Эпс метр – ПРИСТАВКА К МУЛЬТИМЕТРУ ESR МЕТР

ПРИСТАВКА К МУЛЬТИМЕТРУ ESR МЕТР

   То, что такой измеритель необходим радиолюбителю не только узнал от других, но и сам прочувствовал, когда взялся ремонтировать старинный усилитель — тут нужно достоверно проверить каждый электролит стоящий на плате и найти пришедший в негодность или произвести 100% их замену. Выбрал проверку. И чуть не купил через интернет разрекламированный приборчик под названием «ESR – mikro». Остановило то, что уж больно здорово хвалили – «через край». В общем, решился на самостоятельные действия. Так как на микроконтроллерные устройства замахиваться не хотелось — выбрал самую простую, если не сказать примитивную схему, но с очень хорошим (тщательным) описанием. Вник в информацию и имея некоторую склонность к рисованию принялся разводить свой вариант печатной платы. Чтобы помещалась в корпус от толстого фломастера. Не получилось – не все детали входили в планируемый объём. Одумался, нарисовал печатку по образу и подобию авторской, протравил и собрал. Собрать получилось. Всё вышло очень продумано и аккуратно.

   Вот только работать пробник не захотел, сколько с ним не бился. А мне не захотелось отступать. Для лучшего восприятия схемы перечертил её на «свой лад». И так «родная» (за две недели мытарств), стала она и более понятной визуально.

Схема ESR метра

   А печатную плату доделал по-хитрому. Стала она «двухсторонней» — со второй стороны расположил детали, не уместившиеся на первой. Для простоты решения, возникшего затруднения, разместил их «навесом». Тут не до изящества — пробник нужен.

   Протравил печатную плату и запаял детали. Микросхему в этот раз поставил на панельку, для подачи питания приспособил разъем, который можно надёжно укрепить на плате при помощи пайки и корпус в дальнейшем уже можно «вешать» на него. А вот подстроечный резистор, с которым пробник заработал лучше всего, нашёл у себя только такой – далеко не миниатюрный.

   Обратная сторона – плод прагматичности и вершина аскетизма. Что-то сказать здесь можно только про щупы, несмотря элементарность исполнения они вполне удобны, а функциональность так вообще выше всяческих похвал — способны на контакт с электролитическим конденсатором любого размера.

   Всё поместил в импровизированный корпус, место крепления – резьбовое соединение разъёма питания. На корпус, соответственно пошёл минус питания. То есть он заземлён. Какая ни есть, а защита от наводок и помех. Подстроечник не вошёл, зато всегда «под рукой», будет теперь потенциометром. Вилка от радиотрансляционного динамика, раз и навсегда, позволит избежать путаницы с гнёздами мультиметра. Питание от лабораторного БП, но при помощи персонального провода с вилкой от ёлочной гирлянды.

   И оно, это чудо неказистое, взяло и заработало, причём сразу и как надо. И с регулировкой никаких проблем – соответствующий одному ому, один милливольт выставляется легко, примерно в среднем положении регулятора.

   А 10 Ом соответствует 49 мВ.

   Исправный конденсатор, соответствует примерно 0,1 Ом.

   Неисправный конденсатор, соответствует более 10 Ом. С поставленной задачей пробник справился, неисправные электролитические конденсаторы на плате ремонтируемого устройства были найдены. Все подробности относительно этой схемы найдёте в архиве. Максимально допустимые значения ESR для новых электролитических конденсаторов указаны в таблице:

   А некоторое время спустя захотелось придать приставке более презентабельный вид, однако усвоенный постулат «лучшее — враг хорошего» трогать его не позволил – сделаю другой, более изящный и совершенный. Дополнительная информация, в том числе и схема исходного прибора, имеется в приложении. Про свои хлопоты и радости поведал Babay.

   Форум про ЭПС конденсаторов

   Обсудить статью ПРИСТАВКА К МУЛЬТИМЕТРУ ESR МЕТР

radioskot.ru

ESR метр своими руками — измеритель емкости конденсаторов. Схема и описание

ESR метр своими руками. Есть широкий перечень поломок аппаратуры, причиной которых как раз является электролитический конденсатор. Главный фактор неисправности электролитических конденсаторов, это знакомое всем радиолюбителям «высыхание», которое возникает по причине плохой герметизации корпуса. В данном случае увеличивается его емкостное или, иначе говоря, реактивное сопротивление в следствии уменьшения его номинальной емкости.

