen_prostoj_ampervoltmetr_na_pic16f690/1-1-0-2
Здравствуйте, Eddy. Я заметил, что Вы почти никогда не публикуете исходных кодов к своим разработкам, делитесь только готовыми прошивками. Думаю, что Вы как программист хорошо понимаете их ценность, исходники позволяют делиться опытом, исправлять ошибки, и дорабатывать проекты, использовать программные решения одних проектов в других, читающие их программисты могли бы делиться с Вами своими способами доработки Ваших проектов. Исходники позволяют заранее детально оценить поведение прошивки, и её применимость, думаю я мог бы продолжать перечислять, но у Вас вероятно есть причины их не публиковать ? Может это коммерция ? Но Вы не публикуете исходники даже к самым простейшим проектам, коммерчески не эффективным на мой взгляд. И предложений о продаже я тоже не видел тут. Тогда что за причины ? Раскроете секрет?
Доброго дня, Владимир
Вы практически угадали — я уже очень давно зарабатываю на кусок хлеба разработкой устройств на микроконтроллерах и написанием прошивок к ним. Многие пошли в серию от сотен до десятков тысяч устройств. У меня нет стабильной зарплаты от слова «совсем», т.е. что написал, то и получил. Причём очень часто пишу совсем бесплатно, если разработка не для серийного производства, просто из желания помочь людям.
Вторая причина в том, что я считаю, что учиться надо на примерах, выкладываемых производителями контроллеров и компиляторов — тексты тех документов создаются профессиональными программистами, а не самоучками вроде меня. Они содержат подробное изложение теории и практических советов по решению задачи. У меня нет такого количества свободного времени, чтобы заниматься преподаванием основ программирования. Увы.
Третья причина в том, что я очень сомневаюсь в том, что кто-то будет тратить своё время на улучшение или исправление моих текстов. Свои ошибки я стараюсь устранять самостоятельно и максимально быстро. Если человеку нужен вольтметр, он его либо купит на Алиэкспрессе за полтора доллара, либо соберет себе по материалам одного из опубликованных в сети проектов. За пол часа. А сидеть сутками и ковырять сотни строк математики, вспоминая старшие классы школы или курсы института.. Зачем?
1) причина коммерция вполне понятна.
Но я как раз насчёт тех самых не коммерческих. «умные кнопки», думаю один из них. Помню, я очень удивился не увидев исходников в архиве к этим умным кнопкам. Нужды в них не было,
сам бы такое мог написать, просто любопытство. Я давно слежу за вашими разработками они подкупают простотой схемотехники, это стиль всех ваших схем, ведь «Всё гениальное просто!»
Любопытно было может и тексты Ваши так-же просты и понятны всем 🙂
3)причина «…кто-то будет тратить своё время на улучшение или исправление моих текстов.»
Соглашусь с Вами, что никто не будет тратить своё время на доработку чужих частных проектов, но Вы не учли, что проекты с открытыми исходниками с момента их открытия
перестают быть единолично чьими-то. С исходниками навсегда остаются имена их авторов но сами тексты уже достояние общества, и могут стать самостоятельными и бессмертными как и
имена их авторов. (Имя Линус Торвальдс яркий пример). т.е. тексты уже не совсем Ваши и другие люди часто дорабатывают их не из благородства и альтруизма, а в СВОИХ личных и даже корыстных целях и потом делятся своими трудами просто потому, что понимают ценность своего труда, а поделиться этим ничего им не стоит, время на доработку они всё равно уже потратили. Мне лично всегда интересно узнать оценку своей доработки от авторов программы и особенно приятно когда мою доработку включают в официальный релиз.
