Цифровой вольтметр автоэлектрика

Во время ремонта электрооборудования автомобиля важно пользоваться достаточно точным прибором, при помощи которого можно измерить напряжение в разных частях бортовой сети, на разных устройствах, а также, иметь возможность оперативно определять полярность измеряемого напряжения. Почти идеально, для этих целей подходит мультиметр типа М-830. Но только «почти»…

Дело в том, что жидкокристаллические индикаторы мультиметра не рассчитаны на работу в «полевых» условиях. Зимой на морозе они так же замерзают, как популярные китайские автомобильные часы. Индикатор перестает показывать цифры, а лишь только некоторые сегменты. Второй «автомобильный» недостаток М-830 в его большом входном сопротивлении. Конечно для ремонта телевизора большое входное сопротивление измерительного прибора — это хорошо, но для автомобильного оборудования важно чтобы контролируемая цепь была «подгружена», иначе окислившийся контакт или сгнивший проводник будут работать, как бы нормально, но при подключении нагрузки напряжение, поступающее через них будет падать «до неприличия»». И третий недостаток М-830 с автомобильной точки зрения, — батарейный источник питания.

принципиальная схема цифрового вольтметра автоэлектрика

На рисунке выше представлена схема вольтметра — пробника, при помощи которого можно измерять напряжения от 6 до 20В с точностью до 0,1В. Прибор имеет хорошо видные яркосветящиеся светодиодные индикаторы напряжения и полярности подключения щупов, питается от измеряемой цепи (потребляя около 0,1А).

Корпус пластмассовый, прямоугольной формы, посредине расположен трехразрядный цифровой индикатор напряжения, по краям корпуса (с малых торцов) выведены проводники, оконченные щупами под «крокодилы», возле точек вывода проводов есть по светодиоду красного цвета. Полярность подключения к измеряемой цепи значения не имеет, вольтметр показывает в любом случае. А полярность определяется по этим светодиодам, горит светодиод возле вывода щупа, который подключен к «+».

Прибор выполнен на микросхеме ICL7107, которая является импортным аналогом КР572ПВ2. Схема включения микросхемы, показанная на рисунке, отличается от типовой тем, что измерительная цепь и источник питания имеют один общий провод. Это делает невозможным измерения отрицательных напряжений. Но эта проблема здесь решена по другому, — вольтметр подключается к измеряемой цепи через диодный мост VD1-VD4. Поэтому, полярность подключения щупов для индикации значения не имеет, — в любом положении полярность правильная и измеритель напряжения работает. А вот, чтобы определить полярность используются встречно-параллельно включенные светодиоды HL1-HL2. В принципе, их можно бы заменить двухцветным и по цвету определять полярность, но, как оказалось, трудно запомнить какой полюс какого цвета. Поэтому, светодиоды разные, и расположены каждый у своего щупа. Где горит, там и «+».

После диодного моста включен стабилизатор А1, поддерживающий напряжения питания микросхемы стабильным (4,7В). Конденсатор С2 одновременно выполняет и роль накопительного. Он через диод VD5 развязан от цифровых индикаторов, являющихся основным потребителем энергии, и от С2 питается только сама микросхема D1, которая без индикаторов потребляет очень небольшой ток. Энергии, запасаемой в С2 хватает на несколько десятков секунд.
Источник образцового напряжения выполнен на транзисторах VT1 и VT2 и резисторе R2. Он дает стабильное напряжение около 0,5-1,0 В которое поступает на 36-й вывод микросхемы D1.

Измеряемое напряжения снимается со входного моста VD1-VD4 до стабилизатора А1, его уровень (достоверность показаний прибора) устанавливается делителем R3-R4. Параметры делителя устанавливают так, чтобы максимальное напряжение на выводе 31 было при входном напряжении 20В и составляло в два раза и чуть больше, образцового напряжения на выводе 36 (то есть, если на 36-выв. есть 0,75В, то при входном 20В на 31-выв. должно быть около 1,55-1,65В). Резистор R9 включает десятичную запятую во втором разряде индикатора.

Индикаторная панель состоит из трех индикаторов АЛС324Б1 красного цвета свечения. Лучше использовать индикаторы АЛСЗЗЗБ или импортный блок из трех индикаторов, рассчитанный на статическую индикацию, с общим анодом. Светодиоды HL1 и HL2 — любого типа, достаточно яркого света. Если использовать сверхяркие, то прибором можно будет пользоваться и как небольшим фонариком.

Микросхему ICL7107 можно заменить отечественной КР572ПВ2. Интегральный стабилизатор — любой на 5В, например, КР142ЕН5А. Диоды входного моста КД105 могут быть с любым буквенным индексом, или другие на ток не ниже 0,2А. Важно, чтобы эти диоды были одинаковыми (лучше если из одной партии). Можно использовать диодную сборку — выпрямительный мост, на ток не менее 0,2А.

Теперь о налаживании. Отпаяйте резистор R3 и подключите прибор к источнику питания напряжением 10-15В. Прибор должен показать «00,0». Если показаний нет или они другие, — это говорит о ошибках в монтаже индикатора или микросхемы D1. Проверьте напряжение на 36-м выводе D1, -должно быть 0,5-1В.

Если прибор показывает «00,0» восстановить соединение R3 и подстроить резистор R4 так, чтобы показания прибора соответствовали действительности. В качестве контрольного можно использовать мультиметр, подключив его щупы параллельно этому прибора.

Проверить точность показаний в диапазоне от 6 до 19В, как в одном, так и в другом положении щупов. Если в разной полярности подключения щупов к измеряемому источнику показания существенно отличаются, — неисправны диоды входного моста, либо использованы в нем разные диоды, что не допустимо. Если будет наблюдаться нелинейность соответствия показаний реальному напряжению, нужно подобрать сопротивление R7.

По аналогичной схеме можно сделать штатный автомобильный вольтметр и установить его на свободном месте приборной панели автомобиля. В этом случае схема упрощается, — больше не нужны диоды VD1-VD4 и светодиоды HL1, HL2.

скачать архив

Если вам понравилась статья, вы можете подписаться на RSS или E-mail рассылку. Для получения обновлений по электронной почте, введите ваш e-mail адрес в эту форму (Доставка от FeedBurner):

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *