В статье предложены варианты питания популярных мультиметров серии М-83х (DT-83х) от одного никель-кадмиевого или никель-металлгидридного аккумулятора типоразмера ААА или 2/3 ААА с помощью повышающего преобразователя. Такой блок питания выполняет ещё и функцию таймера, автоматически отключая работающий прибор через несколько минут после включения. Кроме того, предусмотрена возможность включать и выключать мультиметр вручную, не задействуя переключатель режимов работ и пределов измерения. В случае использования аккумулятора типоразмера 2/3 ААА удалось блок питания собрать в габаритах батареи "Крона" (6F22).
О недостатках мультиметров серии M-83x и аналогичных было написано немало. Один из существенных - отсутствие отдельного выключателя питания, что делает пользование мультиметром не очень удобным и приводит к повышенному износу переключателя режимов и пределов измерения. Забывчивость при выключении питания приводит к бесполезному расходованию энергии источника - батареи типоразмера 6F22 ("Крона" или аналогичная). Дешёвые батареи не отличаются высоким качеством и большой ёмкостью, а высококачественные стоят приблизительно столько же, сколько и сам мультиметр.
Рис. 1
Предлагаемое устройство во многом устраняет указанные недостатки, оно содержит повышающий преобразователь напряжения, который позволяет применить для питания мультиметра Ni-Cd или Ni-MH аккумулятор типоразмера ААА или 2/3 ААА и, кроме того, автоматически отключает питание через некоторое время после включения, выполняя функцию таймера. Оно предназначено для встраивания в мультиметры серии М-83х (DT-83x). Схема устройства показана на рис. 1. Его основа - специализированная микросхема NCP1400ASN50T1 (DA1). Совмещение функций оказалось возможным благодаря тому, что эта микросхема имеет вход управления, подавая на который напряжение соответствующего уровня, можно включать и выключать преобразователь.
В исходном состоянии конденсатор С3 разряжен и преобразователь выключен. Напряжения на конденсаторе С4 недостаточно для открывания полевого транзистора VT1, поэтому он закрыт и питающее напряжение на мультиметр не поступает. В этом состоянии потребляемый от аккумулятора ток не превышает нескольких десятков микроампер. Если кратковременно нажать на кнопку SB2 "Вкл.", конденсатор С3 быстро зарядится до напряжения аккумулятора и преобразователь включится. Диод VD2 выпрямляет импульсное выходное напряжение, а конденсатор С4 сглаживает его. Выпрямленное напряжение откроет транзистор VT1 и через LC-фильтр C5L2L3C6 поступит на линии питания мультиметра. По истечении нескольких минут, когда конденсатор С3 разрядится примерно до 0,5 В, преобразователь выключится и транзистор закроется - мультиметр будет обесточен. Выключить преобразователь можно и раньше. Для этого кратковременно нажимают на кнопку SB1 "Выкл.", и конденсатор С3 быстро разряжается через резистор R1, ограничивающий его разрядный ток.
В типовом варианте включения микросхемы выходное напряжение преобразователя стабилизируется подачей напряжения отрицательной обратной связи с выхода на вход (вывод 2) микросхемы DA1. В этом случае выходное напряжение равно 5 В. Но для питания мультиметров серии М-83х этого недостаточно. Подключение между выходом преобразователя и входом OUT микросхемы элементов VD1, R3 и С2 увеличивает выходное напряжение до 8,5...9 В. Резистором R3 устанавливают требуемое выходное напряжение, стабилитрон ограничивает его значение, а конденсатор делает запуск преобразователя более устойчивым.
Преобразователь не включится, если напряжение аккумулятора уменьшится примерно до 0,5 В. Но это соответствует очень глубокой его разрядке. Поэтому для проверки состояния аккумулятора кратковременно и одновременно нажимают на кнопки SB1 и SB2. В этом случае на вход СЕ микросхемы поступает напряжение аккумулятора, нагруженного резистором R1. Если аккумулятор близок к состоянию полной разрядки, при токе около 100 мА его напряжения для включения преобразователя будет недостаточно - мультиметр не включится. Это означает, что требуется зарядка аккумулятора.
В устройстве применены элементы для поверхностного монтажа: резисторы - РН1-12 типоразмера 1206, конденсатор С3 - танталовый типоразмера D, остальные - керамические. Дроссели L2, L3 - серии SDR0703 индуктивностью 220...1000 мкГн, L1 намотан проводом ПЭВ-2 0,3 на ферри-товом кольце наружным диаметром 6 и высотой 3 мм от трансформатора преобразователя компактной люминесцентной лампы и содержит 6 витков с отводом от 2-го. Кнопки - любые малогабаритные с само-возвратом (тактовые) и длиной толкателя 2...3 мм.
Рис. 2
Рис. 3
Все элементы, кроме аккумулятора, установлены на печатной плате из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита толщиной 1 мм. Её чертёж показан на рис. 2. На стороне, свободной от печатных проводников, приклеены кнопки. Плату вместе с держателем аккумулятора типоразмера ААА размещают в батарейном отсеке мультиметра (рис. 3). Её закрепляют на боковой стенке, в которой делают отверстия для толкателей кнопок. Если планируется заряжать аккумулятор, не вынимая его из корпуса мультиметра, дополнительно вводят элементы, показанные на рис. 1 штриховыми линиями. Зарядку можно проводить от зарядного устройства сотового телефона с выходным напряжением + 5 В. Резистором R4 в этом случае устанавливают требуемый ток зарядки.
Рис. 4
Был разработан вариант размещения элементов в габаритах корпуса батареи "Крона". Конструкция такого устройства и вариант размещения его в мультиметре показаны на рис. 4. Основание конструкции - держатель для аккумулятора типоразмера 2/3 ААА, который вырезан из корпуса вышедшего из строя светодиодного газонного светильника. Длину платы (см. рис. 2) нужно уменьшить. Для этого её укорачивают по штриховой линии, а элементы L2, L3 (дроссели ЕС24) и С6 устанавливают на разъёме (контактной колодке) от батареи "Крона". Плату сустановленными на ней кнопками, держатель аккумулятора и разъём скрепляют термоклеем. После проверки работоспособности устройства для завершённости конструкции приклеивают две боковые стенки и "дно".
Рис. 5
Рис. 6
Рис. 7
Рис. 8
В результате с одной узкой стороны будет паз для установки аккумулятора (рис. 5), с другой - расположены кнопки (рис. 6), которые не должны выступать за габариты конструкции. Устройство устанавливают в батарейный отсек мультиметра (рис. 7), а в стенке мультиметра, напротив кнопок, делают отверстия, в которых размещают резиновые толкатели (см. рис. 4). Длину толкателей делают такой, чтобы, с одной стороны, было удобно на них нажимать, с другой - вероятность случайного нажатия на кнопки была минимальной. Внешний вид мультиметра со встроенным устройством показан на рис. 8.
Автор: И. Нечаев, г. Москва