Variak Iskra TRN 110 i IEV TRN 120 (restauracija)


Danas su nabavljena dva variaka slovenskih proizvođača Iskra i IEV oznaka TRN 110 i TRN 120 iz 1960-tih godina.

Iskra TRN 110 (lijevo) i IEV TRN 120 (desno)

Poduzeće IEV vuče korijene iz 1943. godine kada su pokrenute prve radionice za radio uređaje na oslobođenom području Slovenije, no formalno je IEV osnovan 1948. godine, da bi već 1961. godine bio pripojen poduzeću ISKRA-Kranj.  Poduzeće ISKRA pak vuče korijene iz 1946. godine te je sve do danas prisutno na tržištu sa sjedištem u Ljubljani i sa nešto preko 1100 zaposlenika. Kroz čitavo razdoblje postojanja nudi širok spektar proizvoda iz područja elektronike, elektrotehnike, telekomunikacija, energetike, automatizacije i tome srodnih proizvodnih grana.

Grafitna četkica klizača variaka Iskra TRN 110 je istrošena te ista više nije u kontaktu sa navojima transformatora. Na gornjoj strani uočava se nadodani graničnik kojim je maksimalni napon variaka ograničen na 220V.
Variak IEV TRN 120 može dati nešto veću struju i kod njega je klizni kontakt izveden puno kvalitetnije i robusnije.

Variak je autotransformator (ili transformator u štednom spoju, kako se još naziva) s mogućnošću kontinuirane promjene odnosa namota između primara i sekundara čime se dobiva i kontinuirana regulacija izlaznog napona. Kontinuirana regulacija omogućena je preko klizača koji prolazi preko namotaja autotransformatora pa je ovdje elektromehanički princip ostvarivanja kontakta vrlo sličan konstrukciji primjerice nekog žičanog promjenjivog otpornika. 

Komponente variaka IEV TRN 120
Komponente variaka Iskra TRN 110

Pomoću variaka Iskra TRN 110 sa ulaznim naponom na primaru od 220 V moguće je dobiti izlazne napone na sekundaru u rasponu 0-300 V sa najvećom strujom opterećenja od 4 A. Pomoću variaka IEV TRN 120 moguće je dobiti napone također u rasponu od 0-300 V ali sa nešto većom maksimalno dozvoljenom strujom opterećenja od 6,6 A. Vidimo dakle da naši variaci u jednom dijelu smanjuju primarni napon (rade kao silazni autotransformatori u rasponu 0-220V), a zatim u drugom dijelu povećavaju primarni napon (rade kao uzlazni autotransformatori u rasponu 220-300V). Kod autotransformatora dio namota je uvijek zajednički za primar i sekundar. Ta galvanska veza između primara i sekundara omogućuje prijenos dijela snage što povećava učinkovitost takvog transformatora (smanjuje gubitke), no, s obzirom da nema izolacije između primarne i sekundarne strane lakše dolazi do proboja i izravnog prijenosa prenapona sa primarne na sekundarnu stranu (sekundarni napon nije galvanski odvojen od mreže kako je to slučaj kod klasičnih transformatora sa dva zasebna, električki međusobno odvojena namota).

Klizač variaka Iskra TRN 110 u zatečenom stanju. Osim istrošene četkice, opruga koja istu pritišće na namote transformatora je korodirala i oslabila.
Novu četkicu izradili smo brušenjem najbliže dobavljive standardne četkice.

Konstrukcije variaka TRN 110 i TRN 120 vrlo su jednostavne i osim samog varijabilnog autotransformatora sa priključnicama za ulazni i izlazni napon, kod modela TRN 110 dodana je još samo mrežna sklopka i osigurač. S obzirom da su variaci često vrlo korisne naprave u elektroničkoj radionici odlučili smo ova dva naša primjerka restaurirati i osposobiti za normalno korištenje.