Я говорю это из личного опыта. Я помню, участвовал в устранении одного бага биллинговой системы Stargazer украинских разработчиков, наличие бага они подтвердили но сами они не спешили его устранять т.к. не использовали эту часть программы. От денег они отказались, сказали нет времени на это. Я потратил недели на изучение исходников и написание патча, разработчики помогали мне, отвечая на вопросы на форуме, результат я опубликовал на том-же форуме с предложением включить в релиз, увы в релиз мой патч не включили по двум причинам,
1) патч не решал проблему в корне, а лишь помогал её обходить т.е. по факту это «костыль» на большее силёнок не хватило 🙂
2) применение патча гипотетически могло нарушить работу программы в других частях, требовалось длительное тестирование, ради не очень полезного самим разработчикам «костыля» они не хотели тратить на это время и рисковать. Их Stargazer-ы обслуживали тысячи абонентов, а мой стоял в офисе на 50чел. Но в любом случае мой патч остался опубликованным, и всем кто столкнулся с тем-же багом как я, было уже можно решить проблему. Пусть авторы не приняли мой способ решения, но баг, а затем и ошибку в их коде я всё-таки нашёл, значит чем-то помог проекту.
2.1)причина » учиться надо на примерах, выкладываемых производителями…»
и согласен и нет . Так как сказали Вы, так надо только начинать учиться основам, далее этого будет мало.
Например основы от производителя научат вас записывать числа в ячейки EEPROM, но если их много, как их там систематизировать чтобы удобно было работать и самому не запутаться,
придумывайте сами.
Основы от производителя научат вас менять содержимое памяти программ, даже есть готовый модуль от mplab xc8 mcc
Но как там не запутаться и меняя текст строки не затереть случайно исполняемый код придумайте сами.
И однажды мне удалось написать свои очень оригинальные версии модулей для работы с EEPROM и памятью программ. Гениальна даже не реализация, её Вы возможно сможете ещё
улучшить, гениальна сама идея переложить на компилятор заботу о распределении памяти EEPROM и FLASH. Мы ведь не задумываемся об адресах размещения наших переменных и констант в озу и памяти программ, компилятор делает это за нас, но в EEPROM производителями такое не предусмотрено, то-же самое при использовании FLASH памяти программ, её используют поблочно, что ещё геморойнее чем EEPROM, при этом память под константы в этой же самой FLASH компилятор успешно распределяет без нашего участия.
Написанные мной модули позволяют работать с этими типами памяти почти так-же привычно как с ОЗУ. Сначала была идея загнать все данные в одну структуру в ОЗУ и работать с ними привычным способом, а в EEPROM только копировать полностью или частично эту структуру из ОЗУ. Но такой не бережный расход ОЗУ меня не устраивал. И тут пришла идея объявить эту структуру в ОЗУ и не использовать! (не сочтите меня поспешно за идиота) т.к. структура не будет использоваться её можно объявить располагаемой хоть с нулевого адреса ОЗУ где лежат совсем другие данные. Этим данным ничто не угрожает. Эта структура описывает данные хранимые на самом деле в EEPROM, компилятор об этом «не догадывается:)» она позволяет нам привычным способом получать данные о размерности элементов и их смещении относительно начала структуры. Работать с указателями на элементы этой структуры надо ,передавая их в специальную функцию которая вычислит смещение и использует его для чтения или записи нужного элемента из EEPROM!
С памятью программ получилось ещё интереснее, там оказались совсем не нужны виртуальные структуры, ведь компилятор в этой области умеет работать с константами, правда только на чтение 🙂 этот недостаток я и исправил написав функцию, меняющую значение констант по указателю. Т.е. для использования памяти программ в качестве перезаписываемой, объявляем обычные константы, константные структуры и массивы, читаем их обычным способом и перезаписываем передавая указатель в мою функцию.
А теперь скажите, Вы видели подобные примеры от производителей?
Оценив на практике удобство и мощь этих модулей, возник вопрос — почему ни в одном учебнике мне не попалось ничего подобного, я присваиваю новые значения константам и
константным структурам будто они не константы вовсе! Написав тогда собственное решение лучше предлагаемых профессионалами, я понял что они не боги. И у самоучек могут быть не
стандартные решения лучше. Такие удачные изобретения получаются не часто, как настоящие шедевры 🙂 Думаю у каждого опытного программиста есть подобный «брилиант» среди своих наработок, и получить их много в своё распоряжение можно только разбирая чужой код. Самому много такого не придумать нужна слишком «большая удача».
А примеры от производителей конечно грамотны и полезны, но теперь для меня это лишь «инструкция к инструменту» она учит грамотно пользоваться инструментом, но шедевры
делать не научит.