Помимо этого, в ходе работы в нем проходят электрохимические реакции, которые разъедают точки соединения выводов с обкладками. Контакт ухудшается, в итоге образуется «контактное сопротивление», доходящее иногда до нескольких десятков Ом. Это точно также, если к исправному конденсатору последовательно подключить резистор, и к тому же этот резистор размещен внутри него. Такое сопротивление еще именуют «эквивалентное последовательное сопротивление» или же ESR.

Существование последовательного сопротивления отрицательно влияет на работу электронных устройств, искажая работу конденсаторов в схеме. Чрезвычайно сильное влияние оказывает повышенное ESR (порядка 3…5 Ом) на работоспособность импульсных источников питания, приводя к сгоранию дорогих микросхем и транзисторов.

Ниже в таблице приведены средние величины ESR (в миллиоммах) для новых конденсаторов различной емкости в зависимости от напряжения, на которое они рассчитаны.

Не секрет, что реактивное сопротивление уменьшается с повышением частоты. К примеру, при частоте 100кГц и емкости 10мкФ емкостная составляющая будет не более 0,2 Ом. Замеряя падение переменного напряжения имеющего частоту 100 кГц и выше, можно полагать, что при погрешности в районе 10…20% итогом замера будет активное сопротивление конденсатора. Поэтому совсем не сложно собрать ESR метр конденсаторов своими руками.

Описание ESR метра для конденсаторов

Генератор импульсов, имеющий частоту 120кГц, собран на логических элементах DD1.1 и DD1.2. Частота генератора определяется RC-цепью на элементах R1 и C1.

Для согласования введен элемент DD1.3. Для увеличения мощности импульсов с генератора в схему введены элементы DD1.4…DD1.6. Далее сигнал проходит через делитель напряжения на резисторах R2 и R3 и поступает на исследуемый конденсатор Сх. Блок измерения переменного напряжения содержит диоды VD1 и VD2 и мультиметр, в качестве измерителя напряжения, к примеру, М838. Мультиметр необходимо перевести в режим измерения постоянного напряжения. Подстройку ESR метра осуществляют путем изменения величины R2.

Микросхему DD1 — К561ЛН2 можно поменять на К1561ЛН2. Диоды VD1 и VD2 германиевые, возможно использовать Д9, ГД507, Д18.

Радиодетали ESR метра расположены на печатной плате, которую можно изготовить своими руками. Конструктивно устройство выполнено в одном корпусе с элементом питания. Щуп Х1 выполнен в виде шила и прикреплен к корпусу устройства, щуп X2 – провод не более 10 см в длину на конце которого игла. Проверка конденсаторов возможна прямо на плате, выпаивать их не обязательно, что существенно облегчает поиск неисправного конденсатора во время ремонта.

Настройка устройства

После окончания монтажа и проверки, необходимо проверить осциллографом частоту на щупах X1 и X2. Она должна быть в пределах 120…180 кГц. Если это не так, то путем подбора резистора R1 добиваются нужной частоты. Далее необходимо подготовить набор резисторов следующих номиналов:

1, 5, 10, 15, 25, 30, 40, 60, 70 и 80 Ом.

К щупам X1 и X2 необходимо подсоединить резистор в 1 Ом и вращением R2 добиться, чтобы на мультиметре было 1мВ. Затем вместо 1 Ом подключить следующий резистор (5 Ом) и не изменяя R2 записать показание мультиметра. То же самое проделать и с оставшимися сопротивлениями. В результате этого получится таблица значений, по которой можно будет определять реактивное сопротивление.

Источник: Радиомир 03/2012

www.joyta.ru

ESR (ЭПС)-метр своими руками | Каталог самоделок

Неисправность электролитических конденсаторов чаще всего является причиной дефектов в радиоэлектронных аппаратах. При этом ёмкостный показатель неисправного конденсатора может совсем немного отличаться от его нормального значения, а ЭПС быть больше. Поэтому зачастую найти поломку в электролитическом конденсаторе с помощью измерителя ёмкости бывает крайне сложно.

В связи с этим именно увеличенный показатель ЭПС является единственным признаком ненормальной работы конденсатора в радиоаппаратуре.

В поиске увеличенного значения ЭПС может помочь специальный прибор, который называется ЭПС-метр. Его можно сделать самостоятельно.

Этот прибор измеряет сопротивление, которое выдаёт конденсатор при частоте в 100 кГц.

Плюсом этого прибора является то, что он не требует абсолютной точности в измерениях, ведь показатель ЭПС дефектного конденсатора обычно в разы превышает установленную норму.

Конструирование ЭПС-метра должно начинаться с составления схемотехнического рисунка в системе LTspice. В итоге должен получиться график, демонстрирующий отклонение стрелки амперметра в зависимости от показателя ЭПС.

По результатам схемотехнического рисунка, который был составлен ранее, можно спроектировать схему в программе OrCAD.

Известно, что в приборе установлено 9-вольтовое питание и регулятор напряжения, за основу которого берётся схема LM 7805. Также для прибора нужны транзисторные приёмники, которые можно выбрать на своё усмотрение, но всё же лучше подойдут 2N3904 (n-p-n) и 2N3906 (p-n-p). Ещё в приборе применимы диоды 1N5711 и измерительная головка с силой тока в 50 мкА.

Небольшое напряжение в конденсаторе, позволяет использовать устройство без его снятия.

В итоге получается разводка односторонней платы без перемычек. Для платы использовались чип-компоненты и проделывались отверстия для крепления деталей, которые позже нужно припаять.

Плата изготавливается с помощью фоторезистора, ЛУТ или ЧПУ.

Для создания шкалы прибора, необходимо произвести практические замеры, которые позже переносится в программу и распечатывается. После этого можно производить сборку всех компонентов.

В заключении, стоит заметить, что перед тем, как измерять показатель ЭПС с помощью самодельного прибора, его необходимо полностью разрядить.

 

Автор: Орлов Александр, Москва.

 


volt-index.ru

РадиоКот :: Измеритель LOW ESR конденсаторов

РадиоКот >Схемы >Аналоговые схемы >Измерения >

Измеритель LOW ESR конденсаторов


Что такое ЭПС, или по английскому ESR все знают. Существуют множество пробников по выявлению неисправных или некачественных конденсаторов (если покупаете на рынке). А вот как определить некачественный конденсатор с низким внутренним сопротивлением LOW ESR, которые все чаще устанавливаются в различной технике, компьютерах, и т д.? Очень часто неисправности плат возникают из-за повышенных пульсаций питающего напряжения, а в цепях питания почти всегда присутствуют электролитические конденсаторы. Именно они в первых рядах имеют самую низкую надежность. Практика показывает, что большинство материнских плат, работающих с внезапными перезагрузками и выключениями, а также нестабильностью работы, связаны в большинстве случае неисправностью электролитических конденсаторов. Например, глючит видеокарта, вы снимаете её ставите заведомо исправную и все работает. Тогда начинаете ближе разбираться с неисправной в надежде возобновить исправную работу. Визуально все нормально, конденсаторы все как новые ровные, не надутые. Но  ведь даже у визуально не вспухшего конденсатора может быть  недопустимо высокий ESR — 0,10 ом! Такой конденсатор ощутимо разогревается, и может протечь на плату, попортив переходные отверстия электролитом. Для работы в ШИМ-преобразователях он просто не годится. Предельно допустимое значение для LOW ESR конденсаторов  в ответственных и нагруженных цепях — 0,04 Ом, а лучше до 0,03 и менее.

Внешний вид устройства. В данный момент на фото запечатлен найденный неисправный конденсатор, который, если очень внимательно рассмотреть слегка надут в отличие от рядом стоящего.

Это и была настоящая неисправность, из-за которой видеокарту подвергли не нужному прогреву чипа, накручиванию большого радиатора и, в конце концов,  она была доломана и отдана мне на детали (но было уже поздно, на платформе чипа прокрутили саморезом дорожки, при установке еще большего радиатора на не греющийся чип : ) )…..