Ono što se prvo uočava na oba variaka, osim dotrajalih ili nedostajućih kablova te naslaga prljavštine i tragova hrđe koje je ostavio zub vremena , to su vidljive posljedice modifikacija od strane bivših vlasnika na kućištima variaka vjerojatno kako bi ih prilagodili svojim potrebama. Tako na kućištu TRN 110 uočavamo proširena (spojena) dva utora za hlađenje u koja je zašarafljen neki plastični umetak (graničnik) za blokadu klizača variaka čime se najvjerojatnije htjelo postići da isti ne prelazi maksimalni napon od 220 V. Ovo je razumljivo ukoliko se sa variakom eksperimentiralo ili su se vršili popravci na električnim uređajima predviđenim za mrežni napon 220 V i gdje bi slučajno dovođenje većeg napona oštetilo ispitivane uređaje. No takva blokada sasvim sigurno se mogla i elegantnije riješiti tako da se mehanički ne oštećuje vanjsko kućište. Na variaku TRN 120 pak su originalne priključnice (stezaljke) sekundara zamijenjene nekom mrežnom panel utičnicom zbog čega su izbušene dvije dodatne rupe tik do rupa za originalne stezaljke i koje će sada biti vrlo teško sanirati. I ova modifikacija je najvjerojatnije rađena kako bi se lakše vršilo testiranje električnih uređaja sa standardnim mrežnim kablovima, no i ovo se moglo izvesti na neki manje agresivan način, na primjer izradom nekog adaptera.

Modifikacije prethodnog vlasnika: dvije dodatne rupe izbušene tik do originalnih rupa za stezaljke na variaku IEV TRN 120 i spojena dva otvora za hlađenje kako bi se ubacio umetak za blokadu klizača na variaku Iskra TRN 110. Zbog konstrukcijskih razloga ove provrte nije bilo moguće sanirati.

Unutrašnjost oba variaka je u dosta dobrom stanju. Na variaku TRN 110 uočava se prilična istrošenost grafitne četkice klizača, te bi osim zamjene kompletnog ožičenja i čišćenja debelog sloja nakupljene prašine i prljavštine, ovo bio jedini potrebni popravak glede samih komponenti. Kad varike već pripremamo za ponovnu upotrebu, svakako ćemo osigurač i mrežnu sklopku dodati i na variak TRN 120, a ne bi bilo loše ugraditi i neke indikacijske kontrolne instrumente poput voltmetra i ampermetra. Iako variaci imaju baždarenu skalu za izlazne napone, treba voditi računa da ulazni mrežni napon može dosta varirati (tipično 210 – 240 V) pa će i izlazni naponi iz variaka odstupati od oznaka na skali. Stoga je dobro ugraditi kontrolni voltmetar, a svakako i ampermetar kako bi u radu izravno mogli pratiti promjene struje prilikom promjene napona i time izbjegli preopterećenje variaka. 

Dimenzije kućišta za ugradnju ovih komponenti su relativno male (cca 120×60 mm), no najveći problem je mala dubina toga kućišta od najviše 25 mm, koje je k tome polukružnog oblika jer unutar istog se kreće rotor variaka u krajnjim položajima. Zbog tako plitkog kućišta većina analognih instrumenata neće stati u isto pa smo se odlučili za neku kombinaciju digitalnog ampermetra i voltmetra predviđenog za montažu u panele.

S obzirom da se uvijek teži najjednostavnijoj i najjeftinijoj opciji pregledali smo ponudu takvih instrumenata po internetskim stranicama. Za naše potrebe trebamo voltmetar za izmjenične napone u rasponu 0-300 V i ampermetar za izmjenične struje u rasponu 0-10 A.

Tri tipa panel instrumenata sa kombinacijom voltmetra i ampermetra. Prvi tip je za izmjenične napone 60-300V i struje 0-10A (rezolucija 0,01A) te je električki najprikladniji za naše potrebe ali dimenzijama izlazi iz okvira kućišta variaka. Drugi tip je za istosmjerne napone 0-300V i struje 1-10A (rezolucija 0,01A), a za rad mu je potrebno vanjsko napajanje. Iako dimenzijama prikladan, pokazalo se da bi ugradnja adekvatnih AC/DC pretvornika, kalibracija i vanjsko napajanje previše usložili čitav mjerni sklop. Treći tip je ta izmjenične napone 60-500V i struje 0-100A (rezolucija 0,1A). Ovo je dimenzijama najmanji i ujedno najjeftiniji panel metar na tržištu. Moguće ga je modificirati na veću rezoluciju (0-10A sa rezolucijom 0,01A) no ovakvi instrumenti, iako izvana potpuno identični i iste oznake modela, često se donekle razlikuju u rasporedu elemenata, induktivitetu strujnog senzora i softveru mikrokontrolera. Orijentir je boja konektora strujnog senzora: ukoliko je bijele boje (kao na slici) instrument je pogodan za modifikaciju, a ukoliko se konektor crne boje takav instrument neće pokazivati prvu znamenku (nulu) za struje manje od 10A.
Lijevo vidimo tip instrumenta sa crnim strujnim konektorom koji je manje pogodan za modifikaciju rezolucije prikaza ampermetra. Desno je istosmjerni panel metar koji je pogodan jer koristi shunt umjesto CT strunog senzora, no to mu je i jedina prednost. Modifikacija i kalibracija ovog instrumenta na izmjeničnu struju iziskuje previše dodatnog sklopovlja.

Što se tiče ponude digitalnih panel voltmetara za izmjenične napone svi redom mjere najniži napon tek od 50-60 V, a najviši naponi koji se još mogu mjeriti idu do 500-600 V. Relativno visoki minimalni napon koji se može mjeriti uvjetuje napajanje elektronike voltmetra. Naime, izmjenični digitalni voltmetar treba za rad istosmjerni napon od oko 5 V. To znači da bi svaki modul morao imati priključnice za neki oblik vanjskog napajanja. Međutim, proizvođač predviđa da će se izmjenični panel voltmetar gotovo isključivo koristiti za kontrolu mrežnih napona (110, 220, 360 V) te se ovdje teži što jeftinijoj i što jednostavnijoj izvedbi napajanja, a to je tzv. kondenzatorsko napajanje. Kod ovakvog napajanja za dobivanje istosmjernog napona 5 V iz izmjeničnog napona 220 V u osnovnoj izvedbi dovoljan je svega jedan kondenzator i jedna dioda. Za dodatnu stabilizaciju napona u širokom rasponu ulaznih napona (npr. 50-500V) najčešće se dodaje zener dioda i jedan filtarski elektrolitski kondenzator. Nedostatak ovakvih kondenzatorskih ispravljača je što mogu dati vrlo male struje (tipično do 100 mA) jer bi za veće struje trebalo koristiti kondenzatore velikih kapaciteta, što ih uz njihov potreban visok napon čini neisplativima. Izlazni napon takvog napajanja nije galvanski odvojen od mreže pa treba voditi računa o izolaciji sklopa. No u našem slučaju, gdje imamo digitalni voltmetar male potrošnje čitav izoliran u plastično kućište, predviđen za mjerenje relativno visokih napona, ovakva izvedba ispravljača je idealna. Na taj način se digitalni voltmetar izravno spaja na mrežni napon i odmah vrši mjerenje, što je jednako jednostavno kao da spajamo i bilo kakav analogni voltmetar.    

Što se tiče digitalnih ampermetara za izmjeničnu struju gotovo je nemoguće naći modele sa shuntom već svi redom koriste jeftine CT strujne senzore (CT – strujni transformator) za izmjeničnu struju.

 U konačnici, za naš slučaj mjerenja napona i struje variaca, voltmetar koji se pali tek na 50 V nije baš najbolje rješenje, a glede CT strujnog senzora treba vidjeti hoće li isti stati u kućište variaka i da li će izmjenično magnetsko polje koje stvara jezgra i namoti autotransformatora utjecati na induciranu struju iz CT senzora.

Druga opcija je kupnja istosmjernih digitalnih modula voltmetra i ampermetra. Ovakvi moduli svi redom mjere napone od 0 V pa do 300 ili 500 V no zato im je potrebno osigurati vanjsko istosmjerno napajanje u rasponu cca 4-30 V. Također svi istosmjerni ampermetri su sa shuntom jer je to je ipak jeftinija opcija od nekog beskontaktnog istosmjernog strujnog senzora.

Kad se sve zbroji imamo tri izbora:

  • kupiti analogni voltmetar i/ili ampermetar najmanjih dimenzija koji bi se možda još ugurao u kućište, no takvi instrumenti su uglavnom jeftine izrade sa velikom klasom pogreške, skale su vrlo male i time su očitanja neprecizna te bi u konačnici ovakvi mjerači bili ružni i nefunkcionalni na ploči naših variaka
  • kupiti izmjeničnu kombinaciju voltmetra i ampermetra te preraditi njegovo kondenzatorsko napajanje tako da radi u cijelom opsegu 0-300V, a CT strujni senzor po potrebi zamijeniti shuntom kako bi se uštedjelo na prostoru i kako bi se izbjegla mogućnost pogreške mjerenja uslijed djelovanja magnetskog polja autotransformatora
  • kupiti istosmjernu kombinaciju voltmetra i ampermetra te ugraditi ispravljačke mostove ili pojačala, te istosmjerno napajanje potrebno za njihov rad

Moramo odmah biti svjesni činjenice da kombinirani moduli sa cijenom od 30-tak kuna sigurno neće biti vrhunske preciznosti mjerenja, a i kod navedenih prerada može biti problema sa kasnijom kalibracijom jer ovakvi jeftini moduli se gotovo redovito baziraju na mikrokontroleru koji upravlja apsolutno svim funkcijama od uzorkovanja ulaznih naponskih signala do upravljanja LED displejom, a što onda vrlo ograničava mogućnosti preinaka bez izmjene upravljačkog programa mikrokontrolera koji je najčešće nedostupan.  Na kraju smo naručili četiri tipa digitalnih kombiniranih AV modula, tri za izmjeničnu i jedan za istosmjernu struju tako da možemo proučiti njihovu građu i vidjeti mogućnosti prilagodbe istih našim potrebama.

Krenimo od najjednostavnijeg, najmanjeg i najjeftinijeg panel metra. To je izmjenični kombinirani voltmetar i ampermetar mjeri napon u rasponu 60-500 V i struju u rasponu 0-100 A. Dimenzije displeja su svega 30x30mm te se može bez problema smjestiti na prednju ploču. Kad se malo poslože elementi napajanja te mjerni otpornici dubina instrumenta može se bez problema sa 50mm svesti na manje od 20mm. Vanjski promjer strujnog senzora je oko 35mm, debljina 12mm i kao takav također stane u kućište.

Testiranje je pokazalo da je ovaj instrument zadovoljavajuće precizan u pokazivanju napona i struja u cijelom opsegu. Napon se prikazuje sa rezolucijom 1 V i na čitavom opsegu točnost voltmetra se i zadržava u granici ±1-2 V. Struja se prikazuje sa rezolucijom 0,1 A i točnost ampermetra također prati tu rezoluciju sa pogreškom ±100-200 mA.

Prvi korak je prespojiti kondenzatorsko napajanje tako da je instrument spreman za mjerenje napona u rasponu 0-500V. Za tu svrhu nacrtali smo električnu shemu istog. 

Shema je vrlo jednostavna i jasno se može razlučiti kondenzatorsko napajanje mikrokontrolera od naponske i strujne mjerne grane. Testiranje je pokazalo da se na 60 V ulaznog izmjeničnog napona dobiva oko 2,3 V ispravljenog istosmjernog napona što je jedva dovoljno za pokretanje mikrokontrolera i na tom niskom naponu pokazivanje vrijednosti je još uvijek nestabilno. Tek na nekih 80 V ulaznog napona možemo rad mikrokontrolera ocijeniti stabilnim. Mi ćemo ovdje odvojiti granu napajanja od mjerne grane, tako da će napajanje uvijek biti 220 V (nakon ispravljanja 5 V), a napon koji mjerimo dovodimo posebno preko mjerne grane sa otpornikom 830 kΩ i ispravljačkom diodom. Time je voltmetar sposoban mjeriti napone u punom opsegu 0-500 V.

S obzirom da struje variaka ne smiju prelaziti 4 A (6 A) zgodno bi bilo da ampermetar pokazuje struju do 9,99 A sa rezolucijom od 0,01 A (umjesto 100 A sa rezolucijom od 0,1 A). Prvo su napravljeni testovi sa CT senzorom tako da je unutar njega provučeno 10 namota žice umjesto jednog čime se dobilo 10x veće pokazivanje struje (npr. 15,0 A umjesto 01,5 A). Ovo je funkcioniralo odlično, no sada je potrebno na displeju pomaknuti decimalnu točku ampermetra za jedno mjesto prema gore (kako bi pokazivanje bilo 1,50 A).

Modificiran CT strujni senzor za povećanje rezolucije mjerenja struje sa 0,1A na 0,01A.

LED displej se sastoji od šest 8-segmentnih numeričkih pokazivača (7 segmenata za prikaz broja i 1 segment za prikaz decimalne točke ili simbola A, V).  Dakle to je ukupno 48 segmenata, a displej ima svega 10 kontakata od čega se koristi njih samo devet. Da je riječ o klasičnom multipleksiranju bilo bi bilo potrebno ukupno 14 kontakata (6 za zajedničke katode ili anode i 8 za svaki segment). Ispitivanjem displeja segment po segment došli smo do zaključaka koji su prikazani na priloženoj slici.

Vidimo da svaki od 6 numeričkih pokazivača ima svoju zajedničku katodu i one su spojene na pinove od 5 do 10. Sada su nam preostala još samo tri slobodna pina (2, 3 i 4) i na njih su vezana dva segmenta i decimalna točka. Preostalih 5 segmenata pak dijeli pinove 5 do 10 sa zajedničkim katodama. To znači da pinovi 5 do 10 mogu biti na negativnom ali i na pozitivnom potencijalu, ovisno o tome da li se koriste za paljenje određene znamenke ili za paljene određenog segmenta. Za neku diskretnu izvedbu upravljačkog sklopa ovakvim displejom bilo bi relativno složeno upravljati, no za mikrokontroler to nije nikakav problem. Problem je jedino to što je za bilo kakvu modifikaciju potreban pristup programu samog mikrokontrolera. S obzirom da to nije moguće, ovdje smo se poslužili malim trikom. Sreća u nesreći je ta što se decimalne točke i simboli segmenata pale preko pina-2, koji je rezerviran isključivo za njihovo upravljanje. Također, decimalne točke voltmetra nisu nigdje spojene (jer se ionako ne koriste), a moguće da je za njih rezerviran pin-1 (koji se ne koristi). Kako god bilo, na našem displeju decimalne točke voltmetra ne pale se ni na jednu kombinaciju pinova, što znači da je displej napravljan isključivo za ovaj tip uređaja te se zbog uštede ovi segmenti tvornički nisu ni spajali. Naš trik se sastoji u tome da se pin-2 odspoji od mikrokontrolera i spoji izravno na napajanje čime će uvijek svijetliti obje decimalne točke ampermetra i oba simbola V i A. Sada je potrebno crnim flomasterom samo prekriti drugu decimalnu točku 🙂

Prilikom testiranja pokušali smo strujni senzor ampermetra zamijeniti shuntom. Ovo isto funkcionira, no potrebno je dosta preciznosti i testiranja da se izradi stabilan i pouzdan shunt točne vrijednosti. Da bi ampermetar radio sa rezolucijom 0,01 A potreban je shunt vrijednosti oko 0,12 Ω, što je prilično velika vrijednost, a osim toga pitanje je da li bi mjerenje bilo linearno u cijelom opsegu. S obzirom da strujni senzor radi sasvim zadovoljavajuće na kraju smo odustali od samogradnje shunta.

Kod narudžbe jeftinih digitalnih LED kombinaciju voltmetra i ampermetra treba voditi računa da svi moduli nisu električki isti, iako izvana izgledaju potpuno identično. Naime, LED pokazivač ampermetra sadrži tri znamenke, no ovisno o ugrađenom softveru neki će uvijek pokazivati sve tri znamenke (01.5 A) dok će drugi za struje manje od 10 A pokazivati samo dvije znamenke (1.5 A). Ovi posljednji stoga neće biti prikladni za modifikaciju na veću rezoluciju mjerenja struje jer se prva znamenka neće paliti na strujama manjim od 10 A (odnosno modificirano 1 A). Također, ova dva tipa instrumenta donekle se razlikuju i po raspodjeli izlaznih pinova mikrokontrolera. Na svim instrumentima oznake na mikrokontrolerima su izbrisane tako da je bilo kakav pokušaj softverske modifikacije još više otežan.

Za potrebe testiranja naručili smo četiri komada ovih jeftinih instrumenata i unatoč tome što izvana izgledaju potpuno identično, tiskane pločice, raspored elemenata i softver mikrokontrolera se kod svakog primjerka malo razlikuje. Također, strujne senzorske zavojnice koje također izgledaju potpuno identično neće jednako dobro raditi sa bilo kojim instrumentom jer nisu sve jednakog induktiviteta. Sukladno tome i otpornik vezan paralelno sa zavojnicom je na nekim primjercima vrijednosti 10 Ω , a drugima 20 Ω. Tako je sa instrumentom uvijek potrebno koristiti onu senzorsku zavojnicu koja je i došla u kompletu s njim.

Instrument sa crnim strujnim konektorom. Iako se sastoji od istih komponenti kao i identičan tip instrumenta sa bijelim strujnim konektorom vide se i određene razlike u obliku tiskane pločice i rasporedu elemenata na istoj. No najveći je problem nešto drugačiji softver mikrokontrolera koji gasi nepotrebnu prvu nulu na displeju kada se mjere struje manje od 10A. Kod naše modifikacije pak je ova nula poželjna.