2.2)причина » У меня нет такого количества свободного времени, чтобы заниматься преподаванием основ программирования. Увы.»
Тут мне возразить совсем нечего, в рыночной экономике все участники загружены по максимуму, а кто нет, тот проиграл в конкуренцию.
Публикация исходников вызовет и дилетантские вопросы и не всегда полезные Вам дискусии, с потерей времени.
Надеюсь однако, что наша беседа была Вам полезна.
«Самое важное — не то большое, до чего додумались другие, но то маленькое, к чему пришёл ТЫ сам » /Харуки Мураками/ ©
🙂
И всё же, я считаю что для обсуждения способов реализации той или иной функции есть специализированные форумы программистов.
У этого показометра исходник 550 строк. На Си (PCWHD). Две недели с чистого листа. Зачем это нормальному человеку?
Я проникся кусочком философии Джобса, который стремился спрятать сложность объекта от пользователя — устройство должно быть простым и хорошо выполнять свои функции. У человека не должна болеть голова, где там ошибка. Ему надо чтобы всё работало, а не заниматься самоистязанием с калькулятором и симулятором..
Я думаю, что возможно, когда я смогу хоть малость расслабиться от необходимости добывать кусок насущной пищи и буду считать себя достаточно умелым программистом, начну выкладывать свои труды. А пока сам учусь программированию. Постоянно. Последние лет тридцать. 🙂
Все о ремонте и не только
Для визуальной оценки силы зарядного тока мне потребуется прибор для измерения силы тока – амперметр. Так как под рукой ничего толкового не нашлось, будем использовать то, что есть. И это «что есть» — обычный индикатор от старых совковых магнитол. Так как индикатор реагирует на очень малые токи, нужно изготовить для него шунт.
Шунт – это проводник, обладающий неким удельным сопротивлением, который подключают к устройству измерителя тока параллельно. При этом он пропускает через себя или шунтирует большую часть электрического тока. Вследствие чего, через устройство измерителя пройдет номинальный рассчитанный для него ток. Чтобы понять, как протекают токи в узлах схемы, изучаем законы Кирхгофа.
Для того , чтобы рассчитать шунт для амперметра, мне потребуются некоторые параметры измерительной головки (индикатора): сопротивление рамки (Rрам), значение тока, при котором стрелка индикатора максимально отклоняется (Iинд) и верхнее значение тока, которое должен измерять в будущем индикатор (Imax). За максимальный измеряемый ток берем 10 А. Теперь нужно определить Iинд, что достигается экспериментально. Но для этого нужно собрать небольшую электрическую схему.
При помощи резистора R1 добиваемся максимального отклонения стрелки индикатора и снимаем эти показания с тестера PA1. В моем случае Iинд= 0.0004 А. Сопротивление рамки Rрам замеряем также при помощи тестера, которое составило 1кОм. Все параметры известны, остается теперь рассчитать сопротивление шунта амперметра (индикатора).
Расчет шунта для амперметра будем производить по следующим формулам:
Rш=Rрам * Iинд / Imax; получаем Rш=0,04 Ом.
Основное требование, предъявляемое к шунтам – это его способность пропускать токи, не вызывающие сильный его нагрев, т.е. обладать нормами по плотности электрического тока для проводников. В качестве шунтов используются различные материалы. Так как у меня под рукой нет «различного материала», я буду использовать старый добрый медный проводник.
Далее, исходя, что Rш=0,04 Ом, по справочнику удельных сопротивлений медных проводников подбираем соответствующий размер отрезка медного провода. Чем больше диаметр, тем лучше, но при этом увеличивается длина медного провода. Я «забью» на эти требования и выберу метровый отрезок. Главное для меня, чтобы мой шунт не расплавился, тем более, что больше 6А я его насиловать не буду. Выбранный медный проводник скручиваю в спираль и припаиваю параллельно к измерительной головке. Все, шунт готов. Теперь остается более точно подогнать сопротивление шунта и проградуировать шкалу измерителя. Делается это экспериментально.
Собственно, девайсы. Видон не очень, что уж там…
