Digitalni multimetar DMM 6010

Danas je nabavljen digitalni multimetar DMM 6010 njemačkog proizvođača Bewa iz 1982. godine.

Digitalni multimetar 6010 bio je prvi samostalno razvijeni proizvod njemačke tvrtke Conrad (CTC – Conrad Technologie Centrum) i prvi proizvod koji se prodavao pod robnom markom Voltcraft (1982. godine). Početkom 1980-tih godina DMM 6010 je sa cijenom od 139 DEM bio vrlo konkurentan digitalni multimetar (multimetri drugih proizvođača sa sličnim specifikacijama imali su cijenu od 300 DEM) te je prodan u više od sto tisuća komada. Kao takav je bio privlačan i za druge proizvođače električnih mjernih instrumenta koji su radili vrlo slične kopije. Na našem instrumentu nalazi se oznaka BEWA DMM 6010, dok je originalni Voltcraftov instrument potpuno identičan osim što ima natpis VOLTCRAFT 6010 MULTIMETER. Tvrtka Bewa-Elektronik GmbH imala je sjedište u Holzkirchenu (Njemačka) i bila je aktivna tijekom 1980-tih godina. Nudila je ovaj i slične uređaje u tada aktualnim njemačkim časopisima o elektronici (Elektor, Elrad, ELO). Postojala je inačica DMM 6010 sa 10A i 20A najvećim strujnim opsegom. Južna Koreja je proizvodila inačicu Hung Chang HC 601 koji uopće nije imao taj najveći strujni opseg pa samim time ni pripadajuću posebnu priključnicu za taj opseg. Ovo je dodatno smanjilo cijenu proizvodnje tog multimetra, a za ciljano tržište elektroničara maksimalnih 2A je dovoljno za većinu elektroničkih mjerenja.

Ono što se odmah ističe na DMM 6010 to je da se mjerni opsezi ne odabiru uobičajenom rotacijskom sklopkom već kombinacijom od osam pritisnih sklopki smještenih sa bočne strane uređaja čime je olakšana manipulacija instrumentom samo jednom rukom.

DMM6010 ima prikaz od 3 1/2 znamenke te omogućuje slijedeća mjerenja:

• mjerenje istosmjernog napona do 1000 V u pet mjernih opsega
• mjerenje izmjeničnog napona do 750 V u pet mjernih opsega
• mjerenje istosmjernei izmjenične struje do 10 A u šest mjernih opsega
• mjerenje otpora do 20MΩ u šest mjernih opsega
• tester ispravnosti dioda

DMM6010 bazira se na tri integrirana kruga:

• TSC 7106 RCPL – A/D pretvornik sa izravnom podrškom za spajanje LCD displeja (3 1/2 znamenke)
• LM 358 N – dvostruko operacijsko pojačalo (pojačalo i ispravljačza ulazne izmjenične strujei napone)
• HCF 4070 BE – četverostruka EXOR logička vrata (logika za pomicanje decimalne točke na osnovu odabranog mjernog opsega, detekciju istrošenosti baterije i iniciranje testa displeja – prikaz svih LCD segmenata)

Integrirani krug 7106 (A/D pretvornik za LCD displej) kao i inačicu 7107 za LED displej proizvodili su mnogi proizvođači elektroničkih komponenti (Intersil, Teledyne, Telcom i drugi), a kruži priča da je nastao iz integriranog kruga 429100 koji je u drugoj polovici 1970-tih godina razvio Fluke u suradnji sa Intersilom i ugradio u svoje multimetre serije Fluke 8020 (1977. godina). Intersil je zatim napravio male izmjene na 8020 te ga predstavio kao svoj integrirani krug ICL 7106. DMM 6010 je po i dizajnu također vrlo sličan multimetru Fluke 8020.

U naš DMM 6010 ugrađen je integrirani krug oznake TSC 7106 RCPL američkog proizvođača Teledyne (TSC – ​Teledyne Scientific Company). Čip se proizvodio u više tipova kućišta (naš je u standardnom plastičnom 40-pinskom DIP kućištu – sufiks CPL), a zanimljivo je da se proizvodio u standardnom i zrcalnom rasporedu pinova. Naš primjerak ima sufiks R (reverse) što znači zrcalni raspored pinova. Montiran je ispod zalemljenog LCD displeja te smo jedva iščitali oznaku. Očito je inačica sa normalnim rasporedom pinova bila predviđena montažu displeja na suprotnoj strani pločice, a inačica sa zrcalnim rasporedom za montažu displeja na istoj strani pločice, odnosno paralelno iznad čipa.

Ako pogledamo električnu shemu jasno je da U4 (TSC7106RCPL) obavlja kompletnu funkciju pretvorbe ulazne (analogne ) vrijednosti napona u digitalnu vrijednost za ispis na LCD displeju. U osnovi je to Dual Slope Converter, odnosno tip A/D pretvornika kakav susrećemo kog praktično svih digitalnih mjernih instrumenata i koji smo već opisali u objavi Digitalni multimetar Systron Donner 7004A.

Osnovna shema spajanja (lijevo) i unutarnja blok shema (desno) A/D pretvornika 7106/7107.

