На одном из сайтов нашёл статью, где предлагают собрать простой тестер полупроводниковых проборов именуемый AVR-Transistortester. Изучая данную тему, нашел, что AVR-Transistortester выполнены почти все по одной схеме отличия только в применяемых микроконтроллерах и дисплеев. Самая простая схема на ATmega8 можно использовать и ATmega48, содержит весь необходимый минимум, деталей, что не составит большого труда собрать начинающему радиолюбителю.
Типы тестируемых деталей:
(имя элемента — индикация на дисплее):
— NPN транзисторы — на дисплее "NPN"
— PNP транзисторы — на дисплее "PNP"
— N-канальные-обогащенные MOSFET — на дисплее "N-E-MOS"
— P-канальные-обогащенные MOSFET — на дисплее "P-E-MOS"
— N -канальные-обедненные MOSFET — на дисплее "N-D-MOS"
— P -канальные-обедненные MOSFET — на дисплее "P-D-MOS"
— N-канальные JFET — на дисплее "N-JFET"
— P-канальные JFET — на дисплее "P-JFET"
— Тиристоры — на дисплее "Tиристор"
— Симисторы — на дисплее "ТРИАК"
— Диоды — на дисплее "Диод"
— Двухкатодные сборки диодов — на дисплее "Дв диод CA"
— Двуханодные сборки диодов — на дисплее " Дв диод CС"
— Два последовательно соединенных диода — на дисплее "2 диода послед."
— Диоды симметричные — на дисплее "2 диода встречные"
— Резисторы — диапазон от 1 Ом до 10 МОм [Ом, KОм]
— Конденсаторы — диапазон от 0,2nF до 5000uF [nF, uF]
Описание дополнительных параметров измерения:
— H21e (коэффициент усиления по току) — диапазон до 1000
— (1-2-3) — порядок подключенных выводов элемента
— Наличие элементов защиты — диода — "Символ диода"
— Прямое напряжение – Uf [mV]
— Напряжение открытия (для MOSFET) — Vt [mV]
— Емкость затвора (для MOSFET) — C= [nF]
Традиционно для себя перечертил схему в ДипТрейс и развёл плату под свои компоненты. Я применил планарную микросхему с тридцати двумя выводами.
Вот моя схема.
Плату старался развести так чтобы все детали, были под дисплеем, а тестовая панель, кнопка и контрольный светодиод были перед дисплеем. Применил стандартный разъём питания для подключения любого адаптера до 15в., на точность показаний это ни как не влияет.
Что касаемо применяемых деталей.
Транзисторы VT1-VT3 любые маломощные соответствующие переходу.
Резисторы тоже любые, любого класса точности кроме R7-R12, главное чтобы их сопротивление не сильно отличались от требуемых. Очень важно, чтобы резисторы R7-R12 были более высокого класса точности. Если таковых у вас нет, то нужно вооружиться хорошим, точным тестером и отобрать резисторы R7-R12, с минимальной погрешностью.
От этого зависит точность показаний. Правильно собранный из рабочих деталей прибор в наладке не нуждается. Работает сразу, транзисторы и другие детали кроме конденсаторов большой ёмкости тестирует достаточно быстро.
Я, подобные микросхемы программирую, уже впаянную в плату.
Проводки подпаиваю к дорожкам ведущие к соответствующим выводам. А потом уже припаиваю остальные детали. Можно программировать и после окончательной сборки приборчика.
А каким программатором, или какой программой пользоваться уже дело вкуса. Мне так понравилась программа AVRDUDE.
Главное установить правильные фьюзы.
Для ATmega8: lfuse = 0xc1; hfuse = 0xd9
Для ATmega48: lfuse = 0x42; hfuse = 0xdf; efuse = 0xff
В архиве выкладываю все свои и не свои материалы по изготовлению данного устройства.
Также в архиве, есть прошивка для русификации показаний прибора (английский и русский EEPROM, правильное отображение в кирилице µ и Omega), это в том случае если у вас дисплей поддерживает русские символы. Мой дисплей к несчастью оказался не из таких.
Содержание / Contents
↑ Начало
↑ Мой вариант схемы измерителя ESR
Я внес минимальные изменения. Корпус — от неисправного «электронного дросселя» для галогеновых ламп. Питание — батарея «Крона» 9 Вольт и стабилизатор 78L05 . Убрал переключатель — измерять LowESR в диапазоне до 200 Ом надо очень редко (если приспичит, использую параллельное подключение). Изменил некоторые детали. Микросхема 74HC132N, транзисторы 2N7000 (to92) и IRLML2502 (sot23). Из-за увеличения напряжения с 3 до 5 Вольт отпала необходимость подбора транзисторов.
