Автомобилните, лабораторните захранвания могат да имат ток, който достига до 20 ампера или повече. Ясно е, че няколко ампера могат лесно да бъдат измерени с обикновен евтин мултицет, но какво да кажем за 10, 15, 20 или повече ампера? В края на краищата, дори при не много големи натоварвания, шунтовите резистори, вградени в амперметри, могат да прегреят за дълго време на измерване, понякога дори часове, и в най-лошия случай да се стопят.
Професионалните инструменти за измерване на големи токове са доста скъпи, така че има смисъл сами да сглобите веригата на амперметъра, особено след като в това няма нищо сложно.
Електрическа верига на мощен амперметър
Схемата, както можете да видите, е много проста. Работата му вече е тествана от много производители и повечето индустриални амперметри работят по същия начин. Например, тази схема също използва този принцип.
Чертеж на табло за амперметър
Особеността е, че в този случай се използва шунт (R1) с много ниска стойност на съпротивление - 0,01 Ohm 1% 20W - това позволява да се разсейва много малко топлина.
Работа на веригата на амперметъра
Работата на веригата е доста проста, когато определен ток преминава през R1, ще има спад на напрежението в него, може да се измери, за това напрежението се усилва от операционния усилвател OP1 и след това отива към изхода през пин 6 към външен волтметър, включен на границата от 2V. 
Корекциите ще се състоят в нулиране на изхода на амперметъра, когато няма ток, и калибриране чрез сравняване с друг, примерен инструмент за измерване на ток. Амперметърът се захранва от стабилно симетрично напрежение. Например от 2 9 волтови батерии. За да измерите тока, свържете сензора към линията и мултиметър в диапазона 2V - вижте показанията. 2 волта ще съответстват на ток от 20 ампера.
С помощта на мултицет и товар, като например малка електрическа крушка или съпротивление, ще измерим тока на натоварване. Свържете амперметър и вземете текущите показания с мултицет. Препоръчваме да направите няколко теста с различни натоварвания, за да сравните показанията с референтен амперметър и да се уверите, че всичко работи правилно. Можете да изтеглите отпечатания файл на бронята.
Цифров ВОЛТМЕТЪР и АММЕТЪР за лабораторно захранване (еднополярно и биполярно) на специализиран чип ICL7107
Така се случи, че имаше нужда от производство на амперметър и волтметър за лабораторни захранвания. За да реша проблема, реших да поровя в интернет и да намеря лесно повторима схема с оптимално съотношение цена-качество. Имаше мисли за създаване на амперметър и волтметър от нулата на базата на LCD и микроконтролер (MK). Но си мисля, че ако това е микроконтролер, тогава не всеки ще може да повтори дизайна - в крайна сметка имате нужда от програмист и дори не искам да купувам или правя програмист за програмиране веднъж или два пъти. И хората вероятно също няма да го искат. В допълнение, всички микроконтролери (с които съм работил) измерват входния сигнал с положителна полярност спрямо общия проводник. Ако трябва да измервате отрицателни стойности, ще трябва да се справите с допълнителни операционни усилватели. Някак всичко това беше стресиращо! Погледът ми попадна на широко разпространения и достъпен чип ICL7107. Цената му се оказа половината от цената на MK. Цената на LCD 2x8 знака се оказа три пъти повече от цената на необходимия брой седемсегментни LED индикатори. И аз харесвам блясъка на LED индикаторите повече от LCD. Можете също така да използвате подобен, дори по-евтин, местно производство m/skh KR572PV2. Намерих диаграмите в интернет и отидох да проверя функционалността! Имаше грешка в диаграмата, но беше коригирана. Оказа се, че при калибриране на показанията m/sx ADC работи доста точно и точността на показанията ще задоволи напълно и най-придирчивия потребител. Основното нещо е да вземете качествен резистор за многооборотна настройка. Броенето е много бързо - без спирачки. Има значителен недостатък - биполярно захранване ±5V, но този проблем може лесно да бъде решен с помощта на отделно мрежово захранване на