Обявления

Для полноценной работы рекомендуется пройти регистрацию.

Рекламные сообщения будут удаляться вместе с пользователем. Что есть реклама - буду решать я.

Питание мультиметра от Li-ion аккумулятора.

Обсуждение радиолюбительских технологий. Пайка, платы, слесарка...

Питание мультиметра от Li-ion аккумулятора.

Сообщение hardlock » 25 июл 2016 16:21

Последней каплей терпения стала свежекупленная батарейка, да не простая, а "хорошая", аж за $2,5... Но она почему-то сдохла за неделю. Автоотключение есть, работает, работал мультиком много (по несколько часов в день). Для интереса померял потребление тестера. Получилось около 6 мА в ждущем режиме и 53 мА при прозвонке (щупы замкнуты). Погуглил ёмкость стандартной кроны и вот что нашёл: в даташите на Energizer Eveready Silver 9V (6F22) указана типовая ёмкость:
Typical Capacity: 400 mAh* (to 4.8 volts)

400 мА/ч... До 4,8 Вольта... А мультиметр начинает ругаться на батарею по 7,0 Вольта, а при 6,5 Вольта уже сильно искажает показания. :wall: Т.е. реально из батарейки мы получаем около 250 - 300 мА/ч за 2,5 доллара. Дороговато. :scratch:

Для опытов был выбран боевой старикан UNI-T M890G, тот самый, который сожрал "последнюю каплю" )))

Точную схему найти его не удалось, в интернете есть только на Mastech M890G, который отличается от UNI-T отсутствием автоотключения. Но не беда, китайцы не сильно разнообразят схемы автоотключения, поэтому немного покопавшись на форумах нашёл вот такую схемку:

Для чего она нам? Есть желание сделать "правильный" преобразователь с корректным отключением работы для экономии заряда аккумулятора. Итак, что же нам даёт эта схема? Наверное придётся рассказать как "это" работает, чтобы понять что нам надо и что надо сделать.
1) Тестер выключен, переключатель в верхнем положении, конденсатор С19 заряжен от батарейки, на нём около 9В.
2) Нажимаем выключатель. Левая пара контактов запитывает только резистивный делитель R52 / R51, правая пара контактов подаёт напряжение запасённое конденсатором C19 на неинвертирующий вход операционного усилителя (далее ОУ) IC2A и через диод D14 на вывод 8 - питание ОУ. Запасённой энергии конденсатора достаточно, чтобы ОУ начал работать и сравнил напряжение с делителя R52 / R51 с напряжением на C19, а т.к. на С19 напряжение больше - на выходе появилась логическая "1" (грубо, т.к. это всё таки ОУ). Напряжение на выходе ОУ открывает транзистор Q2, который, в свою очередь, открывает транзистор Q3. Теперь ОУ (и весь тестер) питается от батарейки через открытый транзистор Q3.
3) напряжение на C19 падает, т.к. он разряжается через резистор R53 и при падении ниже напряжения с делителя R52 / R51 на выходе ОУ станет "логический 0", транзисторы закроются и питание тестера отключится.
4) Для возобновления работы схемы необходимо выключить переключатель питания, конденсатор C19 зарядится и можно снова перейти к пункту 1).

Надеюсь понятно описал ))). К чему собственно это я? А да. Питать мультик я собираюсь от одной банки li-ion АКБ через преобразователь на MT3608 (давно валяется несколько штук). И, хотя готовая конструкция этого не предусматривает, в даташите нашёл возможность управления работой преобразователя - за это отвечает 4 вывод. При замыкании его на "0" преобразователь молчит, а при замыкании на "+" - работает. Это то, что нам надо! Подключаем этот вход на вывод 1 ОУ и получаем честное автоотключение. Встаёт вопрос, а от чего же будет заряжаться С19 пока преобразователь не работает? Очень просто!
Давайте посмотрим на схему преобразователя из даташита.

Данный тип преобразователей построен так, что на выходе всегда присутствует напряжение НЕ НИЖЕ напряжения на входе (за вычетом падения на диоде) - через индуктивность L1 и диод D1, даже когда преобразователь не работает. Значит в "спящем" режиме конденсатор C19 будет заряжен до напряжения около 3-4 Вольт. Заработает ли схема? Надо пробовать! Хотя нет, надо вначале схему то нарисовать)))

Схема.

Схему автоотключения срисовывал со своего мультиметра, она чуть-чуть отличается от схемы из интернета, но не критично, даже номиналы очень похожи.
При питании от 9В на выводе 2 ОУ напряжение около 1,6 Вольта. Если на конденсаторе С1+С2 (бывший С19) напряжение ниже 2,9В схема не запускается, т.к. часть энергии расходуется на питание ОУ и схемы мультиметра, да и ОУ LM358 не способен работать при напряжении ниже 3 Вольт. При 3х Вольтах на батарее - уверенный запуск. Вот Вам и защита от переразряда.... Хотя в аккумах от мобильников защита есть и ниже 2,5 Вольт из разрядить не получится.

