Buat Multimeter Anda Sendiri

BAGIAN DAN BAHAN

• Gerakan pengukur sensitif (Katalog Radio Shack # 22-410)
• Sakelar pemilih, satu kutub, multi-lempar, putus sebelum dibuat (Katalog Radio Shack # 275-1386 adalah unit 2 kutub, 6 posisi yang berfungsi dengan baik)
• Potensiometer multi-putaran, dudukan PCB (Katalog Radio Shack # 271-342 dan 271-343 masing-masing adalah unit “pemangkas” 15-putaran, 1 kΩ dan 10 kΩ)
• Berbagai macam resistor, lebih disukai film logam presisi tinggi atau jenis lilitan kawat (Katalog Radio Shack # 271-309 adalah berbagai macam resistor film logam, toleransi +/- 1%)
• Kotak pemasangan plastik atau logam
• Tiga tiang pengikat gaya jack “pisang”, atau perangkat keras terminal lainnya, untuk koneksi ke sirkuit potensiometer (Katalog Radio Shack # 274-662 atau yang setara)

Komponen terpenting dan mahal dalam sebuah meteran adalah gerakan :mekanisme jarum-dan-skala aktual yang tugasnya menerjemahkan arus listrik menjadi perpindahan mekanis yang dapat ditafsirkan secara visual.

Gerakan meteran yang ideal secara fisik besar (untuk kemudahan melihat) dan sesensitif mungkin (membutuhkan arus minimal untuk menghasilkan defleksi jarum skala penuh).

Pergerakan meteran berkualitas tinggi mahal, tetapi Radio Shack membawa beberapa kualitas yang dapat diterima dengan harga yang wajar.

Model yang direkomendasikan dalam daftar suku cadang dijual sebagai voltmeter dengan rentang 0-15 volt, tetapi sebenarnya merupakan miliammeter dengan resistor rentang ("pengganda") yang disertakan secara terpisah.

Mungkin lebih murah untuk membeli meteran analog yang murah dan membongkarnya untuk pergerakan meteran saja.

Meskipun pemikiran untuk menghancurkan multimeter yang berfungsi agar memiliki bagian untuk dibuat sendiri mungkin terdengar kontra-produktif, tujuannya di sini adalah belajar , bukan fungsi meteran.

Saya tidak dapat menentukan nilai resistor untuk eksperimen ini, karena ini bergantung pada pergerakan meter tertentu dan rentang pengukuran yang dipilih.

Pastikan untuk menggunakan resistor nilai tetap presisi tinggi daripada resistor komposisi karbon.

Bahkan jika Anda menemukan resistor komposisi karbon dengan nilai yang tepat, nilai tersebut akan berubah atau "melayang" seiring waktu karena penuaan dan fluktuasi suhu.

Tentu saja, jika Anda tidak peduli dengan stabilitas jangka panjang meteran ini tetapi membangunnya hanya untuk pengalaman belajar, presisi resistor tidak terlalu penting.

REFERENSI SILANG

Pelajaran Dalam Rangkaian Listrik , Volume 1, bab 8:“Sirkuit Pengukuran DC”

TUJUAN PEMBELAJARAN

• Untuk menunjukkan desain dan penggunaan voltmeter
• Untuk menunjukkan desain dan penggunaan ammeter
• Pembatasan rentang reostat
• Teori dan praktik kalibrasi
• Latihan menyolder

DIAGRAM SKEMATIK

ILUSTRASI

INSTRUKSI

Pertama, Anda perlu menentukan karakteristik gerakan meteran Anda. Yang paling penting adalah mengetahui defleksi skala penuh dalam miliampere atau mikroamp.

Untuk menentukan ini, sambungkan gerakan meteran, potensiometer, baterai, dan ammeter digital secara seri.

Sesuaikan potensiometer sampai gerakan meteran dibelokkan tepat ke skala penuh. Baca tampilan ammeter untuk menemukan nilai arus skala penuh:

Berhati-hatilah untuk tidak menerapkan terlalu banyak arus ke gerakan meteran, karena gerakan adalah perangkat yang sangat sensitif dan mudah rusak oleh arus lebih.

Sebagian besar gerakan meteran memiliki peringkat arus defleksi skala penuh sebesar 1 mA atau kurang, jadi pilihlah nilai potensiometer yang cukup tinggi untuk membatasi arus dengan tepat, dan mulailah pengujian dengan potensiometer berubah menjadi resistansi maksimum. Semakin rendah peringkat arus skala penuh dari suatu gerakan, semakin sensitif gerakan tersebut.

Setelah menentukan peringkat arus skala penuh dari gerakan meteran Anda, Anda harus mengukur resistansi internalnya secara akurat.

Untuk melakukannya, lepaskan semua komponen dari sirkuit pengujian sebelumnya dan hubungkan ohmmeter digital Anda melintasi terminal pergerakan meteran.

Catat angka hambatan ini bersama dengan angka arus skala penuh yang diperoleh pada prosedur terakhir.

Mungkin bagian yang paling menantang dari proyek ini adalah menentukan rentang nilai resistansi yang tepat dan menerapkan nilai tersebut dalam bentuk jaringan rheostat.

Perhitungan diuraikan dalam bab 8 volume 1 ("Sirkuit Pengukuran"), tetapi sebuah contoh diberikan di sini.

Misalkan gerakan meteran Anda memiliki peringkat skala penuh 1 mA dan resistansi internal 400 .

Jika kita ingin menentukan resistansi jangkauan yang diperlukan (“R_pengganda ”) untuk memberikan gerakan ini rentang 0 hingga 15 volt, kita harus membagi 15 volt (tegangan total yang diterapkan) dengan 1 mA (arus skala penuh) untuk mendapatkan resistansi total probe-ke-probe voltmeter (R =E/I).

Untuk contoh ini, resistansi totalnya adalah 15 kΩ. Dari angka resistansi total ini, kita kurangi resistansi internal gerakan, menyisakan 14,6 kΩ untuk nilai resistor rentang.

Jaringan rheostat sederhana untuk menghasilkan 14,6 kΩ (dapat disesuaikan) akan menjadi potensiometer 10 k yang paralel dengan resistor tetap 10 k, semuanya seri dengan resistor tetap 10 k lainnya:

Satu posisi sakelar pemilih secara langsung menghubungkan gerakan meteran antara Umum black hitam tiang penjilidan dan V/mA red merah postingan yang mengikat.

Dalam posisi ini, meteran adalah ammeter sensitif dengan rentang yang sama dengan peringkat arus skala penuh dari pergerakan meter.

Posisi sakelar yang jauh searah jarum jam memutuskan terminal positif (+) mesin jam dari salah satu tiang pengikat merah dan menyingkatnya langsung ke terminal negatif (-).

Ini melindungi meteran dari kerusakan listrik dengan mengisolasinya dari probe uji merah, dan "meredam" mekanisme jarum untuk melindungi lebih jauh dari kejutan mekanis.

Resistor shunt (R_shunt ) yang diperlukan untuk fungsi ammeter arus tinggi harus berupa unit resistansi rendah dengan disipasi daya tinggi.

Anda pasti tidak gunakan resistor 1/4 watt apa pun untuk ini kecuali Anda membentuk jaringan resistansi dengan beberapa resistor yang lebih kecil dalam kombinasi paralel.

Jika Anda berencana untuk memiliki rentang ammeter lebih dari 1 amp, saya sarankan menggunakan sepotong kawat tebal atau bahkan sepotong tipis lembaran logam sebagai "resistor", diajukan atau berlekuk yang sesuai untuk memberikan jumlah resistensi yang tepat.

Untuk mengkalibrasi resistor shunt buatan sendiri, Anda perlu menghubungkan rakitan multimeter ke sumber arus tinggi yang dikalibrasi, atau sumber arus tinggi secara seri dengan ammeter digital untuk referensi.

Gunakan kikir logam kecil untuk memotong ketebalan kawat shunt atau untuk membuat potongan lembaran logam dalam jumlah kecil dan hati-hati.

Resistensi shunt Anda akan meningkat dengan setiap pukulan file, menyebabkan gerakan meteran dibelokkan lebih kuat.

Ingatlah bahwa Anda selalu dapat mendekati nilai yang tepat dalam langkah yang lebih lambat dan lebih lambat (goresan file), tetapi Anda tidak dapat "mundur" dan mengurangi resistensi shunt!

Bangun sirkuit multimeter di papan tempat memotong roti terlebih dahulu sambil menentukan nilai resistansi rentang yang tepat, dan lakukan semua penyesuaian kalibrasi di sana.

Untuk konstruksi akhir, solder komponen ke papan sirkuit tercetak.

Radio Shack menjual papan sirkuit cetak yang memiliki tata letak yang sama dengan papan tempat memotong roti, untuk kenyamanan (katalog # 276-170). Jangan ragu untuk mengubah tata letak komponen dari apa yang ditampilkan.

Saya sangat menyarankan Anda memasang papan sirkuit dan semua komponen dalam kotak yang kokoh agar meteran selesai dengan tahan lama.

Terlepas dari keterbatasan multimeter ini (tidak ada fungsi resistansi, ketidakmampuan untuk mengukur arus bolak-balik, dan presisi lebih rendah daripada kebanyakan multimeter analog yang dibeli), ini adalah proyek yang sangat baik untuk membantu mempelajari prinsip-prinsip instrumen dasar dan fungsi sirkuit.

Multimeter yang jauh lebih akurat dan serbaguna dapat dibuat dengan menggunakan banyak bagian yang sama jika rangkaian penguat ditambahkan ke dalamnya, jadi simpan bagian-bagian tersebut untuk percobaan selanjutnya!

LEMBAR KERJA TERKAIT:

• Lembar Kerja Penggunaan Ammeter Dasar
• Lembar Kerja Penggunaan Voltmeter Dasar
• Proyek Desain:Lembar Kerja Voltmeter