Шкала вольтметра своими руками

Самодельная шкала приборов

Как нарисовать шкалу на стрелочном индикаторе

Здравствуйте уважаемые читатели. В этой статье хочу рассказать о том, как нарисовать нужную нам шкалу для своих измерительных приборов.

Я буду рисовать шкалу, что по научному означает – отградуировать, для своего миллиомметра, о котором писал раньше. Прочитать статью можно здесь. И так у нас есть головка, найденная невесть, где и когда, давно у меня валялась. Аккуратно разбираем ее, но пока не открутили шкалу, сразу замеряем радиус дуги, где находятся деления.

См. Фото 1. Меряем осторожно, не повредив поворотной системы измерительной головки, и запоминаем его величину. Если у вас, как и у меня, на пластинке основной шкалы есть еще и бумажная, то ее надо осторожно снять в горячей воде. Вот, что получилось, смотрим фото 2. На фото 3 показана свеженарисованная новая шкала.

Итак, открываем программу FrontDesigner_3.0, если ее у вас нет, скачиваем ее и устанавливаем.

После открытия программы перед вами появится примерно вот такое окно (скрин 1).

Щелкаем правой мышкой по активному полю 1, выбираем – «свойства». Устанавливаем размер листа, на котором будем рисовать шкалу в соответствии с ее размерами. Здесь же можно выбрать цвет листа, я выбрал белый.

Далее жмем на кнопку 2 — «Шкала» и перед нами откроется скрин 2, окно можно развернуть на весь экран.

У меня при наведении курсора на активное поле, последний принимает вид лупы с названием «Увеличивалка», если в это время нажать на левую или правую мышь, то изображение убежит и придется рисовать все сначала. Так, что примите это к сведению. Возможно это глюк только моей проги, но я уже привык.Нажимаем на кнопку 1 и в выпадающем списке выбираем «Круговая линейная шкала».

Затем жмем «параметры» (см. скрин 3)и начинаем заполнять необходимые поля. 1 – выбираем угол, на который отклоняется стрелка, как так у всех измерительных головок он равен примерно 90°, то это значение и выставляем.

Далее устанавливаем значение радиуса, которое мы измеряли и запоминали. «Линия» — ставим «да», в этом случае на рисунке будет видна дуга, на которой находятся деления. «Цент окружности» -можно тоже поставить «да» для удобства. «1.Деления.Сегменты» — Количество больших делений, у меня их десять. «Деления.Длина мм» — так как у меня шкала большая, ставлю 7мм. «Деления» — ставим «Да» — разрешаем себе нарисовать деления между большими делениями. Далее, как с большими – задаем количество маленьких делений между двумя большими — 10, ставим высоту маленьких делений – 5мм. «Поворот» нам не нужен – ставим «0». «Надписи» — ставим «Да» — это циферки над делениями. «Выс. т – та мм » — высота циферок. «Зазор» — ставлю 3мм – это расстояние между большими делениями и надписями. «Угол текст» — 0. Дальше см. по скрину. В итоге получаем шкалу, которую видите, но без надписей. Жмем на кнопку 2 – «Надписи» и смотрим на скрин 4.

Здесь все понятно, напротив номера каждого большого сегменты вписываем то, что нам надо. Далее нажимаем на зеленую галочку – «Добавить шкалу на макет», открывается опять главное окно программы, но уже с нашей шкалой – скрин 5.

Мой миллиомметр имеет два предела измерения, поэтому хотелось бы и его вывести на данную шкалу. Для этого снова нажимаем на значок «Шкала» и рисуем еще одну шкалу для другого предела (см. скрин 6).

Особенность этой шкалы состоит в том, что деления располагаются с другой стороны дуги. Это достигается тем, что перед числовым значением высоты деления ставится знак минус. И я поставил «нет» для маленьких делений. Далее жмем на зеленую галочку и уже в главном окне совмещаем две шкалы. Для облегчения дальнейшей работы включаем масштабную сетку, нажав на соответствующую кнопку – 1. После этого в соответствии с размерами нашей шкалы – фото2, чертим прямоугольник. По сторонам этого прямоугольника мы потом отрежем нужную нам часть. Теперь можно вставить нужный нам текст или значок, в этом уж сами разберетесь. Получаем скрин 7.

