Простой вольтметр своими руками. Как сделать простой вольтметр своими руками: пошаговая инструкция

Как собрать простой вольтметр в домашних условиях. Какие компоненты потребуются для создания вольтметра. Как правильно подключить светодиоды в схеме вольтметра. Как откалибровать самодельный вольтметр для точных измерений.

Принцип работы простого вольтметра на светодиодах

Простой вольтметр на светодиодах — это удобный прибор для измерения напряжения в диапазоне от 0 до 12 В. Его работа основана на принципе последовательного включения светодиодов. Каждый светодиод загорается при достижении определенного порогового напряжения.

Основные компоненты такого вольтметра:

• Светодиоды (обычно 12 штук для диапазона 0-12 В)
• Резисторы для ограничения тока
• Стабилитрон для защиты от перенапряжения
• Операционные усилители в качестве компараторов
• Логические микросхемы

При подаче измеряемого напряжения на вход схемы, светодиоды последовательно загораются, отображая уровень напряжения с шагом 1 В. Это позволяет визуально оценить величину напряжения.

Необходимые компоненты для сборки вольтметра

Для создания простого вольтметра на светодиодах потребуются следующие компоненты:

• 12 светодиодов (желательно разных цветов)
• Резисторы: 3 x 1 кОм, 12 x 330 Ом
• Операционные усилители LM324 (3 шт)
• Логические микросхемы 7404 (3 шт)
• Стабилитрон на 12 В
• Печатная плата
• Провода, разъемы

Важно использовать качественные компоненты для обеспечения точности измерений. Светодиоды лучше выбрать разных цветов для удобства считывания показаний.

Пошаговая инструкция по сборке вольтметра

Процесс сборки вольтметра на светодиодах включает следующие этапы:

1. Подготовка печатной платы согласно схеме
2. Монтаж резисторов и стабилитрона
3. Установка светодиодов
4. Монтаж операционных усилителей и логических микросхем
5. Подключение входных и питающих проводов
6. Проверка монтажа и устранение возможных ошибок
7. Калибровка вольтметра

При монтаже важно соблюдать полярность светодиодов и правильность подключения выводов микросхем. Все соединения должны быть надежными и изолированными.

Калибровка самодельного вольтметра

Калибровка необходима для обеспечения точности измерений вольтметра. Как правильно откалибровать самодельный прибор?

• Подключите на вход калиброванный источник напряжения
• Начните с напряжения 1 В, настройте порог включения первого светодиода
• Последовательно увеличивайте напряжение с шагом 1 В, настраивая пороги включения остальных светодиодов
• Проверьте работу при максимальном напряжении 12 В
• При необходимости, подстройте резисторы в цепях светодиодов

Точность калибровки определяет погрешность измерений вольтметра. Рекомендуется периодически проверять калибровку прибора.

Преимущества и недостатки самодельного вольтметра

Самодельный вольтметр на светодиодах имеет ряд преимуществ и недостатков по сравнению с заводскими приборами.

Преимущества:

• Низкая стоимость изготовления
• Простота конструкции
• Наглядность показаний
• Возможность модификации под конкретные задачи

Недостатки:

• Ограниченный диапазон измерений
• Невысокая точность (погрешность до 2-3%)
• Дискретность показаний 1 В
• Необходимость периодической калибровки

Несмотря на недостатки, такой вольтметр может быть полезен для многих любительских проектов и простых измерений.

Области применения самодельного вольтметра

Простой вольтметр на светодиодах может найти применение во многих областях:

• Контроль напряжения в регулируемых блоках питания
• Индикация заряда аккумуляторов
• Проверка автомобильных электросистем
• Обучение основам электроники
• Простые измерения в радиолюбительской практике

Такой прибор особенно удобен там, где не требуется высокая точность, но нужна быстрая визуальная оценка уровня напряжения.

