Правильно выбранный и подключённый вольтметр в машине является весьма полезным многофункциональным инструментом для диагностики. Прибор позволяет контролировать напряжение бортовой сети, по которому можно сделать немало выводов о состоянии автомобильного электрооборудования. В этой статье рассказано, как подключить вольтметр в машине, какой выбрать, и как ориентироваться по его показаниям.
Возможности вольтметра в машине
Вольтметр в автомобиле только на первый взгляд кажется простым и малополезным прибором. Но стоит только правильно его выбрать и подключить — по его показаниям можно наглядно увидеть:
- степень заряженности АКБ (в %);
- напряжение заряда аккумуляторной батареи от генератора;
- почему АКБ недозаряжается;
- причину кипения электролита;
- просадки бортового напряжения при включении мощных потребителей;
- не много ли берёт на себя стартер.
Ещё, когда перед глазами постоянно есть показания вольтметра, можно своевременно понять, что аккумулятор пора менять на новый.
Светодиодный мини цифровой вольтметр 0-100 В обзор и подключение три провода
Выбор автомобильного вольтметра
Абы какой прибор не подойдёт. Аналоговые или стрелочные отпадают сразу. Они прикольно выглядят, но толку от них очень мало. Нужен цифровой вольтметр со следующими параметрами:
- Диапазон измерений — до 30 В. Чем ближе эта цифра будет к измеряемому напряжению, тем точнее прибор. Например, вольтметры, которые могут измерять до 100 В, в диапазоне от 10 до 15 В менее точны, чем модели до 30 В.
- Количество знаков после запятой — 2. Обязательно при напряжении выше 10 В. Хитрые китайцы часто фотографируют свои вольтметры при напряжении 5-7 вольт, и после запятой реально есть 2 знака. Но стоит только подать более 10 В, и один знак после запятой исчезает, так как для него уже нет места.
- Скорость обновления показаний — до 25 миллисекунд. Быстрый вольтметр позволит проводить более обширную диагностику.
- Отдельное питание. Дешёвые модели питаются от того же напряжения, которое измеряют. А оно скачет. Чтобы показания на дисплее не гуляли, вольтметру нужно обеспечить отдельное, стабилизированное питание.
- Наличие калибровки. То ли китайские вольты отличаются от наших, то ли есть какие-то другие причины, но без калибровки практически невозможно найти два одинаково показывающих вольтметра.
Если выбранная вами модель не соответствует ни единому требованию из перечисленных, то делать расширенную диагностику не получится. Хотя кое-что и такие вольтметры в машине могут показать.
Как подключить вольтметр в машине: 3 способа
Автомобильный вольтметр можно подключить тремя способами:
КАК ПОДКЛЮЧИТЬ ЦИФРОВОЙ ВОЛЬТМЕТР АМПЕРМЕТР ВОЛЬТАМПЕРМЕТР К ЗАРЯДКЕ АКБ ALIEXPRESSOZON АККУМУЛЯТОР
- Вставить в прикуриватель.
- Протянуть 2 провода к клеммам АКБ.
- К клеммам АКБ + подать отдельно стабилизированное питание.
Рассмотрим все три варианта.
Вольтметр в прикуриватель
Это однозначно плохой способ подключения автомобильного вольтметра. Но зато простой. В автомагазинах полно показометров, которые рассчитаны на установку непосредственно в розетку прикуривателя. Быстро. Удобно.
Но нефункционально, и вот почему.
Во-первых, подобные вольтметры не учитывают падение напряжения на проводах между прикуривателем и АКБ. Поэтому показания всегда будут заниженные, неточные.
Во-вторых, сложно найти вольтметр в прикуриватель с двумя знаками после запятой.
В-третьих, откалибровать их без вмешательства в конструкцию невозможно.
В-четвёртых, они медленные.
А ещё такие вольтметры склонны к дикому перегреву, особенно, если они с USB разъёмами, и используются для зарядки гаджетов. Бывали случаи, когда подобные девайсы становились причиной возгорания в автомобиле.
