Tanie, panelowe, cyfrowe mierniki napięcia i prądu

Woltomierze i amperomierze stanowią podstawowe wyposażenie choćby zasilaczy warsztatowych czy prostowników. Znane od lat analogowe (wskazówkowe) ciągle są obecne w nawet nowych rozwiązaniach, ale rynek należy zdecydowanie do mierników cyfrowych. Niegdyś królowały układy oparte o wyspecjalizowane scalaki ICL7106 i ICL7107, które sterowały wyświetlaczami LCD i LED 3,5 cyfry. Dzisiaj coraz częściej stosuje się mikrokontrolery z wbudowanymi przetwornikami o rozdzielczości 10 bitów i więcej. Takie gotowe moduły opiszę poniżej.

Woltomierze i amperomierze cyfrowe

W dobie globalizacji i możliwości zakupu woltomierza czy amperomierza za mniej niż 8zł z wysyłką, samodzielna budowa podobnego układu coraz częściej traci sens. Tak też jest w przypadku prezentowanych modułów 3 cyfrowych. Jeśli dodać do tego estetyczną obudowę i łatwość podłączenia, to wybór staje się oczywisty.

Układy są dostępne jako woltomierz i amperomierz w jednej obudowie z wyświetlaczami 0,28″ (7mm) lub pojedynczo, gdzie cyfra ma wysokość 0,56″ (14mm). Bez problemu można kupić moduł z niebieskimi, czerwonymi, zielonymi lub nawet białymi wyświetlaczami LED. Otwór na panel powinien mieć wymiary 26x45mm. Obudowa posiada ramkę wyższą i szerszą o 3mm. Różne są również mierzone zakresy napięć i prądów – odpowiednio do 100V i 100A.

Według danych z etykiet, moduł należy zasilacz napięciem z przedziału 4,5-28V. Warto zwrócić uwagę na sposób zasilania – jest tam prosty stabilizator liniowy i im wyższe napięcie, tym większa moc będzie na nim tracona (zamieniana na ciepło). Optymalnym rozwiązaniem jest podanie 12V.

Napięcie zasilające oraz mierzone napięcie czy prąd są doprowadzane za pośrednictwem dołączonych kabelków, wtykanych w gniazdka na płytce drukowanej. I tu mała uwaga kabelek zasilający od modułu z woltomierzem i amperomierzem, mimo że na pierwszy rzut oka jest identyczny z tym od amperomierza, to posiada odwróconą polaryzację. Pomyłka plusa z minusem w przypadku zasilania, często kończy się nieodwracalnym uszkodzeniem, więc warto na to zwracać uwagę.

Chińskie cyfrowe mierniki panelowe w akcji

Na pierwszy ogień weźmy zespolony woltomierz i amperomierz. Miernik napięcia posiada czerwone cyfry, prądu niebieskie.

Z bocznej etykiety można wyczytać symbol modułu: WR-005, zakres i kolor cyfr amperomierza oraz woltomierza:

Z tyłu, prócz mikrokontrolera o oznaczeniu niemożliwym do odczytania, znajdują się gniazdka zasilania i pomiaru, bocznik z drutu oporowego oraz dwa potencjometry do kalibracji wskazań:

Część odpowiedzialna za pomiar napięcia posiada dwa zakresy wyświetlanej wartości – do 10V są to dwa miejsca po przecinku, powyżej jedno:

Amperomierz wyświetla pomiar z jednakową dokładnością do dwóch miejsc po przecinku w całym zakresie pomiarowym.

Poniżej zamieszczam poglądowy schemat podłączenia miernika w docelowym układzie:

Kolejny miernik, to amperomierz. Moduł charakteryzuje się 3 cyfrowym wyświetlaczem 0,56″, który świeci w kolorze niebieskim.

Zakupiony przeze mnie moduł nosi oznaczenie C27D (etykieta), na laminacie widnieje symbol C27-2.1.

Układ mierzy prąd o natężeniu do 10A, wynik jest wyświetlany z rozdzielczością do 2 cyfr po przecinku.

W tylnej części panelu, na pcb znajdziemy masywne gniazdko do którego dołącza się masę zasilania i wyjście do obciążenia, oraz mniejsze do podłączenia zasilania. Tu również typ zastosowanego układu jest nieczytelny. Mały potencjometr umożliwia kalibrację wskazań.

I trzeci moduł – woltomierz. Czerwony wyświetlacz o wysokości 0,56″, wynik wyświetlany z jedną cyfrą po przecinku w całym zakresie, do 100V.

Także i tu znajdziemy naklejkę z parametrami modułu.

Na tylnej płytce typowo – gniazdko zasilania, potencjometr do kalibracji, mikrokontroler.

Dołączone trzy kabelki z jedną wtyczką doprowadzają zasilanie (czerwony +, czarny -) oraz mierzone napięcie (żółty). Kropka, zasilana “na sztywno”, świeci intensywniej niż reszta segmentów:

Wszystkie mierniki charakteryzują się podobnym poborem prądu, który wynosi 20-40mA zależnie od wyświetlanego wyniku.

Podsumowanie

Prezentowane mierniki są świetną alternatywą dla droższych wskaźników analogowych jak i samodzielnie budowanych cyfrowych układów. Do tego sporym ułatwieniem jest gotowa, estetyczna obudowa, wystarczy wyciąć tylko odpowiedni otwór w panelu. Układy tanie i idealne do prostowników i zasilaczy regulowanych.