трансформатор с ниска мощност с положителни и отрицателни стабилизатори (ще дам диаграмата по-късно). За да получите -5V, можете да използвате специализирана микросхема ICL7660 (вижда се на снимката в горната част на страницата) - страхотни неща! Но има адекватна цена само в SMD пакет, а в обикновен DIP ми се стори малко скъп и е много по-трудно да се купи от конвенционалните линейни стабилизатори - по-лесно е да се направи отрицателен стабилизатор. Оказа се, че ICL7107 перфектно измерва както положителното, така и отрицателното напрежение спрямо общия проводник и дори знакът минус се показва в първата цифра. Всъщност в първата цифра само знакът минус и числото "1" се използват за обозначаване на полярността и стойността на стотици волта. Ако за лабораторно захранване не е необходима индикация за напрежение от 100V и няма нужда да се посочва полярността на напрежението, тъй като всичко трябва да бъде написано на предния панел на захранването, тогава първият индикатор не може да бъде инсталиран изобщо. За амперметър ситуацията е същата, но само "1" в първата цифра ще покаже, че е достигнат ток от десет ампера. Ако захранването има ток от 2...5A, тогава не можете да инсталирате първия индикатор и да спестите пари. Накратко, това са само мои лични мисли. Схемите са много прости и започват да работят веднага. Трябва само да зададете правилните показания на контролния волтметър с помощта на подстригващ резистор. За да калибрирате амперметъра, ще трябва да свържете товар към захранването и да използвате контролния амперметър, за да зададете правилните показания на индикаторите и това е! За захранване на амперметри в биполярна захранваща верига се оказа, че е най-добре да се използва отделен малък мрежов трансформатор и стабилизатори с общ проводник, изолиран от общия проводник на самото захранване. В този случай входовете на амперметрите могат да бъдат свързани към измервателните шунти "на случаен принцип" - m/sx ще измерва както "положителни", така и "отрицателни" спадове на напрежението на измервателните шунти, инсталирани във всяка част на захранващата верига. Това е особено важно, когато и двата стабилизатора в биполярно захранване вече са свързани чрез общ проводник без измервателни шунтове. Защо искам да направя отделно захранване с ниска мощност за измервателни уреди? Е, също така, защото ако захранвате измервателните уреди от трансформатора на самото захранване, тогава, когато получите напрежение от 5 V от 35 V, ще трябва да инсталирате допълнителен радиатор, който също ще генерира много топлина, така че е по-добре да използвате малки запечатани трансформатори на малка платка. И в случай на захранване с напрежение над 35 V, да речем 50 V, ще трябва да вземете допълнителни мерки, за да сте сигурни, че за пет стабилизатора на напрежението на входа напрежението е не повече от 35 V. Можете да използвате превключващи стабилизатори с високо напрежение с ниско генериране на топлина, но това увеличава цената. Накратко, ако не едно, то друго ;-)
Верига на волтметър:
Верига на амперметър:
Фотоизглед на печатна платка на волтметър и амперметър (размер на платката 122x41 mm) с LED седемсегментни индикатори тип E10561 с цифри с височина 14,2 mm. Захранването на волтметър и амперметър е отделно! Това е необходимо, за да може да се измерват токове в биполярно захранване. Шунтът на амперметъра е инсталиран отделно - циментов резистор 0,1 Ohm / 5 W.
Схема на най-простото мрежово захранване за съвместно и отделно захранване на волтметри и всеки от амперметрите (може би безсмислена идея, но работеща):
И снимка на печатни платки, използващи компактни херметични трансформатори 1,2 ... 2 W (размер на платката 85x68 mm):
Схема на преобразувател на полярността на напрежението (като опция за получаване на -5 V от +5 V):
Видео за работа на волтметър
Видео за работаамперметър
Няма да правя комплекти или платки, но ако някой се интересува от този дизайн, можете да изтеглите чертежите на печатни платки.
Благодаря на всички за вниманието! Успех, мир и добро в дома ви! 73!
