Выключатель питания для Мультиметра.

У большинства мультиметров ( М-830, М-832, DT-890) включение питания и выбор режимов работы осуществляются одним общим переключателем. Для экономии энергии батареи питания в перерывах между измерениями прибор желательно отключать, переводя переключатель в положение "OFF". Это ведет к износу контактов переключателя и сокращению срока службы прибора.
Отключение питания удобнее и надежнее производить дополнительным выключателем, например, миниатюрным ПД-9-1, ПД-9-2 или подобным, установив переключатель на передней панели мультиметра М-830В.
Для этого необходимо распилить надфилем прямоугольное отверстие в корпусе, там, где нет радиоэлементов, мешающих установке выключателя, например как показано на рисунке.
Выводы переключателя нужно максимально укоротить. Для закрепления переключателя на корпусе прибора можно использовать термоклей или вплавить лепестки крепления в пластмассу с помощью горячего паяльника.
Затем впаять переключатель в разрыв плюсового провода питания идущего на плату прибора.
После доработки становиться, возможно, производить отключение и включение прибора независимо от положения переключателя режимов.

В последнее время производители цифровых мультиметров встраивают в свои изделия режим автоматического отключения источника питания (AUTO POWER OFF), но такие приборы относятся к высокой или средней ценовой категории.

Если в вашей модели такой режим отсутствует, предлагаемое устройство поможет решить данную проблему.

Принципиальная схема устройства:

На схеме:

GB1 - элемент питания типа "А23" напряжением 12 вольт.

SA1 - штатный переключатель, с помощью которого выбирают режимы измерения.

SB1 - кнопка "ПУСК", устанавливается на корпусе прибора.

В исходном состоянии переключатель SA1 разомкнут (положение OFF). При выборе разных режимов измерения переключатель SA1 замыкается, при этом, плюс источника питания GB1 через замкнутые контакты SA1 и сопротивление схемы мультиметра поступает на затвор транзистора VT1. Транзистор VT1 открывается, подключая резистор R1 к минусу источника питания. В результате конденсатор C1 разряжен, а транзистор VT2 закрыт, и прибор остается обесточенным.
При нажатии кнопки SB1 плюс источника через резистор R2, ограничивающий зарядный ток конденсатора С1, поступает на общую точку соединения резисторов R1, R3 и конденсатора С1, который быстро заряжается. Напряжение с конденсатора С1 поступает на затвор транзистора VT2 и открывает его. Через малое сопротивление канала сток-исток транзистора VT2 цепь питания мультиметра и затвор транзистора VT1 подключаются к минусу источника питания GB1.

Мультиметр включается. а транзистор VT1 закрывается.
После отпускания кнопки SB1 открытое состояние транзистора VT2 удерживается зарядом конденсатора С1. В процессе работы конденсатор С1 разряжается через резистор R3, что приводит к плавному закрыванию транзистора VT2. Когда падение напряжения на открытом канале сток-исток транзистора VT2 достигнет порядка 1,5-2,0 вольт, откроется транзистор VT1 и параллельно конденсатору С1 подключит резистор R1 с малым сопротивлением. Конденсатор С1 быстро разрядится, что приведет к лавинообразному закрытию транзистора VT2. Мультиметр отключится, и будет готов к следующему запуску кнопкой SB1.

Время работы мультиметра определяется величиной резистора R3, ёмкостью конденсатора С1 и его током утечки, а также зависит от напряжения источника GB1. С указанными номиналами на схеме и с новым элементом питания (12V) время работы около 8 минут. При разрядке элемента (до 9V) время работы сокращается приблизительно до 6 минут.
Конденсатор С2 устраняет "зуммирование" встроенного пьезоэлемента, предназначенного для "прозвонки" цепей в процессе закрывания транзистора VT2. В других моделях цифровых мультиметров эффект "зуммирования" может отсутствовать, тогда конденсатор С2 можно не устанавливать. Электролитический конденсатор С1 необходимо подобрать с минимальным током утечки. Резисторы любые миниатюрные, мощностью не более 0,1Вт.

Литература: Радио, 2001, N9, стр 28.

Следующая схема также предназначена для автоматического отключения питания цифрового мультиметра, но в отличие от описанного выше устройства, представляет собой фоточувствительный выключатель питания, а не реле времени, зачастую выключающее прибор в самый неподходящий момент.

Автоматическое отключение напряжения питания происходит в случае, если прибор окажется в темноте, например, после завершения работы будет убран в ящик, сумку ремонтника или в помещении будет выключен свет.

Принципиальная схема устройства приводится на рис. 1.

