Meten: FNIRSI S1 multimeter

(gepubliceerd op 05-04-2023)

FNIRSI, bekend van de tablet-oscilloscopen, heeft nu ook een multimeter op de markt gebracht, de S1. Het apparaat ziet er uit als een dikke smartphone en werkt vrijwel volledig automatisch.

Kennismaking met de S1 van FNIRSI


Wat is de S1?
De S1 is een multimeter die vrijwel volledig automatisch de onderstaande grootheden meet:
       - Gelijkspanningen
       - Wisselspanningen
       - Weerstanden
       - Condensatoren
       - Frequenties
       - Temperaturen
Stromen kunt u er dus niet mee meten, maar dat is een functie die u in de praktijk het minst gebruikt. Wij vinden dit geen groot gemis. Het grote display heeft twee getal-indicatoren tot 9999 die bij het meten van wisselspanningen zowel de effectieve waarde als de frequentie weergeven. Bij het meten van temperaturen ziet u de temperatuur zowel in °C als in °F op deze twee indicatoren. De hoofd-indicator heeft cijfers met een hoogte van 18 mm. Daarnaast is nog een analoge schaal aanwezig met een bereik van 0 tot 100 % van het ingestelde bereik.
De tegenwoordig blijkbaar onontbeerlijke witte LED op de achterzijde en de optie voor het meten van de aanwezigheid van 50 Hz velden in de buurt van stroomvoerende leidingen zijn ook in deze multimeter aanwezig.
Deze multimeter heeft twee bijzondere eigenschappen. Hij wordt gevoed uit een ingebouwde Li-ion accu die u uit een normale 5 V USB-lader kunt opladen. De accu heeft een spanning van 3,7 V en een capaciteit van 1.000 mAh. De maximale laadstroom bedraagt 450 mA en de laadtijd twee uur. Met geladen accu kunt u ongeveer vijf uur meten. Daarnaast bevat deze meter de mogelijkheid om het apparaat individueel te ijken.

Fabrikant, leveranciers, prijzen
De S1 wordt onder de merknaam FNIRSI op de markt gebracht door het Chinese Shenzhen FNIRSI Technology Co. uit (uiteraard) Shenzhen. U kunt het apparaat bestellen bij alle bekende postorderbedrijven zoals Banggood, Amazon, eBay en ontelbare bedrijven die via AliExpress hun spullen verkopen. De prijzen variëren enigszins, u moet rekenen dat u voor deze meter ongeveer dertig euro moet neertellen.

Het uiterlijk van de S1 multimeter
Heel veel moderne Chinese multimeters lijken op een smartphone en de S1 is hierop geen uitzondering. Het apparaat is 143 mm bij 75 mm bij 19 mm groot en weegt 134 g. De meter zit niet in een rubberen beschermhuls (zoals een heleboel meters), maar in een van hard kunststof gemaakte behuizing. Die behuizing ligt echter goed in de hand.
De twee meetingangen bevinden zich aan de onderzijde van het apparaat, zodat het vrijwel onmogelijk is de multimeter onder een hoek in een houder op uw tafel te zetten. Aan de bovenzijde zit de 'AAN/UIT'-drukknop en een USB-C connector voor het aansluiten van de lader.
Met de 'SEL'-drukknop kunt u de automatische meetstand verlaten en handmatig de te meten grootheid instellen. Met de 'HOLD'-drukknop bevriest u de uitlezing. De witte LED op de achterzijde van de meter gaat branden als u langer dan één seconde op deze knop drukt. Met de knop 'LIVE/NCV' selecteert u de optie om de hete ader van de netspanning te vinden of elektrische leidingen in de muur op te sporen.
Er bestaat dus geen mogelijkheid om het meetbereik handmatig in te stellen, de meter bepaalt zélf het bereik dat de beste resolutie geeft.
Na 15 minuten inactiviteit schakelt de meter automatisch uit.