Вольтметр двумя проводами к АКБ
Нормальный способ подключения вольтметра, но с некоторыми недостатками. Самый очевидный заключается в отсутствии отдельного стабилизированного питания. А значит показания прибора гарантированно будут гулять, и точного напряжения бортовой сети автомобиля вы не узнаете.
Тем не менее, этот вариант гораздо лучше, чем игрушка в прикуриватель. Главное — не полениться, и подключить вольтметр непосредственно к клеммам аккумуляторной батареи. Провода, при этом, необязательно брать очень толстые, так как токи по ним текут невысокие. Идеально, если у купленной вами модели присутствует калибровочный винт. После протяжки проводов и подключения вольтметра вы сможете сравнить его показания с мультиметром на клеммах АКБ, и скорректировать их при необходимости.
Вольтметр к клеммам АКБ + отдельное питание
Это самый грамотный и полноценный способ подключения вольтметра в авто. Для подачи отдельного питания в подобных моделях присутствует два дополнительных провода. В некоторых даже встроена схема стабилизации питающего напряжения. Если её нет, или это не удалось выяснить, то напряжение питания можно стабилизировать простейшим модулем из Китая. Стоят они недорого, так как состоят из трёх-пяти радиодеталей.
Диагностика по показаниям вольтметра
Теперь переходим к самому интересному и полезному — что можно узнать из показаний автомобильного вольтметра.
Степень заряженности аккумуляторной батареи
Узнать, насколько процентов заряжена ваша АКБ, можно по напряжению, которое она выдаёт в отдохнувшем состоянии. Последнее означает, что до измерений батарея не заряжалась и не нагружалась в течение, как минимум, 8-12 часов. Это обязательное условие. Обычно степень заряженности АКБ по вольтметру оптимально оценивать утром, когда машина простояла без движения всю ночь.
Сразу после поездки, зарядки аккумулятора от стационарного зарядного устройства, попыток запуска мотора и в подобных случаях — оценивать степень заряженности бесполезно. Показания будут либо завышенными, либо заниженными.
Процент заряда АКБ по напряжению покоя можно оценить вот по такой табличке.
Напряжение покоя (В)
Заряд (%)
Источник: a6s.info
Мини-вольтметры DC 0÷30V, двухпроводные, три знака
Цена: ~$1.3/шт. Приобретены 4 штуки разных цветов (в мае 2017 – по ~$0.6/шт, доставка 4 недели). Выбор был довольно случайным, по наитию, но оказался удачным.
На mysku.club много описаний таких или подобных вольтметров, но ответов на свои вопросы я не нашел. Пришлось разбираться самому.
#) На рынке присутствуют несколько похожих типов вольтметров одинаковых формы и размеров, но собранных на разных платах. Здесь приведены материалы, непосредственно относящиеся к одному варианту, не отличающемуся от других по описанию. Опознать его можно только по расположению компонентов на приводимых продавцом фотографиях:
Вольтметры однополярные, рассчитаны на измерение положительных напряжений относительно общего с питанием отрицательного провода (черного). Исходно вход вольтметра подключен к линии положительного питания (красный провод) и реально вольтметр имеет диапазон измерения 4÷30V (измерять мог бы и от нуля, но недостаточно питания для его функционирования). Похоже, что эти вольтметры «заточены» под задачу контроля напряжения бортовой сети автомобиля.
Предполагалось использовать вольтметры в составе ручных тестеров разного рода с диапазонами измерения 0÷6V (устройства с 5-вольтовым питанием) и 0÷28V (автомобильное оборудование). Данные двухпроводные вольтметры этого не позволяют, но легко позволяют переделку в трехпроводный, решающую данную задачу.
Особенности
• Имеется защита от переполюсовки питания (до 40V).
• Процессор начинает работать при напряжении питания Usupp>3V, но индикаторы добираются до номинального режима яркости только при 4÷4.5V.
• При напряжении >29.9V индицирует перегрузку. И при этом практически не греется.