Модификации и улучшения базовой схемы вольтметра

Базовую схему вольтметра на светодиодах можно модифицировать для расширения возможностей:

• Увеличение диапазона измерений до 24 В или выше
• Добавление звуковой сигнализации при превышении заданного уровня напряжения
• Использование многоцветных светодиодов для более наглядной индикации
• Добавление цифрового дисплея для точного отображения значения напряжения
• Интеграция с микроконтроллером для расширения функциональности

При модификации важно учитывать ограничения компонентов и производить перерасчет номиналов резисторов.

Меры безопасности при работе с самодельным вольтметром

При использовании самодельного вольтметра необходимо соблюдать следующие меры безопасности:

• Не превышать максимально допустимое входное напряжение
• Использовать изолированные щупы для подключения к измеряемой цепи
• Не касаться оголенных проводников и контактов во время измерений
• Периодически проверять целостность изоляции проводов и корпуса прибора
• При измерении высоких напряжений использовать дополнительные средства защиты

Соблюдение этих простых правил обеспечит безопасную работу с самодельным вольтметром и продлит срок его службы.

Простой электронный вольтметр на светодиодах

Предлагаю вниманию читателей схему простого электронного вольтметра, точнее индикатора уровня. Устройство предназначено для измерения постоянного напряжения в пределах 0…12 В с шагом дискретизации 1 В, погрешность измерения не хуже 2%. Его удобно установить, например, в регулируемый блок питания для индикации выходного напряжения.

При наличии комплектующих прибор может быть изготовлен за несколько часов навесным монтажом. Стоимость комплектующих для его изготовления не превышает стоимости аналогичного электромеханического вольтметра типа М42303 (около 7грн).

Принципиальная схема

За основу конструкции (рис.1) взята схема осцилло-графического пробника без ЭЛТ [1]. На ОУ DA1-DA3 собраны компараторы напряжения, на инверсные входы которых через делитель напряжения R1-R2 поступает измеряемое напряжение.

Рис. 1. Простой электронный вольтметр на светодиодах — схема.

На резисторах R3-R15 собран делитель, задающий опорные напряжения компараторов. При отсутствии входного напряжения на выходах компараторов DA1-DA3 устанавливается уровень лог.’Т. При этом на соответствующих выходах микросхем DD1-DD3 присутствует уровень лог.»0″, светодиоды не светятся.

При поступлении измеряемого напряжения на вход вольтметра (в момент равенства напряжений на входах компараторов) на соответствующих выходах компараторов устанавливаются уровни лог.»0″. Как видно из схемы, при разных логических уровнях на входах соответствующих ИМС (DD1-DD3), на выходах появляется уровень лог.’Т. При этом светится один из светодиодов индикации напряжения. Для защиты входа вольтметра от напряжения превышающего 12 В применен стабилитрон VD14.

Детали

В схеме применены ОУ LM324 в качестве компараторов. Их использование позволило уменьшить количество микросхем и дополнительных элементов для согласования аналоговой части схемы с цифровыми ИМС. Резисторы типа МЛТ-0,125, МЛТ-0,25, конденсаторы типа КМ, С1 импортного производства. Светодиоды VD2-VD13 типа АЛ307 (в авторском варианте — малогабаритные импортного производства). Стабилизатор DA5 типа 78L12 может быть заменен на 7812 или КРЕН8Б. Стабилитрон VD14 можно заменить на КС212Е, Ж.

Рис. 2. Печатная плата.

Наладка. Правильно собранная схема начинает работать сразу. После включения питания на вход схемы подают напряжение величиной 1 В. При этом должен светиться светодиод VD13, при необходимости верхний предел измерения подстраивают резистором R15.

Далее подают напряжение величиной 12 В, выставляя верхний предел измерения резистором R3. При этом светится светодиод VD2. Затем, подавая разные величины напряжения от источника питания 0…12 В, проверяют точность измерения по образцовому вольтметру. При настройке могут также изменяться номиналы делителя R1-R2.

Устройство питается постоянным нестабилизированным напряжением 13…16 В, ток потребления 12 мА. Печатная плата устройства выполнена из двустороннего фольгированного стеклотекстолита (рис.2).

