О сайте

Электроника

Теория

Практика (1)

Проекты (2)

Форум

Разное

Обратная связь

Поддержка сайта


   Мультиметры серии UT70. Восстановление работоспособности и доработка.


   Компания Uni-Trend Group Limited серийно производит мультиметр серии UT70, счастливым обладателем которого уже несколько лет является и автор (у автора модель UT70D). Прибор в целом очень хороший, имеет множество полезных функций и хорошую точность измерения. Может быть подключен к персональному компьютеру посредством IRDA адаптера.

   Прибор конструктивно выполнен в пластиковом корпусе, электрическая схема смонтирована на одной печатной плате из текстолита. Переключатель режима работы выполнен также печатным способом. Неподвижные контакты переключателя выполнены в виде дорожек на печатной плате прибора, а подвижные контакты выполнены в виде подпружиненных пластин и расположены на ручке переключателя.

   Выглядит прибор так:


   Мультиметр долго служил верой и правдой, пока не начал капризничать - при переключении режима работы показания прибора стали "скакать", а в режиме измерения сопротивления при замкнутых щупах прибор не устанавливался на "0". Причина кроется в том, что в подобных приборах с механическим переключателем режима работы, со временем протираются до дыр неподвижные контакты переключателя (дорожки). Толщина меди дорожки обычно составляет всего 35 микрон, что заметно сказывается на долговечности контактов. К тому же включение и выключение прибора осуществляется все тем же переключателем, а не отдельной кнопкой, что также лишний раз изнашивает контакты переключателя. Выбрасывать отличный по сути и недешевый прибор было бы неправильно, поэтому было решено его восстановить.

   Для восстановления работоспособности прибора можно было пойти несколькими путями:

     1. восстановить медь дорожек, напаяв поверх медную фольгу. Способ трудоемкий и решает проблему лишь на время. К тому же на печатной плате медь имеет золочение, что улучшает контакт.
     2. поставить многосекционный галетный переключатель. Способ хороший, но у автора не нашлось подходящих для этого деталей. К тому же, была вероятность значительно выйти за габариты прибора.
     3. сделать квази-сенсорный переключатель на микроконтроллере и нескольких электромеханических реле.

   Автор выбрал третий путь. Недостатком такого решения является повышенное потребление тока от элемента питания (даже с учетом предпринятых мер к его снижению), с чем автор был готов смириться. К тому же автором была предусмотрена возможность подвести питание и заряжать аккумулятор прибора из вне.

   Неподвижные контакты переключателя имеют следующие схему соединений (зеленые линии) и расположение (синии линии) на печатной плате прибора:


   Красные промаркированные прямоугольники (J1..J11) указывают на коммутируемые пары контактов переключателя. На электрической принципиальной схеме прибора пары контактов (на схеме изображены как вертикальные широкие полосы) имеют соответствующее обозначение:


   Схема предлагаемого автором квазисенсорного переключателя (без реле) приведена здесь:

   Включение переключателя происходит в момент нажатия кнопки выбора режима SW1 и/или SW2. Напряжение питания поступает через кнопки на диодную сборку DA3, с нее на стабилизатор DA4 переключателя и стабилизатор мультиметра U3 (расположен на плате мультиметра). Одновременно с нажатием кнопки запускается микроконтроллер DD1. С вывода 3 микроконтроллера на конденсатор C6 начинает поступать меандр, с него на диодную сборку DA2 и фильтрующий конденсатор C4. Напряжение на конденсаторе С4 открывает транзистор VT2, который предотвращает пропадание напряжения на входе стабилизатора DA4 переключателя и U2 мультиметра при отпускании кнопки SW1 и SW2.

   Реле переключателя К1-К13 включаются микроконтроллером через транзисторы VT3-VT13. Транзистор VT1 шунтирует резистор R1 в момент переключения, тем самым обеспечивая максимальное напряжение на обмотках реле, необходимое для их включения. Спустя некоторое время транзистор VT1 выключается и ток удержания контактов реле течет через резистор R1, тем самым вдвое снижая отбираемый от источника питания ток. Транзистор VT1 управляется через конденсатор C5 и выпрямитель DA1. В момент переключения на конденсатор C1 поступает меандр с вывода 2 микроконтроллера.