• Печатная плата универсальная, легко позволяет переделку под трех-проводной вариант (даже есть пятачок для пайки входного провода U-in), обеспечивающий при отдельном питании диапазоны 0 ÷ +10V и 0 ÷ +30V – «от нуля» (примеры на фото).
• Индикаторы недостаточно контрастные, внешняя подсветка так засвечивает неактивные сегменты, что опознавать показания затруднительно, особенно на зеленом и синем (требуется тонирующая пленка).
• Зеленый индикатор, видимо как ему и по спектру положено, светит очень неявно. Синий – тоже сомнительной яркости/контрастности. С желтым и красным жить можно. (Белый, за неимением, не испытывал, но внушает надежды).
• Исходно вольтметр подвирает, похоже после монтажа к нему не прикасалась рука человека (триммер коррекции стоит в крайнем положении). Но отклонение в пределах диапазона коррекции.
• Вольтметр довольно медленный (~2 изм/сек), но зато без суеты – как правило, при медленном изменении входного напряжения встречается «дрожание» показаний младшего разряда на одну единицу. (Правда встречаются и уроды, дрожащие в некоторых зонах на ±1 единицу с потерей промежуточного кода).
• Firmware прибора хорошо оптимизировано – два диапазона индикации с автопереключением (10V и 30V) без «дрожания» и заметного гистерезиса. В диапазоне 0÷10V разрешение 10mV (1000 градаций), в диапазоне 10÷30V разрешение 100mV (300 градаций). Перегрузка обозначается весьма убедительно.
Устройство и переделка
Основой вольтметра является неопознанная микросхема в корпусе NSOP16, не имеющая маркировки. Судя по объему «обвески» это микропроцессор, имеющий АЦП и способность управления 7-сегментным LED-дисплеем. Очень напоминает HT66V317 от HOLTEK, но не совпадает с ним по цоколевке.
Остается открытым вопрос относится ли эта микросхема к типу ICP (In Circuit Programmable) – неподключенные выводы имеются, или, что тоже водится, всего-навсего OTP (One Time Programmable) и мечтать о перепрошивке не приходится.
Схема входной части платы представлена на рисунке:
Исходно напряжение питания Usupp подается через диод D1 (защита от переполюсовки) на стабилизатор U1 и через «перемычку» R0 на входной делитель АЦП. При U-in=30V (верхний предел измерителя) на вход АЦП «ADC-in» поступает 2.0V (а при U-in=10V – 684mV), что обеспечивается делителем R2/R3. Триммер R1 позволяет корректировать чувствительность в пределах 5%.
Похоже АЦП имеет один диапазон и разрешение 12bit. Использует внутреннюю опору в 2.0V (в данной реализации Firmware). Есть подозрение, что многие параметры режимов АЦП задаются программно (прошивкой), аналогично HT66V317.
Для обеспечения диапазона «от нуля» необходимо перемычку R0 (0604) удалить, припаять входной провод к пятачку U-in (рисунок выше) и конечно же обеспечить питание на контакте Usupp (красный провод). Для этой цели пригоден любой 5-вольтовый источник питания, например, ЗУ мобильного телефона. Или какое-нибудь доступное напряжение из обслуживаемого прибора (5÷30V). Ток потребления мизерный (<15mA), даже не всяким USB-доктором обнаруживается.
Специальные случаи применения. Нестандартная шкала.
Иногда возникает потребность измерения какого-нибудь параметра не в стандартных единицах, да еще и с максимально возможным разрешением. И, желательно, без вмешательства в «мозги» вольтметра (замены прошивки). Например, при замене R2 на 3kΩ можно отъюстировать вольтметр на шкалу 0÷+1.0V÷+3.0V (при R2+~1/3*R1=6.2kΩ) с разрешением 1mV и 10mV. Десятичная точка не на месте, но если привыкнуть к мысли, что индицируется значение в десятинах вольта – «дециВольтах» (дВ, dV), то приемлемо.