Автор:  А. А. Татаренко, г Киев. Украина.

Литература: 1. Тататенко А. Осциллографический пробник без ЭЛТ // Радиоаматор.-2001.-№8.

Вольтметр на светодиодах

Практически вся техника, которую выпускают в наши дни, содержит в себе светодиоды. Они буквально окружают нас со всех сторон, начиная от ламп и фонариков, заканчивая определением напряжения буквально во всей бытовой технике. Их часто используют для подсветки экранов, управления различными приборами и т.д.
Чаще всего в технике используются светодиоды пяти цветов:

• белые,
• красные,
• зеленые,
• желтые,
• синие.

Так же они могут создавать инфракрасное и ультрафиолетовое излучение. Именно такие незаменимы в системах управления: пульты для телевизоров, кондиционеров и другой бытовой техники.
Мы рассмотрим способ применения светодиодов в определении напряжения устройств. Основной прибор для измерения напряжения – вольтметр. Как же тут могут пригодиться светодиоды? Они и станут нашими видимыми индикаторами.
Обычно, как образец приводят пример вольтметра на основе 12 светодиодов. Соответственно он может индексировать напряжение в диапазоне от 0 до 12 вольт. Такое устройство можно весьма эффективно использовать для измерения блоков питания, которые можно регулировать. Незаменимым он будет так же для радиолюбителей, в частности для создания небольших приборов дома.

Светодиоды – индикаторы

Использование светодиода в качестве индикатора тоже имеет свои законы, которые нужно знать, если вы собираете прибор своими руками.

• Важно соблюдать полярность. Светодиод – полупроводниковый прибор, который имеет два вывода: катод и анод. Работать он будет только в случае прямого включения.
• Граница напряжения. Для каждого светодиода она своя. Если превысить это значение – он сломается.
• Как индикаторы рекомендуется применять светодиоды, которые достаточно ярко горят при напряжении 5 мА.

Вольтметры на светодиодах

Если погрешность вольтметра составляет не более 4%, то его можно смело назвать индикатором. Такое устройство можно легко сделать своими руками при помощи светодиодов. Вы сможете использовать такой вольтметр для индикации микросхем под напряжением 5 вольт. Индикаторами будут 6 светодиодов в границах 1,2 – 4,2 вольт с промежутком через 0,6 вольт. Светодиоды должны потреблять 60 микроампер.
Принцип работы индикатора основан на фиксации падения напряжения в переходах: база – эмиттер транзисторов и прямых падений на диодах (0,6 вольт).
Схему такого вольтметра легко найти в интернете.

Как собрать вольтметр для аккумулятора автомобиля?

Этот вольтметр можно использовать как для 12-вольтного аккумулятора, так и для зарядных устройств, либо вообще самостоятельно.
Индикатор будет состоять из 10 светодиодов с разницей значения в четверть вольт. Измерение напряжения будет в диапазоне 10,25 – 15 вольт.
Питание осуществляется от напряжения, которые вы будете измерять.
Основой схемы такого вольтметра являются две поликомпараторные микросхемы с линейным законом индикации.
Микросхема – это набор из 10 компараторов и резисторов, которые образуют делитель напряжения. У компаратов на выходе есть ключевые каскады для того, чтобы управлять светодиодами. Для того, чтобы микросхемы работали последовательно, резисторные делители включены именно в таком (последовательном) порядке.
Светодиоды устанавливаем в одну линию. Вы можете взять как светодиодные линейки, так и 10 отдельных светодиодов. Для вольтметра подойдут светодиоды любого типа.

Как сделать самодельный тестер напряжения батареи

Автор Сэмюэл Л. Гарбетт

Опубликовано 6 дней назад

Легко сделать свой собственный тестер напряжения, чтобы проверить, сколько заряда осталось в ваших батареях, используя один из этих трех методов.

