Питание мультиметра М-832 от двух аккумуляторов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Измерительная техника

 Комментарии к статье

Автор предлагает способ питания популярных мультиметров серии М-83х (DT-83x) от двух никель-металлгидридных аккумуляторов типоразмера АА большой емкости, что позволяет значительно продлить время работы приборов без выключения питания.

В своей радиолюбительской практике для измерений я пользуюсь цифровым мультиметром М-832. Основной недостаток подобных приборов - отсутствие отдельного выключателя питания. Поэтому, чтобы не попасть в печальную ситуацию из-за малой продолжительности работы от девятивольтной гальванической батареи питания, когда несколько раз забыл выключить питание и "Крона" уже "села", приходится постоянно манипулировать переключателем режима работы и предела измерений, включая и выключая прибор. При этом контакты переключателя подвергаются значительному износу. Хотелось бы вообще не выключать мультиметр, оставив переключатель рода измерений в рабочем положении, наиболее часто используемом, что продлит срок службы переключателя, а мультиметр будет всегда в состоянии готовности к очередному измерению.

Замена гальванической батареи на аккумуляторную не решает проблемы. Во-первых, требуется ее частая зарядка из-за малой емкости "аккумуляторных "Крон". Во-вторых, аккумуляторная батарея быстро выйдет из строя, если не принять меры по ее отключению от работающего прибора при полной разрядке. Это привело к решению использовать для питания мультиметра два никель-металлгидридных аккумулятора типоразмера АА емкостью 2,7 Ач, разместив их в штатном отсеке питания, а напряжение 9 В получить от преобразователя напряжения. Без отключения питания продолжительность непрерывной работы при этом составила около месяца, что вполне меня устроило, ведь мобильный телефон мы заряжаем куда более часто. Конечно, преобразователь оснащен узлом, отключающим питание при разрядке аккумуляторов.

Рис. 1

Схема устройства приведена на рис. 1. На полевых транзисторах VT1 и VT2 с низкими пороговыми напряжениями собран электронный выключатель, отключающий батарею при разрядке до 2 В [1]. Транзисторы включены по известной схеме триггерной "защелки". При нажатии на кнопку SB1 открывается сначала транзистор VT2, а затем и VT1. От выходного напряжения выключателя (на стоке VT1), равного напряжению на его входе (истоке VT1), транзистор VT2 поддерживается в открытом состоянии до тех пор, пока напряжение на резистивном делителе R3R4 не снизится до его порогового значения. При напряжении меньше порогового оба транзистора закроются вследствие положительной обратной связи, что и приведет к отключению батареи. Ток, потребляемый преобразователем в этом случае, практически равен нулю.

Кнопка SB1 служит для включения преобразователя после установки батареи или после ее зарядки, если было ее отключение при полной разрядке, а также в случае, если после отключения разряженных аккумуляторов срочно требуется произвести несколько измерений, прежде чем поставить батарею на зарядку. Для этой цели между выводами затвора и истока транзистора VT1 и параллельно резистору R1 включен конденсатор С1. Когда VT2 закрывается при напряжении батареи менее 2 В, конденсатор, разряжаясь через резистор R1, удерживает несколько десятков секунд транзистор VT1 в открытом состоянии, что и позволяет произвести несколько измерений при разряженных аккумуляторах, периодически нажимая на кнопку. Время задержки выключения прямо пропорционально емкости конденсатора С1 и может быть изменено в большую или меньшую сторону.

На микросхеме DА1 по типовой схеме собран удвоитель напряжения. На выходе (выводе 5) DA1 относительно вывода 8 напряжение равно -5 В. КПД этого преобразователя при малом токе нагрузки (единицы миллиампер), как известно, близок к 100 % [2], а при входном напряжении 2,5 В собственный потребляемый таким преобразователем ток не превышает 25 мкА. Выходное напряжение удвоителя на DA1 вновь повышается до значения -9 В, необходимого для работы микросхемы АЦП (ICL7106), преобразователем, собранным на микросхеме DD1, и поступает на вывод 26 АЦП (-9 В).

После подачи питания от аккумуляторной батареи напряжение -5 В через диоды VD1, VD2 поступает на вывод 26 АЦП. Запускается его встроенный тактовый генератор, импульсы прямоугольной формы с вывода 38 поступают на вход DD1 - триггера Шмитта. Эта микросхема относится к высокоскоростной серии КМОП с повышенной нагрузочной способностью [3]. Ее выход нагружен на выпрямитель с удвоением напряжения, собранный на диодах VD1, VD2 и конденсаторах С5, С6, на выходе которого из -5 В и формируется напряжение -9 В. КПД этого преобразователя зависит лишь от падения напряжения на диодах Шотки VD1, VD2 при указанном выше токе нагрузки. Потребляемый триггером Шмитта ток приблизительно 10...20 мкА и зависит лишь от длительности перепадов импульсов тактового генератора АЦП. Другое схемное решение, по мнению автора, будет менее экономично.

Рис. 2

Блок питания собран на печатной плате из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита (рис. 2), размещаемой в отсеке мультиметра, предназначенном для батареи питания. Все элементы - для поверхностного монтажа, за исключением микросхемы DA1, которая может быть в корпусе не только SOIC, но и PDIP (DIP-8), для чего на плате предусмотрены соответствующие контактные площадки.

Плата разработана для установки резисторов типоразмера 1206, конденсаторов С1, С2, С4 - типоразмера В, С3 - 1206, С5, С6 - 0805. Диоды Шотки BAT54WS (VD1, VD2) заменимы любыми аналогичными с обратным током не более 2 мкА и емкостью меньше 5 пФ при обратном напряжении 5 В. Транзистор IRLML2244TR (VT1) - с сопротивлением канала не более 0,5 Ом при напряжении затвор-исток 2 В, его заменяют, например, Si2301BDS, IRLML6402TR, VT2 - любой маломощный с пороговым напряжением не более 2 В, кроме указанного на схеме подойдет, например, IRLML6346TR.

Микросхему NC7SZ14 ( Dd 1) можно заменить импортной микросхемой 4093В или 40106В, а также отечественными КР1561ТЛ1, КР1561ТЛ2. Их включение показано на рис. 3, при этом вывод 14 микросхемы необходимо соединить с линией 0 В, а вывод 7 - с линией -5 В. Печатную плату придется, конечно, доработать.

Рис. 3

Микросхема DA1, выпускаемая несколькими фирмами, более доступна с начальной аббревиатурой ICL. Приобретенные автором экземпляры (как в корпусах SOIC, так и PDIP) с буквой Z в конце обозначения микросхемы (например, ICL7660ACBAZ) имели вдвое большее выходное сопротивление (при входном напряжении 2,5 В - около 200 против 90.100 Ом без буквы Z). Экземпляры с таким выходным сопротивлением можно устанавливать в блок питания, если потребляемый АЦП ток не превышает 0,6 мА (обычно около 1 мА) или установлен более экономичный АЦП, например ICL7126.

Рис. 4

Блок легко помещается в корпусе прибора (рис. 4). Для зарядки аккумуляторной батареи GB1 на плате прибора клеем закреплены гнездо DS-313 (XS1) и тактовая кнопка включения ТС-0403 (SB1). Напротив них в боковой стенке корпуса просверлены два отверстия.

Налаживание сводится к установке резистором R3 отключения питания после появления устойчивого и ярко высвечиваемого на индикаторе мультиметра сообщения о разрядке батареи питания в виде символов BAT (в других моделях встречается LO BAT, LOW BAT). При номинальном напряжении аккумуляторной батареи 2,5 В следует также измерить напряжение питания АЦП. Если оно между выводами 1 и 26 превышает 9,3 В, что возможно, если в приборе установлено АЦП с током потребления менее 0,3 мА, следует один из диодов VD1 или VD2 заменить любым кремниевым маломощным, например 1N4148W, для получения требуемого напряжения. В случае незапуска тактового генератора АЦП, что вполне возможно, необходимо вывод 37 "TEST" АЦП (см. рис. 1) соединить с линией -5 В.

Литература

1. Глибин С. Электронный выключатель питания. - Радио, 2011, № 1,с. 54.
2. ICL7660S, ICL7660A Super Voltage Converters. - URL: intersil.com/content/dam/Intersil/documents/fn31/fn3179.pdf.
3. NC7SZ14 TinyLogic UHS Inverter with Schmitt Trigger Input. - URL: fairchildsemi.com/ds/NC/NC7SZ14.pdf.

Автор: С. Глибин

Смотрите другие статьи раздела Измерительная техника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Климат влияет на длительность беременности 07.11.2025

Беременность традиционно воспринимается как естественный биологический процесс с предсказуемыми сроками, однако современные исследования все чаще доказывают, что на ее продолжительность влияют факторы, выходящие далеко за пределы медицины. Среди них особое место занимают климат и окружающая среда - именно эту взаимосвязь впервые подробно изучили ученые из Университета Кертина в Австралии. Их работа раскрывает, что экстремальные погодные условия способны не только вызывать преждевременные роды, но и, напротив, удлинять срок беременности. Команда исследователей проанализировала данные почти 400 тысяч новорожденных, появившихся на свет в Западной Австралии. Результаты оказались неожиданными: климатические колебания заметно влияли на организм будущих матерей, особенно у тех, кто рожал после 41-й недели беременности. По словам доктора Сильвестра Додзи Ньядана из Школы народного здоровья Университета Кертина, проблема перенашивания долгое время оставалась в тени, хотя ее последствия могут ...>>

Роботизированное кресло Toyota Walk Me 07.11.2025

Современные технологии все чаще пересекаются с медициной, эргономикой и социальной сферой. Компании стремятся не просто создавать машины, а делать устройства, которые расширяют возможности человека. Именно к этому направлению принадлежит новейшая разработка корпорации Toyota - роботизированное кресло Walk Me, впервые показанное на выставке Japan Mobility Show 2025. Оно демонстрирует, как инженерная мысль и забота о людях с ограниченной подвижностью могут соединяться в одном компактном устройстве. Внешне Walk Me напоминает нечто среднее между креслом и небольшим роботом. В отличие от привычных инвалидных колясок или тележек, новинка лишена колес - вместо них движение обеспечивают четыре механические ноги. Такая система позволяет креслу буквально "идти" по поверхности, адаптируясь к рельефу и уверенно преодолевая гравий, бордюры или даже лестницы. Создатели вдохновлялись природой - в частности, движениями коз и крабов, известных своей устойчивостью и ловкостью на пересеченной местн ...>>

Отцу полезно брать отпуск по уходу за ребенком 06.11.2025

Роль отцов в воспитании детей перестала восприниматься как второстепенная. Современные исследования все чаще доказывают, что участие папы в уходе за младенцем оказывает не только эмоциональное, но и долговременное развитие на психику и успехи ребенка. Новая работа ученых из Национального университета Сингапура добавила весомые аргументы в пользу того, что отцам стоит брать отпуск по уходу за ребенком - хотя бы на две недели. Исследование показало, что дети, чьи отцы проводили с ними больше времени в первые недели жизни, реже сталкиваются с трудностями в поведении и обучении. Такие дети проявляют лучшие результаты в тестах на математические и речевые способности и демонстрируют более устойчивое эмоциональное состояние. Ученые отмечают, что именно продолжительный отпуск дает мужчинам возможность установить прочную эмоциональную связь с ребенком и активнее участвовать в жизни семьи. Профессор Вэй-Джун Джин Ян, соавтор исследования, подчеркивает, что в большинстве азиатских стран дек ...>>

Случайная новость из Архива Деревянные доллары 12.12.2007 Недавно по требованию мэра Нью-Йорка в этом городе проведена перепись деревьев. Оказалось, что в городе их почти 600 тысяч. Общая стоимость услуг, которые они оказывают городу, оценена в 122 миллиона долларов. 11 миллионов деревья зарабатывают, фильтруя загрязнения воздуха, 28 миллионов - затеняя летом дома и уменьшая необходимость в работе кондиционеров. Еще 36 миллионов деревья экономят городу, впитывая часть дождевой воды и уменьшая этим нагрузку на канализацию, и в 47 миллионов оценивается "эстетическая" стоимость зеленых насаждений, украшающих город. Общая стоимость городских древесных насаждений США по тому же методу оценивается в 14,3 миллиарда долларов. Некоторые из зеленых насаждений, украшающих города США, являются сугубо временными. Так, на лето в Чикаго высаживают на газоны в центре города бананы, а осенью их убирают в теплицу.

Другие интересные новости:

▪ Гибридный грузовик Volvo Concept Truck

▪ Транзисторы на углеродных нанотрубках

▪ Магнитные головки полируют зеленым чаем

▪ Солнечные элементы для систем передачи лазерной энергии

▪ Конструктор детей

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Синтезаторы частоты. Подборка статей

▪ статья Великолепная семерка. Крылатое выражение

▪ статья Куда идут деньги от налогов? Подробный ответ

▪ статья Экономичный велопривод. Личный транспорт

▪ статья Питание мобильных средств связи от бортовой сети автомобиля. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья УМЗЧ на полевых транзисторах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025