Zaloguj
Urządzenie to multimetr stacjonarny. Teoretycznie sam miernik uniwersalny nie jest niczym skomplikowanym, ale jak to zwykle bywa w przypadku spotkania z rzeczywistością, prawda jest trochę inna. Ten konkretny multimetr to 6-cyfrowa aparatura, zdolna do pomiaru napięcia (w zakresach do 1, 10 i 100 V), prądu (w zakresach do 10 mA i 100 μA, z oddzielnym zakresem 1 A) i rezystancji (1, 10, 100 i 1000 kΩ). Co ważne, jest to sprzęt 6-cyfrowy w dosłownym znaczeniu, gdyż mówimy tutaj nie tylko o liczbie prezentowanych na wyświetlaczu znaków, ale także o liczbie cyfr znaczących, czyli de facto o jego rzeczywistej rozdzielczości.
Główną częścią każdego współczesnego multimetru jest przetwornik analogowo-cyfrowy (ADC), który zamienia napięcie na wartość cyfrową, przetwarzaną następnie i wyświetlaną w odpowiedniej formie. Przetwornik ADC mierzy bezpośrednio napięcie, co realizuje funkcję woltomierza. Do pomiaru poza zakresem wejściowym przetwornika analogowo-cyfrowego wymagany jest dzielnik napięcia (umożliwiający pomiar wyższego napięcia) lub wzmacniacz (dla niższych napięć). W przypadku pomiaru prądu typową metodą jest zamiana natężenia na napięcie za pomocą rezystora szeregowego. Aby mieć możliwość zmiany zakresów pomiarowych, zwykle stosuje się układ kilku przełączanych rezystorów o różnej wartości.
Do pomiaru rezystancji autor zastosował dodatkowe źródło prądu, które przepuszcza prąd o znanym natężeniu przez mierzony element, a woltomierz dokonuje pomiaru spadku napięcia, który jest proporcjonalny do wartości rezystora. I to byłoby tyle, jeśli chodzi o prostszą część tego projektu – wszak większość multimetrów działa dokładnie w ten sam sposób. Jednakże, jak dowiadujemy się ze strony autora na portalu hackaday.io, znalazło się tutaj kilka przysłowiowych diabłów ukrytych w szczegółach.
Pierwszym z nich jest napięcie odniesienia ADC. Drugi stanowi izolacja galwaniczna – ponieważ mierzony układ może znajdować się na różnych potencjałach względem ziemi, klasyczne multimetry stacjonarne muszą być odizolowane od sieci. Trzecim jest oczywiście ADC, którego konstrukcja w zasadzie stanowi główny cel tego projektu.
Na rynku istnieją stosunkowo dobre, zintegrowane przetworniki A/C (np. AD7177, LTC2380), ale autor tej konstrukcji zdecydował się na tradycyjną implementację dyskretnego ADC typu wielozboczowego, stosowaną od dziesięcioleci w licznych miernikach o wysokiej rozdzielczości i nadal niedoścignioną przez scalone ADC pod względem wielu parametrów.
O tym, w jaki sposób wszystkie wymienione problemy w swojej konstrukcji rozwiązał autor opracowania, dowiedzieć się można z obszernego artykułu, pełnego logów z prototypowania różnych sekcji urządzenia. Obecnie autor nie uznaje jeszcze swojego projektu za w pełni zakończony. Jakkolwiek samo urządzenie już działa, jego twórca pracuje jeszcze nad porządną dokumentacją całości.