Чтобы на прибор подать напряжение питания, надо кратковременно коснуться сенсоров E1, E2. Полевой транзистор VT4 откроется. Если в это время освещен фототранзистор VT1, то откроется транзистор VT2, а вместе с ним и транзистор VT3. После размыкания контактов сенсоров транзистор VT4 закрывается, но транзисторы VT2 и VT3 при освещенном фототранзисторе VT1 остаются открытыми и прибор не выключается. Если более чем на 1 с прервать засветку VT1, то транзисторы VT1, VT2 закроются, конденсатор С1 разрядится, после чего закроется VT3 и подача напряжения питания на нагрузку прекратится. Если после этого фототранзистор VT1 вновь будет освещен, то повторного включения не произойдет, так как транзисторы VT3 и VT4 будут закрыты и фототранзистор VT1 окажется обесточенным. Чувствительность сенсорного узла зависит от сопротивления резистора R5. Биполярный транзистор VT5 работает как микромощный стабилитрон с напряжением стабилизации 6... 10В и защищает VT4 от пробоя. Резисторы R3, R4 предназначены для защиты человека от поражения электрическим током, если в момент прикосновения к сенсорам прибор будет гальванически связан с сетью. Если предполагается включать прибор после подключения измерительных щупов прибора к источнику высокого напряжения, то узел на транзисторах VT4, VT5 желательно исключить, заменив его миниатюрной кнопкой со свободно разомкнутыми контактами. При такой замене элементы VT4, VT5, С3, R3-R5 становятся ненужными.

Если же вы предпочтёте пользоваться для включения питания мультиметра не кнопкой, а сенсорами, то прикосновение к ним в то время, когда мультиметр гальванически связан с сетью, необходимо исключить или защитить цепи формирования опорных напряжений мультиметра дополнительно установленными диодами или стабилитронами, что для недорогих мультиметров серии М830, М832, М890, построенных на микросхеме ICL7106 (и ее многочисленных клонах), относительно легко реализован.. Для мультиметров, в которых минус батареи питания электрически одновременно является и контактом СОМ и общим проводом, дополнительные меры защиты принимать не требуется (например, мультиметр MY68 с автоматическим переключением диапазонов измерений). Собственный ток, потребляемый этим узлом во включенном состоянии, зависит от сопротивления резистора R1 и степени освещенности фототранзистора и в данном случае будет около 250 мкА. Увеличение сопротивления этого резистора увеличивает и чувствительность фотодатчика, что не всегда желательно. Приемлемый компромисс можно найти, если фототранзистор заменить миниатюрным фотодиодом или фоторезистором. После автовыключения питания нагрузки устройство дополнительный ток от батареи питания не потребляет. Принудительно отключить питание нагрузки можно, если на 1…2 с прикрыть линзу фототранзистора или, например, с помощью миниатюрной кнопки, контакты которой будут замыкать выводы затвора и истока VT3. Если дорабатываемый мультиметр уже имеет кнопку для управления электронным триггерным выключателем питания, например, как это сделано в мультиметре MY-67, то в его схеме ничего изменять не надо, желательно лишь увеличить до 40...60 мин выдержку встроенного реле времени. Если для управления питанием мультиметр имеет обычную кнопку с фиксацией положения, например, в мультиметре М890С+, то цепи питания желательно выполнить так, чтобы с ее помощью отключать питание как мультиметра, так и узла фотореле. Если в приборе реализована возможность подзарядки батареи питания, то подсоединение фотовыключателя нужно выполнить так, чтобы ее сохранить. Фототранзистор L32P3C производства фирмы Kmgbright, выполненный в трехмиллиметровом корпусе, можно заменить на аналогичный L32P3 или пятимиллиметровый L56P3C, L56P3. Подойдет и фотодиод из серии ФД-263, ФД-265. Транзистор КП301Б можно заменить на любой из серий КП301, 2П301 или КП304А, 2П304А. Вместо КП501Б подойдут любые из серий КП501, ZVN2I20, ZN2120, К1014КТ1. Конденсаторы керамические - К10-17, К10-7.

Печатная плата устройства показана на рисунке.

Схемотехника №8 2004г стр. 43

Сделать такой таймер можно и на логических элементах структуры КМОП с триггерной характеристикой, напри­мер, К564ТЛ1 (564ТЛ1). Схема автома­тического выключателя на этой микро­схеме показана на рис. 1.