Зарядка аккумулятора это дело второстепенное, каждый заряжает как ему вздумается. Я прилепил платку с TP4056, настроенную на 240мА зарядного тока - резистор R14 на моей схеме 5,1к (2й вывод TP4056), в оригинале стоит 1,2к. Соответствие зарядного тока и номинала этого резистора берём из даташита на TP4056:
Rprog_TP4056.png
Rprog_TP4056.png (8.01 КБ) Просмотров: 1344


Тут можно было бы и завершить повествование, но душа требует красоты...

Красота.
Куда уж красивей? А оказывается можно!
Теперь мультиметр у нас питается от стабильных 9 Вольт, при любом напряжении литиевой батарейки. При напряжении ниже 3,0 Вольт схема просто не включается и всё. Но хотелось бы узнать заранее о садящейся батарее. Штатный индикатор нам не поможет т.к., как я уже сказал, прибор запитан от стабильных 9 вольт. Что нам остаётся? Правильно! Сделать свой индикатор. Вначале была мысль вывести светодиод для индикации, но потом на одной из схем мультиметров я обнаружил вот такой фрагмент:

Я не совсем понял как это работает, но решил проверить на своём мультиметре.

Чёрный проводок идёт на несуществующий вывод ICL7106. Т.е. китайцы упростили схему с транзистором (он не впаян) и вывели из "капли" дополнительный вывод. Ну что же, отпаиваем проводок и пробуем присобачить транзистор. Получается! Если базу подтянуть к плюсу - "батарейка" горит, если притянуть к минусу - не горит. Делаем пороговое устройство на ОУ... Нафик нам ОУ? Есть же TL431! Всего 3 ноги и функционал как нам надо! Вобщем всё это уже нарисовано на моей схеме, а параметры получились такие: при напряжении батареи более 3,3 Вольта индикатор батареи не горит, чуть ниже 3,3 Вольта - индикатор горит! Теперь Вы всегда успеете зарядить Ваш мультиметр! :-) Размещение схемы индикатора на плате:


Ну и остаётся показать немного фоток. Вот так мультик выглядел до переделок.

Первое испытание:

Преобразователь. Подстроечник выкинул. Дельтиель ОС на постоянных резисторах, добавил разъёмы для удобства сборки и ремонта.

Организация места под зарядку - отверстие, крепление, беспроводной светодиод )))

Все токопроводящие части необходимо изолировать, т.к. сверху будет накрыто фольгой-экраном.

Ну и готовый вид:

Заряжаемся! По окончанию зарядки красный светодиод погаснет и загорится синий. Как Вы наверное уже поняли, светодиод в корпусе нужен только для того, чтобы пропустить свет от светодиодов на плате зарядки. Вот такой "Беспроводной светодиод".


PS_1: забыл сказать об автоотключении. Если ничего не менять и оставить конденсатор С19 47mkF, то время работы до автоотключения сократиться, по сравнению с питанием от кроны, но не существенно. Теперь нам экономить нечего и я решил сделать автоотключение "подольше", т.к. частенько мультиком пользуюсь часами и каждый раз его перевключать задалбывает, да и экономить нам теперь нечего. Для этого просто параллельно штатному конденсатору добавил 100mkF. Время получилось около 21 минуты при напряжении батарейки 3,5 Вольта. Может быть ещё добавлю в будущем.

PS_2: в режиме ожидания потребление от батарейки составляет 25-30 мкА. В основном это делители в ОС преобразователя (R12/R13) и делитель контроля уровня заряда батареи (R7/R8). Теоретически делитель в преобразователе можно сделать более высокоомным, но подходящих номиналов сходу не нашёл под рукой, поэтому пока оставил так.

Потребление в рабочем режиме преобразователя составило 16мА при напряжении 3,5 Вольта (напомню, от кроны мультиметр кушает 6мА).

PS_3: насчёт помех от работы преобразователя. Я постарался разместить преобразователь как можно дальше от "процессора", переключателя и всей аналоговой части, но он располагается близко от входных клемм - в отсеке для батарейки. Несмотря на его "импульсность" внести помехи или неточность в измерения мне не удалось. Проверял на резисторе 3МОм (3 * 1МОм), водя платой преобразователя вблизи думателя и аналоговой части. Также сравнивал показания при питании от Кроны и от преобразователя. Мой вывод - однофигственно. Прибор пульсации по питанию не чувствует, ЭМ наводки на частоте преобразователя ему тоже до лампочки.

PS_4: а схему то я и забыл выложить, хоть она и от Mastech M890G, но в основном похожа. Спасибо vetalkh, ткнул меня носом в это упущение )))
Аватара пользователя
hardlock
Администратор
 
Сообщения: 3374
Зарегистрирован: 21 янв 2009 15:48
Откуда: zp.ua

Re: Питание мультиметра от Li-ion аккумулятора.

Сообщение Alex_S » 25 июл 2016 16:57

Классный мануал! Теперь осталось выложить отчет сколько тестер живет от одного заряда!
Хотя, предполагаю, что тебе недели активной работы будет достаточно )))
Аватара пользователя
Alex_S
Частенько бываю
 
Сообщения: 142
Зарегистрирован: 22 дек 2009 13:11
Откуда: Одесса-мама

Re: Питание мультиметра от Li-ion аккумулятора.

