15 февраля 2021

Лаборатория радиолюбителя с нуля. Часть 1. Муки выбора мультиметра

Сергей Новиков

Введение

Так уж вышло, что я отодвинул в сторону своё любимое хобби юности, которое, как видно из названия, заключалось в любви к радио и всему, что с ним связано, более двух десятков лет назад. Оно было практически полностью замещено другим увлечением, непосредственно связанным с радиолюбительством, – программированием и компьютерами. В XXI веке, считай, уже никто сам не занимался самостоятельной пайкой компьютеров – на смену самосборным «ZX-Spectrum», «Радио-86РК», «Орион-128» и им подобным пришли более продвинутые и производительные ПК с модульной конструкцией, которые в домашних условиях уже не повторить. При этом новые персональные компьютеры с каждым годом становились более производительными и доступными.

С приходом нового увлечения, получением семейного положения «Женат» и новой работы, а также из-за постоянных переездов с места на место, пришлось отодвинуть в сторону и забыть про радиолюбительскую связь, которая начиналась на коллективной радиостанции на местной «Станции юных техников» (UB4MWZ).

Время шло, и в один прекрасный момент судьба распорядилась так, что автору сего опуса пришлось оставить родные пенаты практически со всеми пожитками радиолюбителя, начиная от дешевого китайского паяльника, такого же дешевого цифрового мультиметра 800-й серии, пришедшего на смену «цэшке» Ц20-05 и ламповому вольтметру ВК7-9, и заканчивая штангенциркулем с цифровым комбайном 5-в-1, в котором были встроены измеритель расстояния, площади и объёма помещения, лазерный указатель, ватерпас и даже детектор скрытой проводки.

По приезду на новое место за пару-тройку лет из инструментов были приобретены большой набор отверточных насадок в комплекте с держателями для них, включая реверсивный, моток изоленты, дешевый паяльник-пистолет с небольшой баночкой сосновой канифоли и 15-граммовым припоем, а также несколько наборов с медиаторами для разборки корпусов различной мобильной техники.

Этого хватало для замены вздувающихся с периодичностью раз в три месяца аккумуляторов в смартфонах, экранов в ноутбуках, раздавленных благодаря тщетным попыткам закрывать их с забытыми на клавиатуре наушниками, ну и для прочего мелкого ремонта вроде припайки двух проводов к термостату нового водонагревателя.

Апокалипсис сегодня

Именно так, наверное, следует назвать в честь замечательнейшего фильма Фрэнсиса Форда Копполы про мир ужасов войны с таким же легендарным актерским составом (Марлон Брандо, Мартин Шин, Роберт Дювалл, Деннис Хоппер, Скотт Гленн, а также Харрисон Форд и совсем юный и тощий Лоренс Фишбёрн) тот день, когда практически в одночасье начали выходить из строя старый пылесос (катушка смотки сетевого шнура и сам шнур), светодиодные лампы во всех комнатах, новый телевизор (перестал принимать команды с пульта ДУ) и даже микроволновая печь (прогорела прокладка из слюды) с проводными наушниками жены (у Panasonic RP-HT161E-K перегнулся провод у штекера). И это всё на фоне того, что как раз перед новогодними праздниками пришлось заменить окончательно вышедший из строя бойлер, который чуть не затопил соседей снизу.

Принимая во внимание тот факт, что текущее финансовое положение во время глобальной пандемии не даёт мне возможности всё сломанное заменить в одночасье новыми приобретениями, внутреннее зелёное земноводное животное, живущее в каждом из нас, взяло верх и напомнило мне о моей старой сущности радиолюбителя, которая смогла бы справиться с текущей проблемой, самостоятельно отремонтировав всю вышедшую из строя технику, или хотя бы попытаться это сделать.

Начало мучений

Перед тем, как взяться за самостоятельный ремонт вышедшей из строя техники, следовало бы поинтересоваться, а стоит ли овчинка выделки, ну, то есть имеет ли смысл начинать свой «La via dei martiri» и не проще ли будет поручить это святое дело сервисным центрам, которые занимаются данной работой профессионально. Пара звонков и пара кликов по ссылкам из запросов окончательно убеждают меня в правильности намеченного пути – ремонт будет или слишком долгим (не все мастерские работают на карантине), или слишком дорогим (практически сравнимым по стоимости с новым товаром).

