Ombouw AVO buizentester MK4 (Techniek Overig)

door Loek , Exloo, 17.12.2015, 19:04 (3075 dagen geleden)
Bewerkt door Loek, 17.12.2015, 19:28

Hallo forum lezers.

Hierbij het verslag over het bouwen van een (elektronische) draaispoelmeter. Het is al weer zeker een jaar geleden toen ik op dit idee kwam om een draaispoel meter volledig na te bouwen met een Led display. Deze Led displays zijn zeer goedkoop (7 Euro). Op dat moment had ik nog geen meetapparaat met een defecte draaispoelmeter. Het doel was om een meter na te maken die gebruikt werd in de AVO buizentesters CT160 of MK4. Je hoorde in mijn omgeving steeds meer klachten over defecte meters en het leek me een uitdaging om dit als project op te pakken.

Er zijn wel leveranciers die elektronische draaispoelmeters verkopen, maar deze hebben over het algemeen een zeer grove schaal en zijn niet aan te passen met een eigen type schaal.

Het display wat toegepast is heeft een slot voor een SD card.

Via een scan van de originele meterschaal is dit plaatje op de SD card gezet. Als microprocessor wordt een Arduino Mega gebruikt. Er wordt geen gebruik gemaakt van Arduino (C software) de reden van deze keuze is dus alleen de hardware. Alles wat je nodig heb zit op een Arduino print zoals voeding, kristal, connectoren, zelfs een voeding voor de LED van 3,3 V. Dus je hoeft zelf niets te maken. Op onderstaande foto zie je de processor met al aangesloten een meeloopschakelaar.

Het eindresultaat tot zover is dus een meterschaal van de AVO MK4 op het display.

Nu moet er een wijzer gemaakt worden. Er is voor het aansturen van dit type display veel software beschikbaar ook in de programmeer taal Basic. Dus een lijn (lees wijzer) schrijven was geen probleem. Maar de wijzer moest natuurlijk ook verplaatst kunnen worden. En dan moet de data (lees deel meterschaal) die onder de wijzer stond wel weer terug geschreven worden naar het display. Dus eigenlijk moest je voor dat je een wijzer schreef eerst bewaren wat er stond. En dat was nog nergens , in mijn “Basic wereld” uitgevoerd.

Na vele uren/dagen was dit eindelijk gelukt. Nu kwam de uitdaging om de wijzer over het display te kunnen laten bewegen via een zuivere cirkelvormige beweging. Dit lijkt eenvoudig maar er komt veel rekenwerk aan te pas. Gelukkig heb ik een oud collega, die erg goed is met goniometrische formules, die mij hiermee heeft geholpen. Om een indruk te krijgen zie je op onderstaande foto een fragment van de code die de wijzer aanstuurt.

Dus nu was er een wijzer die over een schaal kon bewegen, maar dit was nog geen draaispoel meter.
Inmiddels kwam er op mijn pad een AVO MK4 tester die in zeer slechte staat was en waar van ook de draaispoelmeter defect was.

Dit werd dan ook het einddoel, de nagemaakte meter zou daar in komen. De AVO MK4 heeft een draaispoelmeter met een weerstand van 3250 Ohm en een gevoeligheid van 33uA.

Om de elektronische wijzer aan te sturen wordt gebruik gemaakt van een 10 bits Analoog naar digitaal converter die in de microprocessor zit. Je kan met de MP instellen bij welke ingangsspanning de volledige 10 bits geteld zijn. Gekozen is voor 2,5 Volt.

Dit betekent dat het gelijkstroom signaal dat bij volle schaal op de oorspronkelijke draaispoel meter staat ongeveer 25 keer versterkt moet worden. Deze versterking is uitgevoerd met een eenvoudige OpAmp. De ingang heeft via precisie weerstand de exacte impedantie van 3250 Ohm. Op onderstaande foto zie je het interface printje met daarop de OpAmp. Ook zie je wat niveau aanpassingen tussen de processor (5V) en het display (3,3V)

Op onderstaande foto zie je de processor gestapeld met interface en display Ook is de kunststof ophang beugel te zien:

Nu gaat het al aardig lijken op een draaispoel meter. De draaispoelmeter wordt
geijkt door de versterking van de OpAmp iets te veranderen. Voor het afregelen gebruik ik een constante stroom bron die je kan instellen op iedere gewenste waarden. In dit geval tussen 0,5 uA tot 33 uA. Het nul punt van de elektronische draaispoelmeter ligt vast en veranderd niet tijdens het ijken.

Eigenlijk is de draaispoel meter nu klaar en zou nu de taak van de oude kunnen overnemen.

Bij wat testen in de AVO MK4 bleek al snel dat er niet veel klopte van de aanwijzig.
Uitgaande dat dit niet meer aan de draaispoel meter kon liggen (juiste impedantie en gevoeligheid) dan moest dit wel aan de AVO MK4 liggen.

Bij het controleren van alle weerstanden ,voor zover je kon meten zonder los te halen, waren behoorlijk veel weerstanden verlopen (ver buiten de 1%). Na vervangen waren de meetresultaten goed. Hieronder zie je alle vervangen onderdelen.

Om de nieuwe elektronische draaispoel meter te kunnen monteren is uitsluitend gebruik gemaakt van bestaande mogelijkheden/bevestiginggaten. Ook zijn alle originele onderdelen bewaard ( je weet maar nooit) .

Op onderstaande foto zie je wat constructie werken.

De voeding van de microprocessor is een standaard 5 Volt gestabiliseerd type. Deze is in de kast gemonteerd en gaat ook aan bij inschakelen van de tester.

Ik had inmiddels zo veel lol gekregen in het hele project dat ik eigenlijk wel wat meer wilde doen met het display. Zeker ook omdat het display een
“toutch” scherm had.

De volgende mogelijkheden zijn nu extra ingebouwd:

1e
Aangeven welke schaal afgelezen moet worden (met een dot) zoals ohms, 10/25 mA , isolatie, ijking, gas meting
2e
De digitale waarde van de meting zodat je deze niet op de wijzerschaal hoeft af te lezen. Bijvoorbeeld de tussenliggende isolatie waarden en de stroom die loopt door dioden of anode.

3e
De AVO heeft een aantal standen waarbij de ijking en metingen niet kloppen. Dit wordt nu in het display gemeld.

Om deze extra zaken mogelijk te maken moet je dus van de schakelaars “Meter Switch” , “Circuit selector “en “Leakage switch ” de standen kunnen uitlezen in de microprocessor. Dit is uitgevoerd met meeloopschakelaars. Deze schakelaars lopen dus op de as mee en kunnen worden uitgelezen door de MP.

Bij één schakelaar heb ik twee contacten gebruikt en de originele taak van deze contacten laten overnemen door een relais.

Dus ook al deze wijzigingen hebben niets veranderd aan de manier hoe de AVO MK4 meet. Nu was het zover om de gehele AVO MK4 te ijken en te controleren. Daarvoor is eerst een Excel- sheet gemaakt met 365 metingen met de daarbij behorende toleranties zoals is opgegeven door AVO. Voor de steilheids meting zijn wat extra metingen toegevoegd. Alles was volgens de specificaties.

Ook zijn de resultaten (bij metingen aan een buis) vergeleken met de AVO meetkoffer 160 . Er zijn wel kleine verschillen maar volgens mij hou je die altijd wel. Een mede hobbyist heeft een testbuis “gemaakt” met diverse testers. De resultaten daarvan kan ik pas meten na aanstaande zondag. Hierna volgen nog wat foto’s van het display helaas wat ik ook probeer de foto’s geven niet echt weer hoe het display er in werkelijkheid uit ziet.

Het uiteindelijke resultaat ziet er zo uit:

De bedoeling is dat deze tester in Februari 2016 op de technische dagen van de NVHR gedemonstreerd wordt.

Het eindresultaat is:

Bij inschakelen van de tester verschijnt op het display de standaard draaispoelmeter op het scherm.

Wil je de AVO MK4 in “advanced mode” dan raak je het scherm in het midden aan. Bij weer aanraken zal de tester weer in standaard worden weergegeven.

De volgende plaatjes worden in “advanced mode “ afhankelijk van schakelstanden zichtbaar:

Er is nog een mogelijkheid om de wijzer iets trager te maken in dat geval raak je het scherm rechts onder aan. De traagheid instelling blijft dan voor alle metingen van toepassing tot dat opnieuw het scherm wordt aangeraakt.

Ik ben erg tevreden over het resultaat en heb dan ook besloten om mijn AVO meetkoffer 160 te verkopen en deze tester te houden.

Voor alle duidelijkheid ik heb dit project voor mij zelf (de lol) gedaan en om er van te leren. Is er iemand die denkt dat zou ik ook graag willen hebben? Het schema is beschikbaar ook de code voor de MP. Je hoeft de “Advanced mode “ niet toe te passen dus uitsluitend de elektronische meter kan ook. Technisch stelt het niet zo veel voor je moet alleen de meter ijken met 33 uA stroom bron. En aansluiten op de draden waar de originele meter zat. Het geheel kost ongeveer 25 Euro.

Ik maak dus geen printen of totale meters. Ook koop/verkoop ik geen displays of processoren. Dat moet je allemaal zelf doen.
Mijn volgend project wordt, denk ik, het namaken van ogen, maar dan op ronden led-displays. Ook deze komen binnenkort goedkoop op de “China” markt (zitten nu in smart watch).

Met vriendelijke groet,

Loek