Радиолюбителям, да и просто любителям, часто бывает нужно оперативно измерить небольшое напряжение или проверить на обрыв провод. Мультиметр для этого конечно же подходит, но обладает существенным недостатком: часто, когда в одной руке один щуп, в другой – второй щуп, нужна третья рука, чтобы держать мультиметр перед глазами. Особенно это неудобно, когда его еще и некуда поставить.
Для решения этой проблемы прогрессивное человечество придумало цифровую мультиметр-ручку (или иногда встречается название: «мультиметр карандашного типа»). Т.е. мультиметр помещен в компактный корпус и совмещен с одним щупом. Удобно, практично, видно, куда тыкать, видны показания, не нужно отводить глаза в сторону от контакта. Часто это бывает критично: чуть рука дернулась – КЗ.
Но порой стоимость такого аппарата превышает стоимость полноценного мультиметра. А мне нужна-то всего пара функций.
Итак, задача: сделать компактный, простой, дешевый прибор, которым можно измерить постоянное напряжение до 12-30V и проверить провод на обрыв.
В «закромах родины» нашелся китайский цифровой вольтметр с двумя проводами для измерения постоянного напряжения до 30V. Дополнительное питание ему не требуется. Нужно немного его переделать, чтобы питание все-таки требовалось (об этом ниже).
Пальчиковые батарейки и крона в качестве источника питания сразу отпали, т.к. имеют большой вес и объем. Под рукой оказались отслужившие блютуз-наушники с перезаряжаемым аккумулятором. Он и пошел в дело.
Общее описание самоделки
В результате проведенных работ получилась легкая ручка, которая имеет на борту трехзначный дисплей, две кнопки и светодиод. Ручка представляет собой плюсовой щуп. В верхней части из ручки выходит «минусовой» провод.
Для измерения напряжения «минусовой» провод ручки подсоединяем «крокодилом» к «минусу», например, батарейки. А щупом ручки «тыкаем» в «плюс», нажимаем красную кнопку на ручке - на дисплее видим имеющееся напряжение.
Для проверки обрыва провода – «крокодилом» цепляемся к одному концу, а щупом – к другому. Нажимаем белую кнопку. Если обрыва нет, то ярко загорается светодиод.
Встроенный аккумулятор может быть заряжен через разъем микро-USB от любого подходящего источника.
Внимание! Данный прибор предназначен для малых токов и низковольтных измерений. Он имеет ограниченное применение, т.к. не содержит никаких защитных схем.
Материалы и инструменты
Итак, нам понадобятся следующие инструменты и материалы:
- 3D принтер с пластиком (тип и цвет любой – на Ваш вкус);
- 5 саморезов M2 x 10мм;
- отвертка под саморезы;
- наждачная бумага;
- электронные компоненты:
--- цифровой вольтметр – 1 шт. – желательно с тремя проводами;
--- тактильный переключатель 4,5х4,5х7 – 2 шт;
--- литий-полимерный перезаряжаемый аккумулятор 3.7V – 1 шт; Можно подобрать любой плоский по размеру не более 20х30х4мм;
--- зарядный/повышающий модуль TP4056;
--- светодиод – 1 шт – любой на 3-3.2V;
--- резистор 27ом – 1 шт; номинал зависит от тока светодиода;
- медная проволока d=2мм длиной 40-60 мм;
- гибкий провод для «минусового» щупа – 400-600 мм (можно и длиннее);
- «крокодил» для «минусового» щупа;
- паяльник с принадлежностями.
Порядок сборки
Ручка состоит из двух составляющих:
- пластиковый корпус;
- электронная схема.
Пластиковый корпус и колпачки на кнопки печатаются на 3D принтере.
Далее электрическая схема собирается сразу в нижней части корпуса.
Части корпуса складываются и скручиваются саморезами. Прибор готов!
Итак, все по порядку…
Шаг первый: подготовительный
Если у вас в наличии все же двухпроводной цифровой вольтметр, то необходимо его немного доработать.
Недостатком такого вольтметра является то, что он не может измерить напряжение менее 2.5-3.2V (зависит от цвета индикаторов). Но производитель оставил возможность переделки такого вольтметра на трех контактный. В сети достаточно информации на этот счет, поэтому напишу кратко: нужно на плате убрать перемычку (A) и припаять к третьему контакту (B) сигнальный провод (Vin).
Таким образом мы получаем 3 контакта (слева направо): сигнальный Vin (им меряем «+» напряжение), красный Vcc– «+» питание для светодиодов (3-6V – можно и до 30V, но нужно ли?), черный GND – общий «минус».