Теперь надо было решить, что и где взять для ремонта электроники. Чуть ранее, после замены водонагревателя, было решено приобрести стриппер (он же съёмник изоляции): пришлось заменить короткий комплектный шнур питания на более длинный. Выбор пал на автоматические устройства без жесткой привязки к определённому сечению провода. Недельный поиск информации по различным форумам и просмотр нескольких часов видео на YouTube сузил направление до моделей от тайваньского производителя LAOA под номерами LA815138 и LA815238, которые можно было приобрести на AliExpress. Вторая модель отличалась от первой тем, что имела полноценные лезвия из нержавеющей стали для резки проводов, поддерживалась зачистка проводов большего сечения и была улучшена обжимка проводов. Но в итоге купил модель российского производства КВТ WS-11, которая, по идее, производится на том же самом заводе, что и LAOA, отличаясь от неё лишь цветом и наличием русскоязычной документации. Покупка обошлась даже дешевле, чем предлагал «Али», а её доставка заняла всего сутки.

Аккуратно обжатые с помощью кольцевых и втулочных наконечников концы провода оригинального кабеля, подключаемого к водонагревателю, побудили также задуматься о приобретении кримпера (или, другими словами, обжимных клещей) для опрессовки.

Осуществить задуманное приобретение помешал «Апокалипсис», по итогам которого пришлось изменить приоритеты и составить новый список приобретений, первым в котором значился МУЛЬТИМЕТР. Ниже приведен (не)полный список в порядке личных приоритетов автора и дат заказа, чья логика составления будет понятна только лишь после объяснения мотивов (они же побудительные причины) выбора конкретной модели из предыдущего пункта этого списка. По каждому из этих пунктов с более-менее крупными покупками планируется отдельный обзор в порядке получения их на руки.

«Утверждённый» список покупок:

1. Мультиметр (что за модель в конечном счете была выбрана – см. дальше);
2. Дополнительный комплект щупов с силиконовой изоляцией (20А/1000В в комплекте с парой зажимов «крокодил»);
3. Щуп-пинцет для SMD деталей;
4. Набор пинцетов (6 шт. антистатические, ESD);
5. Пинцет со сменными керамическими наконечниками (слегка изогнутые);
6. Гравировальный нож из нержавеющей стали и со сменными лезвиями различной формы;
7. Транзистор тестер универсальный (LCR-T7 в комплекте с USB кабелем и зажимами «крючки»);
8. Программатор EEPROM серий 93CXX / 25CXX / 24CXX (CH341A в комплекте с прищепкой под SOP8 и двумя платами-переходниками);
9. Три различных набора кабелей-перемычек с разъёмами Dupont по 20 шт. в каждом (мама-мама, мама-папа и папа-папа);
10. Адаптер для подключения к программатору 1,8-вольтовых EEPROM;
11. Экстрактор для микросхем в корпусах PLCC;
12. Паяльная станция с феном:
    а) Фен JCD-8858;
    б) Паяльная станция JCD T12 (в комплекте с подставкой под паяльник, 5-ю сменными жалами и подставкой для них, а также двумя отвертками);
13. Демонтажная оплетка для удаления припоя (⌀3 мм х 3 м);
14. Набор термоусадочных трубок (164 шт.);
15. Термостойкий силиконовый коврик (модель S-160 размером 450х300 мм);
16. Стружка медная для очистки жала паяльника;
17. Экстракторы радиодеталей.

Ближайшие планы:

• Приобретение третьей руки;
• Самостоятельное изготовление флюс-пасты на основе сосновой канифоли и производных пальмового масла (стеарин, олеин и, собственно, само масло);
• Расширение ассортимента флюса путем его активации различными добавками (что-то вроде лимонной кислоты, аспирина или уксусной кислоты и им подобных);
• Попытка самостоятельного изготовления паяльной пасты на основе изготовленных флюсов.

Планы на будущее:

• Изготовление микроскопа для пайки на основе фотоувеличителя;
• Приобретение осциллографа;
• Приобретение генератора сигналов;
• Приобретение лабораторного блока питания;
• …

Этап 1. Выбор мультиметра

Какой же радиолюбитель без мультиметра? Резонный вопрос, но вот что сейчас в тренде? Поэтому в браузере делаем запрос к Google «Современные мультиметры» и начинаем читать статьи, обзоры и обсуждения на тематических форумах.