Большинство аккумуляторов не сообщают вам, сколько сока у них осталось снаружи. Тестер напряжения батареи — это простой инструмент, который позволяет вам проверить оставшуюся потенциальную энергию внутри ваших батарей, но как построить такое устройство? Присоединяйтесь к нам, поскольку мы создаем три разных тестера батарей, которые работают с одноразовыми и перезаряжаемыми батареями.

Как сделать тестер напряжения батареи

Самый простой способ измерить оставшийся заряд аккумулятора — измерить его напряжение, так как оно будет падать по мере разрядки аккумулятора. Различные типы аккумуляторов будут отображать разное напряжение в зависимости от уровня их заряда. Например, батарея AA имеет диапазон от 0,9 до 1,5 вольт, при этом нижний предел шкалы считается разряженным.

Вы можете посмотреть в Интернете конкретное напряжение для батарей, с которыми вы работаете, чтобы измерить уровень заряда. Чтение напряжения ваших батарей — хороший способ убедиться, что они все еще здоровы. Вы всегда должны заменять батареи, если они не соответствуют характеристикам напряжения, указанным производителем.

Детали тестера напряжения аккумуляторной батареи

Каждый из тестеров аккумуляторов, которые мы здесь собираем, имеет свои собственные требования к компонентам, хотя некоторые из них являются общими. Благодаря простоте схемы, которую вы создаете, вы можете позволить себе проявить творческий подход при проектировании тестера батарей.

Базовый тестер аккумуляторов	Тестер утильных аккумуляторов	Тестер LiPo2 аккумуляторов 8 0030
2-Wire Voltmeter	2-Wire Voltmeter	2-Wire Voltmeter
Wire	Wire	Wire
Battery Contacts /Фольга	Устройство для утилизации с батарейным отсеком	Разъем Deans (или аналогичный)

Правильный выбор вольтметра

Различные вольтметры предназначены для работы с разными напряжениями. Вольтметр V200-2P-1.1, который мы используем, работает от 4 до 99 вольт без внешнего источника питания, что делает его идеальным для литиевых батарей, таких как 18650, но непригодным для использования с AA или AAA. Вы должны выбрать вольтметр, который попадает в диапазон напряжения, который вы хотите проверить.

Схема тестера аккумуляторов своими руками

2-проводные измерители напряжения

невероятно просты, что делает их идеальными для быстрой сборки самодельного тестера аккумуляторов. Вам просто нужно найти способ, чтобы положительный вывод касался положительного контакта батареи, а отрицательный вывод касался отрицательного контакта батареи. Также стоит изолировать готовый продукт, чтобы избежать короткого замыкания.

Метод 1: базовый тестер аккумуляторов

Учитывая, что 2-проводные измерители напряжения настолько просты, имеет смысл начать с самого простого тестера батареи, который мы можем. Многие вольтметры поставляются с предварительно подключенными проводами. Эти провода можно использовать непосредственно с батареей для проверки ее напряжения; возможно, вам просто нужно сначала немного расширить их. Вы можете использовать фольгу или провода для удлинения существующих проводов или соединений на вашем измерителе.

Проверяемая батарея подает питание на вольтметр, включая его, как только провода соприкасаются с батареей. Вам просто нужно убедиться, что вы правильно соблюдаете полярность, чтобы обеспечить точное чтение.

Метод 2: Тестер утильных аккумуляторов

Но что, если вам нужно что-то более надежное для тестера аккумуляторов? Вы можете собрать этот тестер батарей из самых разных компонентов, но лучше всего выбрать то, что было сделано для ваших батарей. Например, мы использовали литий-ионное зарядное устройство 18650 в качестве основы для нашей конструкции.

Чтобы это работало, вам просто нужно соединить положительный и отрицательный провода вольтметра с соответствующими полюсами на держателе батареи. Также стоит разобрать используемое вами донорское устройство, чтобы отсоединить держатель батареи от всего, что может сбить с толку вольтметр. Как видно из показанного выше тестера аккумуляторов, конечный результат выглядит намного лучше, чем у нашего базового тестера аккумуляторов.

