Клещи-измеритель постоянного тока UT210E и их доработка

как многим известно — я диагност и автоэлектрик. довольно часто приходится заниматься например поисками причины разряда аккумулятора. при этом нюанс заключается в том, что при измерении тока утечки нельзя разрывать цепь, то есть применение обычного амперметра — тот еще квест. ранее были куплены клещи mastech ms2108A, но они меня не совсем устроили — в частности, точностью на малых токах. несомненно, существует и масса других случаев, когда нужно быстро измерить ток не разрывая цепь. и ток этот — небольшой, десятки-сотни милиампер. и вот тут на помощь приходят данные клещи. их огромные плюсы — скромный размер, достаточно высокая точность, предел измерения 2000мА и главный чип dtm0660, который довольно широко изучен, и вполне успешно настраивается под собственные нужды (перепрограммированием eeprom 24c02) — а это действительно нужно в случае ut210e. из минусов можно назвать разве что малый максимальный предел по току (100А всего — но тут сложно обеспечить и 2А и 400А пределы, так что кому что, как говорится), ну и несколько тормознутый автовыбор. тем не менее, в данном ценовом диапазоне — альтернатив у UT210E с сопоставимыми возможностями по измерению малых токов просто нет.

под катом — подробности в больших количествах, много плохих фоток, а также руки без маникюра, немножко метрологии и рекомендации по доработке.


долго, очень долго я хотел купить данные клещи. но как-то всё не складывалось — то отсутствие лишних денег, то наличие других клещей, то еще что-нибудь. но как бы то ни было — я держу их в руках, долгожданные ut210e.

упаковка — пластиковый конверт, в нём — коробка, обернутая пенкой, в коробке — сумочка с клещами, щупами, мануалом (на китайском) и гарантийным талоном. коробка не пострадала, и в целом комплект вполне сойдёт за подарочный вариант.











сразу — ссылка на англоязычный мануал, ну и на русский.

в сравнении с альтернативами и в руке выглядит так:




батарейка на фото — АА, для оценки размера, в самих клещах применяются 2*ААА (в комплекте не было). в руке тестер лежит очень приятно и удобно. если взять в правую руку — удобно переключать режимы большим пальцем.

щупы, конечно, не силикон. но как ни странно достаточно гибкие — и сами провода, и те гибкие «гофры», что на переходах от собственно щупа к проводу.



собственно, всё видно на фото. сопротивление/сечение проводов даже не стал заморачиваться проверять — ток клещи измеряют без участия этих щупов, а для сопротивления и напряжения вполне хватит и самых тонких проводов. при замыкании, кстати, сопротивление показывает прям 0



ну и раз уж речь об измерении сопротивления — остановимся на этом подробнее. я замерил небольшую кучку резисторов с 1% допуском. пожалуй, спрячу под кат.


ИМХО вполне точно.

а вот и видео сравнения измерения резисторов 100 Ом тремя приборами на трёх разных чипах:


на абсолютные значения — не обращайте внимания, это три разных резистора, одновременно подключемые к тестерам через переключатель П2К. можно оценить скорость работы автовыбора, и, соответственно, перебора всех диапазонов — 100 Ом это полюбому самый нижний диапазон.

на том же положении у нас прозвонка, измерение падения на диодах и измерение емкости.

кстати, переключаются режимы синей кнопкой. её удержание — режим VFC, этот режим, как я понял, применяется при измерениях в промышленных частотных преобразователях. средняя кнопка — обнуление показаний, желтая — режим удержания показаний и включение/выключение подсветки при долгом нажатии.

в режиме проверки диодов — на щупах 3.25В, белый диод зажигает, показывает падение 2.6В. в режиме прозвонки — на щупах 1.02В.