А это показания исправного конденсатора:

Общий вид измерителя

Цели, которые достигались при проектировании измерителя:

— максимальная простота

— высокая надежность

— измерение на частоте 100 — 110 кГц

— измерение низким напряжением (до 0,2 вольт)

— точность измерения

— растянутая шкала в диапазоне до 0,5 Ома

— низкое энергопотребление

— работа от одного аккумулятора напряжением 1,2 вольта

— длительная работа без зарядки аккумулятора

— отсутствие неудобных проводов витой пары

— мощные щупы для пробивания окислов и лака

— минимум корректирующих настроек

— повторяемость

— минимальная стоимость

Было собрано несколько вариантов измерителей. Варианты, когда схема с измерителем и микроамперметром находятся в коробке, а щупы выведены проводами крайне не удобна, так как провода необходимо плотно скручивать вместе, и они не могут быть длинными. При частоте 100 кГц даже слегка раскрутившийся провод, дает ухудшение показаний и исправный конденсатор может быть ошибочно забракован, а реальная неисправность не найдена. Фото старого варианта исполнения измерителя:

 

Решено было перенести схему с высокочастотной частью и питанием в отдельный блок в виде пинцета, а микроамперметр отдельно. Так как микроамперметр питается постоянным напряжением, то провода к нему не нужно скручивать и они могут быть любой длинны.

Для особо пугливых к трансформаторам, то предупрежу заранее, ничего мотать не придется, просто берутся готовые трансформаторы ТМС, со старых CRT мониторов, которые сейчас все выбрасывают (про трансы расскажу дальше).

 

 
 

 

 

Схема измерителя безупречно проста, и полностью соответствует цели, которая была поставлена в начале статьи.

Приведу структурную схему устройства для более понятного назначения каждого компонента:

  

 Схема состоит из автоколебательного блокинг – генератора,
 
 

 собранного на транзисторе VTI, выпаянном из серверной материнки:
 
 

Но можно и любой другой например аналог КТ3102 в smd корпусе.

Генератор выполнен по традиционной и хорошо зарекомендовавшей себя на практике схеме «индуктивной трехточки». Имеет эмиттерную RC-цепочку, задающую режим работы транзистора по постоянному току. Для создания обратной связи в генераторе от катушки индуктивности есть отвод (из-за того что трансы готовые, то он сделан от середины). Нестабильность работы генераторов на биполярных транзисторах обусловлена заметным шунтирующим влиянием самого транзистора на колебательный контур. При изменении температуры и/или напряжения питания свойства транзистора заметно изменяются, поэтому частота генерации незначительно меняется. Но нам для наших нужд данный момент не страшен.

Далее идет мост сопротивлений или Мост Уинстона (мост Уитстона, мостик Витстона) через развязывающий конденсатор (он же резонансный, входит в контур),  устройство для измерения электрического сопротивления, предложенное в 1833 Самуэлем Хантером Кристи, и в 1843 году усовершенствованное Чарльзом Уитстоном. Принцип измерения основан на взаимной компенсации сопротивлений двух звеньев, одно из которых включает измеряемое сопротивление. В качестве индикатора обычно используется чувствительный гальванометр, показания которого должны быть равны нулю в момент равновесия моста. Работает как на постоянном токе, так и на переменном.

Далее идет согласующий трансформатор повышающий сопротивление и выходное напряжение для работы удвоителя и микроамперметра.

 

О трансформаторах.

В схеме используются трансформаторы типа ТМС (трансформатор межкаскадный строчный) используемый в CRT мониторах, коих великое множество пошло на разбор и детали.

  

 

Стоит он обычно около выходного строчного транзистора
   

Довольно часто он собран на Ш-образном железе. Он то нам и надо. Только вот у него по схеме включения нет отвода от середины. Нужно выбрать для ТР1 такой, у которого этот отвод есть, но вывод укорочен и не используется в самом мониторе. Его необходимо подпаять до нормальной длинны.
 
 

 Для ТР2 можно ставить без выведенного отвода (таких большинство).
 

