Amperomierze

ZAGADNIENIE:

Używanie w modelach zdalnie sterowanych urządzeń elektronicznych i elektrycznych jest niezbędne, począwszy od odbiorników, serwomechanizmów przez silniki elektryczne, stosowane coraz powszechniej, aż po dodatkowe wyposażenie, np. oświetlenie modelu. Często źródła prądu (akumulatory, a czasem układ BEC regulatora) mają podane maksymalne wartości prądu jakim możemy je obciążyć.
Znajomość prądu pobieranego przez silnik napędowy naszego modelu jest również pomocna do doboru akumulatorów o odpowiedniej pojemności i wydajności prądowej. Jest to szczególnie istotny gdy chcemy ograniczyć masę modelu, mając założony czas lotu (np. przygotowanie modelu do zawodów).
W artykule przedstawię sposób pomiarów natężenia prądu za pomocą amperomierzy tablicowych.

WYBÓR I ADAPTACJA AMPEROMIERZA:

Zanim przystąpimy do pomiarów należy się zastanowić co chcemy mierzyć i jak duży zakres pomiarowy amperomierza będzie nam potrzebny.
Prądy pobierane przez odbiorniki modelarskie są bardzo małe, więc jeżeli nie planujemy budowy modelu mającego bić rekordy długotrwałości lotu, możemy je pominąć.
Prądy pobierane przez serwomechanizmy analogowe (cyfrowe mają większy pobór prądu) mogą pobierać w krytycznych sytuacjach do 1A (1000mA) - przeważnie jednak maksymalny prąd w trakcie ruchu nie przekracza kilkuset miliamperów.
Najbardziej prądożernymi elementami modelarskiej instalacji są silniki napędowe, one mogą pobierać w małych modelach kilkanaście amperów, a w przypadku dużych jednostek pobór prądu może przekroczyć nawet 100A.

Priorytetem jaki stawiam sobie podczas pomiarów jest to aby mieć "wolne ręce", to znaczy nie trzymać przewodów pomiarowych amperomierza w ręce, tylko mieć możliwość trwałego przymocowania ich do przewodów. Kolejną istotną rzeczą jest łatwość odczytania maksymalnej wartości prądu i stopnia w jakim on się zmienia.

Wiele, nawet tych najtańszych, elektronicznych multimetrów ma możliwość pomiaru prądu, jednak często zakres prądu jest dość mały, przez co takiego urządzenia nie zastosujemy do pomiaru prądu w silnikach. W przypadku przekroczenia prądu możemy spalić bezpiecznik w multimetrze lub uszkodzić całe urządzenie.
Jednak w przypadku stosowania uniwersalnego urządzenia nie mamy możliwości podłączenia przewodów na stałe - że chyba przerobimy przewody. Kolejną wadą jest odczyt wartości prądu z elektronicznego wyświetlacza - przez co często możemy zatracić informację o tym czy jest to chwilowy skok prądu, czy jego stała wartość.

Do pomiaru polecam użycie amperomierzy tablicowych, które można kupić za kilkanaście złotych. Jeżeli dobrze dobierzemy zakres pomiarowy amperomierza, wynik będzie wystarczająco dokładny.

W przypadku konwencjonalnych amperomierzy pobór prądu możemy tylko mierzyć na ziemi, nie mamy możliwości pomiaru prądu w czasie lotu, jazdy lub płynięcia. W przypadku napędów śmigłowych różnice między pomiarem statycznym, a w locie nie powinny być duże. Duże różnice pojawią się w modelach samochodów i łodzi ze śrubą - w tych dwóch ostatnich typach modeli, opory podczas ruchu są inne niż gdy model stoi.
Wtedy kiedy chcemy sprawdzić prąd podczas ruchu niezbędny będzie amperomierz, który będzie mógł być umieszczony w modelu i zapamiętać (niektóre regulatory mają możliwość zapamiętania wartości maksymalnego prądu) lub przesłać na ziemię. Moduły 2,4 GHz firmy JETI (Duplex) mają możliwość obustronnej komunikacji między nadajnikiem, a odbiornikiem. Standardowo odbiornik przesyła do nadajnika aktualne napięcie odbiornika, można również kupić pasujące moduły, wśród których jest miernik prądu. Powyższe wartości możemy odczytać na ziemi za pomocą jetibox'a.

Amperomierze wpinamy w układ szeregowo, to znaczy rozłączamy jeden z przewodów (najlepiej plus) zasilających nasze urządzenie i w tę "przerwę" wpinamy amperomierz z przewodami - pamiętając, aby plus amperomierza znalazł się po stronie dodatniego bieguna akumulatora lub wyjścia BEC z regulatora.

W swoim "warsztacie" mam dwa amperomierze - jeden do pomiaru prądu pobieranego przez serwa, a drugi do pomiaru prądu pobieranego przez średniej wielkości silniki napędowe.

POMIAR PRĄDU SERWOMECHANIZMÓW:

Zakres pomiarowy amperomierza, który używam do pomiaru prądu serw to 3A, w przypadku mierzenia prądu pojedyńczego serwa lub serw wielkości mikro, jest to trochę za duża wartość - w tych wypadkach można użyć spokojnie amperomierza 1A.
Podczas pomiarów prądu na ziemi serwo chodzi "na sucho", aby zmusić je do intensywnej pracy i zobaczyć jaki jest w stanie pobrać prąd w trakcie lotu należy je obciążyć. Tak więc pomiar prądu należy wykonywać podczas ruchu serwa, njalepiej przytrzymując dźwignię ręką - tak aby obciążyć serwo w podobny sposób jak może mieć to miejsce w locie (uwaga, aby nie połamać zębów!).
Amperomierz wpinam w przewody łączące serwo z odbiornikiem lub przewody łączące układ BEC (lub akumulator) z odbiornikiem, konieczne było wykonanie jak najbardziej uniwersalnych przewodów. Z obu stron amperomierza zastosowałem 3 PINowe wtyczki modelarskie (komputerowe) - takie jak przy serwach. Do tego dołączyłem listwy z PINami, które zlutowałem ze sobą tworząc dwustronne metalowe wtyki. Dzięki temu mogę je wsuwać i wysuwać w zależności od potrzeb. Środkowy przewód (plus) jest rozcięty i przylutowany do amperomierza, natomiast dwa pozostałe są ciągłe.

POMIAR PRĄDU SILNIKÓW:

Do pomiaru prądu pobieranego przez silniki ze śmigłem stosuję amperomierz 30A. W tym przypadku konieczne było zastosowanie grubszych przewodów i oczywiście odpowiednich złączy, aby wpiąć się w przewód łączący akumulator z regulatorem. W przypadku wtyku typu tamiya'i konieczne było poprowadzenie obu żył przewodów (plus i minus), natomiast dla wtyczek typu GOLD wystarczy jeden przewód.
Prowadzące do amperomierza przewody powinny być o przekroju nie mniejszym niż między akumulatorem a regulatorem i możliwie jak najkrótsze, aby nie powodowały dużych spadków napięcia, które mogą zafałszować wyniki.