Фигура 1 показва схема на цифров амперметър и волтметър, която може да се използва като допълнение към схеми на захранвания, преобразуватели, зарядни устройства и др. Цифровата част на схемата е реализирана на микроконтролер PIC16F873A. Програмата осигурява измерване на напрежение 0...50 V, измерен ток - 0...5 A.
За извеждане на информация се използват светодиодни индикатори с общ катод. Един от операционните усилватели на чипа LM358 се използва като последовател на напрежение и служи за защита на контролера в аварийни ситуации. Все пак цената на контролера не е толкова малка. Токът се измерва индиректно, като се използва преобразувател на ток-напрежение, направен от операционния усилвател DA1.2 на микросхемата LM358 и транзистора VT1 - KT515V. Можете също да прочетете за такъв конвертор. Сензорът за ток в тази верига е резистор R3. Предимството на тази верига за измерване на ток е, че няма нужда от прецизна настройка на милиомния резистор. Можете просто да регулирате показанията на амперметъра с тример R1 и в доста широк диапазон. Сигналът за ток на натоварване за по-нататъшно цифровизиране се взема от резистора за натоварване на преобразувателя R2. Напрежението на филтърния кондензатор след токоизправителя на вашето устройство (вход на стабилизатор, точка 3 на диаграмата) на захранването не трябва да бъде повече от 32 волта, това се дължи на максималното захранващо напрежение на операционния усилвател. Максималното входно напрежение на стабилизатора на микросхемата KR142EN12A е тридесет и седем волта.
Регулирането на волтаметъра е както следва. След всички процедури - монтаж, програмиране, проверка за съответствие, произведението, което сте сглобили, се захранва със захранващо напрежение. Резисторът R8 задава напрежението от 5,12 V на изхода на стабилизатора KR142EN12A, след което в гнездото се поставя програмиран микроконтролер. Измерете напрежението в точка 2 с мултицет, на който имате доверие, и резистор R7 постигне същите показания. След това към изхода (точка 2) се свързва товар с контролен амперметър. Равенството на показанията на двете устройства в този случай се постига с помощта на резистор R1.
Можете сами да направите резистор за сензор за ток, като използвате например стоманена тел. За да изчислите параметрите на този резистор, можете да използвате програмата "" Изтеглихте ли програмата? отвори ли го И така, имаме нужда от резистор с номинална стойност 0,05 Ohm. За производството му ще изберем стоманена тел с диаметър 0,7 мм - имам я такава и дори не ръждясва. С помощта на програмата изчисляваме необходимата дължина на сегмента с такова съпротивление. Нека да разгледаме екранната снимка на прозореца на тази програма. 
И така, имаме нужда от парче тел от неръждаема стомана с диаметър 0,7 mm и дължина само 11 сантиметра. Няма нужда да завъртите този сегмент в спирала и да концентрирате цялата топлина в една точка. Изглежда, че това е всичко. Какво не е ясно, моля, отидете във форума. Късмет. К.В.Ю. Почти забравих за файловете.
Много начинаещи радиолюбители, след като първо са сглобили просто радио без никакви звънци и свирки, по-късно, мисля, ще искат да разширят неговата функционалност. Тук има две опции; можете да сглобите ново захранване, което се предлага със защита, регулиране на тока и евентуално някои други разширени възможности. Или продължете по пътя, по който аз тръгнах, като надстроите или, с други думи, подобрите съществуващо, изпитано във времето захранване.
По едно време за моето просто регулирано захранване сглобих платка за регулиране на тока и платка за защита от късо съединение, като по този начин завърших веригата му. Но когато се използва това захранване, изходното напрежение все още трябва да се настрои въз основа на показанията на мултиметър, включен като волтметър. Също така, токът, когато настройката на изходния ток беше включена, трябваше да се настрои според показанията на милиамперметъра на тестера. Това ми се стори неудобно, исках да има цифрова индикация за ток и напрежение, а след това започнах да търся верига за ампер-волтметър на микроконтролера AVR Mega 8 и други подобни. Докато гледах един от видеоклиповете в YouTube, видях в захранването такъв ампер-волтметър, вграден в различни електронни устройства, както на снимката по-долу:
Под видеото имаше връзка към китайския онлайн магазин Ali Express. Вече имах опит с поръчка с Ali, за тези, които все още не са използвали услугите им, ще кажа, че ако в партидата е посочена безплатна доставка, тогава доставката е наистина безплатна, без улов. Стоките пристигат в Русия в рамките на 45 дни.
