Voltímetro multicanal

Hoje vou analisar um dispositivo um tanto fora do comum. Para ser sincero, nem sei qual seria o título mais adequado para esta análise, já que o aparelho não é apenas um voltímetro, mas, neste caso, acho que essa é sua função principal.
A análise não será muito longa, em parte por causa das características específicas do aparelho e em parte porque não há muito o que dizer sobre ele.


Há pouco tempo publiquei uma análise da placa de fonte de alimentação ajustável de 80 V e da carga eletrônica. O voltímetro também será usado junto com elas, como parte de um testador multicanal de baterias.

Curiosamente, já tenho uma análise de um produto não só do mesmo vendedor/fabricante, mas até da mesma página. Naquela ocasião, era o controlador Sousim para carga eletrônica. Ele funciona bem e uso de vez em quando. Desta vez, precisei de um voltímetro multicanal e me lembrei deste anúncio.

Por incrível que pareça, ele chegou do intermediário sem o pacote de sempre.


Mas essa embalagem foi algo inédito para mim. Claro, agradeço ao intermediário por ter se preocupado com a integridade do produto, mas uma caixa dentro de outra caixa é um tanto... original, especialmente considerando que o frete é cobrado pelo peso da encomenda.
Até gravei um vídeo abrindo a embalagem, mas, como ele tem uma relação bem indireta com a análise, deixo abaixo do spoiler.


Além da própria placa do medidor, precisei de mais quatro coisas:
1. Gabinete
2. Sensor de temperatura
3. Shunt de corrente
4. Módulo Bluetooth

Não comprei os dois últimos itens no Taobao, porque o shunt custa menos por aqui e eu já tinha um módulo Bluetooth — na verdade, mais de um.
Mas, por causa das particularidades do pedido em uma única página do intermediário que usei, tive que fazer pedidos em páginas diferentes dos produtos. Às vezes não dá para pedir vários lotes na mesma página: o cálculo sai errado, uma peculiaridade do yoybue.

No fim, o vendedor entendeu por conta própria, sem que eu precisasse explicar nada, que eu pretendia usar tudo junto, e recebi o medidor no gabinete, com o sensor de temperatura já soldado :)


Mas também houve alguns problemas: parece que os conectores com fios para ligar às baterias não vêm no kit ou esqueceram de colocá-los. :(


Um pouco sobre o kit e seus componentes.
Primeiro, o gabinete, que custa cerca de 2.2 dólares — link.
A placa fica instalada bem apertada; depois de tirar os quatro parafusos, mal consegui removê-la.


É um gabinete para montagem em painel, ou seja, instalado no painel do equipamento. Da outra vez não comprei um desse tipo, mas, neste caso, é exatamente o que preciso, e a montagem também fica bem mais fácil.
As dimensões de montagem do gabinete são 92kh64mm


Na parte frontal há um display LCD matricial relativamente grande, com iluminação de fundo.


À direita ficam três botões de controle, como da outra vez, mas não há LED, embora exista espaço para ele no gabinete.
O display está alinhado, mas dá a impressão de que os furos de fixação foram feitos no lugar errado: os pinos ficam meio de lado.


O segundo item adicional é o sensor de temperatura, que custa 1.76 dólar — link
Gostei do sensor de temperatura: ele é relativamente grande, tem corpo metálico e o cabo é flexível. Tem dois metros de comprimento.


Da outra vez, reclamei que a placa estava vazia; desta vez, há claramente mais componentes. Como encomendei a versão do medidor com 24 canais, estão soldados três conectores de oito pinos, três multiplexadores e três DACs.


O vendedor oferece duas opções de alimentação: 35-200V e 6-35V. Desta vez, a ideia era alimentar o medidor pela mesma fonte de alimentação do conversor DC-DC ajustável, ou seja, com cerca de 90-95 V, então escolhi a opção 35-200V.
Como da outra vez, vale destacar a grande vantagem de a alimentação do instrumento ser galvanicamente isolada, o que facilita a conexão ao shunt.