часто пользователи приборов на DTM0660 жалуются на «тормознутую прозвонку». не знаю, не знаю. да, прозвонка — с нюансами. она «с задержкой». с задержкой на размыкание. то есть по моим ощущениям при замыканием щупов сигнал звучит мгновенно, а при размыкании — с небольшой, на уровне «что-то не так», задержкой. если этот нюанс знать — то всё нормально, оно не мешает работе. некоторые — вообще считают это наилучшим вариантом прозвонки. я лично пока «в боевых условиях» не пробовал, но на столе — мне нравится. при быстром замыкании-размыкании щупов — сигнал сливается в сплошной писк, нет «шума» как на дешевых приборах.

далее. измерение емкостей. на максимальную емкость я не тестировал, потому что у меня нету аж таких конденсаторов. 3*3300мкФ из материнок измерялось 9с. измерилось успешно (фото не сохранилось). 1нФ — тоже вполне успешно, показал 1.02nF.

идем дальше. измеряем напряжение. в приборе есть true-rms, и он правильно показывает действующее значение. фото даже не делал, потому что у меня нет «правильного» генератора с разной формой сигнала, поэтому попробовал измерять на выходе генератора осциллографа dso-203, и сравнивал с двумя тестерами — с true-rms и без него. всё, соответственно, ок.

а вот для проверки постоянного напряжения — у меня есть источник образцовых напряжений 2.5, 5, 7.5 и 10В.


ну и результаты:





я б не сказал, что так идеально точно, но с точки зрения метрологии — в допуске, не так ли? ;)

тут, кстати, всплывает важный нюанс. как видим, в приборе у нас задано настройками всего 2000 отсчетов. то есть до 2.000 вольт отображается три знака после запятой, а выше — уже только два знака после запятой. при заявленной точности 0.7% это некритично, но больше знаков после запятой позволяют наблюдать небольшие изменения сигнала и их тенденцию. впрочем, к этой проблеме мы еще вернёмся в процессе доработки.

теперь — самое интересное. ток. в режиме АС — всё нормально, без тока на дисплее ноль. и это понятно.


а вот в режиме DC, то есть постоянки — как и у всех таких клещей есть нюансы. в частности — значение «нуля» зависит от положения клещей в пространстве:




но кнопка zero — решает проблему, при условии что после сброса клещи не будут сильно перемещаться:



теперь, пожалуй, измерения тока. постоянки, потому что именно это основная «фишка» данного устройства, а переменку мне, к сожалению, нечем нормально «сгенерить», чтобы проверить в разных режимах и на разных пределах. сразу оговорюсь, что замерами тока я занимался уже после доработки, что должен сделать каждый здравомыслящий пользователь данных клещей. поэтому не пугайтесь, видя 100-200-500А — это милиамперы, на самом деле. почему так — будет ниже.



как видим точность скорее оценочная. тем не менее — вроде как «в допуске», хотя и на грани, я б сказал. ибо +-(2% +8) на пределе 2А и +-(2%+3) на остальных — это так здорово туда-сюда. 104мА -2% это уже примерно 102, ну и 8 единиц младшего разряда…

в любом случае — я не сторонник ТОЧНОГО бесконтактного измерения таких малых токов. а оценить эти токи — вполне реально и данными клещами. 10мА, 50, или 100 — будет видно сразу и хорошо. кроме того, у данных клещей существует возможность калибровки — как программной (для любых режимов), так и аппаратной — тремя потенциометрами на плате, которые стоят в обвязке усилителя датчиков холла, то есть настраивают именно измерение тока.

ну и раз уж мы заговорили о потенциометрах — пора, наверно, перейти к расчленёнке.



контакты переключателя — не смазаны. точнее, такое впечатление что туда чем-то капнули, и оно растеклось, оставив следы своего пребывания. в целом — плата хорошо отмыта и красиво спаяна. главный чип — корпусной, не капля. кому-то это важно.

ну что ж, вот вроде бы и всё по собственно клещам. теперь — пора переходить к доработке. не просто так же мы их покупаем занедорого? ;)

итак, доработка.