Практически сразу всплывает три ключевых слова, задающих вектор для дальнейшего поиска информации: «Fluke», «HoldPeak HP890CN» и «DTM0660». Коротко об этих словах, кто не в курсе дела:

• Fluke Corporation — один из ведущих разработчиков и производителей электронных контрольно-измерительных приборов;
• HoldPeak HP890CN – один из первых цифровых мультиметров на базе китайского чипа DTM0660 от компании Dream Tech International, который выделялся высокими функциональными возможностями с автоматическим выбором диапазонов измерения, «защитой от дурака» и питанием от «пальчиковых» батареек по демократичной цене;
• DTM0660 – как уже было сказано выше, чип, который сделал возможным выпуск недорогих, но функциональных мультиметров с отсутствием каких-либо механических узлов (переменных резисторов, например) для калибровки показателей.

Поиск дальнейшей информации в направлении «Fluke» дал ответ на вопрос, почему высококачественные вещи дешево стоить не могут, что заставило прекратить поиск нужного мне гаджета в этом направлении, но дало богатую пищу для размышления.

Разбор завалов вокруг темы «HoldPeak HP890CN» познакомил с продукцией компании HoldPeak, а «DTM0660» привёл к длинному списку устройств на базе этого чипа и не только. Кроме того, был определён список характеристик, которыми должен будет обладать мультиметр мечты. Он включал в себя наличие следующих функциональных возможностей, помимо стандартного измерения напряжения, силы тока и сопротивления:

• True RMS (истинное среднеквадратичное значение, или, другими словами, «действующее значение переменного тока»): это понятие пришло из математики и означает (в упрощенной форме) возможность более точного измерения значения переменного тока, чья форма сигнала отличается от синусоидальной;
• Количество отсчетов цифровой шкалы должно составлять не менее 6000 (в приборе 800-й серии, что был когда-то у меня, оно составляло 2000);
• Возможность относительных измерений (как в электронных весах, когда к положенному на них кило конфет, нажав кнопку обнуления, докладывают полкило печенек);
• Фиксация максимальных и минимальных значений показателей;
• Удержание показаний;
• Высокая скорость «прозвонки» (недорогие мультиметры с автоматическим выбором диапазона измерений этим не отличаются);
• Измерение температуры и ёмкости;
• Наличие режима проверки диодов (старым добрым способом проверить диоды в режиме проверки сопротивлений, когда они припаяны на плате, не всегда возможно);
• Измерение частоты и скважности;
• Измерение ёмкости конденсаторов (а не аккумуляторов – привет всем тем героям, кто считает, что надпись «мА» на таких приборах для этого и предназначена);
• Вменяемая стоимость.

Дополнительно хотелось бы иметь:

• Режим теста батареек (измерение напряжения под нагрузкой);
• Генератор меандра (генератор звукового сигнала прямоугольной формы);
• Функцию измерения амплитудного значения тока (кнопка «Peak» на мультиметре);
• Графическую линейную шкалу (имитация аналоговой шкалы);
• Функцию поиска скрытой проводки;
• Функцию определения фазного провода;
• Тестирование светодиодов (подача повышенного напряжения для зажигания некоторых образцов);
• Питание не от «Кроны»;
• «Защиту от дурака» (вроде тех, кто пытается измерить силу тока в розетке или ту же ёмкость автомобильного аккумулятора, воткнув щупы в положение «мА» или «А»);
• Повышенную защиту входных цепей мультиметра, особенно от высоких напряжений.

В итоге поиска по AliExpress, где предполагалось осуществить покупку, получился следующий разношерстный как по цене, так и по функционалу список мультиметров, в котором нужно было выбрать один-единственный.

HoldPeak HP-770D:

Цена (со всеми скидками, включая купоны, на момент заказа): 40,37$
Достоинства: аналоговая шкала, механическая «защита от дурака», 40 000 отсчетов, бесконтактный поиск высокого напряжения (поиск скрытой проводки), отдельная подсветка переключателя режимов.
Недостатки: очень медленная прозвонка и медленные замеры показаний, питание от 9-вольтовой батарейки типа «Крона».

HoldPeak HP-760D:

Цена: 31,12$
Достоинства: аналоговая шкала, механическая «защита от дурака», бесконтактный поиск высокого напряжения (поиск скрытой проводки), отдельная подсветка переключателя режимов.
Недостатки: питание от 9-вольтовой батарейки типа «Крона».