FNIRSI-S1-multimeter-01 (© 2023 Jos Verstraten)
Het uiterlijk van de FNIRSI S1 multimeter. (© 2023 Jos Verstraten)

De levering van de S1 multimeter
De meter wordt geleverd in een forse doos, binnenin voorzien van een dikke schuimlaag waar de meter ligt ingebed. Onder deze laag is plaats voor de meetsnoeren, de laadkabel en de handleiding. Volgens de gegevens bij vrijwel alle aanbieders zou er ook een thermokoppel worden meegeleverd, maar dit onderdeel was bij ons exemplaar (gekocht bij Banggood) niet aanwezig.

FNIRSI-S1-multimeter-02 (© 2023 Jos Verstraten)
De leveringsomvang van de FNIRSI S1 multimeter. (© 2023 Jos Verstraten)

De meetsnoeren
De meetsnoeren zijn de standaard snoeren die bij vrijwel alle Chinese multimeters worden geleverd. Zij hebben een lengte van 105 cm, zijn zeer soepel en de naaldvormige punt is voorzien van een kunststof beschermhulsje. Het opschrift '1000V ~ 20A' moet u maar met een korreltje zout nemen. De banaanstekkers zijn volledig afgeschermd en het snoer is onder een hoek van 90° op die banaanstekker aangesloten. De eigen weerstand van de meetsnoeren bedraagt ongeveer 75 mΩ (door ons nagemeten).

FNIRSI-S1-multimeter-03 (© AliExpress)
De geleverde meetsnoeren. (© AliExpress)

De handleiding
Dat is een uitstekend verzorgd boekje met 28 pagina's waarin in het Chinees en in uitstekend Engels alle functies en specificaties duidelijk worden besproken. Hadden alle Chinese producten maar zo'n goede handleiding! Wij hebben deze gescand en op onze account bij archive.org gezet:
Aanklikbare link ➡ FNIRSI_S1_Multimeter.pdf

De specificaties van de FNIRSI S1 multimeter
Volgens de fabrikant heeft deze multimeter de onderstaande specificaties:
       - Selectie meetgrootheid: automatisch of handmatig
       - Gelijkspanning: 9,999 V nauwkeurigheid ±(0,8% + 3), resolutie 0,001 V
       - Gelijkspanning: 99,99 V, nauwkeurigheid ±(0,8% + 3), resolutie 0,01 V
       - Gelijkspanning: 999,9 V, nauwkeurigheid ±(0,8% + 3), resolutie 0,1 V
       - Wisselspanning: 9,999 V, nauwkeurigheid ±(0,8% + 3), resolutie 0,001 V
       - Wisselspanning: 99,99 V, nauwkeurigheid ±(0,8% + 3), resolutie 0,01 V
       - Wisselspanning: 999,9 V, nauwkeurigheid ±(0,8% + 3), resolutie 0,1 V
       - Wisselspanning frequentiebereik: 50 Hz ~ 1 kHz
       - Wisselspanning meetmethode: true RMS
       - Weerstand: 999,9 Ω, nauwkeurigheid ±(0,8% + 3), resolutie 0,1 Ω
       - Weerstand: 99,99 kΩ, nauwkeurigheid ±(0,8% + 3), resolutie 0,01 kΩ
       - Weerstand: 999,9 kΩ, nauwkeurigheid ±(0,8% + 3), resolutie 0,1 kΩ
       - Weerstand: 99,99 MΩ, nauwkeurigheid ±(1,2% + 3), resolutie 0,01 MΩ
       - Capaciteit: 9,999 nF, nauwkeurigheid ±(4,5% + 5), resolutie 0,001 nF
       - Capaciteit: 99,99 nF, nauwkeurigheid ±(4,5% + 5), resolutie 0,001 nF
       - Capaciteit: 999,9 nF, nauwkeurigheid ±(4,5% + 5), resolutie 0,1 nF
       - Capaciteit: 9,999 µF, nauwkeurigheid ±(4,5% + 5), resolutie 0,001 µF
       - Capaciteit: 99,99 µF, nauwkeurigheid ±(4,5% + 5), resolutie 0,01 µF
       - Capaciteit: 999,9 µF, nauwkeurigheid ±(4,5% + 5), resolutie 0,1 μF
       - Capaciteit: 9,999 mF, nauwkeurigheid ±(4,5% + 5), resolutie 0,001 mF
       - Frequentie: 9,999 Hz, nauwkeurigheid ±(0,1% + 3), resolutie 0,001 Hz
       - Frequentie: 99,99 Hz, nauwkeurigheid ±(0,1% + 3), resolutie 0,01 Hz
       - Frequentie: 999,9 Hz, nauwkeurigheid ±(0,1% + 3), resolutie 0,1 Hz
       - Frequentie: 9,999 kHz, nauwkeurigheid ±(0,1% + 3), resolutie 0,001 kHz
       - Frequentie: 99,99 kHz, nauwkeurigheid ±(0,1% + 3), resolutie 0,01 kHz
       - Frequentie: 999,9 kHz, nauwkeurigheid ±(0,1% + 3), resolutie 0,1 kHz
       - Frequentie: 9,999 MHz, nauwkeurigheid ±(0,1% + 3), resolutie 0,001 MHz
       - Frequentie gevoeligheid: 1,5 Veffectief
       - Temperatuur: -20 °C ~ +400 °C, nauwkeurigheid ±(5% + 4), resolutie 1°C
       - Diodemetingen: Ja, tot 3,2 V met 1 mA
       - Ingebouwde zoemer: Ja
       - Data-hold-functie: Ja
       - Laagspanningsindicator: Ja
       - NCV-functie: Ja
       - Ingebouwde zaklamp: Ja
       - Auto-off-functie: Ja, na ±15 minuten
       - Meetsnelheid: 3 metingen per seconde
       - Afmetingen: 143 x 75 x 19 m
       - Gewicht: 134 g