   Схема подключения реле приведена здесь:


   Реле располагаются на внутренней стороне корпуса и фиксируются секундным клеем. Монтаж соединений осуществляется навесным способом. Тип примененных в конструкции автором реле V23092-A1012-A302. Это реле, обмотка которого рассчитана на напряжение 12 Вольт, а контакты на 300 Вольт переменного тока. Реле имеет невысокий корпус (5 мм), что позволяет разместить во внутреннем пространстве прибора все 11 штук.

   Печатная плата квазисенсорного переключателя имеет круглую форму и фиксируется в корпусе прибора шурупом М3. Торцом плата упирается в стенку верхней крышки прибора так же, как это делает ручка штатного переключателя. Плата выглядит так:


   Кнопки SW1 и SW2 устанавливаются на плату переключателя с нижней стороны (со стороны микроконтроллера). При этом выводы кнопок нужно аккуратно развернуть на 180 град и припаять к площадкам платы.

   Сборка.

   Сначала нужно снять заднюю крышку и вывернуть шурупы, держащие печатную плату прибора. Затем снять стопорную шайбу с ручки переключателя и извлечь ручку из верхней крышки прибора. Под ручкой находится углубление. Необходимо фрезой (такие фрезы часто встречаются в наборах, автор использовал фрезу с шарообразной головкой) по периметру углубления снять материал и удалить из корпуса дно углубления вместе с его стенками.

   Дальше нужно приклеить реле к внутренней стенке крышки. Реле нужно расположить по периметру углубления крышки так, чтобы корпуса реле и их контакты не мешали печатной плате квазисенсорного переключателя занять свое место. При удачном расположении реле плата своей верхней стороной выступает над корпусом прибора не более чем на 1 мм. Также нужно обратить внимание на то, чтобы реле не мешали плате прибора при сборке. В отверстие центрирующее ручку штатного переключателя печатной платы прибора устанавливается шуруп М3 и фиксируется гайкой. Длина шурупа подбирается опытным путем. Между гайкой и шурупом с двух сторон платы необходимо проложить диэлектрические шайбы.

   Затем нужно припаять к печатной плате прибора изолированные провода, которые будут соединены с контактами реле и переключателем. Изоляция проводов, соеденяющих контакты реле с платой прибора, должна быть рассчитана на рабочее напряжение в 400 Вольт.

   В схему прибора добавлены 3 диода 1N4148. На схеме они выделены красным цветом. В процессе монтажа проводников диоды монтируются навесным способом. Автором эти диоды (в корпусе SMD) были катодом припаяны непосредственно к контактным площадкам на плате переключателя, а анодом к проводникам, идущим к плате прибора.

   Далее нужно соединить обмотки реле, цепи управления режимом работы прибора и цепи питания с платой переключателя.

   Теперь можно вернуть на штатное место печатную плату прибора и зафиксировать ее шурупами. Плату переключателя нужно зафиксировать между двух гаек, также проложив с двух сторон платы диэлектрические шайбы.

   Переключатель не требует предварительной настройки. В случае ненадежного выключения прибора можно попробовать уменьшить сопротивление резисторов R2 и R3. С резисторами сопротивлением 1 МОм прибор у автора не всегда надежно выключался. С резисторами сопротивлением 510 кОм переключатель работает хорошо.

   Включение прибора осуществляется нажатием одной или одновременно двух кнопок переключателя. При этом на плате переключателя загорается светодиод и устанавливается соответствующий режим работы прибора. Если в момент включения были одновременно нажаты обе кнопки, то светодиод режима мигает несколько раз, что свидетельствует о запрете функции автовыключения (функция автовыключения прибора работает независимо от той же функции квазисенсорного переключателя, но с той разницей, что переключатель одновременно снимает напряжение питания свое и прибора несколько позже микроконтроллера прибора).

   Выбор режима во время работы прибора осуществляется нажатием кнопки SW1 или SW2.

   Прибор выключается, когда происходит нажатие кнопки SW1 "<" и светодиод VD7 "VAC" горит; или когда происходит нажатие кнопки SW2 ">" и горит светодиод VD1 "mA".

   Вот так в составе прибора выглядит (без крышки) переключатель:


   Здесь можно скачать документацию к проекту:

     - схема в формате P-Cad 2006;
     - печатная плата в формате P-Cad 2006;
     - ПО микроконтроллера PIC16F873 в формате MPLab.

   На этом все, друзья. :)

Прочитано: 1169 раз




При копировании и распространении материалов сайта, пожалуйста, ссылайтесь на оригинал.  R-Electronix.ru (c),  2015 г.