Маленький, простой ампервольтметр 60 Вольт 10 Ампер

Заинтересовала меня на таобао мелкая платка для ампервольтметра, решил вот заказать, попробовать и оказалось что не прогадал, впрочем подробнее в обзоре.


Вообще данная плата имеется в продаже и на Алиэкспресс, но цена в 12 долларов меня как-то не очень радовала, даже с учетом услуг посредника и доставки по Китаю мне две платы вышли примерно как одна с алиэкспресс.
По ссылке на таобао предлагается три лота:
1. Плата без индикатора — $3.94
2. Индикатор — $0.87
3. Плата с индикатором — $4.81
Доставка по Китаю 1.88 но в разумных пределах не зависит от количества, потому конечно выгоднее заказывать хотя бы пару. Кроме того так как дисплеи 1602 обычно есть у многих в хозяйстве или недорого стоят на том же Али, то тянуть их с таобао просто нецелесообразно.

Технические характеристики в виде таблички со страницы товара и в моем вольном переводе:
Напряжение питания — 4.8-5.3 Вольта
Ток потребления с дисплеем (измеренный) — 30-35мА
Диапазон измеряемого напряжения — 0-60 Вольт
Погрешность измерения напряжения — +\-0.2%+0.2%FS
Диапазон измеряемого тока — 0-10 Ампер
Погрешность измерения тока — +\-0.4%+0.3%FS
Количество отсчетов АЦП — 65535 (16 бит)
Частота обновления — 5 Гц, реально скорее ближе к 3 Гц, но специально не измерял
Размеры без учета дисплея — 36х50мм

Что-то мне немного непривычно видеть указание аддитивной погрешности (FS) чаще используют просто указание возможного биения младшего знака, здесь же я так понимаю принимают то же самое, но в процентах от общей величины. Но в любом случае лично мне больше скажут тесты.


Продавец высылает комплекты в компактных пакетиках, большой пакет это уже от посредника. В данном случае это плюс, так как общий вес и габариты посылки меньше, очень удобно «добивать» большие заказы. Общий вес заказа из двух плат вышел всего 39 грамм.


В моем случае каждый комплект состоит из платы ампервольтметра и комплекта крепежа, почему-то в одном пакете было не 4, а 5 винтиков, видимо случайно. Кроме винтиков дают две стойки через которые к плате крепится дисплей.


Размеры есть выше, но более просто — размеры полностью соответствуют размерам стандартного спичечного коробка, причем по всем трем сторонам.


Плата на вид кажется совсем примитивной, я тоже так думал, когда заказывал, но в реальности все оказалось лучше чем есть на самом деле.
Дело в том, что в отличие от большинства мелких ампервольтметров, построенных на базе одного только микроконтроллера здесь производитель применил отдельный двухканальный 16 бит АЦП.

Также на плате виднеется ИОН CJ431 (скорее всего аналог TL431) который на мой взгляд может несколько снижать точность измерения и подстроечный резистор для регулировки контрастности дисплея.


Конечно это тоже не предел мечтаний, но уж точно лучше чем 10 бит АЦП, который входит в состав дешевых микроконтроллеров.
Ссылка на даташит.


Около клеммников расположен проволочный шунт. Клеммы помечены, в общем все как у обычных ампервольтметров.


Сопротивление шунта очень низкое, около 4мОм, измерялось с обратной стороны платы. При этом на плате нет операционного усилителя для шунта, всем занимается только АЦП, это как бы не очень хорошо и могут быть проблемы при измерении малых токов, особенно при таком низком сопротивлении. Зато есть плюс, такой шунт оказывает совсем малое влияние на параметры цепи, даже при максимальном токе в 10 Ампер падение всего чуть больше 40мВ.


Снизу компонентов нет, зато есть краткое указание параметров прибора и что странно, напряжение на шунте, стандартные 75мВ. получается что сам по себе шунт скорее всего на 20 Ампер, но изначально планировался шунт именно на 10 Ампер с падением 75мВ при заявленном токе.


Часто у радиолюбителей дома валяется один-два дисплея 1602, просто купленные для чего-то, но так и не пригодившиеся, от каких-то устройств и т.п. Так получилось и у меня, но оказалось что дисплей был с распаянной «мамой», а нужен со штырьками, потом вспомнил что есть такой вариант в генераторе частот, взял оттуда на время.
Следует учитывать, что есть дисплеи с гасящим резистором прямо на его плате, обычно это новые с боковой подсветкой в виде одного яркого светодиода, а есть старые, где гасящего резистора на плате нет и у них несколько светодиодов (чаще встречается у Winstar), плата рассчитана на первый тип дисплеев. На Алиэкспресс чаще всего встречается первый тип, но лучше проверить это.


После сборки получается довольно жесткая конструкция, к передней панели ее можно крепить через подобные стойки, очень удобно.


На фотографиях магазина, что на таобао, что на алиэкспресс, показана старая версия платы (V 2.63), красного цвета, у меня уже новая (V 3.1), с синим текстолитом. В чем отличия, не в курсе, на вид очень похожи.


При подаче питания на короткое время высвечивается приветствие, а затем прибор переходит в рабочий режим. Если включить с зажатой кнопкой, то прибор переходит в режим настроек.


К сожалению инструкция только на китайском, можно попробовать перевести при помощи яндекс переводчика, потому и приведен данный скриншот, но коротко смысл такой:
Есть четыре режима, два режима отображения и два режима калибровки.
Максимальная отображаемая емкость — 999.99Ач
Максимальное отображаемое время — 99 часов 59 минут 59 секунд.


Для входа в меню настроек удерживаем кнопку при включении, после отпускания будет предложено четыре пункта, переключаются коротким нажатием. Длительное удержание — выбор режима и запоминание в первых двух случаях.
1. Режим отображения — Напряжение, Ток, Мощность, эквивалентное сопротивление нагрузки. Удержание кнопки в этом режиме удерживает показания на время пока кнопка нажата.
2. Напряжение, Емкость Ач, Ток, Время. Короткое нажатие запускает отсчет времени и соответственно емкости Ач, длительное — сброс времени и показаний.
Режимы запоминаются и при следующем включении будет тот что был до выключения.

3. Режим тонкой подстройки вольтметра. Это не калибровка как таковая, а просто небольшая коррекция показаний вольтметра. Я не испытывал, в описании написано насчет 1/10000.
4. Калибровка. Здесь надо поочередно проверять при нулевом токе, потом при напряжении 5 Вольт, потом при токе 3 Ампера. Напряжение и ток должны задаваться очень точно так как являются калибровочными.


Даже на китайском можно примерно понять процесс калибровки просто исходя из того что написано на английском.


Схема включения не отличается от других ампервольтметров, здесь же было дополнительное указание таких характеристик как:
Максимальная отображаемая мощность — 4 кВт, хотя сам прибор может измерить 60х10=600 Ватт.
Эквивалентное сопротивление — 0-10кОм.

Любопытно что на схеме измеряемое напряжение указано как 40 Вольт, видимо осталось от каких-то старых версий.


Точность измерения напряжения проверялась в диапазоне от 47.7мВ до 62.34В, чтобы не просматривать все картинки скажу, к верхнему значению разница между реальным и измеренным напряжением составила 70мВ или соответственно около 0.1%, что при заявленных 0.2 просто великолепно, тем более что можно попробовать немного подкорректировать даже такую погрешность без влияния на калибровку.
На последнем фото видно, что измеряет прибор и выше чем 60 Вольт, думаю что максимально может 65.535, соответственно разрядности АЦП.


Ток измерялся начиная от почти нулевых значений. При токе 4-5мА показания неустойчивы и «болтаются» в диапазоне примерно 0-6мА.


При токе 10мА и выше показания относительно стабильны, колебания составляют +\-1 знак младшего разряда.
Результат измерения тока также немного завышен относительно реального как и напряжение, но все равно вписывается в 0.2% погрешности, заявленная составляет 0.4% так что и здесь все очень даже неплохо.

Судя по результатам очень похоже, что есть небольшой уход ИОНа, потому как ток и напряжение завышены причем примерно одинаково.


Результаты тестов в виде таблички. Здесь погрешность приведена относительно измеренного и реального значения без учета полного диапазона измерения, кроме того не учитывалась дополнительная погрешность (те самые 0.2-0.3%FS), т.е. формально я поставил прибор в более сложные условия и реальный результат значительно лучше.
По таблице видно, что околонулевое значение находится в диапазоне 10-15 Вольт для напряжения и 0.5-1 Ампер для тока, хотя по логике должно быть около 5 Вольт и 3 Ампер соответственно.


Здесь скорее не проверка точности, а проверка стабильности результатов подсчета. Вход вольтметра был подключен к точке соединения щупа тестера и провода к шунту. Т.е. измерялось падение на шунте + падение на проводе, на основании этого вычислялось эквивалентное сопротивление цепи. проверка производилась при четырех значениях тока, разбег рассчитанного сопротивления составил всего 2мОм.


Последним тестом шла проверка корректности подсчета емкости, хотя в данном случае я проверял скорее не именно сам подсчет, сколько точность отсчета времени так как здесь это одна из определяющих величин. Ач = ток (Ампер) умноженный на время (Час).

За 40 минут часы ампервольтметра отсчитали 39мин 50сек, или 15 секунд от часа, соответственно погрешность измерения емкости ставит 0.4%, более упрощенно, заряд аккумулятора емкостью 1Ач покажет 1.004Ач (без учета погрешности измерения тока).
На мой взгляд терпимо, но конечно точность часов хотелось бы и повыше, все таки 15 секунд за час это многовато.


Вообще данный ампервольтметр я видел на таобао еще с год назад, хотел даже купить, но все забывал. При этом на странице товара есть фотография примеров применения, что говорит о довольно высокой популярности, но у нас они как-то мало известны.


В качестве итога могу сказать что платки очень понравились, на мой взгляд они реально лучше известных ампервольтметров как в плане точности, так и в плане функционала. Кроме того если в хозяйстве имеется лишний 1602 дисплей, то это может помочь немного сэкономить. Также бонусом идет то, что можно применить дисплей 1602 увеличенного размера, ну и возможность тонкой подстройки и калибровки.
понравился и удобный диапазон измерения напряжения/тока, как раз неплохо подойдет к линейному БП который я как-то показывал, там правда было до 20 Ампер, но на мой взгляд мало кто будет делать его на такой ток, а вот на 10 вполне реально.
Даже как-то не знаю к чему и придраться, был бы куплен на Али, то ругался бы на завышенную цену, а так и цена отличная.

На этом все, надеюсь что было полезно, как всегда буду рад вопросам и просто комментариям.