De automatische omschakeling
In de advertenties wordt de S1 'smart' genoemd omdat hij volledig automatisch zou werken. In de handleiding wordt deze claim iets afgezwakt. De meter kan automatisch omschakelen tussen gelijkspanning, wisselspanning, weerstand en continuity (diode). De overige functies moet u echter met de hand selecteren, de meter merkt uiteraard bijvoorbeeld niet dat u een condensator op de ingangen aansluit of dat u een frequentie wilt meten.


De kalibratie optie

Deze optie staat niet beschreven in de handleiding, maar is op diverse sites op het internet beschreven. Voorwaarde is dat u de beschikking hebt over een aantal standaarden, zoals een zeer nauwkeurige 5,000 V spanningsreferentie, een paar weerstanden met een tolerantie van ±0,1 % en condensatoren met een tolerantie van ±1,0 %.
Om deze optie in te schakelen sluit u de meetsnoeren onbelast aan, houdt u de 'SEL' drukknop ingedrukt en schakelt u de multimeter in. Na een tweede druk op de 'SEL' drukknop verschijnt het woord 'CAL' in het display.
De kalibratie-sequentie start dan. Omdat u ongetwijfeld geen van de noodzakelijke onderdelen in huis hebt gaan wij hier niet verder op in. Zoals zal blijken is de meter nauwkeurig genoeg voor vrijwel alle hobby-werkzaamheden en is een kalibratie niet noodzakelijk.

De elektronica in de FNIRSI S1 multimeter


Openschroeven van de behuizing
De zwarte achterkant van de behuizing zit met vier kleine schroefjes vast aan de voorkant. Nadien moet u met een mesje voorzichtig in de zijkanten in de spleet tussen beide delen wrikken om beide delen van elkaar te scheiden. Deze zitten namelijk in elkaar geklikt door middel van een aantal verende lipjes. Vervolgens kunt u de achterzijde verwijderen en komt de interne elektronica in beeld.
Het grootste onderdeel is uiteraard de accu die met zeer goed plakkende tweezijdige tape op de printplaat is bevestigd. De twee 4 mm contactbussen zijn rechtstreeks op de print gesoldeerd. Rechtsboven ziet u het zoemertje. Het witte blokje is een relais dat u bij het meten vaak hoort omschakelen. Links van de zoemer zit een TM1621B chip van Titan Micro Electronics. Dat is een 32 x 4 LCD-driver die de communicatie naar het display verzorgt. 