Далее жмем на значок принтера и печатаем шкалу. Я печатаю в основном на матовой фотобумаге для принтеров. Теперь о склейке. Сперва вырезаем по линиям прямоугольника заготовку шкалы. Затем обезжириваем алюминиевую шкалу (фото2). Наносим на обе заготовки клей ПВА. Даем чуть подсохнуть, аккуратно совмещаем обе заготовки и через фторопластовую пленку проглаживаем утюгом, имеющим температуру градусов 60С. Потом напильником (я обычно пользуюсь все время круглым, мелким) срезаем ненужную бумагу. Шилом протыкаем отверстия для крепления шкалы, собираем прибор в обратном порядке. ВСЕ. Смотрим фото 4. Ура! Чистая победа.

Да, еще чуть-чуть. Если предполагается, что прибор будет работать не только дома, но и на улице, то бумажную шкалу обязательно надо защитить слоем бесцветного лака. Я для этих целей всегда использую автомобильный бесцветный импортный лак в аэрозольной упаковке – «Body Acrylic». Успехов всем, до свидания. К.В.Ю.

Шкала вольтметра своими руками

JLCPCB — это крупнейшая фабрика PCB прототипов в Китае. Для более чем 600000 заказчиков по всему миру мы делаем свыше 15000 онлайн заказов на прототипы и малые партии печатных плат каждый день!

Anything in here will be replaced on browsers that support the canvas element

Стрелочный вольтметр своими руками

Время аналоговых измерительных приборов уже давно прошло, но не смотря на это стрелочные измерительные головки находят широкое применения и не только в самодельных конструкциях. Они не сияют сверхвысокой точностью, но тем не менее в некоторых измерениях аналоговый прибор незаменим.

Представляю технологию переделки стрелочного вольтметра или микроамперметра в вольтметр на любое нужное напряжение. Такой вольтметр можно будет использовать в качестве измерителя напряжения в зарядных устройствах, регулируемых источниках питания и так далее. Для переделки ж елательно выбирать индикатор с линейной шкалой. В моем случае головкой будет служить высоковольтный вольтметр переменного напряжения, который выдран из стабилизатора напряжения со шкалой от 0 до 300 Вольт.

Мне нужно изготовить низковольтный вольтметр постоянного напряжения со шкалой от 0 до 16 вольт. Для начала головку нужно вскрыть, внутри мы можем наблюдать выпрямительный диод и ограничительный резистор, напряжение с клемм вольтметра подается на обмотку измерительной головки именно через эту цепочку из диода и резистора их чуть позже мы их уберем.

Аккуратно вынимаем шкалу, она приклеена на двухсторонний скотч. После этого её нужно отсканировать.

Рисунок редактируем в любом редакторе, хоть в пейнте. Удаляем все дефекты, дорисовываем неполные линии, символы, надписи ну и естественно меняем циферки на нужные.

Измеряем размеры родной шкалы, после чего открываем ворд, вставляем наш рисунок и указываем ранее измеренные размеры и распечатываем все это дело, лучше сразу несколько штук, мало ли что.

Обрезаем бумажку до нужных размеров и приклеиваем на место любым подручным клеем.

Теперь аккуратно откусываем цепочку из резистора и диода, о которой говорили в начале.

Припаиваем торчащие выводы друг к другу.

Таким образом, напряжение, которое будет подаваться на клеммы вольтметра, непосредственно пойдет на обмотку измерительной головки.

Головка очень чувствительная и стрелка полностью отклоняется, если на клеммы подается напряжение всего в пол вольта ну и думаю понятно, что это никуда не годится, т.к. мы планировали что стрелка будет отклоняться до предела, если на клеммы подается 16 вольт.

Берем переменный, а лучше подстроечный многооборотный резистор на 20-50 кОм и собираем простейшую схему

Для калибровки индикатора очень желательно наличие лабораторного блока питания, но можно ограничиться любым адаптером питания вольт на 6, параллельно которому подключаем мультиметр, он у нас будет в качестве эталона.