Os 24 canais são divididos em três grupos de 8. Cada grupo é atendido por um multiplexador 74HC4051 e um ADC de 18 bits — MCP3421. Isso provavelmente foi feito para acelerar o processo de medição, já que o ADC não é muito rápido.


1. Há mais um ADC ao lado do conector de alimentação; os contatos para conexão ao shunt de corrente também ficam ali, assim como o chip EEPROM.
2. Pelo que parece, é usada uma placa universal, projetada para conectar vários periféricos, incluindo dois sensores de temperatura, GPS, display TFT etc.
3. Em uma das extremidades há pads para conectar entradas adicionais, um computador e um teclado externo.
4. Como eu pretendia conectar um módulo Bluetooth, soldei um conector de quatro pinos antes de instalar a placa no gabinete.


Além disso, precisei comprar:
1. Um metro de cabo flat com 10 fios. Claro que 8 fios seria o ideal, mas não havia. — link
2. Alguns conectores e os respectivos contatos — link
3. Shunt de 10 A e 75 mV. — link


1, 2. Como já escrevi, dá para comprar o shunt do mesmo vendedor no Taobao, mas descobri que por aqui ele custa até menos.
Não tive problemas com a qualidade, mas a resistência está um pouco acima do especificado. Para obter 75 mV com uma corrente de 10 A, o shunt deveria ter resistência de 7.5 mΩ; na prática, ela é bem maior: 7.72 mΩ. A diferença é de 2.9%, embora a classe 0.5 indique 0.5%.
3, 4. Também fiz besteira com o cabo flat: em vez do fio rígido de um só condutor que costumo usar, comprei um cabo de condutores rígidos. No fim, embora tenha uma seção um pouco maior (26 AWG contra 28) e seja bem rígido. Mas, em parte, também me deixei levar pelo fato de o passo ser de 2,54 mm e, em teoria, ser fácil de preparar para um conector de 2,5 mm.


Mas vamos ao medidor em si.
1. Ao ligar, por algum tempo aparece esta tela inicial simpática, que também informa a data de desenvolvimento desta versão.
2. Em seguida, o aparelho entra no modo de medição.
3. Uma visualização alternativa da tela, sobre a qual vou falar mais tarde. O botão do meio controla a iluminação de fundo e, se mantido pressionado, zera o contador de Ah.
4. Encontrei no menu a opção de mudar para inglês, então o restante da descrição será feito com a interface em inglês.


Primeiro, o menu de controle e uma breve descrição de algumas opções que consegui entender. Para entrar no menu, mantenha o botão superior pressionado por cerca de 8-10 segundos; ao soltá-lo, o modo de configuração será ativado.
1. Tensão mínima de limiar. Pelo que entendi, apenas acende um LED que não existe.
2. Igual ao item 1, mas para o limiar máximo.
3. Velocidade de comunicação ao conectar ao computador, de 2400 no mínimo a 115200 no máximo.
4, 5. Seleção do tipo de shunt. Infelizmente, o ajuste deste aparelho é grosseiro, em incrementos de 1 A, e, além disso, não há calibração precisa como havia no controlador de carga.
6. Ajuste do tempo para desligar (?) alguma coisa; não é usado aqui.
7, 8. Seleção da faixa máxima de medição de tensão.
9. Mais um ajuste de tempo; também não entendi para que serve.


1, 2. Uma configuração estranha da saída para o computador: 485 ou TXT. Não consigo entender como uma coisa se relaciona com a outra.
3. Seleção do número da porta para a interface 485.
4. Definição da capacidade da bateria conectada para exibir o indicador de carga. Não mexa nisso de jeito nenhum! Tentei ativar e agora não consigo voltar para 0 Ah. A sequência de valores é: 13.1, 13.0, 12.9, 7.2, 7.1, 7.0, 6.9, 6.8, #6722Ah.
5, 6. Seleção da quantidade de entradas medidas: 1/8/16/24/32, o que sugere a possibilidade de ampliar por conta própria o número de entradas.


Para os próximos testes, preciso de uma das baterias de teste; neste caso, é uma Samsung 10S2P.


Como a bateria tem apenas dois fios de conexão por fora, removemos o tubo termorretrátil.


Dentro há uma placa de proteção com um borne. Pretendo fazer um adaptador universal para diferentes tipos de bateria, para facilitar a conexão.


O conector tem 11 contatos. O primeiro é o fio preto, que é o comum; depois vêm o positivo da primeira célula, o positivo da segunda e assim por diante até a décima, cujo positivo é identificado pelo fio vermelho. Muito claro e prático.


Mas, antes dos testes, algumas palavras sobre a indicação. Há quatro modos de exibição:
1. Tensão "crescente", ativada por padrão. Primeiro é exibida a tensão da primeira célula, depois 1+2, 1+2+3 e assim por diante.
2. Tensão de cada célula separadamente. Ativada ao pressionar o botão inferior.
3. Ao pressionar o botão superior, o formato de exibição muda. Aqui aparecem a tensão total do conjunto, a corrente, a temperatura e a capacidade.
4. Se, neste modo, você pressionar o botão inferior, a linha de baixo mostrará as tensões mínima e máxima do conjunto.


Ao mudar a quantidade de entradas, também muda a visualização na primeira tela.
1. - 8 células
2. - 16 células. Neste modo, os números das tensões ficam pequenos, mas são exibidas informações da segunda tela: tensão, corrente, capacidade e potência. Não encontrei este último item nos outros modos de exibição.
3. - 32 células. Aqui tudo fica bem pequeno, infelizmente.
4. Aqui defini a capacidade da bateria acima de zero. O ícone da bateria mostra a porcentagem da capacidade e uma representação gráfica pelo preenchimento do ícone. E agora, na prática, não consigo desativar esse ícone.


O mais complicado nesse tipo de conexão é não provocar um curto-circuito por acidente, porque a corrente de curto-circuito será considerável e não há nenhuma proteção: a conexão é feita antes dela. Alimentei todo o conjunto com minha fonte de alimentação ajustável.


A conexão foi feita de acordo com o esquema da página do produto. Lá também há uma versão com 32 entradas; a diferença é um conector adicional.


Conectei e não queimei nada — e, além disso, tudo funciona :)


O medidor liga com tensão acima de 33-34 V, consumindo cerca de 15 mA. À medida que a tensão aumenta, a corrente cai e, a 60 V, fica em apenas 5 mA.


O medidor de corrente funciona com as duas polaridades de conexão. Inicialmente, conectei conforme o esquema da página do produto e, ao tentar carregar a bateria, a corrente aparecia como negativa. Simplesmente inverti os fios do shunt ali mesmo, e a corrente passou a ser positiva.
Da mesma forma, a capacidade em Ah também pode assumir valores positivos e negativos.


1. Em vazio, a corrente aparece como -10-20 mA com a fonte conectada, mas, se a tensão estiver abaixo da tensão da bateria, fica em torno de -30 mA.
2. Se aumentar um pouco a tensão na saída da fonte, o carregamento começa e, consequentemente, a corrente fica positiva — embora maior que a real.
3, 4. A corrente está mais de 1% acima do valor real: em vez de 1,01 e 2,02, obtive 1,03 e 2,07. Parte da diferença se deve ao shunt, cuja resistência é maior, e parte ao ajuste bastante grosseiro e à falta de calibração. Pelo menos, não consegui encontrar um modo para calibrar o medidor de corrente; por isso, só dá para fazer isso alterando o próprio shunt.


Já com a tensão, está tudo ótimo.
1, 2. Ao medir a tensão de cada bateria, a diferença oscilava em torno de +1-2 dígitos menos significativos; à esquerda, o melhor resultado, à direita, o pior.
3, 4. A medição da tensão total foi mais ou menos igual: o mínimo foi +4 dígitos e o máximo, +7.


Tirando alguns problemas no software, tudo ia razoavelmente bem até eu resolver tentar conectar ao computador. Como mencionei acima, o vendedor oferece uma versão com adaptador Bluetooth; na página do produto também há a opção de um adaptador de interface 485, mas eu pretendia conectá-los por conta própria.
A ideia era que aparecesse uma janela como esta no programa. Dá para baixá-lo aqui.


O programa também permite exportar os dados para o Excel e, assim, gerar um gráfico da tensão de cada bateria do conjunto.


Conectei usando um adaptador RS232 TTL-USB, mas só apareceu esta janelinha.
A conexão supostamente era estabelecida, mas os dados não eram transmitidos. Além disso, se eu clicasse duas vezes em qualquer um dos cinco botões da direita (os dois primeiros são para conectar/desconectar), o software travava. Com um único clique, e depois tentando conectar/desconectar, simplesmente nada acontecia.
Além disso, por causa de problemas na exibição do idioma chinês, a janela ficou com uma aparência meio estranha.


Depois de não conseguir conectar por cabo, peguei o adaptador Bluetooth e tentei com ele. Também baixei o APK na página do fabricante.
A página mostra como a conexão deveria aparecer. No meu caso, era mais ou menos assim; só o nome do adaptador era diferente.
Clicamos em um dos botões e aparece a lista de dispositivos Bluetooth.


Depois disso, a conexão é estabelecida e os dados do dispositivo deveriam aparecer imediatamente.


Também apareceu uma janela parecida para mim, mas, em vez de 24 baterias, eram exibidas 32, e os valores não tinham nada a ver com a realidade. Parecia que eu estava vendo algum tipo de "tela de demonstração".
Tentei várias configurações: modo 485 e TXT, velocidades de 115200, 9600, 4800 e 2400, e inverti RX e TX (vai saber como fizeram a ligação). Também testei dois adaptadores diferentes. Um não funcionava direito, mas o outro indicava claramente, ao conectar pelo software, que a conexão havia sido estabelecida.


Mas, infelizmente, não adiantou. O próprio software diz que está tudo certo e que há conexão. Mas, pelo visto, ele se refere à conexão com o adaptador Bluetooth, e não com o dispositivo em si.


Versão em vídeo da análise


Acho que por enquanto posso encerrar por aqui. Posso dizer que gostei do hardware do aparelho: o circuito é simples e oferece uma precisão razoável na medição da tensão, que era justamente o que eu precisava. Com a corrente há algumas dificuldades, mas dá para corrigir um pouco ajustando o shunt.

Do ponto de vista do software, porém, a situação está longe de ser tão boa. Para começar, há problemas na configuração do dispositivo: às vezes é difícil selecionar o valor desejado. Por exemplo, ao alterar a tensão limite da bateria, eu conseguia definir 3,71, 3,72, 3,73 V, mas o próximo passo era 4,56, 4,57 etc. E não bastasse isso, só consegui voltar ao valor inicial de 3,7 depois de definir uma tensão bem abaixo da necessária e então aumentá-la novamente; caso contrário, depois de 4,56, obtinha 3,65.

Enfim, ainda há muito trabalho a fazer no software, mas, no geral, isso nem é tão importante para mim. Muito pior é não ter conseguido conectar o aparelho ao computador. Tudo bem que o software está apenas em chinês; há poucos itens no menu, dá para relevar. Mas ele simplesmente não funciona. Vou tentar escrever para o vendedor; talvez ele possa ajudar ou explicar como estabelecer a conexão. Mas isso fica para uma das próximas análises, dedicadas ao processo de montagem do testador de baterias.


Esta análise foi patrocinada pelo intermediário yoybuy.com, que se encarregou do pagamento do frete.
O custo total do kit, incluindo o frete até o intermediário, foi de $34.22. O kit pesa 159 gramas. O custo do frete do intermediário depende de vários fatores, como a quantidade e a presença de outros produtos no pedido.