HoldPeak HP-39C:

Цена: 14,88$
Достоинства: режимы проверки батареек, поиск скрытой проводки, высокая скорость прозвонки, в комплекте ремешок для крепления на руку и магнит для крепления прибора к металлической поверхности, компактные размеры.
Недостатки: питание от 9-вольтовой батарейки типа «Крона», отсутствие режима фиксации максимальных и минимальных значений показателей.

HoldPeak HP-770HD:

Цена: 27,47$
Достоинства: аналоговая шкала, механическая «защита от дурака», бесконтактный поиск высокого напряжения (поиск скрытой проводки), отдельная подсветка переключателя режимов, возможность работать с токовыми клещами.
Недостатки: питание от 9-вольтовой батарейки типа «Крона».

HoldPeak HP-90EPD:

Цена: 22,46$
Достоинства: режимы проверки батареек, компактные размеры, беспроводное подключение к смартфонам по Bluetooth.
Недостатки: 4000 отсчетов, питание от 9-вольтовой батарейки типа «Крона», отсутствие режима фиксации максимальных и минимальных значений показателей.

HoldPeak HP-90B:

Цена: 25,08$
Достоинства: режим теста батареек, компактные размеры.
Недостатки: питание от 9-вольтовой батарейки типа «Крона».

HABOTEST HT118A/С:

Цена (HT118A): 20,56$
Достоинства: аналоговая шкала, электронная «защита от дурака», поиск скрытой проводки, определение фазного провода.
Недостатки: отсутствие режима относительных измерений.

Цена (HT118C): 18,74$
Достоинства: электронная «защита от дурака», поиск скрытой проводки, определение фазного провода, режимы теста батареек.
Недостатки: отсутствие режима относительных измерений.
Спорное решение (для одних это «+», а для других «-»): ручной режим переключения диапазонов измерений.

OWON B41T+:

Цена: 57$
Достоинства: аналоговая шкала, беспроводное подключение к смартфонам, встроенная память для записи показаний (datalogger), 22 500 отсчетов, измерение частоты в диапазоне более 220 МГц, очень быстрая прозвонка.
Недостатки: относительно слабая защита входных цепей для своей ценовой категории, некоторые владельцы отмечают проблемы с переключателем режимов.

Mestek DM91A:

Цена: 12,1$
Достоинства: 10 000 отсчетов, наличие фильтра низких частот (V.F.C.), поиск скрытой проводки, определение фазного провода.
Недостатки: отсутствие режима относительных измерений и фиксации максимальных и минимальных значений показаний, очень медленная прозвонка, нельзя измерять температуру.

UNI-T UT139E:

Цена: 41,72$
Достоинства: аналоговая шкала, очень хорошая защита входных цепей, быстрая прозвонка, поиск скрытой проводки, режим измерений с низким импедансом (LoZ – снижается вероятность неправильных показаний в результате наводок).
Недостатки: явных нет.

PEAKMETER PM8236 (он же HYELEC MS8236):

Цена: 36,99$
Достоинства: аналоговая шкала, подключение к компьютеру (по USB или по Bluetooth в модели PM8236B), высокая точность показаний.
Недостатки: жалобы пользователей на невысокую скорость прозвонки в устройствах со старой ревизией платы.

Richmeters RM406B и его клоны:

Цена: 20,34$
Достоинства: аналоговая шкала, высокая скорость измерений, хорошая защита, режимы поиска скрытой проводки и фазного провода, режимы теста батареек, генератор меандра, электронная «защита от дурака», наличие фильтра низких частот (V.F.C.).
Недостатки: прожорливый дисплей, плохо читаемый на ярком солнце, не зажигает некоторые светодиоды, отсутствие режимов относительных измерений и фиксации максимальных и минимальных значений показаний, измерение частоты возможно только в максимальных режимах измерения переменного напряжения и тока.
Спорное решение (для одних это «+», а для других «-»): ручной режим переключения диапазонов измерений.

Richmeters RM405А и его клоны:

Цена: 20,7$
Достоинства: режим поиска скрытой проводки, режимы теста батареек, генератор меандра.
Недостатки: за свои деньги их нет, разве что защиту входных цепей хотелось бы иметь получше.

