0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Переделка мультиметра на Li -Ion с зарядкой

Переделка мультиметра на Li -Ion с зарядкой

Кормим мультиметр от Li-Ion

Автор: Ant-RG, antrg@mail.ru
Опубликовано 06.04.2017
Создано при помощи КотоРед.

Однажды, занимаясь ремонтом какого-то устройства со своим котом (ещё когда он был со мной), пёс его помнит какого, кот заметил, что мультиметр начал врать — завышать показания. А потом присмотревшись мы увидели на индикаторе знак батареи, который означает что наша крона разрядилась.

Снарядив Мелкого в магазин за новой кроной я принялся искать транзистор для ремонтируемого устройства. Кот вернулся быстро, но вместо кроны принёс кусок колбасы и открытый пакет молока. На вопрос «где крона?» Мелкий ответил, что увидев цену за хорошую крону его усы самопроизвольно задрожали, а из хвоста начала выпадать шерсть.

Делать нечего, коту нужно успокоится после такого стресса. Но мультиметр тоже от чего-то нужно питать. Начали думать от чего. И тут Мелкому случайно попался в лапы аккумулятор 18650 из батареи ноутбука. И нас понесло.

Продумывая схему на кухне со стаканом молока в руке, было сразу поставлено две задачи: повысить напряжение с аккумулятора (3,6-4,2В) до нужных мультиметру 9В, а так же снабдить схему индикатором разрядки этого самого аккумулятора. Да и заряжать аккумулятор чем-то нужно. Но эту проблему Мелкий решил сразу, тыча лапой в китайский модуль зарядки Li-Ion на TP4056, а я ещё и вспомнил, что как-то покупал две таких микросхемы отдельно.

Первый вариант преобразователя мы делали на LM27313 но она потребляет гораздо больше и её нужно отключать так как ток потребления в холостом режиме больше 1 мА что очень много. А вмешиваться в схему мультиметра не очень то и хотелось. Преобразователь на NCP1403 потребляет всего 130-150 мкА (без нагрузки) поддерживая на своём выходе стабильное напряжение, поэтому отключать его совсем не обязательно.

В качестве индикатора разряда Мелкий предложил супервизор питания — формирователь импульса сброса MAX809. Выбрали вариант на 3,08V — MAX809TTRG. Она у нас работает постоянно а значит если напряжение на аккумуляторе упадёт ниже 3,08V включится светодиод и если мы вовремя не поставим мультиметр на зарядку от полного разряда аккумулятор спасёт только контроллер заряда-разряда который обязательно нужно установить — стоит копейки и имеется почти в каждом аккумуляторе для мобильных телефонов. Это недостаток схемы, но как его устранить мы с Мелким так и не придумали. Если кто что придумает прошу сообщить мне.

Немного посидев за компьютером в SPlan7 родилась такая схема:

Состоит она как уже было сказано из нескольких узлов: зарядного на TP4056, DC/DC на NCP1403 и супервизора MAX809. Все микросхемы включены стандартно по схемам из даташита потому думаю схема в объяснении не нуждается. Выходное напряжение задаётся делителем R5, R6 и при указанных на схеме номиналах равно 8,8V. Светодиод использован RGB 5050. Во время заряда светится синий кристалл, когда аккумулятор полностью заряжен — зелёный. Красным управляет MAX809 и он засветится когда напряжение на аккумуляторе опустится ниже порогового значения нашей микросхемы — в данном случае 3,08V. Стабилитрон VD2 служит для защиты мультиметра при возникновении нештатных ситуаций. Фильтр B1 подавляет «иголки» и помехи на выходе схемы.

Читать еще:  Как сделать дисковый листорез

Собрано всё на небольшой печатной плате которая если кому захочется с лёгкостью поместится в стандартный корпус «кроны» вместе с небольшим аккумулятором. Но я крепил плату просто на двусторонний скотч внутри мультиметра. Два экземпляра устройства успешно питают мультиметры уже три месяца, при этом напряжение на аккумуляторах равно 3,9V в DT9205 и 3.7V в UT71B из чего следует, что разрядятся они не скоро

Доработка мультиметра сводится к установке всех деталей схемы в корпус мультиметра и тут всё ограничено только Вашей фантазией. При доработке UT71B я подглядывал в статью коллеги ALEXLAB UT71: Измеряем-заряжаем. От туда я почерпнул идею установки светодиода индикации заряда. В моём варианте установлено два аккумулятора 14500 соединённых параллельно, которые как родные влазят в отсек для кроны. Для удобства преобразователь соединяется с мультиметром с помощью разъёма (NX250). Сначала я просто хотел оставить разъём кроны но ему не нашлось места внутри мультиметра.

Плата после установки сверху заклеена алюминиевым скотчем для уменьшения помех:

MicroUSB установлен сзади мультиметра, в месте где вставляется устройство для связи мультиметра с компьютером:

В DT9205 я установил 18650 с остаточной ёмкостью 1000мА чего вполне достаточно. Аккумулятор упрятан в термоусадку и приклеен термоклеем:

MicroUSB установлен сверху и обычно находится под защитным кожухом:

Заряжается:

За сим разрешите откланяться. Спасибо, что дочитали до конца! Буду рад если эта статья кому-то поможет сэкономить деньги от покупки батареек на сметану!