Сообщение hardlock » 25 июл 2016 17:13

Alex_S писал(а):Теперь осталось выложить отчет сколько тестер живет от одного заряда!

Сейчас поставил батарейку от Ноклы 6120 (BL-5B), которую 2 раза хотел выкинут - телефон она не тянет, регистратор с ней вырубается, но малые токи отдаёт. Ей уже лет 10 точно. Вчера часа 3 игрался со схемой, подбирал время работы автоотключения, а батарейка так и не села... Сегодня её заряжаю и начинаю отсчёт "халявного электричества", о результатах отпишусь!.
Аватара пользователя
hardlock
Администратор
 
Сообщения: 3374
Зарегистрирован: 21 янв 2009 15:48
Откуда: zp.ua

Re: Питание мультиметра UNI-T MY68 от 2*AAA батареек.

Сообщение hardlock » 29 июл 2016 18:12

Следующим моим подопытным стал старичок UNI-T MY68, которому уже более 16 лет.

Этот прибор брат близнец MASTECH MY68, отличие только в надписи в левом нижнем углу.

Найти схему труда не составило, хоть и в плохом качестве, но для понимания процесса достаточно.
Оригинал из интернета, а далее я немного буду на ней рисовать ))).


Мультиметру уже 16 лет и эксплуатировался он разными людьми, хоть и принадлежал мне, поэтому у него есть проблемы, которые попытаюсь решить в процессе переделки.
1) погрешность при измерении постоянного напряжения.
2) погрешность при измерении тока на пределах 300мА, 3мА.
3) плавают показания при измерении сопротивления.

Переделка.
Начал с поиска даташита на контроллер KAD7001. Не без проблем, но нашёл. Этот контроллер делал Samsung. Даташит во вложении. И у него есть брат близнец от Silan Semiconductors - SC7001Q, его даташит я тоже приложу, т.к. качество картинок получше )))

Первое, что бросается в глаза при просмотре даташитов, это питание этих контроллеров. А питаются они от 3 Вольт, т.е. 2 штуки АА батарейки!!! А мы имеем банальную крону... Будем разбираться и переделывать на питание от АА (или ААА) батарей, это даже лучше, чем литий с зарядками - один раз поставил и забыл на пару лет.
Теперь взглянем на схему нашего мультиметра (ещё раз, но с некоторыми дополнениями).

Красным прямоугольником обозначен стабилизатор питания для контроллера, который построен на стабилитроне LM385 и ОУ TL062, на выходе которого я намерял 3,42 Вольта. Контроллер питается до 3,6 Вольта, тут всё нормально. Что же у нас питается от 9 Вольт? Если верить схеме, то только вторая половинка TL062 и логика CD4011. Обе эти микросхемы отвечают за измерение частоты... Частоту мультиметром я не мерял ни разу, сколько себя помню, поэтому готов пожертвовать этой функцией, если от 3 Вольт не заработает. Полазил по печатной плате с мультиметром и обнаружил что микросхема IC5 (таймер 555) тоже запитана от 9 Вольт напрямую, хотя на схеме питается от стабилизированных 3,4 Вольта. Этот узел отвечает за измерение ёмкости. Если честно, то мультиметром ёмкость я мерял всего пару раз, т.к. точность оказалась не очень и электролиты этот прибор измеряет только до 33 мкФ - очень мало. Поэтому тоже готов пожертвовать, если не заработает при переделке.

Ну что же, выпаиваем ОУ IC2, замыкаем 8й вывод с выходом стабилизатора (на схеме 1й вывод, на плате оказался 7й). и пробуем включить от 2х батареек... И... Работает! Напряжение измеряет (с погрешностью, про которую писал ранее), ток меряет (тоже не точно), а вот с сопротивлениями - косяк. 1кОм резистор показывает 0,136 кОм, до переделки показывал 0,998 кОм, что соответствовало моему "эталону" - новому поверенному мультимеьтру UNI-T UT150D... Кстати, им и буду проверять и "калибровать" мультиметр в процессе ремонта. Начал разбираться, что же ещё питается от 9 Вольт. Судя по схеме всё должно работать, но оказалось, что на плате есть одна цепь, которой нету на схеме. Вот фрагмент (R13, R14, C8, C9 - присутствуют на оригинальной схеме).

Достаточно долго разбирался, как это работает и зачем эта схема надо, даже прочитал ликбез, как работают JFET транзисторы - полезно ))). Оказывается, в режиме измерения сопротивления и прозвонки (3-4 положение переключателя) транзистор J176 открыт и НЕ шунтирует резистор R14 (1 МОм) в "Low speed A/D", а во всех остальных режимах, транзистор открыт и шунтирует R14. Возможно это сделано для ускорения измерения в режимах "напряжение" и "ток" - пока ещё не разобрался. Но! При выпаивании транзистора J176 (стоит в районе кнопок), мультиметр заработал в полном объёме, с теми погрешностями, которые были до переделки! Кстати, на форуме Радиокот, есть фото внутренностей от пользователя 3g57, я пока буду использовать их, потом обновлю на свои, если будет не лень ))).

