Wielokanałowy woltomierz

Dziś recenzuję dość nietypowe urządzenie. Szczerze mówiąc, nawet nie wiem, jak poprawnie zatytułować tę recenzję, bo urządzenie to nie tylko woltomierz, choć chyba właśnie ta funkcja jest dla mnie w tym przypadku najważniejsza.
Recenzja nie będzie zbyt długa, częściowo ze względu na specyfikę urządzenia, a częściowo dlatego, że niewiele można o nim napisać.


Niedawno opublikowałem recenzję płytki regulowanego zasilacza 80 V i obciążenia elektronicznego. Woltomierz będzie używany razem z nimi, jako część wielokanałowego testera akumulatorów.

Co ciekawe, mam już recenzję produktu nie tylko od tego samego sprzedawcy/producenta, ale nawet z tej samej strony. Wtedy był to sterownik obciążenia elektronicznego Sousim. Działa prawidłowo i od czasu do czasu z niego korzystam. Tym razem potrzebowałem wielokanałowego woltomierza, więc przypomniałem sobie o tej ofercie.

Co dziwne, przesyłka od pośrednika dotarła bez zwykłej foliowej koperty.


Ale takie opakowanie widzę naprawdę po raz pierwszy. Oczywiście dziękuję pośrednikowi za zadbanie o bezpieczeństwo towaru, ale pudełko w pudełku to dość... oryginalne rozwiązanie, zwłaszcza że koszt dostawy zależy od wagi przesyłki.
Nagrałem nawet film z rozpakowywania, ale ponieważ ma on tylko luźny związek z recenzją, umieszczam go pod spoilerem.


Oprócz samej płytki miernika potrzebowałem jeszcze czterech rzeczy:
1. Obudowy
2. Czujnika temperatury
3. Bocznik pomiarowy
4. Modułu Bluetooth

Dwóch ostatnich pozycji nie kupowałem na Taobao, bo bocznik można u nas dostać taniej, a moduł Bluetooth już miałem, i to niejeden.
Ze względu na specyfikę zamówień u pośrednika, z którego usług korzystałem, musiałem jednak składać zamówienia na różnych stronach produktów. Czasem nie da się zamówić kilku sztuk z jednej strony, bo system źle je zlicza — taka przypadłość yoybue.

Ostatecznie sprzedawca bez żadnych pytań sam się domyślił, że zamierzam używać tych elementów razem, i dostałem miernik w obudowie, z przylutowanym czujnikiem temperatury :)


Nie obyło się jednak bez problemów: okazało się, że w zestawie nie ma przewodów z wtyczkami do podłączenia akumulatorów albo po prostu zapomniano ich dołączyć. :(


Kilka słów o zestawie i jego elementach.
Zacznijmy od obudowy. Kosztuje około 2.2 dolara — link.
Płytka jest osadzona bardzo ciasno. Po odkręceniu czterech wkrętów ledwo udało mi się ją wydłubać.


To obudowa tablicowa, czyli przeznaczona do montażu na panelu urządzenia. Poprzednio nie zdecydowałem się na taką obudowę, ale tym razem właśnie takiej potrzebowałem, a montaż jest znacznie prostszy.
Wymiary montażowe obudowy: 92х64mm


Z przodu znajduje się dość duży matrycowy wyświetlacz LCD z podświetleniem.


Po prawej są trzy przyciski sterujące, tak jak poprzednio, ale tym razem nie ma diody LED, choć w obudowie przewidziano na nią miejsce.
Wyświetlacz jest zamontowany równo, ale wygląda na to, że otwory montażowe wykonano nieprawidłowo — kołki są jakoś przekrzywione.


Drugim dodatkiem jest czujnik temperatury, który kosztuje 1.76 dolara — link
Czujnik mi się spodobał: jest dość duży, ma metalową obudowę i miękki przewód o długości dwóch metrów.


Poprzednio narzekałem, że płytka jest pusta. Tym razem elementów jest wyraźnie więcej. Zamówiłem miernik w wersji 24-kanałowej, więc zamontowano trzy ośmiopinowe złącza, trzy multipleksery i trzy przetworniki DAC.


Sprzedawca oferuje do wyboru dwa warianty zasilania: 35-200V i 6-35V. Tym razem miernik miał być zasilany z tego samego zasilacza co regulowana przetwornica DC-DC, czyli napięciem około 90-95 V, dlatego wybrałem wariant 35-200V.
Tak jak poprzednio, warto podkreślić, że zasilanie miernika jest odizolowane galwanicznie, dzięki czemu łatwiej podłączyć go do bocznika.