На вход подаем напряжение и медленно вращаем подстроечный резистор до тех пор пока стрелка не покажет то напряжение, которое мы видим на мультиметре.

То есть достаточно откалибровать головку на конкретной отметке, а за счет того, что шкала линейная другие значения напряжения наш измеритель будет также показывать правильно.

После калибровки подстроечный резистор выпаивается, замеряеться полученное сопротивление и на его место ставиться постоянный резистор с таким же сопротивлением. Если нет нужного резистора, то можно соединить несколько резисторов последовательно, для получения нужного сопротивления, желательно применение резисторов с погрешностью в 1 % и меньше.

Подстроечник можно оставить, но советую заклеить регулирующий винт, для предотвращения смещений.

Очень часто для постройки измерительных головок в самом начале через ограничительное сопротивление на головку подают эталонные напряжения и на пустой шкале делают метки, которые учитываются во время создания шкалы в редакторе — такой подход более предпочтителен и позволяет построить измерительные головки высокой точности.

Стрелочный вольтметр

Параметры и особенности стрелочных вольтметров

И хоть мы уже давно привыкли к цифровым вольтметрам, в природе всё ещё встречаются и стрелочные.

В некоторых случаях их применение может быть более удобным и практичным, чем использование современных цифровых.

Если в ваши руки попал стрелочный вольтметр, то желательно узнать его основные характеристики. Их легко определить по шкале и надписях на ней. В мои руки попал встраиваемый вольтметр М42300.

Внизу, под шкалой, как правило, есть несколько значков и указана модель прибора. Так, значок в виде подковы (или изогнутого магнита) означает, что это прибор магнитоэлектрической системы с подвижной рамкой.

На следующем снимке можно разглядеть такую подковку.

Горизонтальная чёрточка указывает на то, что данный измерительный прибор рассчитан на работу с постоянным током (напряжением).

Тут же стоит уточнить, почему речь идёт о постоянном токе. Не секрет, что стрелочными бывают не только вольтметры, но и огромное количество других измерительных приборов, например, тот же аналоговый амперметр или омметр.

Действие любого стрелочного прибора основано на отклонении катушки в поле магнита при прохождении постоянного тока по этой самой катушке. Чтобы отобразить с помощью стрелки показания на шкале прибора, ток должен быть постоянным.

Если он будет переменным, то стрелка будет отклоняться вправо-влево с частотой переменного тока, который протекает через обмотку катушки. Чтобы измерить величину переменного тока или напряжения в измерительный прибор встраивают выпрямитель.

Именно поэтому, под шкалой прибора указывается тип тока, с которым он способен работать: постоянным или переменным.

Далее на шкале прибора можно обнаружить целое или дробное число, вроде 1,5; 1,0 и подобное. Это класс точности прибора, выраженный в процентах %. Понятно, чем меньше число, тем лучше – показания будут точнее.

Также можно увидеть такой знак – две пересекающиеся черты под прямым углом. Этот знак указывает на то, что рабочее положение прибора вертикальное.

При горизонтальном положении показания могут быть менее точные. Иными словами прибор может «врать». Стрелочный вольтметр с таким значком лучше устанавливать в прибор вертикально и исключить существенный наклон.

А вот такой знак говорит о том, что рабочее положение прибора — горизонтальное.

Ещё один интересный знак – пятиконечная звезда с цифрой внутри.

Данный знак предупреждает о том, что между корпусом прибора и его магнитоэлектрической системой напряжение не должно превышать 2кВ (2000 вольт). На это стоит обращать внимание при эксплуатации вольтметра в высоковольтных установках. Если вы планируете использовать его в блоке питания на 12 – 50 вольт, то беспокоиться не стоит.

Как считывать показания со шкалы стрелочного вольтметра?

Для тех, кто впервые видит шкалу прибора, возникает вполне резонный вопрос: «А как же считывать показания?» На первый взгляд ничего непонятно .

На самом деле всё просто. Чтобы определить минимальное деление шкалы нужно определить ближайшее число (цифру) на шкале. Как видим на шкале нашего М42300 – это 2.

