Питание мультиметра. Li-ion вместо кроны. Защита от разряда, таймер. Тестер из смартфона Что можно сделать из китайского тестера

В родном корпусе получившийся "огрызок мультиметра" теперь выглядит так:

Если необходимо запитать вольтметр от устройства, где он будет установлен, следует учесть, что напряжение на выводе "BATT+" микросхемы (относительно "COM" конечно) будет всегда 3.0V потому что оно стабилизировано внутренним опорным стабилизатором в самой микросхеме и превышать его нельзя; отрицательное же напряжение "BATT-" образуется как напряжение на батарее минус 3.0V. Оба напряжения можно сформировать параметрическими стабилизаторами с помощью двух резисторов и любого стабилитрона, хоть зеленого или лучше белого светодиода. Но лучше всего - обеспечить гальванически независимый источник питания вольтметра, тем более что ток потребления мизерный.

Ориентировочная цена микросхемы - около 200 рублей ($6) за LM35CZ.

Щупы – это неотъемлемая часть всех мультиметров, которая поставляется в комплекте с измерительным прибором независимо от его модели. Хорошие щупы на протяжении многих лет исправно выполняют свою задачу. Но бывает и так, что через несколько дней после покупки мультиметра один или даже оба контакта выходят из строя из-за обрыва провода, обламывания наконечника или растрескивания изоляции. Чтобы обезопасить себя от такой неприятности, нужно приобрести качественные и надежные щупы для мультиметра, с хорошими проводами и прочными наконечниками. Многие вообще предпочитают изготавливать их самостоятельно. В этом материале мы поговорим о разновидностях и особенностях этих элементов, а также разберемся, как сделать самодельные щупы для мультиметра.

Универсальные щупы

Эти изделия – самые простые и дешевые. Ими комплектуется большинство недорогих моделей мультиметров. Кабели этих элементов снабжены ПВХ изоляцией, а штекеры и держатели наконечников изготовлены из пластмассы. Изнутри держателя к стальному электроду прикреплен тонкий провод. Такие наконечники легко могут оторваться при недостаточно аккуратном обращении. Понятно, что о долговечности и высокой надежности здесь говорить не приходится.

Различные модели универсальных контактов имеют неодинаковую длину центрального электрода штекера и выступающей части его корпуса. Отличаются они и по посадочной глубине штекера.

Фирменные изделия

Мультиметр может иметь щуп из различных материалов. Качественные и надежные контакты можно отличить по следующим признакам:

• Провода для щупов мультиметра изготовлены из материала, обладающего высокой гибкостью.
• Ввод держателя отличается гибкостью и герметичностью. Жила в нем держится крепко и не поддается случайным рывкам.
• Поверхность изделия около основания держателя не скользит и во время измерений удобно удерживается пальцами. Оптимальный вариант – держатель с прорезиненной поверхностью.

На видео пример таких изделий:

Всеми перечисленными свойствами обладают силиконовые щупы. Этими параметрами и обусловлена высокая популярность таких изделий.

Нередко вводы держателей изготавливаются из пластика, но в этом случае на них должны быть специальные выемки, иначе элемент не будет иметь нужной гибкости. Практически на всех фирменных моделях штекеры и электроды снабжены колпачками, которые защищают элементы от загрязнений и сводят к минимуму возможность получения колотых травм.

Эти изделия разработаны с учетом опыта использования более ранних моделей, поэтому отличаются продуманностью и удобством в работе. Провод таких контактов обладает достаточно высокой прочностью и гибкостью, устойчив к случайным рывкам и не трескается при сгибании.

Щупы для SMD-монтажа

Во время работы с SMD-элементами периодически требуется проводить измерения, справиться с которыми можно только при помощи подключенных к тестеру тонких щупов. Эти изделия оснащаются острыми латунными или нержавеющими стальными наконечниками в форме иглы. Они в обязательном порядке защищены колпачками, которые сводят к минимуму опасность перелома электрода или случайных ранений мастера.

Для специалистов по SMD-монтажу такие элементы наиболее удобны в работе. Острыми щупами можно не только прокалывать изоляцию провода, но и соскабливать с нужного участка поверхности платы паяльную маску с дальнейшим проведением измерительных работ. Хотя толщина этой иглы совсем невелика, элемент легко выдерживает напряжение 600 В в течение длительного времени.

Для измерительных работ при монтаже SMD-компонентов предусмотрены также щупы-щипцы для мультиметра. Они позволяют измерить нужные параметры детали как на рабочем столе, так и непосредственно на плате.

На время измерения компонент зажимается щипцами, что гарантирует качество контакта. Эти изделия имеют достаточно короткий кабель, но длинный для работы с SMD и не нужен.