Более неприятная ситуация при работе с модулями обнаружения газов (MQ-x) с 5-вольтовым питанием и максимальным значением сигнала 4.5÷5V. При оцифровке сигналов таких устройств с помощью вольтметра в стандартном исполнении во-первых, используется только половина шкалы индикатора (потеря разрешения), а во-вторых усложняется связь между значимой величиной измеряемого параметра и довольно абстрактным значением напряжения.
В этом случае можно принять базовое (или максимальное) значение напряжение сигнала (например, 4.5V) за 99.9% контролируемого параметра и откалибровать вольтметр так, чтобы он при этом показывал «круглую цифру» 9.99 (в этом случае более полно реализуется разрешение вольтметра – 4.5mV). Десятичная точка конечно же опять не на месте – индикация получается не в процентах, а в «десятинах». (А переставить управление точками на этой плате хлопотно-труднодоступно.)
Такое представление несколько сбивает с толку, но можно привыкнуть. Подспудное ощущение, что полная шкала измерителя соответствует круглой цифре 10.0 заметно упрощает восприятие текущего значения.
В этом варианте при входном сигнале, превышающем назначенный диапазон (4.5V), индикатор переключится в режим «10.0÷29.9V» (переместится десятичная точка), а штатное обозначение перегрузки появится при 13.5V. При гарантированном ограничении напряжения входного сигнала уровнем 4.5V получается однодиапазонный, не порождающий недоумение переключением вольтметр со шкалой в 1000 градаций.
Для реализации такого приема (перекалибровки) необходимо в вольтметре изменить делитель R2/R3 (точнее уменьшить R2) так, чтобы при 4.5V на входе делитель имел 684mV на выходе. Для этого в указанных условиях требуется R1-2-полное=R2+(R1)/2=69.2kΩ, например, R2=64kΩ (62÷68kΩ) и триммер R1=10kΩ. Можно просто зашунтировать имеющийся R2=169kΩ резистором R2ш=104kΩ (100÷110kΩ). Входное сопротивление вольтметра станет равным ~82kΩ вместо исходного ~185kΩ. (При высокоомном источнике сигнала, возможно, придется ставить буферный усилитель или калибровать вольтметр по месту). Для соответствия показания «9.99» точно 5.0V («круглое» значение разрешения – 5mV) требуется R2ш=128kΩ (130kΩ), Rвх=~87kΩ.
Эквивалентная модификация делителя увеличением R3 (до 30kΩ) более проблематична. Во-первых, неизвестно как повлияет увеличение выходного сопротивления делителя R2/R3 на шумы/дрейфы АЦП. Во-вторых, для замены R3 старый резистор необходимо удалить, а это (в стесненных условиях данной платы) очень деликатная процедура, попытаться можно, но можно и надсадиться.
Для оцифровки и визуализации показаний датчиков газа MQ-x иногда еще более удобной является калибровка с увеличенным динамическим диапазоном, когда максимальному значению сигнала датчика (5.0V) соответствуют показания вольтметра «29.9» (показанию «9.99» соответствуют 1.67V). При этом на малых концентрациях газа получается разрешение в 1.67mV, что актуально в бытовых условиях, где диапазон значимых концентраций типично соответствует диапазону напряжения аналогового сигнала в 100÷700mV (общая загазованность, поиск мест утечки газа).
При больших концентрациях (диапазон индикации «10.0÷29.9») получается разрешение в 16.7mV, но большее разрешение уже не требуется («если голову ломит выше болевого предела, то на сколько точно промилле выше – уже не важно»).
Единственная неприятность – автоматическое переключение диапазона происходит ненавязчиво, десятичная точка перескакивает незаметно и при наблюдении требуется бóльшая внимательность, надо все время помнить, какие показания были 2÷7 секунд назад.
Для такой калибровки требуется чтобы делитель R2/R3 при 5.0V на входе имел 2.00V на выходе. Необходимо R1-2-полное=R2+(R10)/2=18.6kΩ (Rвх=31kΩ), например, зашунтировать R2 (169kΩ) резистором R2ш=15÷20kΩ с добавкой от триммера R1=4.8÷0.7kΩ (достаточно номинала триммера 5kΩ).