 

Наконечники пинцета выполнены из латунного клемника от счетчика электроэнергии, и заточены на наждаке.
 
 

При проверке конденсаторов, для лучшего контакта необходимо с усилием надавливать на наконечники, поэтому они сделаны с обратной стороны широкими, что бы было удобно нажимать пальцами, и не соскальзывал пинцет.
 

Некоторые фото проведенных измерений:
 

 
  

 
 
 

Установка в ноль проводится замыканием пинцета с усилием, для обеспечения хорошего контакта.
 
 

Шкалу не затирал, а просто дописал значения выше. Фото шкалы.
 
 

 

Настройка:

Заключается в установке режимов работы по постоянному току и устойчивому возбуждению на 100 кГц, а не на 2-3 мГц.

Для этого вместо R1, R2 впаиваем переменное сопротивление (только не проволочное) сопротивлением 4,7к или 10к. бегунок на базу, 1 конец на + 1,2 в,  2 конец на -1,2 вольта. Выставляем на середину. Замыкаем пинцет, (запаиваем проволочку). Подключаем микроамперметр. Резистор установки 0 в минимальное сопротивление. Включаем вместо включателя миллиамперметр на предел 200мА. далее вращая переменное сопротивление в сторону уменьшения части, которая относилась к R1 и смотрим за потребляемым током и отклонением микроамперметра. Показания будут расти, а затем падать, а ток потребления расти, а потом резко увеличится. Выставить такое положение когда показания почти на максимуме, но немного меньше, то есть не переходят за порог их уменьшения. Ток при этом примерно будет 50 — 70 мА. Теперь резисторы замерять и впаять постоянные. Далее настроим С2 по максимуму отклонения стрелки микроамперметра. Всё, далее настраиваем 0 и берем низкоомные сопротивления, и тарируем деления на шкале. Использовать магазин сопротивлений нельзя, также нельзя использовать проволочные сопротивления. Если нет микроамперметра на 50 мкА, то можно использовать на 100 мкА, но питание надо поднять до 2,4 вольт, (от двух аккумуляторов) и провести настройку на данное напряжение заново как написано выше. 

Сигналы на эмиттере могут принимать самые причудливые формы. Но на выходе пинцета будет такой или похожий почти всегда.

  

 
 

Как видно амплитудное напряжение не превышает 0,2 вольт. Поэтому никакой полупроводник не откроется, и измерения можно проводить вполне безопасно.

Также было проведено испытание на устойчивость к заряженному от сеи конденсатору.
 
   
 

Была небольшая искра, потом измерение. Током не бьет, хотя держу руками контакты площадок. Диоды VD1, VD2 защищают вход схемы и ваши пальцы.

 Желаю побольше отремонтированных вами устройств с помощью данного измерителя, и больше прибыли, а также больше свободного времени, которое поможет высвободить данный пинцетик!

 

P.S.  Так же не забывать про «черный список» (GSC, G-Luxon, Licon (или Li-con, или Lycon), Jackcon, JPcon, D.S VENT, Chssi, OST) конденсаторов, которые надо менять не зависимо от их состояния всегда, что бы устранить проблемы в будущем.

Плату еще оптимизирую, и выложу на форум. (хотя она очень простая).

800

Файлы:
31.jpg — площадка
01.rar — ESR

Все вопросы в Форум.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

www.radiokot.ru

Цифровой измеритель ESR (ЭПС) и ёмкости на контроллере

Это измеритель ESR (ЭПС) + измеритель ёмкости конденсаторов.

Прибор измеряет ЭПС (эквивалентное последовательное сопротивление) конденсатора и его ёмкость измеряя время зарядки постоянным током. В роли источника тока выступает управляемый стабилитрон TL431 и p-n-p транзистор.

Ёмкость меряет в пределах 1 — 150 000мкФ, ESR — до 10 Ом.

Вся конструкция была успешно позаимствована с сайта pro-radio, где Олег Гинц (он же GO и он же автор конструкции) выложил свою работу на общее обозрение. Эта конструкция была повторена не один десяток, а то и сотню раз, опробована и одобрена народом. При правильной сборке остаётся лишь выставить поправочные коэффициенты на ёмкость и сопротивление.