Освен това, в случай на недоставена доставка или подобни проблеми, купувачът получава цялата платена сума в пълен размер и се връща своевременно, имаше опит. Цената на такъв ампер-волт метър е само 3,6 долара, което е малка сума, дори като се вземе предвид ръстът на долара. Затова не се колебах дълго и след като намерих най-изгодната оферта, поръчах. Окабеляване с конектори за свързване е включено в комплекта на устройството.
Ампер-волтметърът е свързан към измерваното устройство с помощта на три-щифтов конектор. С помощта на втория двупинов конектор ампер-волтметърът се захранва с напрежение, което може да бъде в диапазона от 4,5 до 30 волта. Можете да се запознаете по-подробно с всички характеристики, като разгледате фигурата по-горе. Отначало беше трудно да свържете 3-пиновия конектор; на страницата за поръчка имаше само объркваща диаграма. Впоследствие на страницата на друг продавач на подобен продукт намерих следната снимка - схема на свързване:
На практика всичко изглежда по-просто, освен това имаме захранване към червения проводник и към товара. Минусът на мощността отива към черния проводник, а останалият син проводник (жълт на фигурата) отива към минуса на товара. Така нашият амперметър е свързан към отворената верига на минусовата верига. Ако не се нуждаем от амперметър, когато го използваме, свързваме само черните и червените проводници, просто не свързваме синия (жълт) проводник никъде, може би това не е съвсем правилно, но всичко работи. Моят ампер-волтметър работеше малко неточно и на ток, и на напрежение и беше калибриран от мен с проверка на показанията на два мултиметъра, в случай, че батерията на единия умря и започне да лъже.
Устройството осигурява калибриране на ток и напрежение чрез завъртане на две глави под кръстата отвертка. Ампер-волтметърът е закрепен с помощта на четири пластмасови разделители, разположени по двойки в горната и долната част. Клавишните превключватели с малък размер се монтират по същия начин. Единственият недостатък, разкрит при използването на ампер-волтметър, е, че въпреки посочената разделителна способност от 0,01 A, той показва тока не от нула, а от около 30 - 50 милиампера, така че настройването на малки токове върху него може да бъде проблематично.
Като цяло бях доволен от устройството; ако бях започнал сам да сглобявам ампер-волтметър, използвайки MK, размерите вероятно щяха да бъдат по-големи и цената по-висока. Разбира се, обхватът на приложение на това устройство не се ограничава само до регулирани захранвания, то може да бъде вградено във всяко устройство, където контролът на тока и напрежението е важен. A/V измервателят се предлага с вграден шунт и ви позволява да измервате токове до 10 ампера, при напрежение до 100 волта. Ако трябва сами да сглобите такова устройство, електрическата схема и фърмуерът са включени.
Предната страна
Общо описание:
Това е прост, но в същото време доста точен волтметър. Веригата работи на базата на ADC (аналогово-цифров преобразувател) IC CL7107, произведен от Intersil. Веригата съдържа 40-пинов микросхема, която е отговорна за преобразуването на аналоговия сигнал в цифров. Верига, както е описана тук, може да показва всяко постоянно напрежение в диапазона 0-1999 волта.
Спецификации:
- Захранващо напрежение: +/- 5V (балансирано)
- Изисквания за захранване: 200 mA (максимум)
- Диапазон на измерване: +/- 0-1.999
Особености:
- Малък размер
- Простота на дизайна
- Ниска цена
- Лесна настройка
- Малко външни компоненти
Как работи?