Если процесс измерения требует максимальной аккуратности, чтобы не допустить касания электродом других деталей, то лучше всего воспользоваться щупами, на концах которых имеются отверстия.

С их помощью можно производить измерения как на печатных платах, так и в ходе электромонтажных работ, не боясь случайно спровоцировать короткое замыкание.

Наконечники-«крокодилы»

Этот вариант наконечника тоже имеется на современном рынке и пользуется немалым спросом. В ряде случаев он оказывается предпочтительнее острых электродов. Размер «крокодила» может быть различным, но в любом случае он должен иметь надежную оболочку из диэлектрического материала.

В форме «крокодилов» могут выполняться присоединительные наконечники, идущие в качестве дополнительного элемента для стандартного щупа. Зачастую в состав комплекта к мультиметру входят наконечники в форме пристегивающихся «крокодилов», которые при необходимости можно как отсоединять, так и пристегивать.

Необходимо упомянуть также о комплектах, которые включают в себя несколько разных наконечников. Приступая к работе, мастер сам выбирает из них нужный и ввинчивает его как насадку. Такая возможность позволяет в ряде случаев значительно облегчить измерительный процесс. Так, к примеру, крокодил можно подключать по очереди к различным участкам тестируемой электроцепи, в то время как другой наконечник в качестве клеммы крепится на «массу».

Специалисты, работающие с компонентами выводов, предпочитают наконечники, выполненные в форме зажимов и крючков. С помощью таких элементов удобно производить измерительные работы на печатных платах, а также удерживать на месте во время измерений компоненты выводов. Эти наконечники так же, как иглы и крокодилы, могут входить в комплект поставки.

Как изготовить самодельные щупы?

Как мы говорили выше, многие предпочитают при поломке заводских щупов не покупать новые, а сделать их самостоятельно. Рассмотрим два популярных варианта изготовления самоделок.

Стандартные самодельные щупы

Для их изготовления понадобятся разборные авторучки (без стержней) и наконечники от дротиков для дартса.

Порядок работы таков:

• Разобрать авторучки и примерить к ним наконечники дротиков.
• Подобрав подходящие по размеру компоненты, вставить наконечники дротиков в ручки вместо стержней, предварительно нагрев их с помощью газовой горелки.
• Положить внутрь ручки кусочек припоя, предварительно смочив его паяльной кислотой и разогрев.
• Опустить туда кабель.
• Дождаться остывания припоя и фиксации элементов щупа.

Для дополнительной фиксации наконечник дротика можно приклеить.

Наглядно все устройство на видео:

Тонкие самодельные щупы для прокалывания изоляции

Теперь разберемся, как можно сделать тонкие щупы для мультиметра своими руками. Для этого нам понадобятся цанговые карандаши, использующие сменные грифели, и швейные иглы, подходящие по толщине.

Изготовление тонких щупов производится следующим образом:

• Припаять кабели к иголкам.
• Вставить иглы внутрь карандашей до попадания в центральную часть цанги. Чтобы при надавливании они не ушли внутрь, их в цангу следует вклеить.
• Припаять к кабелям штекеры.

На полученные изделия желательно натянуть цветную термоусадку. При работе с феном нужно быть осторожным, так как поток горячего воздуха может вызвать деформацию пластика.

В качестве защитных элементов можно использовать колпачки от ручек и карандашей.

На видео пример изготовления игольчатых щупов для проверки мелких деталей:

Заключение

Из этой статьи вы узнали, для чего нужны щупы тестеров, каких типов бывают эти изделия и каковы особенности их использования. Ну а тех, кто любит самостоятельно собирать электрические устройства и изделия, наверняка заинтересует информация о том, как сделать щупы для мультиметра своими руками.

Любителям сделать все своими руками предлагается простой тестер на основе микроамперметра М2027-М1, у которого диапазон измерения 0-300 мкА, внутреннее сопротивление 3000 Ом, класс точности 1,0.

Необходимые детали

Это тестер, имеющий магнитоэлектрический механизм для измерения тока, поэтому он мерит только постоянный ток. Подвижная катушка со стрелкой крепится на растяжках. Применяется в аналоговых электроизмерительных приборах. Найти на блошином рынке или купить в магазине радиодеталей проблем не составит. Там же можно приобрести и остальные материалы и компоненты, а также приставки к мультиметру. Кроме микроамперметра потребуется:

Если человек решил сделать себе мультиметр своими руками, значит, других измерительных приборов у него нет. Исходя из этого, и будем дальше действовать.

Выбор диапазонов измерения и вычисление номиналов резисторов

Определим для тестера диапазон измеряемых напряжений. Выберем три самых распространенных, покрывающих большинство потребностей радиолюбителя и домашнего электрика. Это диапазоны от 0 до 3 В, от 0 до 30 В и от 0 до 300 В.

Максимальный ток, проходящий через самодельный мультиметр равен 300 мкА. Поэтому задача сводится к подбору добавочного сопротивления, при котором стрелка отклонится на полную шкалу, а на последовательную цепочку Rд+ Rвн будет подано напряжение, соответствующее предельному значению диапазона.

То есть на диапазоне 3 В Rобщ=Rд+Rвн= U/I= 3/0,0003=10000 Ом,

где Rобщ – это общее сопротивление, Rд – добавочное сопротивление, а Rвн – внутреннее сопротивление тестера.

Rд=Rобщ-Rвн=10000-3000=7000 Ом или 7кОм.

На диапазоне 30 В общее сопротивление должно быть равно 30/0,0003=100000 Ом

Rд=100000-3000=97000 Ом или 97 кОм.

Для диапазон 300 В Rобщ=300/0,0003=1000000 Ом или 1 мОм.

Rд=1000000-3000=997000 Ом или 997 кОм.

Для измерения токов выберем диапазоны от 0 до 300 мА, от 0 до 30 мА и от 0 до 3 мА. В этом режиме шунтирующее сопротивление Rш подсоединяется к микроамперметру параллельно. Поэтому

Rобщ=Rш*Rвн/(Rш+Rвн).

А падение напряжения на шунте равно падению напряжения на катушке тестера и равно Uпр=Uш=0,0003*3000=0,9 В.

Отсюда в интервале 0…3 мА

Rобщ=U/I=0,9/0,003=300 Ом.

Тогда
Rш=Rобщ*Rвн/(Rвн-Rобщ)=300*3000/(3000-300)=333 Ом.

В диапазоне 0…30 мА Rобщ=U/I=0,9/0,030=30 Ом.

Тогда
Rш=Rобщ*Rвн/(Rвн-Rобщ)=30*3000/(3000-30)=30,3 Ом.

Отсюда в интервале 0…300 мА Rобщ=U/I=0,9/0,300=3 Ом.

Тогда
Rш=Rобщ*Rвн/(Rвн-Rобщ)=3*3000/(3000-3)=3,003 Ом.

Подгонка и монтаж

Чтобы сделать тестер точным, нужно подогнать номиналы резисторов. Эта часть работы самая кропотливая. Подготовим плату для монтажа. Для этого надо расчертить ее на квадратики размером сантиметр на сантиметр или немного меньше. Затем, сапожным ножом или чем-нибудь подобным по линиям прорезается медное покрытие до основы из стеклотекстолита. Получились изолированные контактные площадки. Отметили, где будут расположены элементы, получилось подобие монтажной схемы прямо на плате. В дальнейшем, к ним будут припаяны элементы тестера.

Чтобы самодельный тестер выдавал правильные показания с заданной погрешностью, все его компоненты должны иметь характеристики по точности такие же, как минимум, и даже выше. Внутреннее сопротивление катушки в магнитоэлектрическом механизме микроамперметра будем считать равным заявленным в паспорте 3000 Ом. Количество витков в катушке, диаметр провода, электропроводность металла, из которого сделана проволока известны. Значит, данным завода-изготовителя верить можно.

А вот напряжения батареек на 1,5 В могут немного отличаться от заявленных производителем, а знание точного значения напряжения потом потребуются для измерения тестером сопротивления резисторов, кабелей и других нагрузок.

Определение точного напряжения батарейки

Для того чтобы самому выяснить действительное напряжение батарейки потребуется хотя бы один точный резистор номиналом 2 или 2,2 кОм с погрешностью 0,5%. Этот номинал резистора выбран из-за того, что при последовательном подключении с ним микроамперметра, общее сопротивление цепи составит 5000 Ом. Следовательно, проходящий через тестер ток будет около 300 мкА, и стрелка отклонится на полную шкалу.

I=U/R=1,5/(3000+2000)=0,0003 А.

Если тестер покажет, к примеру, 290 мкА, значит, напряжение батареи равно

U=I*R=0,00029(3000+2000)=1,45 В.

Теперь зная точное напряжение на батарейках, имея одно точное сопротивление и микроамперметр можно подобрать необходимые номиналы сопротивления шунтов и добавочных резисторов.

Сбор блока питания

Блок питания для мультиметра собирается из двух последовательно соединенных батареек по 1,5 В. После этого к нему подключается последовательно микроамперметр и предварительно отобранный по номиналу резистор в 7 кОм. Тестер должен показать значение близкое к предельному току. Если прибор зашкалит, то последовательно к первому резистору необходимо подсоединить второй, маленького номинала, Если показания меньше 300 мкА, то параллельно к этим двум резисторам, подключают сопротивление большого номинала. Это уменьшит общее сопротивление добавочного резистора. Такие операции продолжаются до тех пор, пока стрелка не установится на пределе шкалы в 300 мкА, что сигнализирует о точной подгонке.