Li-Ion аккумулятор в мультиметре

Стабилизированный преобразователь напряжения

В моем мультиметре AM-1006 фирмы «Актаком» за один год истощились три батареи типоразмера 6F22, сходные по размерам и параметрам с отечественной «Кроной”. Среди них была одна фирмы Duracell, славящаяся своей ёмкостью и долговечностью. И вот, когда очередная батарея «села», а новой под рукой не было, мне попалась на глаза статья о питании мультиметра от двух аккумуляторов типоразмера АА. В наличии у меня был Li-Ion аккумулятор от мобильного телефона ,,Сони-Эриксон-Т-290м» и я стал его прикладывать к моему мультиметру. К счастью, аккумулятор удачно вписался в нишу под крышкой в верхней части корпуса прибора (рис. 1).

Для надёжного крепления потребовалось просверлить всего два отверстия диаметром 3 мм для его удержания в этой нише аналогично тому, как это сделано в мобильном телефоне.

Поскольку аккумулятор практически идеально размещался в мультиметре, осталось собрать стабилизированный преобразователь с выходным напряжением 8. 9 В и габаритными размерами, позволяющими разместить его в батарейном отсеке. Схема преобразователя показана на рис. 2

Схема преобразователя

Он собран на двух транзисторах по схеме несимметричного мультивибратора. В качестве нагрузки транзистора VT2 применён дроссель L1. Импульсы напряжения на коллекторе этого транзистора амплитудой 15 В и частотой следования 250 кГц выпрямляет диод VD1, а выпрямленное напряжение, сглаживаемое конденсатором СЗ. затем поступает на параметрический стабилизатор R5VD2. Напряжение 8,2 В поступает на колодку Х1 (снятой с вышедшей из строя батареи типоразмера 6F22). Преобразователь обеспечивает ток, потребляемый мультиметром (до 4 мА). Для выключения питания преобразователя пришлось в левом нижнем углу мультиметра (рис. 3) установить выключатель SA1 (любой малогабаритный движковый).

Места для него там достаточно. Наличие этого выключателя избавило от использования галетного переключателя мультиметра при его включении или выключении.

Читать еще:  Укладка половой плитки

В авторском варианте плата была изготовлена из односторонне фольгированного стеклотекстолита. Она вырезана по размерам батареи 6F22, а фольга с помощью резака разделена на прямоугольные площадки, к которым припаяны выводы деталей. Для повторения радиолюбителями разработана печатная плата, чертёж которой показан на рис. 4.

Применены резисторы МЯТ, С2-23, оксидный конденсатор —-импортный, остальные — керамические импортные, дроссель — ДПМ-0,1, стабилитрон — любой маломощный с напряжением стабилизации 6,5. 9 В. так как мультиметр сохраняет работоспособность при снижении напряжения питания до 6 В. Пары вилка/гнездо ХР1, XS1 и ХР2, XS2 могут быть любыми, но чтобы исключить возможность неправильного подключения полярности, они должны быть разного диаметра.

При зарядке аккумулятора вилки ХР1 и ХР2 отсоединяют от преобразователя и подключают к зарядному устройству. Применённый мною аккумулятор содержит контроллер зарядки/разрядки и его можно заряжать, подключив к ЗУ или блоку питания с выходным напряжением 5 В. Большинство аккумуляторов сотовых телефонов содержат такие контроллеры. А если аккумулятор без него, придётся изготовить зарядное устройство [2]. Контакты колодки XI припаивают к двум жёстким Г-образным держателям из проволоки от металлической скрепки. Преобразователь размещают в батарейном отсеке мультиметра (рис. 5).

Питание мультиметра. Li-ion вместо кроны. Защита от разряда, таймер

Долгое время пользовался мультиметром DT9202A, в очередной раз села «крона», а покупать новую было в лом. Решил купить новый мультиметр. В качестве замены выбрал Fluke 15B+. Ну а старый мультиметр бросил в коробку с хламом. Пролежал он там пару лет, пока я в очередной раз не наткнулся на него.

Вроде бы и выкинуть жалко, и пользоваться нельзя, и на запчасти разобрать рука не поднимается, ведь мультиметр исправно служил мне в течении нескольких лет. Было решено сделать ему новую систему питания. Хотелось подойти к делу основательно, а не гнать вот такую халтуру:

Хотелось запитать мультиметр от Li-ion аккумулятора, но возник ряд проблем:

  • Напряжение питания мультиметра 9 вольт, нужен повышающий преобразователь;
  • Штатная система автоотключения перестанет работать, нужно городить свою;
  • Необходимо защитить аккумулятор от переразряда;
  • Нужно чтобы на борту был контроллер зарядки аккумулятора с индикацией.

