Panelový digitální voltmetr LED – 30V DC

Levný třímístný digitální voltmetr do panelu s automatickou volbou rozsahu pro orientační měření kladného stejnosměrného napětí bez možnosti kalibrace.

Možnost napájení z měřeného napětí = připojení přes 2 vodiče. Zobrazení s červenými – zelenými – modrými sedmisegmentovkami LED s výškou číslic 14 mm. Díky černému plastovému rámečku je ideální pro vestavbu do panelu.

Připojení

• 2 vodiče – jen se připojí na napájení v rozsahu 5 až 30 V, měří toto napětí
• 3 vodiče – oddělené napájení a měřicí vstup,
  oba tyto vodiče mohou být rovněž spojeny, pak voltmetr funguje jako varianta se dvěma vodiči

Popis vodičů níže v tabulkách.

Technické údaje

• Automatické přepínání rozsahů:
  0.00 až 9.99 V
  10.0 až 30.0 V
• Napájení: 8–30 V/25 mA
• Vstupní odpor: 127,8 kΩ (změřeno)

• Výrobcem uváděná přesnost:
  ±0,1 V při rozsahu do 10 V
  ±0,3 V při rozsahu nad 10 V
  viz také níže
• Četnost měření: asi 3× za sekundu (interval 300 ms)
• Délka přívodních vodičů: 20 cm
• Provozní teplota: –10 .. +65 °C

Rozměry panelového voltmetru

• Výška číslic: 14 mm
• Otvor v panelu: 25,8 × 45,8 mm
• Rámeček voltmetru: 28,8 × 47,7 mm
• Přesah rámečku nad panel: 3 mm
• Vestavná hloubka: 19,4 mm

Připojovací kablíky

Varianta se dvěma vodiči:

Varianta se třemi vodiči:

Měřené i napájecí napětí mají společnou zem. Lze také napájet plovoucím (izolovaným, bezpotenciálovým) napájením. Za tímto účelem prodáváme malé izolované DC/DC měniče (viz níže).

Spojením červeného a bílého kablíku je voltmetr napájen z měřeného napětí, tj. měří vlastní napájecí napětí. Užití například v automobilech, měření solárních panelů apod. Měřit tedy jen můžete v rozsahu napájecího napětí.

Sice v technických parametrech uvádím 8 V, ale nejmenší možné napájecí napětí je 4,30 V (výrobce uvádí 4,5 pro červený a 5 V pro zelený a modrý). Jen jas je velmi slabý, se zvyšujícím se napětím souběžně roste až do 8 V. Nad tuto mez je jas konstantní a už se dál nezvyšuje. Pokud potřebujete voltmetr napájet z napětí např. 3,3 nebo 5 V, a budete chtít, aby pěkně “svítil”, připojte napájení přes malý izolovaný DC/DC měnič s konfigurací např. 0309 nebo 0509 (viz níže).

Ve schématech je pro bílý kablík z důvodu lepší čitelnosti použita žlutá barva.

Praktické rady

Zaznamenal jsem několik povzdechnutí, že voltmetr přestal ve starších vozech fungovat. Rozebráním a proměřením těchto odšluslých voltmetrů jsem konstatoval, že došlo k probití stabilizátoru a následné zničení mikrokontroléru, který provádí vlastní měření. Možnou příčinou bylo zřejmě vystřelení vyššího napětí na palubní síti od nějakého indukčního spotřebiče (napěťová špička vznikne po jeho odpojení/vypnutí). To mohl třeba způsobit motorek stěračů apod. Prosím, zapojte na napájecí vstup nějaké ochranné prvky (varistor, transil apod.).

Voltmetrem změříte i vyšší napětí než 30 V (tak o 1 až 2 volty). Nicméně limit 30 V je dán výrobcem stabilizátoru, který napájí vlastní obvody voltmetru (viz dále konstrukce). Nezkoušejte záměrně napájet voltmetr tímto vyšším napětím, polovodičový stabilizátor to může například dvakrát vydržet a potřetí se probije, a máte po voltmetru. Existují například třísvorkové SMD stabilizátory s maximálním vstupním napětím 36, 40, 45 nebo dokonce 60 V, se kterými lze rozšířit rozsah napájecího napětí, jsou však špatně dostupné (nevyskytují se v běžné prodejní síti).

Popis konstrukce

Při měření vlastního napájení je totiž velmi podstatný rozdíl oproti voltmetrům na bázi obvodů 7106, které v tomto režimu nemohly měřit a muselo se k nim dodělávat plovoucí napájení pomocí izolovaných DC/DC měničů.

Jádrem voltmetru je mikrokontrolér s AD převodníkem. Napájení voltmetru je stabilizováno monolitickým stabilizátorem na bázi 7805 (proto to omezení maximálního napájecího napětí 30 V).

U tohoto voltmetru výrobce obzvlášť šetřil, proto je jeho cena oproti jiným typům velmi nízká. A kde všude konstruktéři ušetřili:

• Mikrokontrolér s AD převodníkem – levný typ Nuvoton (viz odkazy níže)
• Voltmetr nemá kalibrační trimr
• Stabilizátor 78L05 – má velký úbytek v propustném směru, můžete nahradit nějakým jiným typem s menším úbytkem (LDO – Low Drop Out)
• Displej nemá úplně největší jas
• Vodiče – jsou připájeny (u jiných dražších voltmetrů se obvykle vstupy připojují přes konektory)

Přesnost a kalibrace

Vzhledem k obecně levné konstrukci panelového voltmetru jsem ani nečekal velkou přesnost. Proto jsem voltmetr podrobil testu. Výsledek je v tabulce.

Ukazuje se, že vzhledem k použití mikrokontroléru je přesnost voltmetru nejmenší při měření velmi malého napětí (do 1 V). Proto prosím na to při měření berte ohled. Při měření větších napětí je chyba ±1 místo vcelku dobrá. Naštěstí se v běžné amatérské praxi tato nízká napětí málo používají. Každopádně je dobré o této vlastnosti vědět.

Prosím, mějte na paměti, že přesnost měřidla je dána přesností použitých SMD rezistorů, a tak když budete mít zrovna kus, který proměřuje víc než by se vám líbilo, musíte si jemně “doladit” pevné SMD rezistory.

Pro měření skutečného napětí byly použity dva voltmetry: 3 1/2místný multimetr Metex M-3650B a zabudovaný voltmetr v napájecím zdroji na bázi obvodu 7135.

Dostupnost a skladová zásoba

Tyto levné voltmetry již několik let patří k našemu trvalému sortimentu. Skladem držíme desítky až stovky kusů.

Odkazy

• Nuvoton N76E003AT20
• Malý izolovaný DC-DC měnič 1W – výběr z různých variant