Давайте разберёмся, почему этот узел не работает от 3 Вольт. В режиме измерения напряжения или тока на затворе транзистора напряжение около 0,85 В, что согласно даташиту на него, соответствует закрытому состоянию, т.к. напряжение отсечки (Gate-source cut-off voltage) у него от 1 до 4 Вольт... Даже если резистор Rx3 Уменьшить до 1кОм, всё равно транзистор остаётся приоткрытым и это сильно влияет на показания при измерении сопротивлений. Выхода есть 3.
1) Убрать совсем этот транзистор (медленнее измеряется напряжение и ток, и аналоговая шкала становится бесполезной) - не наш метод.
2) Замена транзистора на J177 - у него напряжение отсечки (Gate-source cut-off voltage) от 0,8 до 2,25 Вольта. Также необходимо скорректировать Rx1 и Rx2.
3) Замена транзистора на отечественный КП103E (0,4...1,5 В) или КП103Ж (0,5...2,2 В) с корректировкой делителя Rx1 / Rx2.

Насчёт последнего пункта я не уверен, но структура транзистора такая же, как у J176 - J177. Пока транзисторы не нашёл - отложил решение проблемы.

Замена J176 на КП103Е
Купил на рынке КП103Е аж 1986 года выпуска в металлическом корпусе. Установил вместо J176 и скорректировал сопротивления Rx1 - Rx3, как показано на схеме ниже. Всё заработало, как задумано изготовителем.

Как видно на схеме, изменились напряжения на затворе транзистора КП103Е. Теперь можно бесповоротно переводить мультиметр на питание от 2х батареек ААА.
Для этого перерезаем дорожку с выхода ОУ отвечающего за стабилизацию напряжения питания, убираем резисторы, стабилитрон в обвязке этого ОУ, входы садим на землю. Теперь этот ОУ будет запитан от 3 Вольт.

Автоотключение.
Контроллер предусматривает функцию автоотключения. Производитель мультиметра эту функцию заблокировал, посадив выводы 30,31 на землю. Смотрим даташит на контроллер.

Для включения функции автовыключения необходимо на вывод 30 (Auto PWR1) подать напряжение питания. Исполняем:

Также я заменил резисторы R1 и R2 в цепи контроля напряжения батареи и подключил их как нарисовано в даташите, на вывод 29. Дело в том, что при автовыключении мультиметр обесточивает этот выход и ток через делитель не будет течь, как если бы он был подключен напрямую после выключателя питания. В таком варианте делителя индикатор батарейки загорается при снижении питания до 2,5 Вольт.

Осталось разобраться с питанием всей остальной схемы. Все ОУ и 555 таймеры запитаны сразу после переключателя питания и при усыпании контроллера продолжали кушать батарейку. Попробовал запитать их напрямую от выхода 29 (PWRMON), но выход оказался довольно высокоомный и напряжение на нём просаживалось, что приводило к неправильному определению разряда батарейки и заниженному питанию ОУ и 555 таймеров. Тогда я подключил на этот выход пару транзисторов, как показано на схеме с заменой транзистора КП103Е. Монтаж на плате выполнил SMD транзисторами и резисторами.

VT2 смонтирован кверху брюхом. Остальные цепи питания вызвонил и порезал/подключил так, чтобы все микросхемы питались от этого узла, а не напрямую от переключателя.


Проверяем, что у нас получилось с потреблением. При питании от 3 Вольт в разных режимах (щупы разомкнуты) мультиметр потребляет от 1,1 до 1,7 мА... :shock: При автовыключении потребления падает до 0 мА. Производитель заявляет 4 мкА, но мои мультиметры не смогли измерить ток даже на пределе 2мА. Выход из спячки - нажатие любой кнопки или выкл/вкл питания. Перед сном прибор 3 раза предупреждает двойными "пиками", непосредственно перед усыпанием - один "пик" подлиннее. Если нажать любую кнопку или переключить режим, то мультиметр не уснёт. Мультику также не даёт уснуть переключение диапазонов измерений (автоматическое). Т.е. если Вы пользуетесь прибором и измеряете сопротивления или напряжение и при этом диапазоны меняются автоматически, то мультиметр НЕ УСНЁТ! При фиксированном диапазоне (Range-hold) измерений мультик усыпает, даже если производить измерения. Вот это я понимаю "Автовыключение", а не то что в других мультиметрах - конденсатор разрядился и всё - спать, независимо от того, пользуюсь я им или нет. Часто было что не замечал что мультик выключился и продолжаю "прозванимать дорожки", а мультик уже крепко спит )))

После перевода на питание от 3 Вольт осталось 2 проблемы. Решаем по очереди...

Измерение частоты при питании от 3,0 В батарейки.
Источником частоты у меня служит генератор в осциллографе Velleman HPS40. Замерил частоту другим мультиметром и самим осциллографом - оба сошлись в показаниях - 2,43 кГц, а этот мультик показывает 1,65 при максимально вывернутом потенциометре VR3 (вверх по схеме). Пробуем уменьшить резистор R35 9кОм, установив параллельно ему 47кОм. Теперь мне удалось выставить показания мультиметра согласно "эталонам" приблизительно в середине хода потенциометра VR3. Удача!