S obzirom da se za istosmjerne i izmjenične mjerne opsege koriste isti položaji preklopnika potrebno je izjednačiti vrijednosti istosmjernih opsega sa RMS vrijednostima izmjeničnih opsega. Za ovo se koristi izmjenično pojačalo sa U1 (1/2 LM358N) na čijem izlazu je potenciometar (R6) za kalibraciju izmjeničnih opsega (R17 je za kalibraciju istosmjernih opsega). Signal se dalje vodi na precizni poluvalni ispravljač sa operacijskim pojačalom U2 (1/2 LM358N) i diodama D3 i D4.

Na U4 preko ulaznog atenuatora (otporničkog djelitelja napona za mjerene opsege) i preko ispravljača uvijek dolazi isti raspon mjernih napona (od nule do maksimalne vrijednosti za prikaz) te sam U4 ne može kontrolirati decimalnu točku jer nema informaciju o odabranom mjernom opsegu. Za ovu funkciju se stoga koristi jednostavna logika sadržana u U3 (HCF4070BE) gdje se izlazi logičkih vrata kontroliraju odabranim položajima sklopki za mjerne opsege. Tranzistor Q2 služi za detekciju niskog napona baterije te mijenja stanje na logičkim vratima za prikaz LCD segmenta LO BAT. Tranzistor Q1 je strujni izvor u krugu mjerenja otpora.

Vidimo da je u DMM 6010 ugrađeno više zaštitnih elemenata od prevelikih napona i struja. Rastalni osigurač štiti strujne opsege do 2000 mA od prevelike ulazne struje. Antiparalelno spojene diode pak štite strujne opsege do 2000 mA od prevelikog napona tako da ograničavaju izlazni napon sa strujnih shuntova (D1, D2) kao i ulazni napon na pojačalo za izmjenična mjerenja (D6, D7). Najveći strujni opseg (10 A) nema takve zaštite. Tranzistori Q3, Q4 i Q5 spojeni su kao diode i štite analogni mjerni ulaz u sam A/D pretvornik U4 (TSC7106RCPL). Tranzistori se koriste u spoju dioda kada se žele maksimalno smanjiti reverzne struje kao što smo to već opisivali kod Iskrinog Unimera 1 (ulazna impedancija U4 je 1000 GΩ, a struja curenja reda 1 pA). Za zaštitu od prevelikog ulaznog napona za naponsku priključnicu je ugrađeno iskrište (SG1) i PTK (RT1).

Naš primjerak DMM 6010 došao je sa neispravnim sklopkama za mjerne opsege (bijele sklopke) odnosno iste se kod pritiska ne blokiraju na uključenoj poziciji nego rade kao tipkala. Utvrdili smo da je problem u već malo stvrdnutom mazivu za klizni mehanizam blokade sklopki i malo oslabljenom elastičnom limu koji djeluje kao opruga za zadržavanje tog mehanizma. Mehanizam blokade nemoguće je rastaviti osim ako se odleme i rastave sve sklopke. Ipak, demontažom opružnog limića dobili smo dovoljno prostora da na klizni mehanizam nanesemo sredstvo koje će rastvoriti postojeće mazivo i napraviti novi mazivi sloj. Malo smo oblikovali i sam elastični limić da djeluje kao jača opruga. Nakon ovoga sklopke rade čisto, pouzdano i bez problema. Preporuka je da ako se instrument duže ne koristiti najbolje je sklopke ostaviti tako da niti jedna nije pritisnuta jer je tada i elastični limić najmanje opterećen.

DMM 6010 je sasvim pristojan multimetar čak i za današnje standarde. Prema specifikacijama instrument je vrlo točan na istosmjernim naponskim i nižim omskim područjima sa najvećom pogreškom od ±0,5%, na većini ostalih mjernih opsega pogreška ne prelazi ±1% ili ±2%, a samo na dva najveća strujna opsega pogreška može biti do ±3%.

Za razliku od analognih instrumenta, digitalni multimetri nemaju problem zamora materijala ključnih mjernih mehanizama i u njih su već ugrađivani elektronički elementi izrađeni naprednim tehnologijama tako da se mogu praktično koristiti vrlo dugi niz godina. Stoga, ukoliko imamo na raspolaganju jedan DMM 6010 iz 1980-tih godina, onda je to svakako bolji izbor za praktična mjerenja nego neki suvremeni jeftini (kineski) multimetar u cjenovnom razredu ispod 10 dolara.

Integrirani krug 7106 i danas se može kupiti (moguće da se radi o starim zalihama no nije isključeno ni da se i dalje proizvodi), te je zasigurno ugrađen u veliki broj digitalnih mjernih instrumenata. Multimetar DMM 6010, kao i njegove inačice i kopije, sasvim sigurno su se proizvodile i do kraja 1990-tih godina što samo po sebi govori o njegovoj uspješnosti, odnosno odličnom omjeru cijene i kvalitete. Jedna mala zamjerka možda bi se odnosila na nedostatak zvučne indikacije (zujalice) prilikom otkrivanja kratkih spojeva.

Sve mogućnosti instrumenta možete pročitati u priloženim Uputama, a onda je na svakom ponaosob da odluči želi li DMM 6010 čuvati kako kolekcionarski primjerak dobre stare elektronike ili ga koristiti kao sasvim solidan univerzalni mjerni instrument za svakodnevna radionička mjerenja 🙂