Схема:
Дисплей MAN6960 
Аналогово-цифровият преобразувател (ADC отсега нататък) е по-известен като преобразувател с двоен наклон или интегриращ преобразувател. Този тип преобразуватели обикновено се предпочитат пред други видове, тъй като имат по-висока точност и са с по-опростен дизайн. Работата на една верига е по-лесна за разбиране, ако е описана в две стъпки. На първия етап и през даден период входното напрежение се интегрира и на изхода на интегратора в края на този период има напрежение, което е право пропорционално на входното напрежение. В края на зададения период интеграторът се захранва с вътрешно референтно напрежение и изходът на веригата постепенно се намалява, докато достигне нивото на референтното напрежение (нула). Вторият етап е известен като период на отрицателен наклон и неговата продължителност зависи от изхода на интегратора през първия период. Тъй като продължителността на първата операция е фиксирана, а дължината на втората е променлива, двете могат да бъдат сравнени и по този начин входното напрежение всъщност се сравнява с вътрешното референтно напрежение и резултатът се кодира и изпраща на дисплея.
Задна страна
Всичко това звучи доста просто, но всъщност е поредица от много сложни операции, които се извършват от ADC IC с помощта на няколко външни компонента, които се използват за настройване на веригата и нейното функциониране. По-подробно схемата работи по следния начин. Напрежението се измерва през точки 1 и 2 на веригата и веригата през R3, R4 и C4, накрая се прилага към щифтове 30 и 31 на IC. Това е входът на IC, както можете да видите от неговата диаграма (съответно High и Low). Резистор R1 заедно с C1 се използват за настройка на честотата на вътрешния осцилатор (часовник), който е настроен на около 48 Hz. Тази тактова честота има около три различни показания в секунда. Кондензатор C2, който е свързан между щифтове 33 и 34, на IC е избран да компенсира грешките, причинени от вътрешното референтно напрежение, и също така поддържа дисплея стабилен. Кондензатор C3 и резистор R5 заедно образуват верига, която прави входното напрежение интегрирано и в същото време предотвратява разделянето на входното напрежение, което прави веригата по-бърза и по-надеждна, възможността за грешка е значително намалена. Кондензатор C5 принуждава инструмента да показва нула, когато на входа му няма напрежение. Резистор R2 заедно с P1 се използват за конфигуриране на устройството по време на пускане в експлоатация. Резистор R6 контролира тока, който протича през дисплея. Трите дисплея отдясно са свързани така, че да могат да показват всички числа от 0 до 9, докато първият отляво може да показва само цифрата 1, а при отрицателно напрежение и знак минус. Цялата верига работи ли от симетрично? 5V DC, което се прилага към щифтове 1 (+5V), 21 (0V) и 26 (-5V) на IC.
Производство:
Първо, нека да разгледаме няколко основи при създаването на електронна схема на печатна платка. Платката е изработена от тънък изолационен материал, покрит с тънък слой проводяща мед, който е оформен по такъв начин, че да образува необходимите проводници между различните компоненти на веригата. Използването на правилно проектирана печатна платка е от съществено значение, тъй като ускорява производството и значително намалява възможността за грешки. Медта трябва да бъде калайдисана по време на производството и покрита със специален лак, който я предпазва от окисляване и също така улеснява запояването. Запояването на компоненти към платка е единственият начин да изградите вашата схема и как ще го направите ще определи до голяма степен вашия успех или провал. Тази работа не е много трудна и ако следвате няколко правила, не би трябвало да имате проблеми с нея. Поялникът, който използвате, трябва да е лек и мощността му да не надвишава 25 вата. Има много различни видове спойка на пазара и трябва да изберете такъв, който съдържа необходимия флюс, за да осигурите перфектна съвместимост. За да запоите правилно компонента, трябва да направите следното: Почистете компонента с малко парче шкурка. Огънете ги на правилното разстояние от компонента и поставете компонента на мястото му на дъската.