Измерение ёмкости при питании от 3,0 В батарейки.
Долго я ходил вокруг этого узла, но потыкав мультиметром в районе VR4, R45, R46 понял, что нужно немного увеличить R46. Со второго раза подобрал его номинал так, чтобы правильные показания были в середине хода потенциометра VR4. Получилось 330 Ом.

Теперь мультиметр не потерял своего функционала, и питается от 3 Вольт.

Ремонт.

1) погрешность при измерении постоянного напряжения.
Решается очень просто - подстраивает опорное напряжение регулятором VR2. Показания сверяем с эталонным мультиметром. Методика калибровки взята отсюда, почти цитата:
1) Потенциометром VR2 выставляем опорное напряжение АЦП. Для этого необходимо переключить прибор в режим измерения постоянного напряжения и подать на вход напряжение 0.3 - 0.35 В от калиброванного опорного источника. Как вариант, от любого источника с кратковременной стабильностью не хуже 0,1 %, но параллельно контролировать напряжение прибором более высокого класса. Далее с помощью VR2 нужно получить на дисплее показания, соответствующие опорному напряжению на входе. В этом случае АЦП работает "напрямую", т. е. никакие входные делители здесь не участвуют, а следовательно, мы имеем дело с базовой погрешностью прибора.
2) После этого, если очень хочется, можно выполнить настройку прибора в режиме измерения переменного напряжения с помощью VR1.
3) в режиме измерения частоты с помощью VR3.
4) ёмкости конденсаторов с помощью VR4 (именно в такой последовательности!).

Конечно же снова понадобятся соответствующие эталоны или мультиметр более высокого класса точности.


2) погрешность при измерении тока на пределах 300мА, 3мА.
Тут чуть сложнее. Точность измерения тока связана тоже с опорным напряжением, которое мы отрегулировали в первом пункте. Если показания не пришли в норму, то необходимо подбирать сопротивления шунтов (нижний левый угол схемы) 0,005 Ом, 5 Ом, 495 Ом. В моём случае беда была только с резистором 5 Ом (обычно выгорает только он). Даже при измерении его сопротивления я намерял 6,9 Ом, ну и состояние его говорило о необходимости замены.

Заменил я его двумя резисторами по 10 Ом включенными параллельно. Мне крупно повезло и после проверки показаний они отличались на 1-1,5% от моего эталона, поэтому даже не пришлось делать подгонку. Правда надо сказать, что из 12 резисторов в наличии пришлось подобрать пару, с которой показания были поточнее )))


3) плавают показания при измерении сопротивления.
Вот тут вобще беда. Показания довольно точные и первая цифра, которая выскочила после подключения щупов к измеряемому резистору точно соответствует показания эталона, ну может ± 1-2 младших разряда. Но через секунду показания начинают плыть и прыгают вокруг "правильного значения". Из моря информации почерпнутой на различных форумах по этой и другим моделям мультиметров я сделал вывод что проблема в конденсаторах интегратора АЦП. На схеме это выводы 33-36 (High speed A/D) и 48-51 (Low speed A/D). Проблема скорей всего в конденсаторах C8 - C9, но надо попробовать заменить и C3 и C4. Пока ищу необходимые конденсаторы, т.к. нужны "конденсатор с малым коэффициентом абсорбции". Это вычитал в статье по ремонту совсем другого мультиметра - M832.

upd: Заменил конденсаторы, поставил типа MKT на напряжение 50-100 Вольт. Влезли идеально. Попутно обнаружилось, что были установлены не той ёмкости, которую рекомендует производитель контроллера. После замены показания во всех режимах стабильны.

upd 2: На фото обратной стороны печатной платы видно, что отсутствует пружинка, которая соединяет общий платы и экран на задней крышке. Как только я восстановил эту пружинку и закрыл прибор, показания ещё более стабилизировались и на миливольтах показывает не более 1-2 мВ при разомкнутых щупах. О как!

Вот так попытка перевести на питание от лития превратилась в небольшой НИРчик и перевод на питание от более дешевых и ёмких батареек ААА. Они отлично влазят в отсек "кроны" даже в держателе. Я удовлетворён.
Вложения
KAD7001.rar
(429.38 КБ) Скачиваний: 32
SC7001Q.rar
(194.63 КБ) Скачиваний: 27
Аватара пользователя
hardlock
Администратор
 
Сообщения: 3374
Зарегистрирован: 21 янв 2009 15:48
Откуда: zp.ua

Re: Питание мультиметра от Li-ion аккумулятора.

Сообщение hardlock » 31 июл 2016 23:04

Сегодня начал переделку еще одного "мультиметра" Fluke 123, только с питания от NiMH аккумов (4,8 В 3000 мАч) на питание от лития. О причинах позже, а сейчас прикол. При изучении схемы и внедрении туда питальника от лития пользовался 2 мультиметрами одновременно - первый - переделанный из первого поста, второй - без переделки "рабочий", т.е. тот который на работе лежит. Так вот, в рабочий мультик я неделю назад вставил новую батарейку (GP Greencell), сегодня она сдохла, не дожив до конца дня около 2 часов ))) Переделаный мультик продолжил работать.
Аватара пользователя
hardlock
Администратор
 
Сообщения: 3374
Зарегистрирован: 21 янв 2009 15:48
Откуда: zp.ua

Re: Питание Fluke 123 от Li-ion аккумулятора.

