Мініатюрний багатофункціональний вимірювач для всіляких саморобок

Приблизно в березні читачі надіслали мені посилання на доволі цікавий товар. А оскільки товар для мене «профільний», я й замовив його на огляд, як то кажуть, — самому помацати й іншим показати.

Оскільки різноманітні вимірювачі становлять чималу частину товарів, які купують радіоаматори, особливо початківці, сподіваюся, що огляд буде кориснішим саме їм, а не досвідченим товаришам.
Мені часто надсилають різні посилання, і я намагаюся за можливості все випробовувати, тож різні новинки вітаються :)

А тепер можна перейти до огляду.
Прилад прибув у крихітній коробочці. Спочатку я навіть не зрозумів, що це взагалі таке, а потім побачив на коробці напис 33V 3A.
У комплекті були сам прилад із під’єднаними дротами та інструкція.


Заявлені технічні характеристики приладу такі:
Voltage measurement range: DC 0-33V
Current measurement range: 0-3A
Power measurement range: 0-99W
Energy measurement range: 0-999.9Wh
Voltage measurement accuracy: ±(0.3%+3digits)
Current measurement accuracy: ±(0.8%+3digits)
Capacity measurement accuracy: 0-99.999Ah
Time measurement accuracy: 0-99h59min
Temperature measurement accuracy: -15℃-60℃

Size: 46 x 29 x 17mm
Wire length: appro 140mm

Коли я вже отримав прилад і читав інструкцію, то побачив, що є два цікавіші варіанти приладу, причому майже за ту саму ціну. Принаймні ці варіанти були б для мене кориснішими.


Інструкція доволі інформативна.
Є кілька варіантів підключення приладу.


А також повний опис характеристик, щоправда, англійською мовою.


Габарити приладу повністю відповідають габаритам поширених щитових вольтметрів і амперметрів, тож він цілком підходить для заміни тих, що використовуються зараз.
Як на мене, це дуже великий плюс, адже можна розширити функціональність приладу, просто замінивши вимірювач. Думаю, за бажання можна навіть просто вийняти начиння зі старого корпусу й установити нове.


Загальний вигляд.
У комплекті з приладом були дроти для підключення. Дроти середньої якості, як і в усіх інших подібних приладів: ні кращі, ні гірші.


На платі встановлено два роз’єми.
Через верхній роз’єм на прилад подається живлення, а також до нього виведено вхід для вимірювання напруги.
Нижній роз’єм призначений для вимірювання струму.
Жодних елементів підстроювання немає, калібрування, найімовірніше, повністю програмне (якщо воно взагалі є).


Майже легким рухом руки прилад розділяється на дві частини.
Загалом засувки тугі, а з огляду на ніжний дисплей я б не радив без потреби розбирати його.


На протилежному боці плати розташовані лише дисплей і кнопка керування.


Дисплей підключений до плати досить широким шлейфом, а оскільки корпус стандартний, відсутню товщину компенсували невеликим шматочком пористої гуми.
Власне, ця гумка й захищає дисплей від пошкодження, адже за жорсткого кріплення його можна було б легко розбити.


До якості складання друкованої плати особливих зауважень немає: усе досить акуратно й чисто. Вгорі видно датчик температури (було б значно зручніше, якби його також вивели на дротах). Також я помітив, що замість алюмінієвого конденсатора в колі живлення встановили танталовий — на мій погляд, це краще.


Трохи про «начинку» приладу.
1. Як шунт для вимірювання струму в приладі використано звичайний SMD-резистор опором 25 мОм.
У версіях, розрахованих на струм 10 А, тут встановлено дротяний шунт, поруч видно отвори для його припаювання.
На жаль, переробити прилад на інший варіант не вийде, оскільки вибір режиму роботи, найімовірніше, зашитий у мікроконтролері.
2. Напруга з шунта надходить на операційний підсилювач LM358. Не надто вдале рішення, адже цей ОП не вирізняється високими характеристиками під час роботи з дуже малими напругами. Могли б поставити щось краще :(
3. З операційного підсилювача напруга подається на мікроконтролер 8s003f3p6. Звичайний недорогий мікроконтролер із 10-бітним АЦП. Такі застосовують у більшості ампервольтметрів. По суті, прилад — це звичайний ампервольтметр, але з розширеним функціоналом і дисплеєм іншого типу.
4. Ну а живиться вся ця начинка від лінійного стабілізатора напруги M5336B. Захист від переполюсування реалізовано за допомогою резистора опором 15 Ом, увімкненого послідовно зі входом, і діода, увімкненого паралельно входу стабілізатора. Тобто за неправильного підключення живлення перегорає резистор, але пристрій залишається цілим.


Вмикаємо.
Так, екранчик маленький, а інформації виведено дуже багато. Добре, що хоч здогадалися зробити індикатори напруги й струму більшими.
Але водночас можна сказати, що дисплей досить яскравий і чіткий.


Ну а тепер про те, що саме виводиться на дисплей.
Ліва колонка:
Час роботи в годинах і хвилинах; обнуляється після зникнення живлення.
Потужність — формально це просто виміряна напруга, помножена на виміряний струм.
Індикація режиму роботи, але про це я напишу трохи згодом.
Температура — формально вимірюється температура приладу. Значно зручніше було б винести датчик окремо, а в ідеалі — організувати вузол керування вентилятором.
Лічильник ампер-годин.