Variak TRN 110 u konačnici je opremljen tako modificiranom kombinacijom digitalnog panel-metra sa narančastim LED segmentima, dodana je mrežna sklopka i osigurač te možemo biti zadovoljni konačnim izgledom i funkcionalnošću. Istu stvar mogli bi napraviti i na variaku TRN 120 no kod njega veliki estetski problem predstavljaju dvije naknadno bušene rupe koje se nalaze na najgorem mogućem mjestu, tik do izlaznih stezaljki. Bilo kakvo krpanje tih rupa (metalnim pločicama s donje strane i ispunama s gornje strane) stoga je prilično problematično jer ni sa gornje ni sa donje strane ne smije ostati nikakvog viška materijala. Lim je doduše moguće lemiti ili variti no tko zna kakav bi na kraju bio rezultat glede čvrstoće s jedne strane, a estetike s druge strane. Kad smo odvagnuli sve opcije, odlučili smo se za ugradnju panel-metra širih dimenzija kojim možemo prekriti kompletno područje sa rupama. U tu svrhu po dimenzijama je idealan istosmjerni VA panel-metar širine 38 mm.

S obzirom da dvije dodatno izbušene rupe nije bilo moguće na jednostavan način pokrpati, odlučili smo okrenuti cijelo kućište variaka IEV TRN 120 te na mjesto rupa ugraditi panel mjerni instrument. Na sreću, kućište variaka je simetrično.

Istosmjerni AV metar mjeri napone 0-300 V i struje do 10 A sa rezolucijom 0,01 A, a za rad mu je potrebno vanjsko istosmjerno napajanje u rasponu 4,5-30 V. Strujni shunt ugrađen je na pločici instrumenta, a na istoj se nalaze i dva trimer potenciometra za finu kalibraciju napona i struje. Sve ovo zvuči idealno za našu primjenu, osim što je ovaj istosmjerni panel metar potrebno modificirati da mjeri izmjenične napone i struje. Ugradnja ispravljačkih dioda (poluvalno ispravljanje) ne daje dobre rezultate jer instrument stalno mijenja prikazane vrijednosti (±10%). Ugradnja ispravljačkih mostova (punovalno ispravljanje) daje nešto bolje rezultate no pokazivanje ni ovdje nije posve stabilno. Tek dodatkom kondenzatora napon postaje dovoljno stabiliziran za stabilan i miran prikaz mjerene vrijednosti. Možemo zaključiti da je našim istosmjernim VA modulima potreban visoko stabiliziran istosmjerni napon za stabilan prikaz vrijednosti i isti neće dobro raditi sa bilo kakvim valovitim naponima koliko god oni bili pomaknuti u pozitivno ili negativno područje. Uz problem ispravljanja napona javlja se i problem točne pretvorbe vrijednosti napona (AC/DC pretvarač), odnosno ispravljeni istosmjerni napon mora odgovarati RMS vrijednosti izvornog izmjeničnog napona i to linearno u čitavom mjernom opsegu koji je prilično širok (0-300V), a on se nakon djelitelja napona svodi na mjerni opseg od 0-2,5V. Kao precizni AC/DC pretvarači obično se koriste operacijska pojačala, no ona će na svojem izlazu također davati poluvalni ili punovalni napon, samo pojačan na potrebnu vrijednost. Bilo kakvo dodavanje kondenzatora za daljnju stabilizaciju remetiti će linearnost u cijelom opsegu. Također je potrebno prilagoditi ulazne i izlazne otpore pretvarača sa ulaznim otporom voltmetra, a sve to uz činjenicu da nemamo nikakvih podataka o karakteristikama elektroničkog sklopovlja VA panel-metra. U najboljem slučaju potrebna su nam dakle četiri operacijska pojačala u AC/DC pretvornicima, vanjsko napajanje od 5 V, te sati i sati eksperimentiranja i baždarenja voltmetra i ampermetra da bi dobili linearnost u čitavom mjernom području. Još bi se nekako i uhvatili u koštac sa svim ovim problemima, no potreba za visokom stabilizacijom ulaznih napona i struja previše komplicira cijeli projekt te smo na kraju odustali od ove modifikacije.

Nešto bolji pogled na unutrašnjost istosmjernog panel metra 0-300V i struje 1-10A koji odgovara dimenzijama i mjernim opsezima, no instrument za stabilan rad treba čisti potpuno filtrirani istosmjerni napon što previše usložnjava izradu adekvatnih AC/DC pretvarača.

Puno jednostavnije je bilo zadržati široko kućište istosmjernog mjerača i u isto ugraditi elektroniku izmjeničnog mjerača prema već isprobanom gore opisanom receptu.

Jeftini kineski digitalni voltmetri i ampermetri sa cijenom od svega nekoliko dolara izgledaju prilično atraktivno i sasvim dobro rade u području za koje su namijenjeni. No, bilo kakva modifikacija istih uglavnom je vrlo problematična jer se svi baziraju na jednom neoznačenom integriranom krugu, a segmenti LED pokazivača fiksno su povezani u spoj koji je primjenjiv isključivo za tu namjenu. S druge strane, ponuda raznih digitalnih panel-metara je stvarno široka i ukoliko nismo ograničeni dimenzijama sigurno ćemo naći model koji originalno odgovara našim potrebama. Takav je naš posljednji primjerak instrumenta koji kombinira izmjenični voltmetar 60-300V i izmjenični ampermetar 0-10A (rezolucija 0,01A). Ovo je nešto skuplji ali zato i puno kvalitetniji panel instrument. Dovoljno je pogledati njegovu pločicu na kojoj se nalazi daleko veći broj komponenti, a jasno se uočava i puno složenija te time i stabilnija izvedba kondenzatorskog napajanja. Na testu je pokazao izvrsne rezultate, točnost mjerenja apsolutno prati rezoluciju od 1V i 0,01A, stabilnost LED displeja je odlična. Da je samo 1 cm uži bio najbolji izbor za naše variake.

Pogled na tiskanu pločicu izmjeničnog panel metra 60-300V i 0-10A. Ovaj instrument odlično bi odgovarao našim potrebama bez ikakvih modifikacija, no dimenzijama je prevelik za kućište variaka. Također se radi i o najkvalitetnijem (i najskupljem) instrumentu od ovdje prikazanih što se vidi i po broju ugrađenih komponenti.

Modifikacija variaka TRN 110 sa gotovim modulom dimenzija 30×30 mm odlično se stopila s kućištem i šteta što isto nije bilo moguće napraviti i kod variaka TRN 120, no ni kod njega ne trebamo biti nezadovoljni krajnjim rezultatom. Odvajanje kondenzatorskih napajanja od naponske mjerne grane zahvat je koji možemo bez problema izvesti na svim izmjeničnim panel mjeračima, no bilo kakva prilagodba mjernih opsega, rezolucije ili vrste mjerenja (istosmjerno na izmjenično), odnosno sve modifikacije koje odstupaju od deklariranog mjernog područja vrlo su problematične za izvedbu jer su programom mikrokontrolera riješena sva upravljanja i kompenzirane sve nelinearnosti koje unose mjerni senzori u toj specifičnoj konfiguraciji i isto ne mora više vrijediti za neke druge senzore.

Da smo mogli birati, za naše variake najbolje bi bilo ugraditi neke kvalitetne analogne mjerne instrumente kod kojih je najveća prednost trenutni odziv na promjenu mjerene vrijednosti i vrlo lako vizualno praćenje i najmanjih promjena napona ili struja. Ni najbolji digitalni mjerači u tome ne mogu konkurirati analognim instrumentima, bez obzira što se tome pokušava pribjeći tako da se numeričkim displejima dodaju razni bar-grafovi koji pokušavaju simulirati kretanje kazaljke analognog instrumenta. Druga opcija bio bi neki kvalitetniji digitalni kombinirani AV panel metar, no oni su zbog većeg broja komponenti obično većih dimenzija i ne možemo ih utrpati u kućišta naših variaka. Ostalo nam je ugraditi male pogonske mjerne panele kojima smo uspjeli barem proširiti mjerni opseg na mogućnost mjerenja niskih napona i jednostavnim trikovima povećati rezoluciju mjerenja struje.  

U konačnici smo osposobili dva variaka za ponovnu praktičnu upotrebu, a to je svakako bolje nego da su završili na nekoj izložbenoj polici kao što je to slučaj sa velikom količinom dobre stare elektronike kod koje je doista sve dobro, osim što je ponekim uređajima istekla originalna uporabna vrijednost, pa sada moraju čekati da im se otvori mogućnost za možda kakvu novu karijeru 🙂

 

Leave a comment

Vaša adresa e-pošte neće biti objavljena.