Сообщение hardlock » 07 авг 2016 11:55

Теперь немного про Fluke 123. "Мультиметр" хорош, умеет всё что положено хорошему мультиметру, да ещё и осциллографом прикидывается с полосой пропускания 20 МГц. Да не простым, а 2х канальным. Это вобще прекрасно. Но есть у него одна особенность - питание от Ni-Cad аккумулятора Fluke BP120 4,8В 1800мАч - 4 штуки аккумулятора размера "C" соединённых последовательно. Родной аккумулятор умер уже очень давно, приобретённый на ebay за 30 Эуро (BP130 Ni-MH 4,8V 3000мАч :-) ) проработал пару месяцев, так и не разогнался и хватало его на 10 минут максимум.

Надо что-то делать! Надо что-то делать! Надо что-то делать! Ах... Надо... выпить!!! ©

Не, пить мы не будем,... пока... ))) Начнём собирать информацию, и, внезапно, по запросу Fluke 123 service manual находим сервис мануал со схемой. И не где-нибудь, а на самом сайте Fluke! Вот это поддержка пользователей! Но почему-то на другом сайте нашёл более свежую версию этого мануала (которую и буду использовать при переделке).
Открываем страничку 161 и видим схему питальника.

Применён контроллер питания OQ0256... Неожиданностью для меня стали наименования микросхем. Очень похоже что это какие-то заказные позиции и даташитов на них найти не удасться. Жаль, а так хотелось вместо родной батарейки всунуть 2 банки лития и не заморачиваться, но при отключенной батарее на её разъёме 7,5 Вольт, это может означать, что 8,4 Вольта убъёт контроллер, а его достать не так уж и просто и дёшево. Долго искал даташит на контроллер питания, долго я курил эту (161-ю) страничку даташита, и вдруг я начал понимать смысл выводов! Давайте поглядим:
Fluke_123_service_p161_cut.png
Fluke_123_service_p161_cut.png (1.92 КБ) Просмотров: 1387

6й вывод IMAXCHA - максимальный ток заряда батареи!
7й вывод VBATHIGH - устанавливает максимальное напряжение заряда батареи!
8й вывод VADALOW - минимальное напряжение на батарее, при котором выключится устройство. Вожножно не прав.

77й вывод BATCURR - ток потребляемый от батареи.
78й вывод BATVOLT - напряжение батареи (условное).
79й вывод BATTEMP - температура батареи.

Напряжение заряда батареи.

Меня больше всего интересовал 7й вывод. Для начала я накинул параллельно резистору R513 (см схему выше) резистор 220 кОм. Напряжение на выводах батареи, при отключеном аккумуляторе, упало! Вывод угадал, направление не угадал. Не беда, увеличиваем резистор R513 на 10%... Напряжение на батарее поднялось! Итого я подобрал пару резисторов 30кОм и 1,1 МОм включенные паралельно вместо резистора R513. Теперь на клеммах батареи напряжение ровно 8,40 В! Прибор работает, нагрева не замечено (около 1 часа испытание). Пробуем подключить аккумулятор (2 банки Li-Ion 18650 от старого ноутбука). При выключенном устройстве ток заряда составляет 450мА. Для моих убитых аккумов достаточно, а если учесть что блок питания (родной оригинальный Fluke PM 8907/801) на 15В 300мА, то вобще шикарно. При включении прибора ток заряда падает до 150-170мА, но всё равно заряжается! Почти победа.

Индикатор разряда.
"Победа" почти, потому что необходимо сделать корректное отображение уровня заряда батареи. Правда в этом осциллографе индикатор странный, вернее неполноценный. 3 режима отображения: работа от сети, работа от батареи, батарея разряжена... Контроль разряда батареи происходит центральным процессором по сигналу с 78-го вывода контроллера питания (BATVOLT ). При напряжении менее 1,00 В на этом выводе на экране меняется индикатор батареи на перечёркнуты - разряжена. Ниже 0,80 Вольт - отключается питание прибора совсем. Т.к. напряжение батарейки поднялось, то необходимо уменьшить напряжение на выходе 78 контроллера питания. Вернее не на нём уменьшить, а на входе "SLOW ADC" - мультиплексор D531 (74HC4051). Я подобрал делитель 100кОм/120кОм. Получилось так: при напряжении 6,7 Вольта на аккумуляторе видим перечёркнутую батарейку, а при напряжении 6,05 Вольта - прибор выключается самостоятельно. При попытке включить с разряженной до 6 Вольт батарейкой осциллограф включается на секунду и снова выключается. Защита от переразряда почти есть.

В итоге все переделки схемы прибора вылядят так (отмечено красным):


Всего 2 места! Отлично! На плате эти места отметил стрелками:


Пара фоток переделок на плате:

Стрелкой показал резистор R513, вернее впаяный вместо него бутербродик из резисторов 30к и 1,1М 0603 (на фото 910к - в процессе подбора).