24 kanały podzielono na trzy grupy po 8. Każdą ósemkę obsługuje jeden multiplekser 74HC4051 i 18-bitowy przetwornik ADC — MCP3421. Najpewniej zrobiono tak, żeby przyspieszyć pomiary, bo przetwornik ADC nie działa zbyt szybko.


1. Obok złącza zasilania znajduje się jeszcze jeden przetwornik ADC. Wyprowadzono tam również styki do podłączenia bocznika prądowego, a obok umieszczono pamięć EEPROM.
2. Wygląda na to, że zastosowano uniwersalną płytkę, przystosowaną do podłączenia różnych urządzeń peryferyjnych, między innymi dwóch czujników temperatury, GPS, wyświetlacza TFT itp.
3. Na jednym z boków wyprowadzono pola lutownicze do podłączenia dodatkowych wejść, komputera i zewnętrznej klawiatury.
4. Ponieważ planowałem podłączyć moduł Bluetooth, przed zamontowaniem płytki w obudowie przylutowałem czteropinowe złącze.


Poza tym musiałem dokupić:
1. Metr taśmy przewodowej 10-żyłowej. Oczywiście lepsza byłaby 8-żyłowa, ale takiej nie było. — link
2. Kilka złączy i styków do nich — link
3. Bocznik 10 A, 75 mV. — link


1, 2. Jak już pisałem, bocznik można kupić u tego samego sprzedawcy na Taobao, ale okazało się, że lokalnie jest nawet tańszy.
Nie mam zastrzeżeń do jakości, ale rezystancja jest nieco zawyżona. Aby uzyskać 75 mV przy prądzie 10 A, bocznik powinien mieć rezystancję 7.5 mΩ, a w rzeczywistości jest ona wyraźnie większa i wynosi 7.72 mΩ. Różnica to 2.9%, choć klasa 0.5 zakłada 0.5%.
3, 4. Z taśmą też dałem ciała: zamiast zwykłej taśmy z linkami kupiłem taką z pojedynczymi drutami. Ma wprawdzie nieco większy przekrój (26 AWG zamiast 28) i jest całkiem sztywna. Ale częściowo skusił mnie też rozstaw 2,54 mm, bo teoretycznie przewód można było wygodnie przygotować do złącza 2,5 mm.


Przejdźmy jednak do samego miernika.
1. Po włączeniu przez chwilę będzie na nas patrzeć taka sympatyczna plansza powitalna, na której podano również datę opracowania tej wersji.
2. Następnie urządzenie przechodzi w tryb pomiaru.
3. Alternatywny widok ekranu, o którym opowiem później. Środkowy przycisk steruje podświetleniem, a przy dłuższym przytrzymaniu zeruje licznik Ah.
4. W menu znalazłem możliwość przełączenia języka na angielski, dlatego dalszy opis będzie dotyczył już anglojęzycznego interfejsu.


Najpierw menu sterowania i krótki opis kilku pozycji, które udało mi się zrozumieć. Do menu wchodzi się, przytrzymując górny przycisk przez około 8-10 sekund. Po jego zwolnieniu włącza się tryb ustawień.
1. Minimalne napięcie progowe. O ile dobrze rozumiem, po prostu włącza diodę LED, której tu nie ma
2. Podobnie jak w punkcie 1, ale chodzi o maksymalne napięcie progowe.
3. Szybkość transmisji danych po podłączeniu do komputera, od 2400 do 115200.
4, 5. Wybór typu bocznika. Niestety ustawienia tego urządzenia są dość zgrubne, skok wynosi 1 A, a do tego brakuje dokładnej kalibracji, którą miał kontroler obciążenia.
6. Ustawienie czasu wyłączenia (?) czegoś, tutaj nie jest używane.
7, 8. Wybór maksymalnego zakresu pomiaru napięcia.
9. Jeszcze jedno ustawienie czasu, również nie wiem, do czego służy.


1, 2. Dziwne ustawienie wyjścia do komputera: 485 albo TXT. Jakoś jedno nie pasuje mi do drugiego.
3. Wybór numeru portu dla interfejsu 485.
4. Ustawienie pojemności podłączanego akumulatora, która będzie wyświetlana na wskaźniku naładowania. Pod żadnym pozorem tego nie ruszajcie! Spróbowałem włączyć tę funkcję i teraz nie mogę ponownie ustawić 0 Ah. Wartości przełączają się kolejno: 13.1, 13.0, 12.9, 7.2, 7.1, 7.0, 6.9, 6.8, #6722Ah.
5, 6. Wybór liczby mierzonych wejść: 1/8/16/24/32, co sugeruje możliwość samodzielnego zwiększenia liczby wejść.