Метод 3: Тестер напряжения батареи LiPo

Наконец, пришло время сделать тестер напряжения батареи LiPo. Это сложнее, чем другие идеи в этом списке, поскольку батареи LiPo часто имеют более одной ячейки, и вы можете выбирать между чтением напряжения отдельных ячеек или напряжением всей батареи.

Для тех, кто хочет измерить напряжение всей батареи, это просто: просто подключите разъем батареи к вольтметру, который соответствует разъему, уже установленному на вашей батарее. Мы использовали Т-образный разъем Deans для нашего тестера батареи.

В качестве альтернативы вы можете использовать балансировочный/зарядный разъем для проверки напряжения отдельных элементов. Важно, чтобы вы искали проводку для вашей конкретной батареи, чтобы избежать ошибок здесь. Подсоедините отрицательный провод вольтметра к отрицательному выводу на испытательной ячейке, а затем проделайте то же самое с положительными выводами.

Если вы найдете схему разъема весов, вам будет намного проще определить, какие провода подключаются к каждой ячейке. Чем больше элементов у вашей батареи, тем больше проводов будет на разъеме вашего баланса.

Сборка самодельного тестера аккумуляторов

Тестировать аккумуляторы легко, безопасно и весело, если у вас есть правильные инструменты. Однако всегда чрезвычайно важно серьезно относиться к безопасности батареи. Убедитесь, что ваши батареи находятся в хорошем состоянии, прежде чем пытаться использовать их с любым из описанных здесь тестеров батарей.

Портативный вольтметр размером с палец | Полный проект «Сделай сам»

— Реклама —

От инженеров-электронщиков/электротехников до разработчиков продуктов одним из устройств, которое необходимо для электрических испытаний, является вольтметр, и если вы занимаетесь электроникой своими руками или любителем, вольтметр является таким устройством, без которого ваши идеи изобрести что-то новое и интересное выиграли. не соответствуют вашим ожиданиям. Как стойкий любитель электроники, я понимаю проблемы, связанные с ношением вольтметра повсюду из-за его большого размера и веса.

Итак, как всегда, я придумал решение по созданию портативного вольтметра, который легко поместится в кармане — что-то вроде кольца для ключей. Несмотря на небольшой размер, вам не придется беспокоиться о возможности измерения напряжения, поскольку он может без проблем работать в диапазоне напряжений от 0 до 24 В.

Итак, без лишних слов, давайте приступим к разработке этого небольшого портативного вольтметра размером с кольцо для ключей, собрав следующие компоненты.

Посмотреть это видео на YouTube

— Реклама —

 

Спецификация

Вы можете использовать либо датчик напряжения 24 В, либо схему делителя напряжения с двумя последовательно соединенными резисторами (см. рис. ниже).

Рис. 2: Схема датчика тока

Кодирование

Сначала установите библиотеку для OLED-дисплея, которая поможет связать OLED-дисплей с Arduino и отобразит напряжение, собранное вольтметром. Чтобы установить необходимую библиотеку, перейдите в «Инструменты» в Arduino IDE и откройте «Диспетчер библиотек». Теперь найдите U8g2 и выберите «Установить». После установки библиотеки начните писать код для функций вольтметра. Обязательно включите библиотеку U8g2, прежде чем определять номера контактов, которые будут выдавать показания датчика в качестве аналогового выхода.

Затем определите номиналы резисторов, которые будут использоваться вместе с датчиком для расчета точного напряжения.

Рис. 3: код

Теперь создайте функцию настройки, чтобы установить режим ввода для датчика в качестве входа, а также запустить интерфейс I2C с OLED вместе с последовательным портом для отладки и калибровки, если это необходимо.

После этого создайте функцию цикла для преобразования показаний датчика в напряжение. Также создайте код для отображения рассчитанного значения напряжения на OLED-экране.

Рис. 3: код

Соединение 

Загрузите код в Arduino и соедините компоненты, как показано на схеме ниже.