При испытаниях устройство нормально работало при напряжении батареи свежей 9,6 В до полностью разряженной 6 В.
Кроме того, для удобства, использовал smd-резисторы. Все smd-элементы прекрасно паяются паяльником ЭПСН-25. Вместо последовательного соединения R6R7 я использовал параллельное соединение — так удобнее, на плате я предусмотрел подключение переменного резистора параллельно R6 для подстройки нуля, но оказалось, что «нуль» стабилен во всем диапазоне указанных мною напряжений.
Удивление вызвало то, что в конструкции «разработанной в журнале» перепутана полярность подключения VT1 — перепутаны сток и исток (поправьте, если я неправ). Знаю, что транзисторы будут работать и при таком включении, но для редакторов такие ошибки недопустимы.
↑ Наладка
Наладка очень проста и заключается в установке чувствительности с помощью R4 при подключенном резисторе 2…5 Ом и установке нуля цифрового вольтметра на диапазоне 200mV.
Операции надо повторить несколько раз, далее можно убедиться в точности измерителя, подключая резисторы 0,1…5 Ом. Настраивать надо со штатными шнурами, плату хорошенько промыть, конденсатор С3 должен быть термостабилен.
↑ К вопросу о точности вообще
Начиная с 10 Ом, точность примерно 3% и ухудшается примерно до 6% при 20 Ом (200мВ), но точность при измерениях бракованных элементов не важна. Поскольку измерения проводятся при комнатной температуре, термонестабильность будет мала, испытаний на эту тему я не проводил.
При измерениях ESR конденсаторов в компьютерных блоках питания и на материнских платах, я пришел к выводу, что конденсаторы от 1000 мкФ с сопротивлением 0,5 Ом надо срочно выпаивать и отправлять в ведро, нормальное ESR 0,02…0,05 Ом. Попутно обнаружил, что у исправных конденсаторов ESR очень сильно зависит от температуры, так у конденсатора 22 мкФ ESR уменьшалась от тепла пальцев на 10%. Это объясняет, почему некоторые фанатичные лампадные конструкторы специально делают подогрев конденсаторов в катодных цепях с помощью проволочных обогревателей. По этой причине, а также по причине имеющегося сопротивления контактов считаю, что в измерения тысячных долей Ом нет особой необходимости.
На первом фото ЭПС конденсатора 0,03 Ом.
Желающие подробнее ознакомиться с принципом работы данного устройства могут прочитать оригинальную статью на стр. 19, 20 «Радио» №8 за 2011 год.
↑ Моя печатная плата
↑ Итого
Данный прибор работает у меня около месяца, его показания при измерениях конденсаторов с ESR в единицы Ом совпадают с прибором по схеме Ludens.
Он уже прошёл проверку в боевых условиях, когда у меня перестал включаться компьютер из-за емкостей в блоке питания, при этом не было явных следов «перегорания», а конденсаторы были не вздувшимися.
Точность показаний в диапазоне 0,01…0,1 Ом позволила отбраковать сомнительные и не выбрасывать старые выпаянные, но имеющие нормальную ёмкость и ESR конденсаторы. Прибор прост в изготовлении, детали доступны и дёшевы, толщина дорожек позволяет их рисовать даже спичкой.
На мой взгляд, схема очень удачна и заслуживает повторения.
↑ Файлы
Здравствуй, читатель! Меня зовут Игорь, мне 45, я сибиряк и заядлый электронщик-любитель. Я придумал, создал и содержу этот замечательный сайт с 2006 года.
Уже более 10 лет наш журнал существует только на мои средства.
—
Спасибо за внимание!
Игорь Котов, главный редактор журнала «Датагор»
Оригинальная статья в журнале «Радио» № 8 за 2011 год:
▼ radio-8-2011-esr-meter.7z 🕗 13/08/16 ⚖️ 1,09 Mb ⇣ 53
Здравствуй, читатель! Меня зовут Игорь, мне 45, я сибиряк и заядлый электронщик-любитель. Я придумал, создал и содержу этот замечательный сайт с 2006 года.
Уже более 10 лет наш журнал существует только на мои средства.
—
Спасибо за внимание!
