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:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Случайная новость из Архива Экологичный пластик из грибов 14.08.2025 В современном мире остро стоит задача поиска экологически безопасных материалов, которые способны заменить пластик и другие вредные для природы вещества. Украинские ученые из Херсонского государственного аграрного университета (ХГАУ) сделали важное открытие, создав уникальный биопластик на основе обычных грибов. Этот материал может значительно изменить подход к производству строительных и изоляционных материалов. Изначально исследователи ставили задачу повысить эффективность выращивания вешенок, используя необычный субстрат - смесь соломы и шелухи подсолнечника. Однако спустя всего две недели произошло неожиданное превращение: мицелий полностью преобразовал субстрат в твердый, но при этом легкий материал. По описанию ученых, этот продукт напоминал по своей структуре папье-маше или пенопласт. Доцент кафедры технологии переработки сельхозпродукции ХГАУ Игорь Чернышев вспоминает, что материал оказался очень плотным, при этом удивительно легким на ощупь, что сразу вызвало интерес у команды. Сначала его воспринимали как побочный продукт, но позже осознали огромный потенциал данного открытия. Этот экопластик, несмотря на свою легкость, демонстрирует высокую прочность и может успешно заменить традиционные материалы, которые сейчас широко используются в строительстве. Максим Левченко, также доцент кафедры, объясняет, что ученые уже начали формировать из этого материала плитки, которые могут применяться для фасадных работ. По сути, природа сама создает материал, а роль человека заключается лишь в придании ему нужной формы, что открывает широкие возможности для промышленного производства. Область применения нового биопластика оказывается весьма разнообразной. Игорь Чернышев отмечает, что из этого материала можно создавать теплоизоляционные панели, декоративные покрытия и даже конструкции, защищающие от ветра. Кроме того, в перспективе он может служить источником топлива, что делает его еще более универсальным и экологичным решением. Это открытие знаменует собой важный шаг в направлении устойчивого развития, позволяя одновременно решать проблему отходов сельского хозяйства и снижать нагрузку на окружающую среду за счет уменьшения использования синтетических и трудноразлагаемых материалов.

Другие интересные новости:

▪ Похудеть можно в горах

▪ Волосатые микросхемы

▪ Бабочки летают не хуже птиц

▪ Робот предвидит действия человека

▪ Пузырьковый душ

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Акустические системы. Подборка статей

▪ статья Классификация основных форм деятельности человека. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ В чем характерные черты Средневекового городского ремесла? Подробный ответ

▪ статья Фимоз. Медицинская помощь

▪ статья Устройство контроля двери. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Выпрямитель для питания усилителя ЗЧ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025