Modułowe mierniki – różne interesujące wersje

W poprzednich artykułach omówiliśmy najbardziej znane mierniki modułowe. Oprócz takich najpopularniejszych woltomierzy, amperomierzy i modułów dwufunkcyjnych prądu stałego z wyświetlaczami LED, dostępne są też inne, które też znakomicie sprawdzą się w różnych zastosowaniach.

Inne interesujące moduły

Omawiamy najpopularniejsze i bardzo tanie modułowe mierniki napięcia i prądu stałego. Na rynku dostępne są też rozmaite wersje z dodatkowymi możliwościami. Niektóre mają funkcje alarmu aktywnego przy zbyt dużych lub zbyt małych wartościach oraz innych błędach (np. brak zewnętrznego bocznika). Przykład na fotografii 37.

Niewiele modułów do pomiaru prądu stałego ma interfejs do wymiany danych z urządzeniami nadrzędnymi. Ale są i takie – przykład ze złączem RS232 na fotografii 38.

Warto zauważyć, że pokazany model ma także przetwornicę izolującą w obwodach zasilania, co rozszerza możliwości pomiarowe.

Można kupić moduły do pomiaru prądu stałego z wyświetlaczem LCD – fotografia 39.

Większość amperomierzy prądu stałego pracuje na zasadzie pomiaru spadku napięcia na małej rezystancji bocznika. Ale dostępne są też wersje z kompensowanym przekładnikiem zawierających czujnik Halla, zwykle o zakresie pomiarowym od kilkudziesięciu do kilkuset amperów, przeznaczone do współpracy z dużymi akumulatorami – dwa przykłady na fotografii 40.

Oddzielny szeroki i też bardzo interesujący temat to woltomierze i amperomierze prądu zmiennego, pracujące w obwodach sieci energetycznej 230V – mogą zostać omówione w oddzielnym artykule.

Przeróbki

Wielu elektroników chciałoby takie cyfrowe mierniki przerabiać, to znaczy zmieniać zakresy pomiarowe. Naj­ogólniej biorąc: przeróbki są bardzo trudne i o ile to tylko możliwe, należy od razu kupować modele o potrzebnych zakresach.

W zasadzie można łatwo zmienić stosunek podziału dzielnika w woltomierzu albo rezystancję bocznika w amperomierzu. Oczywiście tylko 10, 100, albo 1000 razy. Można też zbudować miernik wielozakresowy z przełącznikiem.

Tak, ale żeby nie było przykrych pomyłek, koniecznie należałoby zaświecić odpowiedni punkt dziesiętny (przecinek, właściwie kropkę), odpowiednio do zakresu. Tylko bardzo nieliczne, droższe moduły mają możliwość takiej zmiany (przykład na fotografii 41).

Generalnie z tym jest kłopot, ponieważ wyświetlacze są sterowane multipleksowo.

W Internecie spotyka się informacje, że przy tego rodzaju przeróbkach można zamalować (zakleić) dotychczas świecący punkt dziesiętny oraz dodać maleńkie diody SMD poniżej wyświetlacza lub jakiś układ logiczny zaświecający potrzebny punkt (być może wystarczyłby jeden tranzystor pracujący w roli bramki AND).

Skutecznym rozwiązaniem byłaby wymiana programu w mikrokontrolerze, co w praktyce jest nierealne, bo należałoby napisać go od nowa. A tak na marginesie – w zasadzie jest to możliwe, a wiele modułów z procesorami STM ma nawet przygotowane złącze do programowania: złącze zwane SWIM (single wire interface module) z czterema liniami: GND, zasilania, resetu i danych albo złącze JTAG/SWD (serial wire debugging). Przykład na fotografii 42.

Obszerny opis takiej przeróbki można znaleźć na stronie:

https://ba0sh1.com/2013/07/26/hacking-a-cheap-led-voltmeter/

w skrócie: https://bit.ly/3aOL8k6.

Podsumowując: Na rynku dostępnych jest mnóstwo tanich modułów woltomierzy i amperomierzy. Większość ma przeciętne parametry, bo wykorzystuje wbudowany w mikrokontroler przetwornik ADC, ale można też znaleźć wersje z zewnętrznym przetwornikiem ADC o zadziwiająco dużej precyzji i niskiej cenie. Jednak łatwo można dokonać błędnego wyboru. Na przykład nie zawsze są przekonującym dowodem zdjęcia umieszczane w ofertach handlowych, pokazujące wręcz idealne wskazania tego rodzaju modułów – przykład na fotografii 43.

Owszem, niektóre moduły są precyzyjne. Ale inne mają z tyłu potencjometry montażowe, więc po ich regulacji łatwo takie zdjęcie wykonać. Praktyczna wątpliwość jest taka: czy ja zakupię egzemplarz precyzyjnie skalibrowany oraz na ile takie wskazania utrzymają się z upływem czasu i przy zmianach temperatury? I kwestia równie ważna w wielu zastosowaniach: jak takie moduły mierzą małe napięcia i prądy, gdy wskazanie na wyświetlaczu wynosi 1…10?

W kolejnym artykule 109 są przedstawione cenne informacje na temat kilku opisywanych tu modułowych mierników oraz wyniki praktycznych testów.

Piotr Górecki