Далее поднимаем 14-ю ногу мультиплексора 74HC4051, впаиваем в разрыв резистор 100кОм 0402, а в районе 8й ноги припаиваем резистор 120кОм 0603 вертикально, соединяем проводом МГТФ второй вывод 120кОм и 14-ю ногу, для получения делителя как на схеме.


С платой закончили. Осталось разобраться с батарейным отсеком. Для начала я попытался включить прибор без батарейки, но с идентификационным резистором 800 Ом и терморезистором 10 кОм. прибор моргал и выключался. Тогда я попробовал наоборот - с батарейкой, но без доп резисторов. Прибор включился, без проблем работал, автоотключение работало (5, 30 минут, никогда - как выставлено в меню). Единственное где видно что батарея не идентифицирована - меню "Refresh battery". Меня это не волнует, поэтому в разъёме батареи осталось всего 2 провода.

Батарейный отсек.
Так, теперь надо подумать как быть с аккумулятором.
1) На дворе 21 век, а наш осциллограф питается от доисторического, трансформаторного, ОГРОМНОГО, тяжелого блока питания 15 Вольт 300 мА, с ОБРАТНЫМ расположением контактов СТАНДАРТНОГО разъёма DC 5,5/2,5... Т.е. плюс снаружи, минус внутри. Поэтому хотелось бы иметь дополнительную возможность заряжать приборчик от стандартного USB.
2) В выключенном состоянии осциллограф потребляет от батарейки 0,8-0,9 мА, что довольно много. А пользуюсь прибором не часто. Поэтому хочется сделать выключатель питания, который полностью отключит батарею от схемы осциллографа.
3) Хоть я и сделал напряжение заряда аккумулятора 8,4 Вольта, но балансировку для лития никто не отменял и её необходимо обеспечить дабы ничего не случилось.

Начнём по порядку.

Зарядка от USB.
Совсем недавно я получил интересную штуку. Это зарядное устройство мне подходит отлично, только надо microUSB коннектор к нему придумать, но их есть у меня.

Единственный косяк этой зарядки - входное сопротивление измерительной части всего 20 кОм. Т.е. если оставить батарею подключенной к плате после отключения питания (USB), то батарейка сядет довольно быстро. Решается просто - ставим релюшку NHG P-5, которая питается напрямую от USB порта и подключает батарею к выходу зарядки.

Отключение батареи от схемы осциллографа.
Тут совсем просто - ставим микровыключатель в цепи питания и всё.


Балансировка Li-Ion.
Тут немного сложнее. Можно было бы воспользоваться конструкцией, которую я применял в осциллографе Velleman HPS-40, но, к сожалению, места столько нет. Ваять SMD вариант некогда (да и в лом, если честно), поэтому я порылся в закромех Ali и ebay и заказал у одного продавана аж 5 штук плат размером 38*11*2,6мм включающих в себя защиту и балансировку для 2-х банок Литиевых аккумуляторов. Цена $4,10 за штуку. Думаю я больше бы потратил на комплектующие для своего варианта балансира.


Схема балансира.


Вырисовывается вот такая схема батарейного отсека:


На данный момент платы балансира/защиты не получены (фото из интернета), поэтому батарейный отсек выглядит немного недоделанным, но это не помешало мне позавчера работать с осциллографом в течении 4 часов почти без перерыва!

Если заряжать только от USB, то в принципе балансир и не нужен, хотя защита не помешала бы. Когда придут платы - обновлю фото.

Для удобства зарядки вывел резъём microUSB сбоку корпуса.


Данный пост в процессе редактирования. Будет обновляться.

К повторению рекомендую!

PS: сегодня ночью, уже после написания этого поста я нашёл некоторую информацию на eevblog.com, которая почти полностью повторяет мою переделку :wall: . Правда у него нет USB зарядки! Видимо до этого плохо курил форумы )))
Аватара пользователя
hardlock
Администратор
 
Сообщения: 3374
Зарегистрирован: 21 янв 2009 15:48
Откуда: zp.ua

Re: Питание мультиметра от Li-ion аккумулятора.

Сообщение vetalkh » 21 авг 2016 09:51

Уважаемый hardlock, прошу меня простить если что не так, являюсь счастливым обладателем UNI-T M890G (но не силён в электронике, я самоучка), Ваша переделка под литий очень понравилась, тоже хочу уйти от крон, возникло несколько вопросов, там на фото где резистор 100 кОм припаян между базой КТ3102 к TL431 не увидел дорожка перерезана под резистором? и по поводу зарядки с TP4056, настроенную на 240мА зарядного тока, не подскажите что там с ней делать надо, что бы настроить на этот ток заряда?
vetalkh
Пробегал мимо
 
Сообщения: 2
Зарегистрирован: 21 авг 2016 08:33

Re: Питание мультиметра от Li-ion аккумулятора.

Сообщение hardlock » 21 авг 2016 13:20

vetalkh писал(а): на фото где резистор 100 кОм припаян между базой КТ3102 к TL431 не увидел дорожка перерезана под резистором?