Кроме того, хотелось собрать конструкцию из дешевых и доступных деталей, и главное — без использования микроконтроллеров. Решать такую простейшую задачу на микроконтроллере как-то скучно и не интересно. Да и радиолюбители-новички будут не против «прокачать» свои мультиметры, используя радиодетали с помойки 😉

После нескольких вечеров, проведённых с паяльником и макетной платой, родился такой вот монстр:

Основные характеристики:

  • Выходное напряжение 9 В
  • Напряжение питания 3,6. 4,2 В
  • Напряжение срабатывания защиты от разряда 3,6 В
  • Ток заряда аккумулятора 250 мА
  • Таймер автоотключения 5 мин

А так выглядит устройство в сборе:

На одной стороне платы расположены SMD компоненты, а на другой стороне находится аккумулятор от старого мобильника. Изначально я хотел поставить аккумулятор Nokia BL-5C, но он оказался на 2 мм длиннее отсека и не влез по размерам.

Пришлось ставить мелкий аккумулятор Nokia BL-4B. Закрепил его при помощи двустороннего скотча.

Для внедрения новой системы питания в мультиметр, необходимо:

  1. Превратить штатный выключатель в тактовую кнопку, удалив фиксирующий элемент;
  2. Продолбить необходимые отверстия, разместить плату в корпусе;
  3. Соединить плату питания с платой мультиметра.
Читать еще:  Тайник в ящике письменного стола

1. Модификация кнопки

Так как штатная кнопка включения имеет фиксацию, пришлось немного доработать её. Для этого нужно вскрыть корпус кнопки, удалить оттуда фиксирующий элемент, и собрать всё как было 😉

Теперь кнопка не фиксируется при нажатии, и работает как обычная тактовая кнопка.

2. Сверление отверстий, размещение платы в корпусе

Плата питания содержит контроллер зарядки аккумулятора. Подзарядка осуществляется через разъём USB-B, который был весьма уютно размещён в корпусе мультиметра.

В батарейном отсеке пришлось уменьшить высоту стенок, чтобы они не мешали плате.

В верхней части корпуса были вырезаны отверстия для разъёма USB и для светодиода, отображающего процесс зарядки.

Во время зарядки светодиод горит, по окончании зарядки — гаснет.

Плата фиксируется в корпусе мультиметра без единого болта. Продавить USB гнездо мешает ступенька в корпусе. Достать гнездо наружу мешает форма платы, повторяющая внутреннюю часть корпуса. Шевелить плату влево-вправо мешают стенки батарейного отсека. Наклонить плату вверх мешает аккумулятор, наклон вниз блокирует стенка батарейного отсека. Плата сидит внутри крепко, как влитая.

3. Подключение платы питания к мультиметру

Ниже представлена штатная схема автоотключения мультиметра. Отрубает питание примерно через 10 минут работы.

При использования мультиметра совместно с моей платой питания, штатную схему нужно немного модернизировать:

Так как на моей плате для питания мультиметра использован DC-DC преобразователь, таймер автоотключения должен обесточивать питание до преобразователя. Родной таймер автоотключения стоит в самом мультиметре, то есть после преобразователя. При срабатывании автоотключения, родная схема обесточит мультиметр, а преобразователь продолжит работать, разряжая аккумулятор. Поэтому такой вариант не годится. Пришлось сделать свою систему автоотключения, а штатную обойти, подав питание непосредственно на измерительную часть схемы (цепь V+). Также необходимо демонтировать штатную колодку «кроны» и конденсатор C19.

Ставим перемычку на резистор R53.

Подключаем плату питания к мультиметру при помощи трёх проводов:

Внедрение новой системы питания прошло безболезненно. Даже не пришлось резать ни одной дорожки на плате мультиметра. Устройство не требует настройки и начинает работать сразу после сборки.

Описание работы схемы.

На операционном усилителе DA2.1 собран узел защиты от разряда аккумулятора. Напряжение отключения задаётся номиналами делителя R4R7. В качестве источника опорного напряжения используется микросхема линейного стабилизатора DA1 (LM1117). Стабилизатор нагружен резистором R3, так как не умеет работать без нагрузки.

На операционном усилителе DA2.2 собран таймер автоотключения. При включении питания заряжается конденсатор C3, затем он постепенно разряжается через резистор R10. Время срабатывания таймера задаётся номиналами C3R10. При срабатывании таймера открывается транзистор VT3, заставляя сработать схему защиты от разряда.

Операционный усилитель DA2 (LM358) работает как компаратор, поэтому может быть заменён на микросхему компаратора LM393.

На микросхеме DA4 (MC34063) собран импульсный повышающий преобразователь, который выдаёт напряжение 9 вольт для питания мультиметра.

На микросхеме DA3 (TP4056) собран узел автоматической зарядки аккумулятора. Во время зарядки светодиод HL1 светится, по окончании зарядки — гаснет.

На схеме есть кнопка отключения, но я её не использовал, т.к. хватает таймера. Питание отключается автоматически по таймеру, время задаётся номиналами C3R10. Желающие могут для отключения питания задействовать кнопку «HOLD», всёравно толку от неё никакого.

В конце статьи можно скачать Excel файл со всеми необходимыми расчётами.

Напоследок прилагаю видео работы мультиметра с новой системой питания.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector