Автоматический выключатель питания цифрового мультиметра

Самый популярный прибор радиолюбителя. - цифровой мультиметр типа М-830, DT-832 и другие наименования одного и того же прибора. При всех достоинствах, у него есть и существенный недостаток, -отсутствие отдельного выключателя питания Выключатель есть, но он в составе переключателя пределов измерения, а это заставляет его все время крутить, даже если измерения производятся в одном и том же диапазоне.

Результат -быстрое изнашивание переключателя. либо прибор все время включен. Мультиметр, конечно, потребляет небольшой ток, - всего 2 мА, но и этого достаточно, чтобы батарейка 6F22 (аналог «Крона») разрядилась за сутки.

Здесь приводится схема выключателя с таймером, предназначенного для мультиметра. Нужно установить в корпусе мультиметра небольшую кнопку, проще всего взять миниатюрную кнопку (общим диаметром 5 мм) с креплением гайкой, и установить её в свободном месте с торца корпуса.

Выключатель работает таким образом, что включение и выключение производится нажатием этой кнопки, но если прибор находится во включенном состоянии более 3-5 минут, он выключается автоматически.

Кстати, если кнопка будет зафиксирована в нажатом положении, например, в ящике с инструментами она чем-то прижалась, прибор включится, отработает свои 3-5 минут и выключится, даже несмотря на то что кнопка осталась нажатой.

Принципиальная схема 

На рисунке 1 показана схема первого варианта таймера. Он выполнен на одной микросхеме К561ТМ2 (аналог CD4013). Питание на мультиметр поступает непосредственно с выхода одного из триггеров этой микросхемы, - ток потребления мультиметром 2 мА, а нагрузочная способность выхода данной микросхемы 6 мА, так что перегрузки выхода микросхемы не возникает.

Рис. 1. Схема таймера выключателя питания для цифрового мультиметра.

Кнопка S1 служит выключателем. При её нажатии триггер меняет свое состояние, потому что инверсный выход триггера подключен к его входу D.

Цепь из резисторов R1, R4 и конденсатора С1 служит для подавления сбоев от дребезга кнопки. И так, если мультиметр был выключен, то при нажатии S1 триггер установится в состояние «1». Единица будет на его прямом выходе, а нуль на инверсном. Единицей с прямого выхода питается мультиметр, к тому же начинается заряд конденсатора С2 через резистор R2.

Если кнопку S1 не нажали еще раз, и, соответственно, мультиметр не выключили, то после того как конденсатор С2 зарядится до напряжения логической единицы, он вернет триггер в нулевое положение, так как напряжение с С2 поступает на вход R триггера. На прямом выходе триггера установится ноль, мультиметр выключится, а конденсатор С2 разрядится через диод VD1 и резистор R3.

Время, которое мультиметр работает после включения питания кнопкой S1 зависит от емкости С2 и сопротивления R2. Это простое схемное решение, но у него есть и недостаток.

Дело в том, что во-первых, временной интервал очень нестабилен, потому что такая RC-цепь с большой емкостью и большим сопротивлением сильно зависит от внешних условий, и не только температуры, но и влажности воздуха. Во-вторых, нужен конденсатор С2 хорошего качества, с низким током утечки.

Потому что, если поставить конденсатор выпаянный из какой-то платы или просто низкого качества, то его ток утечки может оказаться больше тока через R2, и таймер просто не будет работать.

И все же, схема по рисунку 1 работает неплохо, даже несмотря на то что пришлось подбирать конденсатор С2 экспериментальным путем, так чтобы таймер работал.

Вторая схема

Более стабильная схема показана на рисунке 2. В ней временной интервал задается не RC-цепью, а цифровым способом, при помощи микросхемы D2. Это CD4060B, - 14-разрядный двоичный счетчик со встроенным мультивибратором.

Частота мультивибратора задана цепью R2-R3-C2, и при указанных на схеме параметрах, составляет 28 Гц. При такой частоте, при начале счета от нуля, логическая единица на выводе 3 D2 появляется через 5 минут. Понятно, что это время можно изменить как угодно, уменьшить, или увеличить хоть до нескольких часов. соответственно изменив параметры цепи R3-R3-C2.

Теперь, когда мультиметр находится в выключенном состоянии, на инверсном выходе триггера D1 имеется логическая единица, которая теперь поступает не только на его же вход D, но и на вход R микросхемы D2, обнуляя её и удерживая в нулевом состоянии.

При включении питания мультиметра, на инверсном выходе D1 устанавливается логический ноль. Теперь, на входе R D2 тоже ноль, и это значит, что счетчик D2 начинает считать от нуля импульсы со своего встроенного мультивибратора.

Рис. 2. Более стабильная схема таймера отключения питания для цифрового мультиметра.

При указанных на схеме параметрах цепи R2-R3-C2. на выводе 3 D2 появляется логическая единица через 5 минут. Она поступает на вход R микросхемы D1 и обнуляет триггер.

Мультиметр выключается, и на вход R D2 поступает единица, обнуляя и фиксируя D2. Если, до истечения времени в 5 минут, нажать кнопку S1 чтобы выключить мультиметр, триггер D1 переходит в нулевое состояние и мультиметр выключается.

В то же время, на инверсном выходе D1 устанавливается единица, которая поступает на вход R микросхемы D2, и обнуляет и блокирует её счетчик. Оба варианта были испробованы на мультиметре DT-832.

Детали и монтаж

Монтаж был выполнен объемным способом на крышке прибора. Микросхема (или микросхемы, во втором варианте), были отформованы так, чтобы выводы были расположены параллельно корпусу.

Сами микросхемы приклеены к крышке мультиметра клеем «Момент». А монтаж выполнен на их выводах.

Назаров С. А. РК-10-2019.

На схеме первого варианта выключателя допущенна ошибка. 2-й вывод микросхемы (который на схеме вообще не указан) должен быть соединён с 5-м выводом. 5-й с 14-м соединяться НЕ должны.

Здравствуйте, Михаил! Спасибо за указание на найденную ошибку. Схема исправлена.