FNIRSI-S1-multimeter-04 (© 2023 Jos Verstraten)
Het interne van de FNIRSI S1 multimeter. (© 2023 Jos Verstraten)

De microcontroller
Het 'brein' van deze multimeter is een DTM0660L chip van Dream Tech. Deze chip is het hart van een heleboel goedkope Chinese multimeters. De specificaties van deze chip zijn:
       - Maximaal bereik: 4000/6000 (9999 voor frequentie en capaciteit)
       - Conversiesnelheid: 3 metingen per seconde
       - Bereik: handmatig/automatisch
       - Polariteitsaanduiding: automatisch
       - Voedingsspanning: 2,4 V ~ 3,6 V
       - Stroomverbruik: 1 mA (2 μA in slaapstand)
       - AC meting: ingebouwde true RMS processor, geen externe componenten nodig
       - Bandbreedte: 1 kHz
       - Afwijking: minder dan 0,5 %
       - Configuratie en kalibratie:  opgeslagen in externe EEPROM
       - Ingebouwde referentie: 1,2 V met 100 ppm/°C drift
       - Functietoetsen: SELECTEER, BEREIK, REL, HZ/DUTY,
       - Functietoetsen: HOLD (BACKLIGHT), MAX/MIN, BACKLIGHT
       - Uitlezing: 4 x 15 LCD met symbolen/eenheden en achtergrondverlichting
       - Ingebouwde temperatuurdetectie zonder externe componenten
       - Koude las compensatie voor thermokoppel metingen
       - Min/Max gegevensopslag
       - Automatische uitschakeling: 15 min of 30 min
Zoals blijkt gebruikt FNIRSI niet alle functies van deze chip in deze multimeter. Met name het implementeren van de functie om minimale en maximale meetwaarden te bewaren had niet erg veel extra's gevraagd, hoogstens een extra drukknopje. Dat is een functie van een multimeter die in de praktijk nuttig is, bijvoorbeeld voor het registreren van afwijkingen op een gemeten spanning. Ook de 'REL'-functie, waarbij de meter de momentane meetwaarde als referentiewaarde gebruikt voor de volgende metingen, had gemakkelijk in het metertje ingebouwd kunnen worden.
Bij spanningsmetingen stuurt deze chip de uitlezing blijkbaar tot maximaal 6000 digits uit. Hoe deze meter dan tóch tot 9999 kan meten is het geheim van de smid!
Links naast het kristal, net buiten het bereik van de onderstaande foto, zit een FT24C16A. Dat is een 16 kB EEPROM, waarin de firmware en de kalibratiegegevens worden opgeslagen.

FNIRSI-S1-multimeter-05 (© 2023 Jos Verstraten)
De schakeling rond de DTM0660L chip. (© 2023 Jos Verstraten)

Detail van de ingangsschakeling
In de onderstaande foto ziet u de ingangsschakeling van de meter in detail. De drie weerstanden in de ingang zijn de enige die uitgevoerd zijn als MELF, 'Metal Electrode Leadless Face'. Dat heeft uiteraard te maken met de spanning die over deze onderdelen kan komen te staan als u grote spanningen meet. Het onderdeel 'PTC1' is een weerstand met een positieve temperatuurscoëfficiënt waarvan de waarde sterkt verhoogt boven een bepaalde temperatuur. Waarschijnlijk wordt dit onderdeel in de beveiliging gebruikt. Boven het relais, buiten beeld, staan twee transistoren die ook te maken hebben met het beveiligen van de interne elektronica tegen overspanningen.

FNIRSI-S1-multimeter-06 (© 2023 Jos Verstraten)
De schakeling rond de ingang. (© 2023 Jos Verstraten)

Waarschijnlijk werkt de beveiliging van de meter op de onderstaande manier tegen te hoge ingangsspanningen. Dit is een systeem dat vrij standaard is geworden bij multimeters met automatische bereiken omschakeling. De twee transistoren zijn geschakeld als zenerdiodes.

FNIRSI-S1-multimeter-07 (© 2023 Jos Verstraten)
De beveiliging van de meter tegen overspanning.
(© 2023 Jos Verstraten)

Detail van het voedingsdeel van de schakeling
Zoals uit de onderstaande foto blijkt wordt gebruik gemaakt van een TP4055 'Standalone Linear Li-Ion Battery Charger' van het Chinese Yushin. Deze chip laadt accu's op met een maximale stroom van 500 mA en wordt gevoed uit een spanning van 5,0 V.
Merk op dat het aan ons geleverde exemplaar een slecht gesoldeerde weerstand R19 bevat!
Rechtsboven ziet u de witte LED die voor de verlichting zorgt. 

