Miniaturowy, wielofunkcyjny miernik do różnych projektów DIY

Mniej więcej w marcu czytelnicy podrzucili mi link do całkiem interesującego produktu. A ponieważ to coś z mojej branży, zamówiłem go do recenzji — jak to mówią, żeby samemu sprawdzić i pokazać innym.

Różnego rodzaju mierniki stanowią dość dużą część produktów kupowanych przez krótkofalowców, zwłaszcza początkujących, więc mam nadzieję, że ta recenzja przyda się bardziej im niż doświadczonym kolegom.
Często podrzucacie mi różne linki i w miarę możliwości staram się testować takie rzeczy, dlatego wszelkie nowości są mile widziane :)

A teraz możemy przejść do recenzji.
Urządzenie przyszło w malutkim pudełku. Na początku nawet nie zorientowałem się, co to jest, dopiero później zauważyłem na pudełku napis 33V 3A.
W zestawie było samo urządzenie z podłączonymi przewodami oraz instrukcja.


Deklarowane parametry techniczne urządzenia są następujące:
Zakres pomiaru napięcia: DC 0-33V
Zakres pomiaru prądu: 0-3A
Zakres pomiaru mocy: 0-99W
Zakres pomiaru energii: 0-999.9Wh
Dokładność pomiaru napięcia: ±(0.3%+3 cyfry)
Dokładność pomiaru prądu: ±(0.8%+3 cyfry)
Dokładność pomiaru pojemności: 0-99.999Ah
Dokładność pomiaru czasu: 0-99h59min
Dokładność pomiaru temperatury: -15℃-60℃

Wymiary: 46 x 29 x 17mm
Długość przewodów: ok. 140mm

Kiedy już dostałem urządzenie i czytałem instrukcję, zauważyłem, że są jeszcze dwa ciekawsze warianty, i to za niemal tę samą cenę. Przynajmniej te wersje byłyby dla mnie bardziej przydatne.


Instrukcja jest dość szczegółowa.
Opisano w niej kilka sposobów podłączenia urządzenia.


Jest też pełny opis parametrów, niestety po angielsku.


Wymiary urządzenia są identyczne jak w przypadku popularnych woltomierzy i amperomierzy panelowych, więc nadaje się ono do zastąpienia obecnie stosowanych mierników.
Moim zdaniem to duży plus, bo można zwiększyć funkcjonalność urządzenia, po prostu wymieniając miernik. Myślę, że w razie potrzeby można nawet wyjąć elektronikę ze starej obudowy i włożyć nową.


Widok ogólny.
W zestawie były przewody do podłączenia. Ich jakość jest przeciętna, zresztą tak samo jak w przypadku wszystkich podobnych urządzeń — ani lepsza, ani gorsza.


Na płytce znajdują się dwa złącza.
Przez górne złącze doprowadza się zasilanie do urządzenia; wyprowadzono na nie również wejście pomiaru napięcia.
Dolne złącze służy do pomiaru prądu.
Nie ma żadnych elementów regulacyjnych, więc kalibracja jest najpewniej w całości programowa (o ile w ogóle jest).


Przy niemal lekkim ruchu ręki urządzenie rozdziela się na dwie części.
Zatrzaski trzymają dość mocno, a biorąc pod uwagę delikatny wyświetlacz, nie polecałbym rozbierać go bez potrzeby.


Po drugiej stronie płytki znajduje się tylko wyświetlacz i przycisk sterujący.


Wyświetlacz jest podłączony do płytki dość szeroką taśmą, a ponieważ obudowa jest standardowa, brakującą grubość uzupełniono niewielkim kawałkiem porowatej gumy.
To właśnie ta gumka chroni wyświetlacz przed uszkodzeniem — przy sztywnym mocowaniu łatwo byłoby go stłuc.


Do jakości montażu płytki drukowanej nie mam większych zastrzeżeń — jest dość starannie i czysto wykonana. U góry widać czujnik temperatury (byłoby znacznie wygodniej, gdyby również został wyprowadzony na przewodach). Zauważyłem też, że zamiast aluminiowego kondensatora w obwodzie zasilania zastosowano tantalowy, co moim zdaniem jest lepszym rozwiązaniem.


Kilka słów o „wnętrzu” urządzenia.
1. Jako bocznik prądowy zastosowano zwykły rezystor SMD o rezystancji 25 mΩ.
W wersjach przeznaczonych do pomiaru prądu 10 A znajduje się tu bocznik drutowy; obok widać otwory do jego przylutowania.
Niestety nie da się przerobić urządzenia na inną wersję, ponieważ wybór trybu pracy jest najpewniej zapisany w mikrokontrolerze.
2. Napięcie z bocznika trafia na wzmacniacz operacyjny LM358. To niezbyt dobre rozwiązanie, bo ten wzmacniacz nie wyróżnia się dobrymi parametrami przy pracy z bardzo małymi napięciami. Mogli przecież zastosować coś lepszego :(
3. Ze wzmacniacza operacyjnego napięcie trafia do mikrokontrolera 8s003f3p6. To zwykły, niedrogi mikrokontroler z 10-bitowym przetwornikiem ADC. Takie układy stosuje się w większości amperomierzy i woltomierzy. W zasadzie urządzenie jest zwykłym amperomierzem i woltomierzem, ale z rozszerzonymi funkcjami i innym typem wyświetlacza.
4. Cały układ jest zasilany z liniowego stabilizatora napięcia M5336B. Zabezpieczenie przed odwrotną polaryzacją zrealizowano za pomocą rezystora 15 Ω włączonego szeregowo na wejściu oraz diody podłączonej równolegle do wejścia stabilizatora. Czyli przy nieprawidłowym podłączeniu zasilania przepala się rezystor, ale urządzenie pozostaje całe.


Włączamy.
Tak, ekranik jest mały, a wyświetlanych informacji jest bardzo dużo. Dobrze chociaż, że wskaźniki napięcia i prądu są większe.
Mimo to wyświetlacz jest dość jasny i wyraźny.


A teraz o tym, co właściwie jest wyświetlane.
Lewa kolumna:
Czas pracy w godzinach i minutach; zeruje się po zaniku zasilania.
Moc — formalnie to po prostu zmierzone napięcie pomnożone przez zmierzony prąd.
Wskaźnik trybu pracy, ale o tym napiszę nieco później.
Temperatura — formalnie jest to temperatura urządzenia. Znacznie wygodniej byłoby wyprowadzić czujnik osobno, a najlepiej dodać układ sterowania wentylatorem.
Licznik amperogodzin.

Prawa kolumna:
Zmierzona wartość napięcia
Zmierzona wartość prądu
Licznik watogodzin.

A teraz o trybach pracy.
Na przednim panelu urządzenia znajduje się przycisk. Z instrukcji trudno wywnioskować, do czego służy, ale po wypróbowaniu urządzenia łatwo to zrozumieć, więc spróbuję wyjaśnić to prostszymi słowami.
Urządzenie ma liczniki amperogodzin i watogodzin, ale w rzeczywistości są dwie pary liczników.
Czyli uruchamiamy urządzenie w pierwszym trybie i zaczyna ono coś zliczać, na przykład pojemność ładowanego akumulatora. Jeśli chcemy sprawdzić pojemność drugiego akumulatora, naciskamy przycisk i przechodzimy do drugiego trybu — formalnie takiego samego, ale z drugą parą liczników.
Ładujemy drugi akumulator. Potem, naciskając przycisk, możemy sprawdzić wyniki pierwszego i drugiego pomiaru.
Dłuższe przytrzymanie zeruje odpowiednie liczniki. Czyli wyzerowane zostaną liczniki tego trybu, w którym przytrzymamy przycisk.

Mam nadzieję, że wyjaśniłem to jasno :) Krótko mówiąc — to wygodne.


Pierwsza próba.
Podajemy na miernik mierzone napięcie, a następnie podłączamy żarówkę jako obciążenie. Napięcie spadło na przewodach i połączeniach, więc na drugi wariant można nie zwracać uwagi.


A teraz można już przeprowadzić test w bardziej prawidłowy sposób.
Na początek sprawdziłem dokładność pomiaru napięcia. Wszystkie testy przeprowadzałem w najmniej optymalnym trybie, gdy miernik był zasilany z badanego obwodu. Właśnie dlatego maksymalne napięcie wynosiło 20 V, zgodnie z instrukcją.

Deklarowany maksymalny błąd wynosił 0,3% +3 cyfry. Miernik bez problemu zmieścił się w deklarowanym błędzie, i to z dużym zapasem, ponieważ zmierzone napięcie różniło się najwyżej o 3 ostatnie cyfry.
Miernik nieco zawyża wskazania, ale nawet w tym przypadku widać, że spełnia deklarowane parametry.