Do dalszych eksperymentów potrzebuję jednego z akumulatorów testowych. W tym przypadku będzie to Samsung 10S2P.


Ponieważ na zewnątrz akumulator ma tylko dwa przewody, zdejmujemy koszulkę termokurczliwą.


W środku znajduje się płytka zabezpieczająca z listwą zaciskową. Planuję zrobić uniwersalny adapter do różnych typów akumulatorów, żeby wygodniej je podłączać.


Złącze ma 11 styków. Pierwszy przewód jest czarny i stanowi masę, następnie mamy plus pierwszego ogniwa, plus drugiego i tak dalej aż do dziesiątego, którego plus oznaczono czerwonym przewodem. Bardzo czytelne i wygodne rozwiązanie.


Zanim przejdziemy do testów, kilka słów o wskazaniach. Dostępne są cztery tryby wyświetlania:
1. Napięcie „narastająco”. Tryb włącza się domyślnie: najpierw wyświetlane jest napięcie pierwszego ogniwa, potem 1+2, 1+2+3 itd.
2. Napięcie każdego ogniwa osobno. Tryb włącza się przyciskiem dolnym.
3. Naciśnięcie górnego przycisku zmienia format wyświetlania. Widać tu sumaryczne napięcie pakietu, prąd, temperaturę i pojemność.
4. Jeśli w tym trybie naciśniemy dolny przycisk, dolny wiersz będzie wyświetlał minimalne i maksymalne napięcie pakietu.


Zmiana liczby wejść zmienia również widok pierwszego ekranu.
1. - 8 ogniw
2. - 16 ogniw. W tym trybie wartości napięcia są małe, ale wyświetlane są informacje z drugiego ekranu: napięcie, prąd, pojemność i moc. Nie znalazłem tej ostatniej pozycji w pozostałych wariantach wyświetlania.
3. - 32 ogniwa. Tutaj wszystko robi się już dość małe, niestety.
4. A tutaj ustawiłem pojemność akumulatora na wartość większą od zera. Ikona baterii pokazuje procent pojemności oraz graficzny wskaźnik w postaci wypełnienia ikony. I teraz, rzecz jasna, nie mogę jej wyłączyć.


Najtrudniejsze przy takim podłączeniu jest to, żeby przypadkiem niczego nie zewrzeć, bo prąd zwarciowy będzie spory, a żadnego zabezpieczenia nie ma — podłączamy się przed nim. Całą konstrukcję zasilałem z mojego regulowanego zasilacza laboratoryjnego.


Podłączenie wykonuje się zgodnie ze schematem ze strony produktu. Jest tam również wariant z 32 wejściami, różniący się dodatkowym złączem.


Podłączyłem i nawet niczego nie spaliłem, a co więcej, wszystko działa :)


Miernik uruchamia się przy napięciu powyżej 33-34 V i pobiera wtedy około 15 mA. Wraz ze wzrostem napięcia prąd maleje, a przy 60 V wynosi zaledwie 5 mA.


Miernik prądu może pracować przy obu kierunkach podłączenia. Początkowo podłączyłem go zgodnie ze schematem ze strony produktu i przy próbie ładowania akumulatora prąd był wyświetlany jako ujemny. Po prostu zamieniłem przewody przy boczniku i prąd stał się dodatni.
Pojemność w Ah również może więc przyjmować wartości dodatnie i ujemne.


1. Bez obciążenia prąd jest wyświetlany jako -10-20 mA przy podłączonym zasilaczu, ale gdy jego napięcie jest niższe od napięcia akumulatora, wskazanie wynosi około -30 mA.
2. Jeśli podniesiemy napięcie wyjściowe zasilacza, rozpoczyna się ładowanie i prąd staje się dodatni, choć jego wartość jest zawyżona.
3, 4. Wskazanie prądu jest zawyżone o ponad 1%: zamiast 1,01 i 2,02 otrzymałem 1,03 i 2,07. Częściowo wynika to z bocznika o większej rezystancji, a częściowo z dość zgrubnej regulacji i braku kalibracji. Przynajmniej nie udało mi się znaleźć trybu, w którym można skalibrować miernik prądu, więc można to zrobić tylko przez ingerencję w sam bocznik.


Za to pomiar napięcia wypada świetnie.
1, 2. Przy pomiarze napięcia na każdym akumulatorze różnica wahała się o około +1-2 ostatnie cyfry; po lewej najlepszy, po prawej najgorszy wynik.
3, 4. Z pomiarem napięcia całego zestawu jest podobnie: minimum wynosiło +4 cyfry, a maksimum +7 cyfr.