Хорошее уточнение, спасибо! Фото дополнил. Дорожка действительно перерезана, чтобы было согласно схемы.
vetalkh писал(а):по поводу зарядки с TP4056, настроенную на 240мА зарядного тока, не подскажите что там с ней делать надо, что бы настроить на этот ток заряда?

Меняется один резистор на 2й ноге TP4056, на моей схеме R14 5,1k, в оригинале обычно стоит 1,2k - на ток 1А. Номинал можно подобрать в соответствии с таблицей из даташита:
Rprog_TP4056.png
Rprog_TP4056.png (8.01 КБ) Просмотров: 1344

Добавлю в описание)))

Добавлено спустя 12 минут 15 секунд:
Ещё обнаружил ошибку на своей схеме. R11 1M, а не 22к. Он остаётся родной, на фото стоит рядом с TL431. Схему подправил, фото обновил.
Аватара пользователя
hardlock
Администратор
 
Сообщения: 3374
Зарегистрирован: 21 янв 2009 15:48
Откуда: zp.ua

Re: Питание мультиметра от Li-ion аккумулятора.

Сообщение vetalkh » 22 авг 2016 08:16

Спасибо большое, не по теме в личку напишу.
vetalkh
Пробегал мимо
 
Сообщения: 2
Зарегистрирован: 21 авг 2016 08:33

Re: Питание мультиметра от Li-ion аккумулятора.

Сообщение hardlock » 24 авг 2016 20:42

hardlock 25 июл 2016, 16:13 писал(а):Сейчас поставил батарейку от Ноклы 6120 (BL-5B), которую 2 раза хотел выкинут - телефон она не тянет, регистратор с ней вырубается, но малые токи отдаёт. Её уже лет 10 точно. Вчера часа 3 игрался со схемой, подбирал время работы автоотключения, а батарейка так и не села... Сегодня её заряжаю и начинаю отсчёт "халявного электричества", о результатах отпишусь!.

Минут 10 назад увидел значёк разряда батарейки. При выключенном мультике на батарейке 3,5В, при включении через минуту падает до 3,3В и загорается индикатор разряда. Как я и говорил - батарейка шлак, но на ней я месяц довольно напряженно работал (почти каждый день по 1-2 часа).
При этом есть ещё два крупных преимущества:
1) мультик не будет врать до полного опустошения батарейки (в этой защита срабатывает на 2,55 Вольта).
2) не надо бежать в магазин за кроной (я часто забывал их купить неделями) а достаточно дотянуться до зарядки и... ПРОДОЛЖАТЬ РАБОТУ! Гальванической связи нет, помех нет... СУПЕР! :mrgreen:

PS: Единственное, что хотелось бы доработать еще - УВЕЛИЧИТЬ время автоотключения до 1 часа.
Аватара пользователя
hardlock
Администратор
 
Сообщения: 3374
Зарегистрирован: 21 янв 2009 15:48
Откуда: zp.ua

Re: Питание мультиметра от Li-ion аккумулятора.

Сообщение Lithium » 06 ноя 2016 15:09

Я уже больше года пользуюсь на 2-х тестерах похожей схемой литий + контроль звряда на ТР4056+ контроллер схемы на PIC10F200 (включение- выключение тактовой кнопкой+ автовыключение по таймеру) инвертор на 9В MT3608, ПИК включает преобразователь п- канальным мосфетом, результатом доволен. Схему и прошивку к ПИКу взял у ЭДДИ71 Smart Key2
http://smartelectronix.biz/publ/umnaja_ ... 2/1-1-0-35
Недавно у него появилась такая же, но выключающаяся и по факту разряда лития.
Вложения
Lithium
Пробегал мимо
 
Сообщения: 11
Зарегистрирован: 12 окт 2010 21:47
Откуда: Харьков

Re: Питание мультиметра от Li-ion аккумулятора.

Сообщение hardlock » 06 ноя 2016 15:36

Lithium, печаткой не поделитесь с общественностью? Уж больно красивая...
Аватара пользователя
hardlock
Администратор
 
Сообщения: 3374
Зарегистрирован: 21 янв 2009 15:48
Откуда: zp.ua

Re: Питание мультиметра от Li-ion аккумулятора.

Сообщение Lithium » 06 ноя 2016 15:53

Это можно. Светодиоды лучше только дискретные поставить. В моей разводке на РГБ светодиоде светятся кажется синий и красный.
Еще один момент- контроллер заряда паяется с изолятором под пузом, иначе будет коротить, ток заряда стоит небольшой, перегрев ему не грозит.
Версия умной кнопки с контролем разряда лития http://smartelectronix.biz/publ/umnaja_ ... /1-1-0-116
Вложения
PCB.rar
(13.01 КБ) Скачиваний: 7
27_SmartKeyV2mod.zip
(8.17 КБ) Скачиваний: 6
Умная кнопка.gif
Умная кнопка.gif (6.39 КБ) Просмотров: 515
Lithium
Пробегал мимо
 
Сообщения: 11
Зарегистрирован: 12 окт 2010 21:47
Откуда: Харьков


Вернуться в Технологии



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1