FNIRSI-S1-multimeter-08 (© 2023 Jos Verstraten)
Het voedingsdeel van de interne elektronica. (© 2023 Jos Verstraten)

De FNIRSI S1 multimeter getest


De ingangsweerstand
Vreemd genoeg is bij de specificaties niets te lezen over de ingangsweerstand. Tóch is dat bij het meten van spanningen een zeer belangrijke parameter van een multimeter. Die ingangsweerstand belast immers het meetpunt en als die weerstand te laag is zal de meter een lagere spanning meten dan er in feite op het meetpunt aanwezig is zonder meting. Een goede multimeter heeft een ingangsweerstand bij het meten van gelijkspanning van minimaal 10 MΩ.
Wij hebben de ingangsweerstand van ons exemplaar gemeten door onze referentie multimeter ET3255 van East Tester, geschakeld op het meten van gelijkstroom, in serie met het positieve meetsnoer op de nemen. Nadien hebben wij een gelijkspanning zó ingesteld tot onze S1 een spanning van 10,00 V aanwijst. De ET3255 geeft dan een stroom van 0,996 μA aan. Volgens de wet van ohm komt de ingangsweerstand dus vrij aardig in de buurt van de gewenste 10 MΩ.

Share

De nauwkeurigheid bij het meten van gelijkspanningen

Volgens de specificaties heeft de S1 een afwijking van maximaal ±(0,8% + 3) bij het meten van gelijkspanningen. Wij hebben dit gecontroleerd door diverse gelijkspanningen te meten met de S1 en met onze referentiemeter 8842A van Fluke. De resultaten zijn weergegeven in de onderstaande tabel. 

FNIRSI-S1-multimeter-09 (© 2023 Jos Verstraten)
Nauwkeurigheid bij het meten van gelijkspanning. (© 2023 Jos Verstraten)

De nauwkeurigheid bij het meten van wisselspanningen
Volgens de spec's heeft de S1 dezelfde nauwkeurigheid bij wissel- als bij gelijkspanning. Wij controleren dit bij een frequentie van 1 kHz en sinussignalen die gegenereerd worden door onze functiegenerator DG1022 van Rigol. Als referentiemeter gebruiken wij de ET3255 van East Tester. Omdat zo'n functiegenerator uiteraard geen hoge spanningen levert testen wij de S1 ook bij het meten van de netspanning, uiteraard via een scheidingstrafo. De resultaten zijn weer samengevat in de onderstaande tabel.
Wat opvalt bij deze metingen is dat de weergave van de frequentie in het secundaire display eerst start bij een ingangsspanning van ongeveer 1,8 Veffectief.

FNIRSI-S1-multimeter-10 (© 2023 Jos Verstraten)

Nauwkeurigheid bij het meten van wisselspanning. (© 2023 Jos Verstraten)


De bandbreedte bij het meten van wisselspanning
Volgens de spec's meet de meter wisselspanningen met frequenties van 50 Hz tot 1 kHz. Wij controleren dit door een sinusspanning van 1,00 Veffectief aan de S1 aan en bieden en de frequentie te variëren. De resultaten weer in tabelvorm:

FNIRSI-S1-multimeter-11 (© 2023 Jos Verstraten)
Bandbreedte bij het meten van wisselspanning.
(© 2023 Jos Verstraten)

Nauwkeurigheid van de effectieve waarde
De S1 is volgens de specificaties een 'true RMS'-meter. Dat betekent dat hij de effectieve waarde van een wisselspanning meet, onafhankelijk van de vorm van deze spanning. Even ter opfrissing van uw theoretische kennis: de effectieve waarde van een wisselspanning, afgekort tot Ueff of URMS, is gelijk aan de waarde van een gelijkspanning die in een zuiver ohmse weerstand hetzelfde gemiddelde thermische vermogen opwekt als de wisselspanning die u meet. Dat testen wij weer met onze DG1022 functiegenerator van Rigol, die instelbaar is op het genereren van de effectieve waarde van de uitgangsspanning. Wij meten bij 1 kHz en 1,00 Veffectief en controleren een en ander met onze ET3255 van East Tester.