Права колонка:
Виміряна напруга
Виміряний струм
Лічильник ват-годин.

А тепер про режими роботи.
На передній панелі приладу розташована кнопка. З інструкції важко зрозуміти, що вона робить, але розібратися легко, якщо спробувати прилад, тож спробую пояснити зрозуміліше.
У приладі є лічильники ампер-годин і ват-годин, але насправді є дві пари лічильників.
Тобто запускаємо прилад у першому режимі, він щось нам нараховує, наприклад ємність акумулятора, що заряджається. Якщо треба перевірити ємність другого акумулятора, натискаємо кнопку й переходимо в другий режим — формально такий самий, але з другою парою лічильників.
Заряджаємо другий акумулятор. Після цього натисканням кнопки можна переглянути результати першого й другого вимірювань.
Тривале натискання обнуляє відповідні лічильники. Тобто обнуляться ті лічильники, у режимі яких утримуватимемо кнопку.

Сподіваюся, зрозуміло пояснив :) Коротко кажучи — це зручно.


Перша спроба.
Подаємо на прилад вимірювану напругу, а потім підключаємо лампочку як навантаження. Напруга просіла на дротах і з’єднаннях, тож на неї у другому варіанті можна не зважати.


А тепер можна протестувати коректніше.
Спочатку я перевірив точність вимірювання напруги. Усі перевірки проводилися в найменш оптимальному режимі, коли прилад живився від вимірюваного кола, власне, тому максимальна напруга становила 20 Вольт, згідно з інструкцією.

Було заявлено максимальну похибку 0,3% +3 знаки. Прилад без проблем уклався в заявлену похибку з великим запасом, оскільки виміряна напруга відрізнялася не більш ніж на 3 останні знаки.
Прилад трохи завищує покази, але навіть у такому варіанті видно, що він відповідає заявленим характеристикам.


А під час перевірки точності вимірювання струму на мене чекав невеликий «сюрприз».
Спочатку я з’єднав кінці мінусових дротів в одній точці, але результати перевірки виявилися помітно завищеними.
Потім заради експерименту я підключив навантаження безпосередньо до роз’єму, тобто струм навантаження через дроти приладу не протікав, лише живлення самого вимірювача.
І результати стали помітно кращими.
Ліворуч перший варіант підключення, праворуч — другий, де навантаження підключене безпосередньо до роз’єму.


Оскільки похибку коректніше вимірювати за максимального струму, то порахую її для нього.
Заявлено 0.8% +3 знаки. За струму 3 Ампера це буде — 3000х1.008+3=3.027, або 2.973 у зворотний бік.
Виходить, що цей прилад буде «в допуску», якщо виміряне значення відрізнятиметься від реального не більш ніж на 27 одиниць.
За першого варіанта підключення різниця становила 41 знак, за другого — 26 знаків.
Тобто в першому варіанті прилад вийшов за межі допуску, а в другому ще в допуску, хоч і на межі. Думаю, за бажання це можна легко підкоригувати, але, як на мене, і такої точності достатньо.


Наприкінці я перевірив граничні режими роботи.
Спочатку подав струм 190мА, прилад показав 187 мА, що просто чудово, адже різниця вклалася в три останні знаки.
Потім вирішив перевірити максимальний струм.
За струму 3.2-3.3 Ампера прилад ще нормально працює, але якщо подати більше, то замість показу струму з’являються риски.
Але цікаво те, що насправді прилад продовжує вимірювати — це можна побачити за індикатором потужності. І якщо поділити розраховану потужність 33.47 Ватта на вхідну напругу 9.73 Вольта, то отримаємо струм 3.432 Ампера, що приблизно відповідає реальному значенню. Виходить, обмеження, найімовірніше, програмне.



На цьому, здається, все. Сьогоднішній огляд зовсім короткий, але не думаю, що це сильно вплинуло на його інформативність.

Переваги
Невеликі габарити
Повна сумісність за розмірами зі звичайними ампервольтметрами
Два незалежні режими підрахунку.
Прийнятна точність вимірювань.
Можливість вимірювання температури
Є варіанти з більшим струмом.

Недоліки
Маленький дисплей
Щоб винести термодатчик, потрібен паяльник
Точність вимірювання струму залежить від точки підключення навантаження.

Моя думка. Прилад однозначно цікавий. Завдяки невеликим габаритам він дає змогу розширити функціональність наявних пристроїв без перероблення. Як я писав у розділі тестування, є проблеми з точністю вимірювання струму: вона залежить від того, куди підключити навантаження. Але думаю, що якщо живити прилад окремо від вимірюваних кіл, результат буде кращим. Крім того, я показав, що якщо підключити навантаження ближче до шунта, усе приходить до норми.
Порадувала приємна дрібниця у вигляді двох незалежних лічильників А·год і Вт·год, але засмутило те, що термодатчик не дуже зручно виносити, а вимірювати температуру корпусу приладу немає сенсу.
Дуже хотілося б мати змогу керувати вентилятором від того самого термодатчика, але поки що такої можливості немає :(

На цьому, здається, все. Сподіваюся, огляд був корисним. Як завжди, чекаю на запитання в коментарях :)

Товар надано магазином для написання огляду.