Прибор собран на микроконтроллере PIC16F876A, распространённом ЖК-дисплее типа WH-1602 на базе HD44780 и рассыпухе. Контроллер можно заменить на PIC16F873 — в конце статьи есть прошивки на обе модели.

Ёмкость и ESR конденсаторов около 1000 мкф измеряет за доли секунды. Так же с большой точностью измеряет малое сопротивление. То есть можно пользоваться, когда необходимо сделать шунт для амперметра 🙂

Так же хорошо меряет ёмкость внутрисхемно. Только, если есть индуктивности — может врать. В этом случае выпаиваем элемент.

 

Корпус, Z-42, в качестве коннектора подключения щупов по четырёхпроводной схеме выбрал старый, добрый, надёжный USB 2.0 порт.

 

Старый, советский, подсохший электролитический конденсатор.

 

А это нерабочий конденсатор с цепи питания процессора на материнской плате.

 

Как работает.

Конденсатор предварительно разряжается, включается источник тока 10 мА, оба входа измерительного усилителя подключаются на Сх, делается задержка порядка 3.6 мкс для устранения влияния звона в проводах. Одновременно через ключи DD2.3 || DD2.4 заряжается конденсатор С1, который собственно и запоминает самое большое напряжение, которое было на Cx. Следующим шагом размыкаются ключи DD2.3 || DD2.4 и выключается источник тока. Инвертирующий вход ДУ остается подключенным к Сх, на котором после выключения тока напряжение падает на величину 10мА*ESR. Вот собственно и все — далее спокойно можно мерять напряжение на выходе ДУ — там два канала, один с КУ=330 для предела 1 Ом и КУ=33 для 10 Ом.

На форуме-источнике, где выложена печатная плата и прошивки — печатка была двухсторонняя. С одной стороны — все дорожки, с другой — сплошной слой земли и просто дырки под компоненты. У меня такого текстолита на момент сборки не было, поэтому пришлось делать землю проводами. Так или иначе, особых сложностей это не доставило и на работоспособности и точности прибора никак не отразилось.

 

На последней картинке — источник тока, источник отрицательного напряжения и силовой ключ.

Плата простая, настройка — ещё проще.

Первое включение — проверяем наличие +5V после 78L05 и -5V (4.7V) на выходе DA4 (ICL7660). Подбором R31 добиваемся нормальной контрастности на индикаторе.
Включение прибора при нажатой кнопке Set переводит его в режим установки корректирующих коэффициентов. Их всего три — для каналов 1 Ом, 10 Ом и для ёмкости. Изменение коэффициентов кнопками + и -, запись в EEPROM и перебор — той же кнопкой Set.
Имеется так же отладочный режим — в этом режиме на индикатор выводятся измеренные значения без обработки — для емкости — состояние таймера (примерно 15 отсчетов на 1 мкФ) и оба канала измерения ESR (1 шаг АЦП=5V/1024). Переход в отладочный режим — при нажатой кнопке «+»
И еще один момент — установка нуля. Для этого замыкаем вход, нажимаем и удерживаем кнопку «+» и с помощью R4 добиваемся минимальных показаний (но не нулевых!) одновременно по обоим каналам. Не отпуская кнопку «+», нажимаем Set — на индикатор выведется сообщение о сохранении U0 в EEPROM.
Далее измеряем образцовые сопротивления 1 Ом (или меньше), 10 Ом и емкость (которой доверяете) , определяем поправочные коэффициенты. Прибор выключаем, включаем при нажатой кнопке Set и устанавливаем к-ты соответственно результатам измерений.
Плата в три этапа, вид сверху:

 

Схема прибора:

 

Прошивка для PIC16F873

Прошивка для PIC16F876A

Привожу небольшой список FAQ, сформировавшийся на форуме-источнике.

Q. При подключении резистора в 0,22 Ома — пишет — 1 с копейками, при подключении резистора в 2,7 Ом — пишет ESR > 12.044 Ом.