Настаняване:
Размери на печатната платка: 77,6 mm x 44,18 mm или мащаб на 35% 
Вземете гореща ютия и поставете върха върху проводника на компонентите, като държите края на проводника за запояване в точката, където кабелът излиза. Когато спойката започне да се топи и тече, изчакайте, докато покрие равномерно цялата област около отвора и потокът заври и излезе изпод спойката. Цялата операция не трябва да отнема повече от 5 секунди. Ако всичко е направено правилно, повърхността на заваръчния шев трябва да има светло метално покритие и ръбовете му трябва да са гладки. Ако спойката е напукана или с форма на топчета, тогава сте направили суха заварка и трябва да премахнете спойката и да повторите. Внимавайте да не прегреете пистите, тъй като можете да ги избутате от дъската и да ги счупите. Не използвайте повече спойки, тъй като рискувате да окъсите съседни следи на платката, особено ако са много близо една до друга. Когато приключите с работата си, трябва да отрежете излишните компоненти и да почистите добре платката с подходящ разтворител, за да отстраните всички остатъци от флюс, които все още могат да останат върху нея. 
Препоръчително е да започнете да работите върху идентифицирането на компонентите и разделянето им на групи. Има две точки при създаването на този проект, които трябва да спазвате: Джъмперът се използва за контролиране на десетичната точка на дисплея. Ако възнамерявате да използвате инструмента само за един диапазон, можете да направите джъмперна връзка между най-десния отвор на дъската и съответната необходима позиция за десетичната запетая за конкретно приложение. Ако планирате да използвате волтметъра в различни диапазони, трябва да използвате еднополюсен, трипозиционен превключвател, да преместите десетичната запетая до желаното място за избрания диапазон на измерване. (За предпочитане е този превключвател да се комбинира с превключвател, който се използва за реална промяна на чувствителността на инструмента). Освен това съображение и факта, че малкият размер на платката и големият брой фуги по нея изискват много фин накрайник на поялника, конструкцията на проекта е много проста. Поставете IC конектора и го запоете на място, запоете флаговете, резисторите, кондензаторите и многооборотния тример P1. Завъртете платката и много внимателно запоете IC на дисплея от медната страна на платката. Не забравяйте да проверите основата на IC, след като една линия е покрита зад дисплеите и вече не е възможно да видите грешка, което може да сте направили след запояване на дисплеите на място. R3 контролира обхвата на измерване на волтметъра и ако предоставите някакви средства, можете да използвате инструмента за обхват на напрежението, за да превключвате различни резистори на негово място.
Смяна на резистори:
- 0 - 2 V………… R3 = 0 Ohm 1%
- 0 - 20 V……….. R3 = 1,2 kOhm 1%
- 0 - 200 V………. R3 = 12 kOhm 1%
- 0 - 2000 V……… R3 = 120 kOhm 1%
След като завършите цялото запояване на платката и сте сигурни, че всичко е наред, можете да поставите IC на място. IR CMOS е много чувствителен към статично електричество. Това трябва да бъде увито в алуминиево фолио, за да се предпази от статично електричество и трябва да се борави много внимателно, за да се избегне повредата му. Опитайте се да избягвате да докосвате флаговете му с ръцете си. Свържете веригата към подходящ източник на захранване? 5VDC и включете захранването. Дисплеите трябва да светнат веднага и да образуват ред. Свържете накъсо входа (0V) и регулирайте тримера P1, докато дисплеят покаже „0“.
Компоненти:
- R1 180k
- R2 22k
- R3 12k
- R4 1M
- R5 470k
- R6 560 ома
- C1 100 pF
- C2, C6, C7 100nF
- C3 47nF
- C4 10nF
- C5 220nF
- Многооборотен тример P1 20k
- U1 ICL 7107
- LD1, 2,3,4 MAN 6960 LED дисплей с общ анод
Ако не работи:
Проверете останалите спойки; проблемите могат да възникнат отдолу. Проверете отново всички външни връзки към веригата, за да видите дали има грешка. Проверете дали няма липсващи компоненти или поставени на грешни места. Уверете се, че всички поляризирани компоненти са запоени правилно. Уверете се, че захранването е с правилното напрежение и е свързано правилно около вашата верига. Проверете дали вашите компоненти работят правилно или може да са повредени.
Захранване: 