Poza kilkoma niedoróbkami w oprogramowaniu wszystko szło całkiem nieźle, dopóki nie postanowiłem spróbować połączenia z komputerem. Wspominałem wyżej, że sprzedawca oferuje wariant z adapterem Bluetooth. Na stronie produktu można też wybrać adapter interfejsu 485, ale planowałem podłączyć je samodzielnie.
Zgodnie z moimi założeniami powinno pojawić się takie okno programu. Można go pobrać tutaj.


Program pozwala eksportować dane do Excela, a następnie sporządzić wykres napięcia każdego akumulatora w zestawie.


Podłączyłem urządzenie przez adapter RS232 TTL-USB, ale zobaczyłem tylko takie okno.
Połączenie rzekomo było nawiązane, ale dane nie były przesyłane. Co więcej, dwukrotne kliknięcie dowolnego z pięciu przycisków po prawej (dwa pierwsze służą do łączenia i rozłączania) powodowało zawieszenie programu. Pojedyncze kliknięcie, a potem próba połączenia lub rozłączenia, nie dawały żadnego efektu.
Do tego problemy z wyświetlaniem chińskich znaków sprawiały, że okno wyglądało dość dziwnie.


Po nieudanej próbie połączenia przewodowego wziąłem adapter Bluetooth i spróbowałem z nim. Pobrałem też plik APK z odpowiedniej strony producenta.
Na stronie pokazano, jak powinno wyglądać połączenie. U mnie wyglądało mniej więcej tak samo, różniła się tylko nazwa adaptera.
Klikamy jeden z przycisków i pojawia się lista urządzeń Bluetooth.


Po nawiązaniu połączenia powinny od razu wyświetlić się dane z urządzenia.


U mnie również pojawiało się podobne okno, ale zamiast 24 akumulatorów wyświetlało 32, a same wartości nie miały nic wspólnego z rzeczywistością. Wyglądało to tak, jakbym zobaczył jakąś „zaślepkę”.
Próbowałem różnych ustawień: trybu 485 i TXT, prędkości 115200, 9600, 4800 i 2400, zamieniałem miejscami RX i TX (kto wie, jak to tam podłączyli). Próbowałem nawet dwóch różnych adapterów. Jeden nie chciał działać poprawnie, ale drugi po połączeniu z poziomu programu wyraźnie sygnalizował, że połączenie zostało nawiązane.


Niestety, bez skutku, choć sam program informuje, że wszystko jest w porządku i połączenie działa. Najwyraźniej chodzi jednak o połączenie z adapterem Bluetooth, a nie z urządzeniem docelowym.


Wideo z recenzją


Na tym chyba na razie można zakończyć. Mogę powiedzieć, że od strony sprzętowej urządzenie mi się spodobało. Układ jest prosty i zapewnia całkiem dobrą dokładność pomiaru napięcia, a właśnie na tym mi zależało. Z pomiarem prądu są pewne problemy, ale można je nieco skorygować, regulując bocznik.

Od strony oprogramowania sytuacja wygląda znacznie gorzej. Na początek problemy z konfiguracją urządzenia: czasem trudno ustawić żądaną wartość. Na przykład przy zmianie napięcia progowego akumulatora mogłem ustawić 3,71, 3,72, 3,73 V, ale następny krok to już 4,56, 4,57 itd. Mało tego, udało mi się wrócić do początkowych 3,7 dopiero po ustawieniu napięcia znacznie poniżej wymaganej wartości i ponownym jego podniesieniu. W przeciwnym razie po 4,56 dostawałem 3,65.

Krótko mówiąc, oprogramowanie wymaga jeszcze mnóstwa pracy. Ale tak naprawdę nawet to nie jest dla mnie aż tak ważne — znacznie gorzej, że nie udało się połączyć urządzenia z komputerem. Mniejsza o to, że oprogramowanie jest tylko po chińsku; opcji nie ma wiele, da się z tym żyć. Problem w tym, że w ogóle nie działa. Spróbuję napisać do sprzedawcy — może coś pomoże albo wyjaśni, jak nawiązać połączenie. O tym jednak napiszę w jednej z kolejnych recenzji poświęconych budowie testera akumulatorów.


Sponsorem tej recenzji jest pośrednik yoybuy.com, który pokrył koszty wysyłki.
Łączny koszt zestawu wraz z dostawą do pośrednika wyniósł 34,22 USD, a jego waga to 159 g. Koszt wysyłki od pośrednika zależy od różnych czynników, na przykład liczby produktów oraz tego, czy w zamówieniu są też inne towary.