как я уже писал — данный прибор собран на весьма популярным в последнее время чипе dtm0660. Весьма подробно его изучают на казусе, после выхода «народной» «антикапли». Есть интересная тема на eevblog по ut210e. Там всё, естественно, на английском, да и информация в основном с казуса, но тамошние обитатели её очень умело собирают, систематизируют и «раскладывают по полочкам», чего казусу часто не хватает. Конфигурация прибора хранится в епромке 24с02. Ее структура в основном изучена, и даже написан редактор.

Что же полезного мы можем сделать с клещами, изменяя значения в епроме? Первое, и главное лично для меня – изменение порядка выбора режимов AC/DC. Ибо основная фишка клещей вроде как измерение постоянного тока, да и работаю я, как правило, именно с постоянкой, а режим по умолчанию – AC, то бишь переменка, и каждый раз приходится нажимать select для перехода в режим DC. Вторая интересная и действительно полезная модификация – изменение числа отсчетов. «Из коробки» тестер ограничен 2000 отсчетов, «разогнать» же его удается вплоть до 9999, но тут есть важный нюанс. Сам я изысканиями не занимался, поэтому приведу кратко суть того, что вычислили люди с форума eevblog. Будет много технических терминов, которые вы либо понимаете, либо оно вам не надо, и смотрите сразу вывод. ;)

Итак. Для функции true-RMS в данном приборе применяется быстродействующий DSP, а не какая-то спецмикросхема. Пиковое значение того же синуса в 1.4 раза выше его действующего значения, соответственно, должен быть запас для преобразования, при 10000 – это должно быть не менее 14000 отсчетов «внутри» чипа. А там – максимум 12000. Поэтому сопротивление и постоянный ток/напряжение – без проблем, а вот с переменкой возможны варианты, особенно если требуется действительно true rms, которую жаль терять, если уж она заявлена и реализована. Таким образом, максимальное безопасное число отсчетов – порядка 8000. Теоретически, при измерениях можно было бы перейти на один предел измерения выше (чтобы и больше отсчетов было для постоянки, и тру-рмс — но на другом пределе), но это, во-первых, неочевидно (неподготовленный пользователь этого в принципе знать не может, а подготовленный через полгода неиспользования забудет напрочь), а во-вторых — в приборе нет кнопки выбора предела (которую нужно бы добавить, конечно). Лично я решил ограничиться 6000 отсчетов – приборы с 6000 отсчетов на данном чипе широко распространены, а значит это 100% рабочее и безопасное значение.

С изменением числа отсчетов есть важный нюанс. Кроме епрома есть еще и прошивка самого чипа. И вот в данном случае там есть «фишка» на диапазоне 2А – какое число отсчетов ни ставь, а после использования кнопки reset, то бишь обнуления показаний (а это очень важная кнопка для клещей постоянного тока) – мы возвращаемся к 2000 отсчетов. Справедливо это только для предела 2А. НО. У нас есть решение и для этого случая. Чип поддерживает еще один предел измерения тока, который в данном приборе не используется – 6000А. И вот если его задействовать, то на этом режиме мы получим 6000 отсчетов без всяких заморочек с обнулениями, НО – на индикаторе будет как-бы 6000А, хотя на самом деле это 6000мА. При этом для корректного использования режима – нужно переписать калибровки с режима 2А в режим 6000А, то есть значения по адресам 50h и 51h продублировать в ячейки 56h и 57h соответственно.

Также можно включить/выключить пищалку при достижении определенного значения, изменить время автоотключения тестера и подсветки (хотя автоотключение выключается при включении тестера с зажатой кнопкой select, простите за тавтологию), подправить корректирующие значения и т.д.