UNI-T UT61E+:

Цена: 63,5$
Достоинства: аналоговая шкала, высокая скорость и точность измерений, измерение частоты до 220 МГц, подключение к компьютеру по USB, фильтр нижних частот (LFC, позволяет уменьшить воздействие помех высоких частот), 22 000 отсчетов, измерение постоянной составляющей переменного тока (ACV+DCV), измерение амплитудного значения тока, поиск скрытой проводки, высокий уровень защиты входных цепей.
Недостатки: отсутствие режима измерения температуры.

HoldPeak HP-41B:

Цена: 14,74
Достоинства: высокая скорость измерений и прозвонки, отдельный режим прозвонки светодиодов и стабилитронов, компактные размеры, поиск скрытой проводки.
Недостатки: относительно слабая защита входных цепей.

HoldPeak HP-42B:

Цена: 20,75$
Достоинства: кнопочный выбор режимов измерений, высокая скорость измерений и прозвонки, поиск скрытой проводки.
Недостатки: низкое качество сборки у его клонов.

UNI-T UT89XD:

Цена: 22,39$
Достоинства: корпус с повышенной защитой от ударов, отдельный режим прозвонки светодиодов, поиск скрытой проводки.
Недостатки: отсутствие режима измерения температуры (есть в модели UT89X, в которой нет режима прозвонки светодиодов), отсутствие режима фиксации максимальных и минимальных значений показаний, относительно слабая защита входных цепей.

UNI-T UT191T:

Цена: 46,75$
Достоинства: хорошая защита входных цепей, режим измерений с низким импедансом (LoZ – снижается вероятность неправильных показаний в результате наводок), очень высокая скорость прозвонки, аналоговая шкала, измерение амплитудного значения тока, пыле- влаго- и ударозащищенный корпус (IP65), фильтр нижних частот (LFC, позволяет уменьшить воздействие помех высоких частот).
Недостатки: питание от 9-вольтовой батарейки типа «Крона».

Ну а что за модель мультиметра была выбрана мною, пусть пока останется секретом до выхода продолжения, в котором будет обозреваться этот измерительный прибор. Попробуйте угадать, а заодно и рассказать в комментариях, что выбрали бы вы. Сразу оговорюсь, мой выбор тут не совсем очевиден, и в итоге пришлось идти на компромиссы, т.к. мультиметра со всеми желаемыми функциями я не нашёл, что частично отразилось на составлении следующих за мультиметром пунктов из списка покупок.

To be continued, как говорят в Голливуде. Ну, то есть «Продолжение следует…».

А что дальше?

Резонный вопрос. Радиолюбительская деятельность, как и любое другое хобби, должна приносить удовольствие и позволяет вырваться из замкнутого круговорота дом-работа-дом, что особенно актуально сейчас, во время тотального карантина во всём мире. Хобби расширяет наш кругозор, а в случае с радиолюбительством – расширяет наши познания в физике и математике, а в некоторых случаях и в химии, избавляя от невежества. Поэтому у радиолюбителя различные истории типа «Эсминец “Дональд Кук”, ослепший и оглохший из-за применения СУ-24 комплекса “Хибины”» вызывают гомерический смех, да и только. Тогда как на вопрос, можно ли слушать радио без каких либо батареек или другого электропитания, радиолюбитель сразу предоставит ответ: «ДА!».

Что же касается дальнейших личных планов в деятельности радиолюбителя (не путать с планами покупок, указанных здесь в статье), то я как человек любознательный буду пока учиться работать с новым для себя направлением – пайкой SMD деталей. Благо для этого дела уже накопилось достаточное количество неисправных светодиодных ламп, да и имеется доступ к старым материнским платам ПК, которые можно попытаться отремонтировать.

Вместо послесловия

Пока осуществлялся поиск необходимого оборудования для восстановления собственной лаборатории, был отремонтирован своими силами пылесос (он был полностью разобран, вымыт, из него была выброшена сматывающая катушка, а вместо неё подключен напрямую 15-метровый провод ПВС 2х1,5), телевизор через неделю сам пришёл в чувство и стал снова принимать команды с пульта ДУ (пульт тут был ни при чем), а к наушникам был припаян старым паяльником новый штекер (небольшой совет – для зачистки эмалированных проводов, применяемых в наушниках, отлично подходит метод открытого пламени от спички или зажигалки).