Шаг второй: печать корпуса на 3D принтере
Для печати на 3D принтере нам понадобится сама модель. Модель состоит из следующих деталей:
- верхняя часть корпуса;
- нижняя часть корпуса;
- колпачки на тактильные кнопки (можно использовать стандартные – только необходимо будет подогнать отверстия под них).
Модель можно скачать по ссылке: .
Печатать любым пластиком при стандартном или высоком качестве. Корпус проектировался под имеющиеся комплектующие. При наличии других типов электронных компонентов может потребоваться изменить размеры корпуса и/или отверстий.
Корпус печатается без поддержек. Колпачки печатать желательно разными цветами. При печати колпачков из-за малой площади соприкосновения со столом может потребоваться использовать режим «брим». Также из-за малого диаметра и возможной усадки пластика может потребоваться рассверлить отверстия в колпачках.
В результате печати мы получаем 4 детали. При необходимости – подточить/расширить надфилем отверстия.
В корпусе размещается вольтметр, микропереключатели, светодиод, медный щуп, зарядный/повышающий модуль, аккумулятор, соединительные провода.
Шаг третий: делаем "жало" щупа, "завиваем" провод
После печати корпуса самое время сделать «жало» щупа, которое должно торчать из ручки.
У меня под рукой оказалась медная, достаточно прочная проволока диаметром 2 мм. Мне оказалось удобно сделать жало из нее, но также можно использовать и другой материал, например, гвоздь или длинный винт подходящего диаметра (в этом случае нужно продумать фиксацию «жала» в ручке и соединение со светодиодом.
От медной проволоки отрезается 60 мм. На одном конце закручивается спираль, чтобы можно было «надеть» ее на выступ для самореза внутри корпуса (тем самым жало фиксируется в ручке).
Другой конец жала слегка затачивается надфилем или наждачной бумагой.
При желании на жало надевается и прогревается термоусадочная трубка.
Для изготовления «минусового» щупа следует взять гибкий провод длиной 40-60 см. Чтобы он был компактным, можно «завить» его: для этого берется металлический стержень, например, крестовая отвертка. На него плотно наматывается провод, концы которого фиксируются малярным скотчем.
Далее феном хорошо прогреваем эту конструкцию. Температура зависит от типа изоляции провода. Следует следить, чтобы изоляция не оплавилась, а только разогрелась.
После нагрева даем проводу остыть.
К одному из концов провода припаиваем «крокодил», изолируем соединение.
Шаг четвертый: сборка электронных компонентов
Сборка электронных компонентов производится в соответствии с электрической схемой.
Монтаж компактный. Провода нужно брать тонкие, а их длину следует выбирать так, чтобы она была достаточной для подключения элементов друг к другу, но не образовывала петли.
Спаиваем элементы (соблюдая полярность) и вместе с проводами укладываем в корпус.
В последнюю очередь припаивается «минусовый» щуп, плата зарядки и аккумулятор.
Следует заметить, что для правильной зарядки конкретного аккумулятора необходимо на зарядном модуле изменить значение токозадающего резистора (в зависимости от параметров аккумулятора). Информация о доработках подобных модулей зарядки есть в интернете.
Шаг пятый: сборка
После монтажа электронных компонентов производится сборка корпуса. Нижняя и верхняя части корпуса складываются и с обратной стороны от дисплея скручиваются саморезами.
Все! Ручка-минитестер готова к проверке.
Проводим тестовые испытания: берем батарейку, «минусовый» щуп соединяем с «минусом» батарейки, а «жалом» ручки «тыкаем» в «+» батарейки. Нажимаем красную кнопку – на дисплее видим напряжение, выдаваемое батарейкой.
Функция «на обрыв» проверяется просто: замыкаем «жало» ручки с «минусовым» щупом. Нажимаем белую кнопку – светодиод должен ярко загореться.
Если тест не проходит – значит где-то неконтакт. Разбираем – внимательно смотрим соединения и полярность.
Заключение
В процессе использования ручка показала себя удобным, дешевым, компактным инструментом, который всегда под рукой. Заданные функции выполняет на «отлично».
Корпус требует некоторой оптимизации по зазорам.
В рамках модернизации ручки-минитестера можно:
- добавить выключатель в цепь источника питания;
- расширить возможности функцией амперметра;
- для ношения в кармане сделать колпачок на «жало» и зажим.
Какие еще востребованные функции можно реализовать в такой ручке без серьезных доработок и удорожания?
Какие уязвимости у данного решения? И как их исправить?
Всем удачи в творческой работе!
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