Для подбора точного резистора на 97 кОм, выбираем ближайший, подходящий по номиналу, и проделываем те же процедуры, что и с первым на 7 кОм. Но так как здесь необходим источник питания 30 В, то потребуется переделка питания мультиметра из батарей на 1,5 В. Собирается блок с выходным напряжением 15-30 В, на сколько хватит. К примеру, получилось 15 В, тогда всю подгонку делают из расчета, что стрелка должна стремится к показанию 150 мкА, то есть к половине шкалы. Это допустимо, так как шкала тестера при измерении тока и напряжения линейная, но желательно работать с полным напряжением.

Для регулировки добавочного резистора в 997 кОм для диапазона 300 В понадобятся генераторы постоянного тока или напряжения. Их можно использовать и как приставки к мультиметру при измерении сопротивлений.

Номиналы резисторов: R1=3 Ом, R2=30,3 Ом, R3=333 Ом, R4 переменный на 4,7 кОм, R5=7 кОм, R6=97 кОм, R7=997 кОм. Подбираются подгонкой. Питание 3 В. Монтаж можно сделать навеской элементов прямо на плате. Разъем можно установить на боковой стенке коробки, в которую врезается микроамперметр. Щупы изготавливаются из одножильного медного провода, а шнуры к ним из многожильного.

Подключение шунтов осуществляется перемычкой. В результате из микроамперметра получается тестер, которым можно мерить все три основных параметра электрического тока.

Занимаясь на различных работах обслуживанием электронной техники, накопилось несколько мультиметров. Причина накопления простая. Питание рабочего мультиметра быстро садилось, если в спешке забыть выключить питание, а без такого прибора ремонт на выезде иногда становился невозможным. Выход был один — срочно менять батарейку. Но, наверное, многие согласятся, что проще купить новый мультиметр, чем найти батарейку крона, тем более цена нового мультиметра незначительно больше брендовской батарейки. Странно, что до сих пор нет мультиметров с низковольтным питанием. Восполним этот пробел. Рассмотрим пример организации питания мультиметра от батарейки формата АА с применением ранее опубликованного преобразователя напряжения.

Как сделать питание мультиметра от батарейки 1,5 Вольт своими руками

Напряжение на конденсаторе

Мультиметр для испытаний

Для испытаний был взят старинный мультиметр. Чтобы избежать попадания высокого напряжения с конденсатора питание с преобразователя подавалось на включенный мультиметр. На удивление мультиметр заработал, показывая напряжение питания от преобразователя 12 Вольт. Мультиметр работал и от батарейки 0,7 вольта — напряжение питания 4,7 Вольт, правда горела пиктограмма севшей батарейки. Установив в преобразователь севшую батарейку с напряжением 1 Вольт мультиметр получил штатное питание 9 Вольт.

Для формирования законченной конструкции необходимо встроить преобразователь в мультиметр, тем более габариты батарейного отсека и деталей позволяют это сделать. Можно организовать включение от отдельного выключателя, а можно попытаться использовать штатный галетный выключатель питания. В данном мультиметре это удалось, все дорожки галетного выключателя просвечивались. Изменения схемы были следующие:

— перерезаны дорожки подачи питания 9 Вольт сразу за галетным выключателем;

— дорожки питания объеденены перемычкой;

— в шине питания 9 Вольт мультиметра установлен электролитический конденсатор 100 мкФ;

— к батарейке припаяны удлиняющие проводники и они соедены со штатными клеммами подачи питания на мультиметр;

— сразу за галетным выключателем припаян проводник с которого поступит напряжение на преобразователь;

— проводник с диода преобразователя припаивается к «плюсу» конденсатора;

— припаиваем проводник минуса питания преобразователя к шине минуса питания мультиметра.

Обрезка дорожек платы

Компановка электроники

Схема собрана навесным монтажом и закреплена при помощи термоклея в батарейном отсеке. Так совершенно неожиданно старый мультиметр получил вторую жизнь, да еще от севшей батарейки:).

Схему можно доработать, установив параллельно конденсатору стабилитон на 9 вольт, что позволит применять и свежие батарейки питания.

Секрет Мастера рекомендует для использования в работе универсальный мультиметр UNI-T UT210E с токовыми клещами позволяющими делать замеры при постоянном токе. Очень удобный прибор. Мультиметр UNI-T UT210E по оптимальной цене приобретен в интернет магазине по следующей