#) Для определения абсолютной концентрации газов (в ppm) все равно придется производить индивидуальную калибровку каждого экземпляра датчика на контрольных смесях газов, процедуру труднодоступную и тематически выходящую за рамки данного описания. А для простенького тестера («показометра») предложенных решений может оказаться вполне достаточно.
PS. Материал в pdf формате здесь. (За неделю «горячего интереса» 117 скачиваний, 135 просмотров).
Планирую купить +48 Добавить в избранное Обзор понравился +90 +152
- 15 октября 2017, 19:55
- автор: kargal
- просмотры: 35354
Источник: mysku.club
Схемы
Разошёлся не на шутку с покупками на eBAY and AlieExpress. Зачем-то купил вольтметр синего цвета.
Вообще-то, у конкретного продавца покупал алмазные диски для своей гравировальной машинки и мини-патрон неизвестного назначения. Чтобы как-то увеличить стоимость заказа, добавил туда вольтметр. Конечно, синий цвет мне не нравится, более приятно смотреть на зеленые цифры, но зеленых у продавца не было. Ещеё было интересно проверить свою догадку насчет схемы подключения.
Данный вольтметр подключается по двухпроводной схеме, что подразумевает получения питания для измерительной схемы из самого измеряемого источника. В тоже время продаются вольтметры-амперметры с трехпроводной схемой подключения, где третий провод используется для подачи питания +5 вольт на измерительную схему.
Было вполне понятно, что данные приборы собраны по однотипной схеме. При этом трехпроводные вольтметры по цене значительно превосходили двухпроводные вольтметры. Хотелось проверить свою догадку. Это желание также послужило поводом для покупки ненужного вольтметра .
Заказ был сделан 11 ноября 2019 года. На почте получил 10 января 2020 года.
Получив свой заказ, проверил работу вольтметра. Показания были в норме, синий цвет чересчур ярким, на обратной стороне платки нашел надпись: DSN-DVM-386K V3.01
И самое главное, увидел перемычку между контактом + и незадействованным контактом на плате. Стало понятно, что моя догадка верна. Осталось понять какой контакт отвечает за подачу питания, а какой является входом измеряемого напряжения. В интернете быстро отыскались несколько страниц с необходимой информацией.
Припаял третий провод, подал питание +5в и прибор показал 0 вольт на входе, что и требовалось доказать. Потом подключил регулируемый блок питания 0-20 вольт и сравнил показания китайского вольтметра с китайским авометром. Показания совпадали полностью, с точки зрения нормального радиолюбителя .
Вначале хотел убрать своё приобретение в коробочку, дабы впоследствии куда-нибудь пристроить. Но в последний момент взгляд упал на самодельный блок питания, в котором выходное напряжение регулируется от 1,2 в до 20 в. Посередине лицевой стороны было достаточно места для размещения вольтметра. Не долго думая, взял вновь приобретенный алмазныйдиск, вырезал прямоугольное отверствие, подправил плоским надфилем и прикрутил вольтметр к панели.
На фотографии видно, как он установлен и показано как разнятся показания разных вольтметров.
Изначально вольтметр мог измерять напряжение от 4,5 вольт до 30 вольт. После переделки отсчет показаний начался с 0 и предположительно до 100 вольт. Я больше 20 вольт пока не подавал, в интернете также не нашел статей, где говорилось бы о подаче 100 вольт на данный вольтметр.
Верхний предел 30 вольт был обусловлен параметрами примененного стабилизатора. Кстати, нашел много сообщений, что данный вольтметр выходит из строя при установке на мотоциклы, МАЗы и КАМАЗы. Что говорит о нежности примененного стабилизатора напряжения.
В заключении можно отметить, что данный вольтметр можно считать вольтметром с пределом измерений 0 — 10 вольт. Из-за того, что всего три разряда, после 10 вольт вольтметр скорее выполняет функцию индикатора, чем точного измерительного прибора. Тем не менее вполне может использоваться как средство контроля за разрядом 12 вольтового аккумулятора.
Источник: www.cqham.ru