Далее считаем количество промежутков между чёрточками до первого числа или цифры – в нашем случае до 2. Их оказывается 10. Далее делим 2 на 10, получаем 0,2. То есть, расстояние от одной маленькой чёрточки до соседней, равно — 0,2 вольта.

Вот мы и нашли минимальное деление шкалы. Таким образом, если стрелка прибора отклонится на 2 маленьких деления, то это будет означать, что напряжение равно 0,4V (2 * 0,2V = 0,4V).

В наличии уже знакомый нам встраиваемый вольтметр модели М42300. Прибор предназначен для измерения постоянного напряжения до 10 вольт. Шаг измерения — 0,2 вольта.

Прикручиваем к клеммам вольтметра два провода (соблюдаем полярность!), и подключаем севшую батарейку на 1,5 вольта или любую попавшуюся.

Вот такие показания я увидел на шкале прибора. Как видим, напряжение батарейки равно 1 вольту (5 делений * 0,2V = 1V). Пока фотографировал, стрелка вольтметра упорно двигалась к началу шкалы — батарейка отдавала последние «соки».

Кроме этого мне стало интересно, какой ток потребляет сам стрелочный вольтметр. Поэтому вместо батарейки я подключил блок питания и выставил на выходе 10 вольт — чтобы стрелка прибора отклонилась на всю шкалу. Далее я подключил в разрыв цепи цифровой мультиметр и измерил ток.

Оказалось, ток, потребляемый стрелочным вольтметром, составил всего 1 миллиампер (1 мА). Его достаточно, чтобы стрелка отклонилась на всю шкалу. Это очень мало. Поясню свой намёк.

Получается, что стрелочный вольтметр экономичнее цифрового. Посудите сами, любой цифровой измерительный прибор имеет дисплей (ЖК или светодиодный), контроллер, а также буферные элементы для управления дисплеем. И это только часть его схемы. Всё это потребляет ток, садит батарею или аккумулятор. И если в случае вольтметра с жидкокристаллическим дисплеем потребляемый ток невелик, то при наличии активного светодиодного индикатора, потребляемый ток будет уже существенный.

Вот и получается, что для портативных приборов с автономным питанием иногда разумнее использовать классический стрелочный вольтметр.

При подключении вольтметра к цепи следует помнить о нескольких простых правилах.

Во-первых, вольтметр (любой, хоть цифровой, хоть стрелочный) необходимо подключать параллельно той цепи или элементу, напряжение на котором планируется измерять или контролировать.

Во-вторых, следует учитывать рабочий диапазон измерений. Узнать его легко – достаточно взглянуть на шкалу и определить последнее число на шкале. Это и будет граничное напряжение для измерения данным вольтметром. Естественно, есть и универсальные вольтметры, с выбором предела измерения, но сейчас речь идёт о встраиваемом стрелочном вольтметре с одним пределом измерения.

Если подключить вольтметр, например, со шкалой измерения до 100 вольт, в цепь, где напряжение превышает эти 100 вольт, то стрелка прибора будет уходить за пределы шкалы, «зашкаливать». Такое положение дел рано или поздно приведёт к порче магнитоэлектрической системы.

В-третьих, при подключении стоит соблюдать полярность, если вольтметр рассчитан на измерение постоянного напряжения. Как правило, на клеммах (или хотя бы у одной) указывается полярность – плюс «+» или минус «-» . При подключении вольтметров, рассчитанных на измерение переменного напряжения, полярность подключения не имеет значения.

Надеюсь, теперь вам будет проще определить основные характеристики стрелочного вольтметра, а самое главное, применить его в своих самоделках, например, встроив его в блок питания с регулируемым выходным напряжением . А если сделать светодиодную подсветку его шкалы, то он будет выглядеть вообще шикарно! Согласитесь, такой стрелочный вольтметр будет смотреться стильно и эффектно.

bootsector

Ретротехника, самоделки и борьба с идиотизмом

Я пока не знаю, в какой именно моддинг-проект пойдёт эта измерительная головка, поэтому решил написать про неё отдельный пост. Информацию выкладываю по горячим следам в прямом и переносном смысле: удачная технология была найдена только вчера.

Итак, у меня в хозяйстве имелся старый стрелочный прибор серии М24, отградуированный как милливольтметр/миллиамперметр. С функциональной точки зрения он был исправен, но вот шкала явно знавала лучшие дни, так что для моих целей он уже не годился.

Раньше, когда меня спрашивали, почему я в своих модах не меняю шкалы приборов, размеченные в каких-то посторонних величинах, я отвечал, что не хочу портить оригинальные старые вещи. И это было правдой, но лишь наполовину: дело в том, что даже если бы я захотел поменять какую-нибудь шкалу на новую, я бы не знал, как это сделать качественно.

Первую попытку приспособить этот прибор для использования в паре с компьютером я предпринял несколько лет назад, когда на основе скана оригинальной шкалы нарисовал свою и напечатал её на старой бумаге.

Шкала, откровенно говоря, вышла из рук вон плохо. Выглядела она некрасиво, жёлтый цвет бумаги не сочетался с другими деталями, а цена деления в нижней её части вообще получилась дробной.

Поэтому этот прибор я нигде не использовал и надолго убрал в ящик. Но недавно я его оттуда извлёк и решил на этот раз сделать всё как следует. Первым делом я подключил его к источнику напряжения и точно отградуировал, поставив карандашные отметки от 0 до 100 (одну из шкал было решено разметить в процентах, чтобы использовать её для отображения самых разных величин).

Затем я снял временную шкалу и отсканировал её.

Мне хотелось, чтобы новая шкала выглядела красиво и аутентично. Поэтому я покопался в ящике со старыми стрелочными головками и нашёл одну, которая понравилась мне больше всего.

При помощи различных инструментов Фотошопа я по максимуму убрал родной фон и наложил полученное изображение поверх скана с карандашными отметками. По счастливому совпадению, оказалось достаточно лишь немного отмасштабировать новую шкалу, чтобы она идеально совпала с нарисованной. Видимо, приборы имеют однотипные механизмы с нелинейной зависимостью угла отклонения от напряжения — внимательно посмотрев на шкалу, можно заметить, что промежуток от 0 до 1 заметно больше промежутка от 9 до 10.

На следующей картинке видна промежуточная стадия работ: части цифр ещё нет, отдельные участки не перерисованы, виден неубранный «мусор».

Чтобы прибор в итоге выглядел как можно более похожим на настоящий, я не использовал символы из новых шрифтов, а только копировал оригинальные. Если приходилось дважды использовать одну и ту же цифру, я специально немного деформировал её, чтобы не было идеальной цифровой копийности. Такой вот педантизм, возможно, не очень здоровый :-). Мусор пришлось убирать вручную, потому что я не знаю автоматического механизма очистки, который убрал бы пыль, не замылив при этом контуры.

В итоге получилось так:

Первая шкала отображает проценты, вторая — температуру (отградуирована по даташиту термодатчика, который не гарантирует точности показаний ниже ноля), а третья — частоту процессора в мегагерцах. Ностальгическую величину «ИМП / МИН» я оставил, потому что она, что называется, в тему. Из-за постепенного уплотнения делений риски на температурной шкале получились очень мелкими, но этим было решено пренебречь. В самом конце я добавил контур металлической подложки, чтобы шкалу было легко вырезать и приложить по месту.

Надписи с оригинальной шкалы получилось удалить при помощи обычного мыла. Если мыло не поможет, можно попробовать спирт, ацетон, растворитель 646, уксусную кислоту или перекись водорода — в моей практике ещё не было случая, чтобы этот «коктейль» не сработал.

Но это всё была лишь прелюдия, настоящее колдовство ещё впереди. Печать новой шкалы на бумаге я даже не рассматривал, а вместо этого стал думать о том, как бы нанести надписи прямо на оригинальную алюминиевую пластинку. Самым простым, конечно, было бы загрузить её в струйный принтер, переделанный для печати на твёрдых поверхностях (некоторые крутые радиолюбители делают такие для изготовления печатных плат), но это вариант пришлось отмести в силу отсутствия подходящего принтера. Ещё я вспомнил о такой вещи, как металлопечать, но для неё тоже нужно специальное оборудование, а мне хотелось найти метод, который я мог бы использовать дома.

Поэтому было решено освоить другую технологию из арсенала радиолюбителей — ЛУТ («лазерно-утюжную»). Она столько раз описана в интернете, что повторяться не вижу смысла. Если коротко — рисунок при помощи лазерного принтера печатается на какой-нибудь гладкой бумаге в зеркальном отражении, после чего при помощи нагрева переносится на нужную поверхность. Этим способом создают дорожки на печатных платах, но в моём случае последняя технологическая стадия — травление — была не нужна.

Раньше я ЛУТ не применял, поэтому для начала решил потренироваться на кошках. Прочитав множество рекомендаций, я выбрал два промежуточных носителя — полуглянцевые журнальные страницы и фотобумагу неизвестного происхождения.

Фотобумага не подошла, потому что её глянцевое покрытие плавилось под утюгом, а вот журнальные страницы показали себя как нельзя лучше.

Для проверки я сначала попробовал перенести рисунок на фольгированный текстолит, дабы убедиться, что технология соблюдена верно. Результат превзошёл все ожидания: с первого же раза рисунок без каких-либо дефектов перешёл на медь.

Правда, перед этим поверхность пришлось тщательно подготовить: убрать окислы с помощью Cillit Bang, вымыть с мылом и обезжирить бензином.

Окрылённый этим успехом, я попробовал перенести шкалу на черновую алюминиевую пластинку. И тут меня ждало разочарование: хотя я сделал всё в точности так же, как и в прошлый раз, существенная часть тонера осталась на бумаге.

Сколько я ни бился, улучшить этот результат мне не удалось. Алюминий, насколько я знаю, вообще весьма капризный в этом плане металл — на него и краска ложится хуже, и другие покрытия, наносимые не химическим способом.

Правда, некоторую надежду на успех вселяло то, что основа будущей шкалы — не гладкая, а рельефная. Это хорошо видно на скане с увеличенным фрагментом:

Не будучи уверенным в благополучном исходе, я решил приобрести прозрачную плёнку для лазерной печати, чтобы в случае чего просто напечатать шкалу на ней и приложить сверху. Пачка с этой плёнкой так долго лежала невостребованной в магазине, что успела пожелтеть и обтрепаться. Продавец очень удивился, что её кто-то наконец-то купил.

Слева на фотографии показана шкала, напечатанная на обычной бумаге — её я использовал, чтобы в последний раз проверить правильность показаний стрелки. А справа — плёнка, причём лицом вниз (печать выполнена в зеркальном отражении, чтобы тонер оказался под защитой).

Я попробовал просто приложить шкалу к подложке — это смотрелось хорошо, но лишь пока плёнка оставалась идеально ровной. Но когда я перестал прижимать её, она отошла от основания, и вид сразу испортился. Так что я взялся за утюг, сначала планируя просто нагреть пластинку и плёнку, чтобы последняя распрямилась и, возможно, немного приплавилась к основе.

Это действительно получилось, и я хотел было так всё и оставить, но любопытство всё-таки взяло верх. Я попробовал «прилутить» второй экземпляр шкалы к другому листу алюминия, и, к моему удивлению, рисунок перенёсся с минимальными потерями, хотя поверхность была совершенно неподготовленной! Так что я вернулся к своей шкале, как следует прогладил её сверху, дал ей остыть, аккуратно оторвал плёнку. и вуаля, 99% тонера благополучно перенеслось на подложку!

В центре шкалы можно заметить немного расплывшийся участок — там был пропуск, и я довольно криво подрисовал недостающие фрагменты гелевой ручкой. Поначалу мне казалось, что это будет незаметно, но дефект мозолил глаза, так что на следующий день я смыл шкалу растворителем 646 и проделал все операции заново, только уже без лишних шагов и старых ошибок. В итоге получилось почти идеально:

Думаю, постепенно я набью руку, и тогда откроются практически безграничные возможности по изготовлению всевозможных шкал и прочих рисунков и надписей, выглядящих как заводские. Можно даже будет делать их цветными, если печатать на соответствующем принтере.