Игорь Котов, главный редактор журнала «Датагор»
| Какой главный параметр для оценки исправности конденсаторов? Конечно их ёмкость. Но по мере распространения импульсной высоковольтной техники, стало очевидно, что надо обратить внимание на ещё один параметр, от которого зависит надёжность и качество работы импульсных преобразователей – это эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС, по англ. ESR – equivalent series resistance). Применение конденсаторов с увеличенным значением ЭПС приводит к росту пульсаций выходного напряжения по сравнению с расчётными значениями, и бстрому выходу их из строя из-за повышенного нагрева за счёт выделения тепла на ЭПС, нередки даже случаи закипания электролита, деформация корпуса, а также взрывы конденсаторов. Особая выраженность негативного влияния ЭПС именно в силовых импульсных преобразователях вызвана, работой на больших токах заряда-разряда, а также тем, что с ростом рабочей частоты ЭПС возрастает. Наличие ESR объясняется конструкцией оксидного конденсатора и обусловлена сопротивлением обкладок, сопротивлением выводов, переходным сопротивлением контактов между обкладками и выводами, а также потерями в материале диэлектрика. С течением времени ESR конденсатора возрастает, что совсем не хорошо.
ESR конденсаторов разных типов Естественно, проконтролировать обычным Омметром эквивалентное последовательное сопротивление конденсатора невозможно – тут нужен специальный прибор. В интернете есть несколько простых конструкций ESR-метров, но при желании, можно собрать более точный и удобный измеритель на микроконтроллере. Например из журнала Радио 7-2010. Схема измерителя ESR конденсаторов на Все необходимые файлы и прошивки – в архиве. После сборки и включения крутим регулятор контрастности до появления на экране LCD надписи в две строки. Если её нет – проверяем монтаж и правильность прошивки МК ATtiny2313. Если всё ОК – нажимаем кнопку "Калибровка" – в прошивку внесётся поправка на скорость срабатывания входной части измерителя. Далее понадобится несколько новых электролитических конденсаторов высокого качества ёмкостью 220. 470 мкФ разных партий, лучше всего – на разные напряжения. Подключаем любой из них к входным гнёздам прибора и начинаем подбирать резистор R2 в пределах 100. 470 ом (у меня получилось 300 ом; можно применить временно цепочку постоянный+подстроечный) так, чтобы значение ёмкости на экране ЖКИ примерно было похоже на номинал конденсатора. К большой точности пока что стремиться не стОит – ещё будет корректироваться; затем проверить и с другими конденсаторами.
Для настройки измерителя ESR нужна таблица с типовыми значениями этого параметра для разных конденсаторов. Эту табличку рекомендуется приклеить на корпус прибора под дисплеем.
В следующей табличке указаны максимальные значения эквивалентного последовательного сопротивления для электролитических конденсаторов. Если у измеряемого конденсатора оно будет выше, то его уже нельзя использовать для работы в сглаживающем фильтре выпрямителя:
Подключаем конденсатор 220 мкФ и, незначительным подбором сопротивления резисторов R6, R9, R10 (на схеме и на моём сборочном чертеже обозначены со звёздочками), добиваемся показаний Esr, близких к указанным в таблице. Проверяем на всех имеющихся заготовленных эталонных конденсаторах, в т.ч. уже можно использовать и конденсаторы от 1 до 100 мкФ.
Так как для измерения ёмкости конденсаторов от 150 мкФ и для измерителя ESR применяется один и тот же участок схемы, после подбора сопротивления этих резисторов несколько изменится точность показаний измерителя ёмкости. Теперь можно подстроить ещё сопротивление резистора R2, чтобы эти показания стали точнее. Другими словами, нужно подбирая сопротивление R2 – уточнить показания измерителя ёмкости, подстраивая резисторы в делителе компараторов – уточнить показания ESR-метра. Причём, приоритет надо отдавать измерителю внутреннего сопротивления.
Теперь надо настроить измеритель ёмкости конденсаторов диапазона 0,1. 150 мкФ. Так как для этого в схеме предусмотрен отдельный источник тока, измерение ёмкости таких конденсаторов можно сделать очень точным. Подключаем конденсаторы малой ёмкости к входным гнёздам прибора и, подбором сопротивления R1 в пределах 3,3. 6,8 кОм добиваемся максимально точных показаний. Этого можно достичь, если в качестве эталонных применить не электролитические, а высокоточные конденсаторы К71-1 ёмкостью 0,15 мкФ с гарантированным отклонением 0,5 или 1%.
Когда собрал данный измеритель ESR – схема завелась сразу, понадобилась только калибровка. Этот измеритель много раз помогал при ремонте БП, так что устройство рекомендуется к сборке. Схему разработал – DesAlex, собрал и испытал: sterc. Обсудить статью ИЗМЕРИТЕЛЬ ESR НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ |
