OWON (Lilipu) HDS160, 4,5-разрядный осцилломультиметр — краткий обзор и разборка.
Введение
Недавно я приобрёл 4,5-разрядный мультиметр OWON HDS160. Выбрал его в основном из-за функции осциллографа: он позволяет использовать стандартные щупы мультиметра без необходимости переключения на отдельные осциллографические пробники, что удобно для измерения форм напряжения и тока. Хотя полоса пропускания всего 1 МГц, этого достаточно для моих задач. Для более высокочастотных сигналов можно использовать полноценный осциллограф. Особенно удобно измерять формы тока, а также автоматическое определение гнезда подключения щупов с автоматическим переключением между режимами напряжения и тока — очень практично.
Приобрёл за 365 юаней.
Ссылки на покупку HDS160/HDS120:
- Магазин третьей стороны на Taobao: https://s.click.taobao.com/7ZVqsen
- Официальный магазин OWON на Taobao: https://s.click.taobao.com/ovsosen
- JD.com: https://u.jd.com/lDdfYPj
Группа QQ по электронике и микроконтроллерам: 2169025065
eeClub — сообщество инженеров-электронщиков: https://bbs.eeclub.top/
Характеристики
I. Параметры мультиметра
| Тип измерения | Диапазон измерений | Максимальная точность |
|---|---|---|
| Постоянное напряжение (В) | 60,000 мВ / 600,00 мВ / 6,0000 В / 60,000 В / 600,00 В / 1000,0 В | ±(0,05% + 5 цифр) |
| Переменное напряжение (В) | 600,00 мВ / 6,0000 В / 60,000 В / 600,00 В / 750,00 В | ±(0,1% + 30 цифр) |
| Постоянный ток (А) | 600,00 мкА / 6000,0 мкА / 60,000 мА / 600,00 мА / 6,0000 А / 10,000 А | ±(0,15% + 10 цифр) |
| Переменный ток (А) | 600,00 мкА / 6000,0 мкА / 60,000 мА / 600,00 мА / 6,0000 А / 10,000 А | ±(0,5% + 20 цифр) |
| Сопротивление (Ом) | 600,00 Ом / 6,0000 кОм / 60,000 кОм / 600,00 кОм / 6,0000 МОм / 60,000 МОм | ±(0,15% + 10 цифр) |
| Ёмкость (Ф) | 6,000 нФ / 60,00 нФ / 600,0 нФ / 6,000 мкФ / 60,00 мкФ / 600,0 мкФ / 6,000 мФ / 60,00 мФ | ±(2,0% + 20 цифр) |
| Частота (Гц) | 60,00 Гц / 600,00 Гц / 6,0000 кГц / 60,000 кГц / 600,00 кГц / 6,0000 МГц / 60,000 МГц | ±(0,2% + 10 цифр) |
| Коэффициент заполнения | 0,1%\~99,9% (типично: Vrms=1 В, f=1 кГц) | ±(1,2% + 3 цифры) |
| Коэффициент заполнения | 0,1%\~99,9% (≥1 кГц) | ±(2,5% + 3 цифры) |
| Диод | 3,0000 В | ±(1,0% + 10 цифр) |
| Прозвонка | 1000,0 Ом | - |
| Максимальное значение | 60000 | - |
II. Параметры осциллографа
| Параметр | Значение | Параметр | Значение |
|---|---|---|---|
| Аналоговая полоса пропускания | 1 МГц (только в режиме переменного тока) | Максимальная частота дискретизации | 5,0 MSa/s |
| Количество каналов | 1 | Входное сопротивление | ≈10 МОм |
| Диапазон развёртки | 2,5 мкс \~ 10 с/дел | Точность развёртки | ±(0,01% + 0,1 дел) |
| Вертикальная чувствительность (напряжение) | 30 мВ \~ 500 В/дел | Вертикальная чувствительность (ток) | 100 мкА \~ 5 А/дел |
| Точность вертикальной шкалы | ±(5% + 0,2 дел) | Функции измерения | Vmax, Vmin, Vp-p, Vavg, Vrms, Hz |
| Максимальное входное напряжение | 1000 В постоянного и переменного тока (пиковое) | Максимальный ток | 15 А постоянного и переменного тока (пиковое) |
| Режимы триггера | Auto / Normal / Single | Тип триггера | По фронту / по спаду |
| Автонастройка | Временная база / амплитуда / уровень триггера | - | - |
III. Другие функции и особенности
| Функция / Особенность | Характеристика | Функция / Особенность | Характеристика |
|---|---|---|---|
| Индикация разряда батареи | √ | Автоматическое выключение | √ |
| Относительные измерения | √ | Подсветка экрана | √ |
| Защита входов | √ | Входное сопротивление | ≥10 МОм |
| Безопасность | CATⅢ 1000 В | Дисплей | 2,8-дюймовый IPS LCD |
| Вес (без батареи) | 0,35 кг | Батарея | Одна Li-ion 18650, 3,7 В |
| Размеры (Д × Ш × В) | 188 мм × 93 мм × 41,5 мм | - | - |
Вскрытие упаковки
На лицевой стороне упаковки указано: OWON Handheld Oscilloscope Multimeter.
На боковой стороне — штрих-код и наклейка с серийным номером.
После вскрытия видим чехол, в котором лежат все аксессуары.
Под чехлом находится инструкция.
Есть таблица параметров и быстрое руководство на китайском и английском языках.
Внутри чехла — сам мультиметр, обычные щупы (не игольчатые), а также кабель USB Type-C.
Передняя панель мультиметра.
Задняя панель — есть подставка, которую можно раскрыть, чтобы прибор стоял.
Мультиметр установлен на подставке.
Боковая сторона — разъём Type-C для зарядки. При подключении к компьютеру появляется виртуальный USB-накопитель, позволяющий копировать снимки экрана осциллографа. Разъём слегка перекошен (при разборке будет видно, что SMD-компонент был неправильно припаян). Также рядом есть переключатель: при зарядке его нужно опустить, и тогда разъёмы для щупов блокируются — нельзя одновременно заряжать и использовать прибор.
Краткий обзор
Долгое нажатие кнопки питания включает прибор. По умолчанию — режим измерения постоянного напряжения, тёмная тема интерфейса. Кнопкой F1 можно переключиться в диапазон милливольт. На фото разъёмы для щупов закрыты, потому что переключатель зарядки опущен.
Измерение напряжения на USB-порте компьютера — 5,147 В. Сейчас я в Шэньчжэне, без дополнительного оборудования, поэтому не могу проверить точность.
Нажатие кнопки DMM переводит в режим осциллографа. Подключение щупов к розетке — форма сетевого напряжения, частота 50 Гц, максимальное напряжение 328 В, действующее — 232 В.
Щупы вставлены в гнездо тока — автоматически переключается в режим измерения тока. В режиме осциллографа выбран однократный запуск. Измерена форма тока при включении платы STM32F103 с OLED-экраном, максимум — 106 мА.
Измерение тока цифрового микрофона INMP441 (в состоянии покоя, только питание). Ниже — показания в режиме мультиметра и осциллографа. Действующее значение около 500 мкА.
В меню настроек можно выбрать светлую или тёмную тему. Светлая — с белым фоном. Также можно установить системное время, включить/выключить звуковой сигнал, регулировать громкость, время автовыключения (до 30 минут), порог срабатывания зуммера в режимах прозвонки и сопротивления. Поскольку нет батарейки RTC, при извлечении основной батарейки время сбрасывается — функция практически бесполезна.
Судя по стилю интерфейса, используется графическая библиотека LVGL.
Шаблон проекта на базе STM32F407 с LVGL (для экрана MSP3526), включая версии с FreeRTOS и без ОС: https://blog.zeruns.com/archives/788.html
Измерение сопротивления динамика — 7,22 Ом.
Измерение ёмкости.
Осциллографический режим: измерение аудиосигнала с выхода MAX98357A — предположительно, PDM-модуляция.
Мощность зарядки мультиметра — около 4,5 Вт.
Есть функция снимков экрана: при подключении через USB Type-C скриншоты можно скопировать. Удобно, но есть недостаток — на снимках осциллограмм нет сетки, сложно оценивать значения.
Разборка
Открутив винты на подставке сзади, можно снять её и увидеть батарею 18650 и два предохранителя. Предохранитель под батареей — на 10 А, рядом — на 600 мА, вероятно, для миллиамперного диапазона.
На батарее 18650 указано: 3,7 В, 2600 мА·ч, 9,62 Вт·ч.
Производитель — Luohua (ROOFER), модель: 1NR18650-2600A.
Откручиваем винты по периметру — снимаем нижнюю крышку.
Основной контроллер — микроконтроллер HC32F460PETB от Huawei Semiconductor (Smallhua), 32-битный промышленный MCU на базе ядра Cortex-M4 (с FPU/DSP), тактовая частота 200 МГц, 512 КБ Flash + 192 КБ SRAM, корпус LQFP100. Рядом кварцевый резонатор 8 МГц.
Предполагаю, что функция осциллографа реализована с помощью встроенного АЦП контроллера. Этот МК имеет два независимых 12-битных АЦП со скоростью до 2 MSPS и один программируемый усилитель (PGA).
Модель чипа мультиметра — HY3131, высокоточный аналоговый фронтальный чип для мультиметров от компании Hicon (紘康科技), с разрядностью счёта 50000, встроенным 24-битным сигма-дельта АЦП, интегрированными функциями измерения истинного среднеквадратичного значения, частоты и удержания пиковых значений, интерфейс SPI, корпус LQFP48.
По словам ИИ, производители мультиметров за счёт программных алгоритмов, калибровки диапазонов и оптимизации внешних цепей могут добиться вывода данных, близкого к 60000 отсчётов, что позволяет им указывать «60000 отсчётов» в рекламных материалах.
Восьмивыводной чип справа от чипа мультиметра имеет модель MAX6006AESA — это прецизионный сверхмаломощный шунтовой опорный источник напряжения класса A от ADI (бывшей Maxim), с фиксированным выходом 1,25 В, начальной точностью ±0,2 %, температурным дрейфом ±30 ppm/℃, рабочий ток <1 мкА, корпус NSOIC-8, не требует внешних конденсаторов. Подходит для маломощных прецизионных измерений, портативных приборов, эталонных источников для АЦП/ЦАП.
Рядом с предохранителем на 600 мА установлен выпрямительный мост модели TB10S. Назначение неизвестно, если кто знает — напишите в комментариях.
Рядом также расположен реле модели B3GB4.5Z — бистабильное запирающееся ультратонкое сигнальное реле от Fujitsu (富士通), катушка 4,5 В постоянного тока / 100 мВт, контакты DPDT (2C), номинал 1 А / 30 В постоянного тока, 0,3 А / 125 В переменного тока, SMD-корпус 7,2×10,6×5,25 мм, масса 0,85 г, отличные высокочастотные характеристики, прочность изоляции 1500 В переменного тока, соответствует стандарту RoHS, подходит для плотной коммутации сигналов.
Чип рядом с разъёмом Type-C — SGM41511, литий-ионный зарядный контроллер на 3 А с I2C-программированием от Sengongwei (圣邦微), с управлением питанием по архитектуре NVDC, интегрированными четырьмя силовыми ключами и преобразователями, поддерживает USB/OTG, широкий диапазон входного напряжения, динамическое управление питанием (DPM), функции защиты от перенапряжения, перегрузки по току и перегрева, а также контроль температуры по JEITA, корпус TQFN-4×4-24L.
Согласно документации, чип поддерживает вход 5 В / 2 А, но при реальных испытаниях ток заряда составил всего 5 В / 0,8 А. Вероятно, установлено ограничение по току — возможно, из-за использования аккумулятора низкого качества, не способного принимать более высокий зарядный ток.
Несколько мелких чипов и набор электролитических конденсаторов, а также два дросселя — эта часть, скорее всего, представляет собой DC-DC преобразователь, обеспечивающий различные напряжения для разных участков схемы. Маркировка чипов: S21P-A427A, 3FT1, GLF-S34, 5P02, CB4SW.
Сняли основную плату мультиметра. На обратной стороне — ЖК-экран и небольшая плата клавиатуры, соединённые через гибкие FPC-шлейфы.
На разъёмах щупов мультиметра установлены пары элементов, похожих на инфракрасные пары (инфракрасный передатчик и приёмник). По всей видимости, именно они определяют, в какой разъём вставлен щуп, и автоматически переключают режимы. Хороший дизайн.
На обратной стороне основного микроконтроллера установлен чип GD25Q128ESIG — 128 Мбит (16 МБ) SPI-флэш-память от GigaDevice (兆易创新), корпус SOP8, поддерживает стандартный/двухканальный/четырёхканальный SPI-интерфейс, рабочее напряжение 2,7–3,6 В. Думаю, используется для хранения графических ресурсов и библиотек.
Ещё несколько чипов, вероятно, для обработки сигналов или аналоговых коммутаторов. Маркировка: 3157, 621P-A427A, 52N.
Плата клавиатуры — мембранные кнопки.
Также имеются регулируемые конденсаторы — вероятно, используются для калибровки.
Разъём Type-C припаян с перекосом.
Рекомендуем к прочтению
- Рекомендации по недорогим VPS/облачным серверам с хорошим соотношением цена/качество: https://blog.vpszj.cn/archives/41.html
- Руководство по установке форума Discourse: как развернуть открытый форум с нуля: https://blog.zeruns.com/archives/919.html
- [Открытый проект] Обратноходовой импульсный источник питания 24 В / 3 А (на базе UC3842, включая расчёты схемы и параметров трансформатора): https://blog.zeruns.com/archives/910.html
- Открытый цифровой источник питания Buck-Boost с синхронным выпрямлением на базе STM32: https://blog.zeruns.com/archives/791.html
- Остерегайтесь одной из моделей ESP32-S3 с AliExpress: очень слабый сигнал Wi-Fi, возможно, не реализовано согласование импеданса: https://blog.zeruns.com/archives/924.html
Английская версия статьи: https://blog.zeruns.top/archives/83.html