Вот раскладка адресов подрежимов (переключаем кнопкой select) для положений переключателя:

Адреса Положение переключателя
87h, 97h, A7h, B7h 2A
8Bh, 9Bh, ABh, BBh 20A
8Ch, 9Ch, ACh, BCh NCV
8Dh, 9Dh, ADh, BDh 100A
8Eh, 9Eh, AEh, BEh вольты
8Fh, 9Fh, AFh, BFh сопротивление/прозвонка/диоды/емкость

как видим — в каждом положении переключателя у нас возможны 4 подрежима, переключаемые кнопкой select. В ячейках 8xh, 9xh, Axh, Bxh лежат соответственно 1, 2, 3, 4 режимы для данного положения переключателя. Режим определяется младшим полубайтом, обозначенным в данном случае буквой x.

Вот возможные значения режимов по вышеперечисленным адресам:



А вот и список предлагаемых изменений:


к сожалению, пока никому не удалось ввести в данные клещи ни измерение температуры, ни передачу данных. я экспериментировать не стал — честно говорю.

теоретически — можно считать и записать содержимое 24с02 прямо на плате. но, почесав репу, я пришел к выводу что безопаснее будет её выпаять и вставить в программатор — что и осуществил с успехом. я использовал программатор minipro tl866 и прищепку для so8. для редактирования прошивки можно использовать либо редактор по ссылке выше, либо любой шестнадцатиричный редактор, например winhex. после редактирования — прошиваем и запаиваем обратно.

в результате имеем: выбор по умолчанию постоянного тока и напряжения, время подсветки не 15 секунд как по умолчанию, а 4 минуты — и её использование обретает смысл. ну и вместо 2000 отсчетов получаем 6000, то есть нолики начинают теряться на напряжениях не кратных 2, а кратных 6 — то есть не 2-20-200, а 6-60-600вольт. это хорошо, хотя и не имеет особого смысла с точки зрения метрологии.




идём дальше. если уж у нас есть копия епромки — нам ничего не страшно в этой жизни, и можно попробовать делать программную калибровку. процедуру я позаимствовал здесь, но так как я известный хорёк-паникёр — сам пока не пробовал:



для калибровки измерения тока — используются подстроечные резисторы на плате. VR-- -регулировка смещения для постоянного тока, еще два потенца — установка нуля датчиков. теоретически можно добиться не только четкого нуля при отсутствии тока, но и минимального влияния положения в пространстве. к сожалению, точной методики у меня нет. а мне хотелось бы добиться нуля именно на аппаратном уровне, ибо у меня созрел коварный план дальнейшей доработки и использования данных клещей в работе.

схема входного усилителя датчиков холла (взята с eevblog):


пояснения по схеме: R47|R48|R49 — коэффициенты усиления, выбираются переключателем режимов, с R7 (крайний правый) снимается выходной сигнал. Для пределов 2/20/100А коэффициент усиления равен 90/9/1.25 соответственно (опять же — по данным из интернета, я сам не проверял и не пересчитывал).

Питается операционник от батарейки, минус соединен непосредственно, плюс подается через ключ Q7

ну что ж. кажется — пришло время подводить итоги.

а итоги таковы: прибор однозначно удался, особенно с учетом возможности доработки «под себя». как и у любых клещей постоянного тока — есть нюансы при использовании, а именно — нестабильный ноль. но это один из очень немногих тестеров, способных измерять маленький постоянный ток с достаточно вменяемой (особенно, думается, после калибровки) точностью. ближайшие аналоги — гораздо дороже, и за 30-40 баксов альтернатив (пока?) практически нет. теоретически — можно использовать данные клещи как датчик тока для осциллографа — если вывести наружу соответствующий сигнал. но это уже тема для другой статьи.

поэтому я совершенно однозначно могу рекомендовать данные клещи автоэлектрикам — для поиска утечек и проверки всего, что проблематично измерить обычным амперметром. свечей накала, например. для измерения бОльших токов, к сожалению, придется купить еще одни клещи.

из минусов мне видится некоторая тормознутость автовыбора, отсутствие ручного выбора диапазона, ну и невозможность измерения больших токов. но тут нужно выбирать — или большие токи, или маленькие.

из плюсов — низкая цена, хорошая сборка, неплохая точность, компактность, эргономичность, батарейки ААА (а не крона), широкие возможности по доработке.