FNIRSI-S1-multimeter-12 (© 2023 Jos Verstraten)
Nauwkeurigheid van de effectieve waarde.
(© 2023 Jos Verstraten)

De nauwkeurigheid bij het meten van weerstanden
Ook voor deze grootheid is de gespecificeerde nauwkeurigheid ±(0,8% + 3) tot 1 MΩ.
Voor deze test hebben wij de beschikking over een setje weerstanden met een tolerantie van ±0,1 %. Om de nauwkeurigheid voor extreem hoge weerstandswaarden te beoordelen gebruiken wij een ordinaire 10 MΩ weerstand met een tolerantie van ±5 %. Als referentiemeter gebruiken wij uiteraard de 8842A van Fluke. De resultaten, weer samengevat in een tabel:

FNIRSI-S1-multimeter-13 (© 2023 Jos Verstraten)
Nauwkeurigheid bij het meten van weerstanden. (© 2023 Jos Verstraten)

De nauwkeurigheid bij het meten van condensatoren
Zoals gebruikelijk ligt de gespecificeerde nauwkeurigheid bij het meten van condensatoren een stuk lager: ±(4,5% + 5). Voor niet-elektrolyten gebruiken wij een setje condensatoren met een tolerantie van ±1 %, voor elektrolyten gebruiken wij standaard elco's met de bekende zeer grote afwijkingen. Wat direct opvalt is dat de S1 zeer snel meet. Bij de niet-elektrolyten is de meter al na ongeveer twee seconden gestabiliseerd. Bij elco's gaat dat wat trager, zelfs tot tien seconden bij elco's van meer dan 1.000 μF. Als referentiemeter gebruiken wij deze keer de ET4401 vierdraadsmeter van East Tester. De resultaten verzamelen wij weer overzichtelijk in een tabel:

FNIRSI-S1-multimeter-14 (© 2023 Jos Verstraten)
Nauwkeurigheid bij het meten van condensatoren. (© 2023 Jos Verstraten)

De nauwkeurigheid en gevoeligheid bij het meten van frequenties
In de onderstaande tabel hebben wij twee metingen gecombineerd. De nauwkeurigheid bij het meten van frequenties en de minimale effectieve spanning die nodig is om een stabiele frequentie-uitlezing te verkrijgen. Wij meten weer met een sinusvormige spanning.

FNIRSI-S1-multimeter-15 (© 2023 Jos Verstraten)
Nauwkeurigheid en gevoeligheid bij het meten van frequenties. (© 2023 Jos Verstraten)

Onze mening over de FNIRSI S1 multimeter


Wij zouden de S1 een 'modieuze' multimeter willen noemen. 'Modieus' omdat het ontwerp meegaat in de trend om in de hand te houden apparaten op een smartphone te laten lijken. Is de S1 echter ook (prijs)technisch de moeite waard? Voor een prijs van dertig euro kunt u een heleboel multimeters kopen die wél stromen kunnen meten en die wél een 'REL'-functie en/of een 'MIN/MAX'-functie hebben. Bovendien zijn er meters die een gevoeligere stand dan 9,999 V hebben. Het enige extra handige aan de S1 is de accuvoeding, de meeste multimeters werken immers met batterijen die soms op de meest ongewenste momenten leeg raken. Een wandcontactdoos en een USB-ladertje zijn echter wel altijd in de buurt van de metingen te vinden.

Wat de nauwkeurigheid van de metingen betreft voldoet de S1 aan de meeste van zijn specificaties. U kunt er op vertrouwen dat dit apparaat vrijwel foutloos spanningen, weerstanden en frequenties meet. Maar ook dat is een eigenschap die veel identiek geprijsde meters hebben.

De S1 van FNIRSI zal het dus voornamelijk van zijn modieus uiterlijk moeten hebben. Wij kunnen ons immers voorstellen dat er heel wat techneuten verliefd worden op dit lekker in de hand liggende, smartphone-achtige en gemakkelijk te bedienen metertje en het voor die leuke prijs graag als tweede (of derde) multimeter in huis willen halen.


(Banggood sponsor advertentie)
FNIRSI S1 multimeter