Voltímetros e amperímetros digitais DC de painel: – aprenda a usá-los

Eu já escrevi cinco artigos sobre voltímetros e amperímetros digitais DC de painel que vieram para facilitar a vida dos Técnicos, Hobistas e Inventores.

Naqueles artigos, eu tratei dos modelos PM-438 e YB-27VA, entretanto de 2015 para cá, quando comecei a estudar estes voltímetros e amperímetros digitais de painel, outros modelos surgiram no mercado e por isso, volto a falar deles neste post.

Os “manuais” que vêm com eles (quando vêm), geralmente, estão escritos originalmente em chinês ou, pior ainda, foram traduzidos pelo google translator (argh!) e aí a emenda fica pior do que o soneto.

Recentemente precisei instalar um destes voltímetros e amperímetros digitais de painel numa fonte que construí para um amigo e descobri que, de 2015 para cá, outros modelos haviam surgido no mercado e cada um com suas “peculiaridades” com relação a cor dos fios de ligação e os shunts de corrente o que me levou a uma pesquisa sobre o assunto cujas conclusões eu passarei a descrever aqui.

Alguns dos novos modelos que encontrei a venda pelo Mercado Livre, além, do YB-27VA foram os seguintes:

ZC-15400 / TC-20002 / DSN-V288 / WR-005

O PM-438 vai ficar for a desta análise porque é apenas voltímetro e usa display de cristal de liquido diferentemente dos demais que trabalham com dois displays de LEDs de sete segmentos e já falei dele em post anterior.

Como alimentar o display – o primeiro problema

Este é um tema sobre o qual vejo muita gente se enrolando e até queimando o display porque nem sempre podemos alimentá-lo utilizando a própria tensão que estamos medindo.

No caso do PM-438, por exemplo, sempre teremos que usar uma fonte independente para alimentá-lo.

E quando digo “independente” é “independente mesmo”, ou seja, os “terras” da alimentação e da tensão a ser medida não podem ser ligados juntos.

Em outras palavras, precisamos de uma fonte que forneça 9V (pode até ser uma bateria) para alimentar o display PM438 totalmente separada e isolada da fonte que vamos medir.

Entretanto, nos displays de LED, até onde eu descobri, podemos ou não, alimentá-los com a mesma fonte cuja tensão queremos medir se ela fornecer entre 4,5 e 30V.

Reparou que eu grifei “podemos ou não, alimentá-los com a mesma fonte”?

Os chips destes displays podem ser alimentados com tensão DC entre 4,5 e 30V, portanto se a fonte que queremos medir fornecer tensão dentro destes valores podemos usá-la para alimentá-lo, caso contrário teremos de usar obrigatoriamente uma fonte independente.

Mas adiante colocarei figuras ilustrativas sobre isto para os displays citados neste post.

A medição da corrente

Outra questão que confunde os usuários destes displays e não apenas os hobistas, mas até mesmo alguns técnicos está relacionada a medição de corrente.

A primeira coisa que você precisa saber (caso não saiba) é que TODO “medidor” digital é um voltímetro, por construção.

Em outras palavras, a medida de corrente é feita de forma indireta pela queda de tensão produzida sobre um resistor chamado shunt de corrente.

No caso dos displays que estamos analisando a queda de tensão máxima sobre este shunt é de 1,5mV por ampère, ou seja, 75mV para 50A, por exemplo.

Fig. 2 – Display com shunt built in

Então, ao comprar o “bichinho”, é preciso estar atento ao valor máximo de corrente que você pretende medir.

Fig. 3 – Shunt para 50A

 

 

 

Em geral, os modelos para medir corrente até 10A já vêm com o shunt na PCI como vemos na figura 2, entretanto para 50A temos que usar o shunt por fora como aparece na figura 3.

Entendendo como funciona a medida de corrente

Fig. 1 – Display VC288 por dentro

Repare na fig.1 que temos dois displays de 7 segmentos.

Quando o painel acende, um deles indica V e outro A, dando entender que um deles mostrará a tensão sobre a carga e outro indicará a corrente consumida por esta carga como aparece no exemplo da fig. 4.

Fig. 4 – Display Voltímetro/amperímetro

Entretanto, o valor da corrente indicado é um fake, para usar uma palavra da moda, ou melhor, é quase um fake e já explicarei porquê.

Como eu disse lá atrás, TODO digital é um voltímetro por construção e é aqui que entra o fake.

Na fig. 5 temos o diagrama em blocos de um chip usado num destes displays e que já analisei no post Voltímetro e amperímetro YB27-VA, revelando o segredo

Para relembrar o que já expliquei naquele post, repare o RX indicado no diagrama. É ele que faz o papel do shunt de corrente sobre o qual mediremos a queda de tensão de até 75mV e que será representada no painel como ampère, pois graças à boa e velha Lei de OHM (que ainda não foi parar no STF) existe uma relação entre resistência, tensão e corrente e assim, como se dizia antigamente “engana-se o bobo na casca do ovo” (modernamente é fake news).

Fig. 5 – Diagrama em blocos de um display voltímetro/amperímetro

Ligando os displays no circuito

Como eu disse anteriormente a confusão começa porque cada fabricante identifica os fios dos conectores com cores diferentes e que, às vezes, não estão bem explicadas no “manual chino-google-inglês”.

A partir de agora apresentarei algumas figuras para ilustrar como se liga cada um deste displays.

Modelo DSN-VC288

Fig. 6 – Display DSN-VC288

A seguir teremos dois diagramas de ligação para o DSN-VC288.

O da fig. 7 deve ser usado quando a tensão da fonte a ser medida estiver entre 4,5 e 30V e podemos usá-la também para alimentar o próprio display. Neste caso, o fio preto do conector de três fios fica sem ligação como vemos na fig.8.

Fig. 7 -Ligação do DSN-VC288

Se a fonte a ser medida apresentar tensão maior que 30 e até 100V devemos usar uma fonte separada e com terra independente com tensão entre 4,5 e 30V para alimentar o display como mostra a figura 8. Neste caso a tensão que está sendo medida pode ser variável entre 0 e 100V.

Fig.8 – Ligação do DSN-VC288

Modelo ZC15400

Fig.9 – Cores dos fios do C15400

Se a fonte a ser medida tiver tensão maior que 30V e até 100V teremos que usar o esquema de ligação da fig.10 com uma fonte isolada para alimentar o display.

 

Fig.10 – Ligação do ZC15400

Entretanto, se a tensão a ser medida for entre 4,5 e 30V podemos dispensar a fonte isolada e ligar os fios preto e vermelho do conector de dois terminais da forma mostrada na fig. 11.

Fig. 11 – Ligação do ZC15400

Não custa lembrar que as cores dos fios e as ligações do conector de três terminais do ZC15400 são diferentes do DSN-VC288.

Modelos WR-005 e TC0002

Estes dois modelos são vendidos para correntes de 50A e portanto, devem utilizar shunt de corrente externo como mostrado na fig. 3.

Na fig. 12 nós vemos as ligações para o WR-005 e TC002. Observe no destaque a diferença de cor de dois fios do conector de três terminais entre um modelo e o outro.

Fig. 12 Ligação do WR005 e TC0002

Em princípio, parece que podemos adotar o mesmo esquema de ligação sugerido na fig.11 para ligação dos fios preto e vermelho do conector de dois terminais reservado a alimentação do display destes modelos.

Entretanto, os “manuais de instrução” não são muito claros  e até onde consegui apurar parece que o fio preto do conector de dois terminais deve ficar sem ligação.

Portanto, a sugestão é inicialmente deixa-lo sem ligação e ver se funciona, caso contrário ligue-o como sugerido na fig.11.

Um detalhe importante é quanto a ligação do shunt que deve ser de boa qualidade uma vez que sua resistência é extremamente baixa para poder indicar corrente de 50A e, portanto uma ligação ruim afetará a qualidade da medida.

Modelo YB-27VA

Este modelo também é indicado para medir correntes de 50A e portanto, precisa que usar shunt externo como nos modelos anteriores, entretanto ele vem configurado para medir tensões apenas até 30V o que simplifica a ligação do conector de dois terminais responsável pela alimentação do display.

Sendo assim podemos adotar o esquema de ligação sugerido na fig.14.

Fig. 14 – Ligação do YB- 27VA

Considerações finais

Este post não abrange certamente os diversos modelos de voltímetros e amperímetros digitais DC de painel que temos no mercado, mas espero que contribua para um melhor entendimento sobre os mais utilizados que encontrei à venda.

 

 

 

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Paulo Brites

Técnico em eletrônica formado em 1968 pela Escola Técnica de Ciências Eletrônicas, professor de matemática formado pela UFF/CEDERJ com especialização em física. Atualmente aposentado atuando como técnico free lance em restauração de aparelhos antigos, escrevendo e-books e artigos técnicos e dando aula particular de matemática e física.

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19 Comentários

  1. MAX RYDLE MOREIRA

    Mais uma vez parabens e obrigado por compartilhar tão valioso conhecimento conosco mas, acrescentado aas suas aulas de eletronica tive um problema com uma fonte ajustavel tensão/corrente para bancada 24v 10a que fiz utilizando este instrumento de medição, pois funcionava corretamente apenas alimentado com fonte separada ou seja independente e isolada da fonte principal,o problema era que quando o alimentava com a fonte principal dava erro a mais na leitura da corrente ,a leitura de tensao mantinha-se correta resolvi acrescentando um diodo em serie com negativo do painel ai sim não precisei mais usar a segunda fonte para alimentar o display/intrumento de medição v/a.Muito obrigado saude e paz.

    • Paulo Brites

      Olá Max,
      A questão de alimentar com fonte separada é que se a tensão cair abaixo do valor mínimo para alimentar o display ele para de funcionar.
      Não entendi a sua solução mas, se o meu artigo ajudou foi ótimo.
      Abraços

  2. Marcantonio Gentil De Oliveira

    Boa tarde!
    Entendi um pouco,pois sou só curioso.No meu carro substitui o carregador veicular por uma tomada usb,foi moleza!Agora quero colocar esse voltímetro com amperímetro.Uma parte é fácil,junto os dois pretos depois os amarelo com vermelho e ligo na fiação da tomada usb,daí pra frente que estou em dúvida,pois quero usar pra medir o nível de carga da bateria,como faço?

    • Paulo Brites

      Marcoantonio pelo pouco conhecimento que tenho de eletricidade de automóvel são “grandinhas” algo em torno de mais de 30A.
      Um eletricista de autos pode confirma isso melhor. Sendo assim, você não pode usar o shunt que vem com o medidor que é só para 10A e teria que comprar o shunt separado.
      Agora vamos a ligação e aí sugiro ver a figura 13 do artigo e conversar com um Eletricista (com e maiúsculo) de auto para te ajudar.
      Correntes altas são mais perigosas que tensões altas.
      Espero ter ajudado.

  3. cicero alvares da silva

    ola professor tudo bem otimas explicacoes sobre os instrumentos de painel valeu, um abraco e ate sempre

    • Paulo Brites

      Obrigado pela participação

  4. Artur

    Boa tarde!
    Algum desses aparelho voltimetro ou voltimetro/amperimetro mede a tensão com polos invertidos? E que acontece, queima o aparelho ou simplesmente não mede?

    • Paulo Brites

      Olá Artur
      Primeiro seria necessário verificar se o polo negativo da alimentação é independente, ou seja, separado do negativo da medida.
      Se for você poderá medir tensão negativa, mas não vai a´parecer o sinal no display. Por exemplo, no PM438 é assim.
      Teria que examinar cada um.

      • Artur

        Obrigado pela atenção!
        Meu intuito é usar em um protoboard. Quero alimentar o protoboard e o aparelho de medida com a mesma fonte de tensão 5v. (fonte de celular).
        Como são alunos que iram usar, fico com medo deles medirem a tensão, com os polos invertidos, e danificar o aparelho.
        Algum aparelho que seja (voltimetro&mperimetro) consegue medir? Ou pelo menos não danifica, assim como PM438? Se não danificar já é suficiente.

        • Paulo Brites

          Artur, como eu respondio anteriormente é preciso verificar se o negativo da fonte de alimentação é separado do negativo da tensão a ser medida
          Em alguns dos modelos que apresentei parece que sim, mas como não temos os esquemas teria que ver isso pratiamente. Tem que fazer um ensaio pra descobrir. Ciência é isso, às vezes, tem um preço a pagar para descobrir. Neste caso o valo é pequeno eu sugiro arriscar

  5. Cilas Molinari

    Sr. Paulo Brites.
    Tenho uma fonte variável simetria onde já instalei um indicador de Voltagem e Amperagem (modelo DSN-VC288, aqueles de 2 fios grossos e 3 fios finos) no lado positivo da fonte.
    Comprei outro indicador igual e pretendo colocar no lado negativo da fonte.
    Pretendo utilizar a alimentação do instrumento com a própria fonte porém antes da parte variável, pois a fonte varia de zero a 32 Volts, controlando a tensão de 24V com um CI 7924 ou 7824.
    É possível tal instalação, inclusive com leitura da Amperagem.
    Se sim favor nos enviar esquema de ligação.
    Abraços.
    Cilas Molinari

    • Paulo Brites

      Olá Cilas
      Você terá que o uar o esquema da fig.7 do artigo alimentando o display com a fonte fixa em que o gnd é negativo. e a seguir ligar os fios vermelho e amarelo no no GND para do 7924 que é positivo e o fio preto na saida do 7924 que é negativo, ou seja, “enganando” o display.
      Ele não vai mostrar sinal negativo no painel e não conheço nenhum que faça isso. Pode ser que exista, mas isso não chega a ser um problema Você um display de cada lado dos bornes. Estou montando uma fonte assim, mas tive que parar por falta de tempo para atender as aulas do Clube e outras atividades. Espero ter ajudado.

  6. Valdir Cardoso

    Olá Professor.
    Sempre acompanho suas matérias,mesmo não trabalhando com eletrónica e sim como hobby, Estou montando uma fonte ajustável 0-30V, 3A com esse volt/amper DSN-VC288. E não estou conseguindo aferir a amperagen no trimpot “I_ADJ” marca uma amperagem muito alta, bem diferente do multímetro.O Snr. tem alguma dica sobre isso? Já até encomendei outro no ML. E aproveitando, as figuras 7 e 8 estão com a explicação invertida? Ou eu é que não entendi direito?
    Meus parabéns!

  7. José Antonio C. Farias

    Uma pergunta, se tenho uma fonte 50V posso usar este trafo para alimentar o Display colocando uma ponte retificadora e calculando um resistor e um regulador ou zener ?

    • Paulo Brites

      Você tem uma fonte já pronta ou apenas o trafo?
      Se for uma fonte não precisar retificar, basta usar um resistor com zener
      Se for um trafo vai ter que retifcar e filtrar e neste caso pode ser meia onda mesmo
      Mas, cuidado porque vai ter quase 65V no cap de filtro e vai ter que baixar com resistor e zener.
      Eu mostro detalhes destes cáculos no meu e-book Eletronica para estudantes, hosbistas & Inventores.

  8. Alexandre Mello

    Muito útil seu artigo Professor.

    • Paulo Brites

      Obrigado pela participação, Alexandre

      • haggai ben baruch

        Querido Paulo, não é de hoje que adimiro a qualidade dos teus artigos e aprendo com voce! no entanto, é a primeira vez que sou forçado a incomodá-lo… indo direto ao ponto: me chamo Haggai, lido com equipamentos antigos, e gosto sempre de utilizar o pm438 ou o pm435, (versão com back light)… mas me deparei com uma dificuldade, estou construindo um testador de valvulas com teste de transcondutancia, o “sussex” muito bom por sinal! e nele, são usados 3 voltimetros digitais de painel tipo o pm438… os dois são DC, mas o terceiro que fica em paralelo com um resistor de 10 ohms na linha do anodo(placa), o esquema pede que seja AC e 200mv… e eu não consigo nenhum, a minha pergunta é: tem alguma forma de se usar o pm438 em 200mv DC no lugar? alguma forma ? fico agradecido pela sua opinião!

        • Paulo Brites

          Caro Haggai
          Interesssante esta questão Já andei pensando no assunto para coloca um no mem Variac mas acabei desistindo pela trsbalheira que ia dar.
          Vamso aos conceitos primeiro. Basicamente os voltimetros sejam analógicos ou digitais não medem tensôes AC diretamente. Primeiro elas seção retificadas e passam por fitros para “virar” DC. Temos que usar falores de correção, mas até ai tudo bem. A questão é que para valores tão pequenos, primeiro teremos que passar por um amplicadador porque cada diodo do retificador “come” 700mV aproximadamente. No mercado livre econtram-se alguns digitais para AC (meda in China) mas não sei de medem valores tão baixos. Teria que pesquisar, mas já seria meio caminho andado. Vou te mandar por e-mail um paper que tenho guardado por aqui que talvez ajude. Conicuamos a conversa por lá. Boa sorte na empreitada.

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