Таймер, включаемый в разрыв цепи пи­тания мультиметра, работает следующим образом. В исходном состоянии конденсатор С1 разряжен и на выходе инверто­ров DD1.2-DD1.4 присутствует низкий уровень напряжения (менее 0,1 В). При кратковременном нажатии на кнопку SB1 конденсатор быстро заряжается и вы­сокий уровень на входе DD1.1 приводит к переключению инверторов, с выходов которых напряжение питания поступает на мультиметр. Такое состояние сохраняется до тех пор, пока напряжение на конденса­торе С1 не уменьшится до порога пере­ключения элемента DD1.1. Тогда инверто­ры переключатся и конденсатор через ди­од VD1 быстро разрядится. Время вы­держки определяется постоянной време­ни цепочки C1R1; для указанных на схеме номиналов оно составляет 3...4 мин.

При токе потребления до 4 мА падение напряжения на инверторах не превышает 0,3 В, при токе 15 мА оно возрастает до 1 В. В этой микросхеме перед выключени­ем возникает небольшой сквозной ток, но его величина не превышает 0,2...0,3 мА. Если диод VD1 исключить, после отключения мультиметра через ми­кросхему будет протекать сквозной ток величиной 0,2...0,3 мА, который в течение

одной-двух минут уменьшится до тока утечки. При работе тай­мера в мультиметре М-838 па­дение напряжения на инверто­рах не превышает 0,2 В.

В устройстве можно приме­нить диоды КД102, КД103, КД522 с любыми буквенными индексами, резисторы МЛТ, С2-33, конденсаторы серий К52, К53. Кнопка SB1 - мало­габаритная с самовозвратом.

Большинство деталей раз­мещают на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита.

Эскиз платы устройства показан на рис. 2. Таймер включают в раз­рыв питающих проводников. Плату приклеивают к крышке, а кнопку размещают на боко­вой стенке. Чтобы исключить случайные нажатия на кнопку, ее желательно немного утопить в корпусе мультиметра.

Кнопку запуска таймера на­жимают для включения прибора перед началом очередного изме­рения. Запуск таймера на отклю­чение можно сделать автомати­ческим, "привязав" его к моменту окончания измерения. Таким об­разом, отключение мультимет­ра будет происходить через определенное время после проведения измерения, но это потребует подключения к микросхе­ме мультиметра и усложнения устройства.

Схема еще одного устройства выключения показа­на на рисунке.

В качестве электронного ключа здесь использованы полевые тран­зисторы микросхемы КР1014КТ1. При нажатии на кнопку SB1 конденсатор С1 заряжается до на­пряжения питания батареи мультиметра. Через делитель R1R2 на вход управления электронным ключом DA1 (выводы 1, 8) подается напряжение около 3,5V, ключ открывается и мультиметр готов к работе.

При указанной на схеме емкости конден­сатора С1 время нормальной работы муль­тиметра составляет примерно 5 мин. В тече­ние этого времени ключ находится в откры­том состоянии. Надо заметить, что ключ DA1 не создает заметного падения напряжения из-за его малого сопротивления в открытом состоянии - около 3,5 Ом. Это позволяет более полно использовать батарею питания.

При достижении на входе управления DA1 порогового напряжения около 1,5V ключ закрывается, мультиметр отклю­чается и устройство переходит в дежурный режим. В переходный период - до полной разрядки С1 - прибор еще потребляет не­сколько микроампер.

В дежурном режиме ток потребления пренебрежимо мал.

В переходный период плавное увели­чение сопротивления электронного ключа на индикаторе отражается как разрядка батареи, при этом возрастает погреш­ность измерений, потом контрастность индикатора постепенно снижается до пол­ного исчезновения символов индикации.

Процесс отключения длится около 30 с.

Конденсатор С1 - любой оксидный с малой утечкой, кнопка SB1 - любая мало­габаритная с нормально разомкнутыми кон­тактами. В устройстве можно использовать микросхемы КР1014КТ1А, для КР1014КТ1Б необходимо подбором R2 увеличить управ­ляющее напряжение, но не более 5,5 В.

Дополнительные детали устройства монтируют на плате мультиметра, под пе­реключателем. Кнопку включения распо­лагают в удобном месте, для соединений используют монтажный провод. Ключ DA1 включают в разрыв цепи питания между выводом "+" батареи питания и соответ­ствующей контактной площадкой платы мультиметра.

Токовый ключ, использованный в этом устройстве, выпускается также в других корпусах - с однорядным расположением выводов КТ1014КТ1М2, а также в трехвыводных корпусах типов КТ-26 (1064КГ1 или КП501) и КТ27 (КТ1014КТ1М).

Источники:
http://www.kipovez.nm.ru/
http://diod.ucoz.ru/
Журнал «Радио» 2011 Август стр. 55
http://radiokot.ru