Przy sprawdzaniu dokładności pomiaru prądu czekała mnie mała „niespodzianka”.
Najpierw połączyłem końce przewodów ujemnych w jednym punkcie, ale wyniki pomiarów były jakoś wyraźnie zawyżone.
Potem, dla eksperymentu, podłączyłem obciążenie bezpośrednio do złącza, czyli prąd obciążenia nie płynął przez przewody miernika, a jedynie zasilał sam miernik.
Wyniki stały się wyraźnie lepsze.
Po lewej pierwszy wariant podłączenia, po prawej — drugi, w którym obciążenie jest podłączone bezpośrednio do złącza.


Ponieważ błąd najlepiej mierzyć przy maksymalnym prądzie, obliczę go właśnie dla tej wartości.
Deklarowany błąd wynosi 0.8% +3 cyfry. Przy prądzie 3 A będzie to — 3000х1.008+3=3.027 albo 2.973 w drugą stronę.
Oznacza to, że miernik będzie „w granicach tolerancji”, jeśli zmierzona wartość będzie różnić się od rzeczywistej najwyżej o 27 jednostek.
W pierwszym wariancie podłączenia różnica wyniosła u mnie 41 cyfr, a w drugim 26 cyfr.
Czyli w pierwszym wariancie miernik przekroczył dopuszczalny błąd, a w drugim jeszcze się w nim mieścił, choć ledwo. Myślę, że w razie potrzeby można to łatwo skorygować, ale moim zdaniem taka dokładność jest wystarczająca.


Na koniec sprawdziłem skrajne tryby pracy.
Najpierw podałem prąd 190 mA. Miernik wskazał 187 mA, co jest świetnym wynikiem, bo różnica mieści się w granicach trzech ostatnich cyfr.
Potem postanowiłem sprawdzić maksymalny prąd.
Przy prądzie 3.2-3.3 A miernik działa jeszcze prawidłowo, ale po przekroczeniu tej wartości zamiast wskazania prądu pojawiają się kreski.
Ciekawe jest jednak to, że miernik w rzeczywistości nadal wykonuje pomiar, co widać po wskazaniu mocy. Jeśli podzielimy obliczoną moc 33.47 W przez napięcie wejściowe 9.73 V, otrzymamy prąd 3.432 A, co w przybliżeniu odpowiada rzeczywistej wartości. Wygląda więc na to, że ograniczenie jest raczej programowe.



To chyba wszystko. Dzisiejszy opis jest bardzo krótki, ale nie sądzę, żeby mocno ucierpiała na tym jego wartość informacyjna.

Zalety
Niewielkie wymiary
Pełna zgodność wymiarów ze zwykłymi amperomierzami-woltomierzami
Dwa niezależne liczniki.
Zadowalająca dokładność pomiarów.
Możliwość pomiaru temperatury
Dostępne są wersje na większy prąd.

Wady
Mały wyświetlacz
Do wyprowadzenia czujnika temperatury potrzebna jest lutownica
Dokładność pomiaru prądu zależy od miejsca podłączenia obciążenia.

Moja opinia: urządzenie jest zdecydowanie interesujące. Dzięki niewielkim wymiarom pozwala rozszerzyć funkcjonalność istniejących urządzeń bez ich przerabiania. Jak pisałem w części poświęconej testom, występują problemy z dokładnością pomiaru prądu — zależy ona od tego, gdzie podłączymy obciążenie. Myślę jednak, że wyniki będą lepsze, jeśli urządzenie będzie zasilane niezależnie od mierzonych obwodów. Pokazałem też, że po podłączeniu obciążenia bliżej bocznika wszystko wraca do normy.
Miłym drobiazgiem są dwa niezależne liczniki Ah i Wh, ale rozczarowało mnie to, że wyprowadzenie czujnika temperatury nie jest zbyt wygodne, a pomiar temperatury obudowy urządzenia nie ma sensu.
Bardzo chciałbym mieć możliwość sterowania wentylatorem za pomocą tego samego czujnika temperatury, ale na razie takiej funkcji nie ma :(

To chyba wszystko. Mam nadzieję, że opis był przydatny. Jak zawsze czekam na pytania w komentarzach :)

Produkt udostępnił sklep na potrzeby przygotowania recenzji.