A. Отклонения могут быть, но в пределах 5-10%, а тут в 5 раз. Надо проверять аналоговую часть, виновниками могут быть в порядке убывания вероятности:

источник тока,
дифф. усилитель
ключи
Начните с источника тока. Он должен выдавать 10 (+/-0.5) мА, его проверить можно либо в динамике осциллографом, нагрузив на 10 ом — в импульсе должно быть не более 100 мВ. Если ловить иголки не хочется — проверьте в статике — уберите перемычку (нулевое сопротивление) между RC0 и R3, нижний конец R3 на землю, и включаете миллиамперметр между коллектором VT1 и землей (правда возможно будет мешать VT2 — тогда при проверке коллектор VT1 лучше отключить от схемы).

На деле решение было такое: -«Перепутал я сослепу 102 и 201 — и вместо 1 килоома забубенил 200 ом.»

 

Q. Возможна ли замена TL082 на TL072?

A. К ОУ особых требований нет кроме полевиков на входе, с TL072 должно работать.

 

Q. Зачем на вашей печатке сделаны два входных разъёма: один подключен к диодам-транзисторам, а другой — к DD2?

A. Чтобы скомпенсировать падение напряжения на проводах, тестируемый элемент лучше подключать по 4-х проводной схеме, поэтому и разъем 4-х контактный, а провода объединяются вместе уже на крокодилах.

 

Q. На холостом ходу отрицательное напряжение -4 Вольта и сильно зависит от типа конденсатора между 2 и 4 выводами ICL 7660. С обычным электролитом всего -2 В было.

A. После замены на танталовый, выдранный с 286 материнки стало -4 В.

 

Q. Индикатор WH-1602 не работает или греется контроллер индикатора.

A. Неверно указана цоколевка индикатора WINSTAR WH-1602 в плане разводки питания, перепутаны 1 и 2 выводы! На alldatasheet 1602L, который совпадает с цоколевкой, указанной Winstar и на схеме. Мне же попался 1602D — вот он имеет «спутанные» 1 и 2 выводы.

Надпись Cx —- выводится в следующих случаях:

При измерении емкости срабатывает тайм-аут, т.е. за отведенное время измерения прибор не дождался переключения обоих компараторов. Это происходит при измерении резисторов, закороченных щупах, либо когда измеряемая емкость >150000 мкФ и т.п.
Когда напряжение, измеренное на выходе DA2.2 превысит 0x300 (это показания АЦП в 16-ричном коде), процедура измерения емкости не выполняется и на индикатор также выводится Cx —-.
При разомкнутых щупах (или R>10 Ом) так и должно быть.

Знак «>» в строке ESR появляется при превышении напряжения на выходе DA2.2 0x300 (в единицах АЦП)

Подводя итог: травим плату, без ошибок паяем элементы, прошиваем контроллер — и прибор работает.

 

Update.

Спустя пару лет решил сделать прибор автономным. По мотивам зарядного устройства для смартфонов был сделан step-up преобразователь на 7 В выходного напряжения. Можно было бы сразу на 5 В, но так как плата закреплена в корпусе на клей — отдирать не стал, да и падение напряжения на КРЕН7805 в два Вольта — небольшая потеря 🙂

Мой новый конструктор выглядел так:

 

Маленькая платка преобразователя была «обута» в термоусадку, произведена распайка всех проводов, разъём для кроны нам больше не понадобится. Просто дырка в корпусе смотрится не очень, поэтому мы его оставим, но провода откусим. Внутри корпуса не осталось места для аккумулятора, поэтому я приклеил батарею на тыльную сторону прибора и приделал ему ножки, чтобы в рабочем состоянии он не лежал на аккумуляторе.

 

На лицевой стороне вырезал отверстия для кнопки питания и светодиода индикации успешной зарядки. Индикацию заряда аккумулятора не делал.

 

Потом решил, что раз пошла такая пьянка неплохо было бы видать экран в темноте, на случай ремонта при свечах, если отключат свет, а работать хочется 🙂

 

Но это уже после того, как появился более понтовый RLC-2. Подробнее об этом приборе в этой статье.

 

Уже не одну сотню приборов эта маленькая штучка помогла восстановить за считанные минуты. Делайте, не пожалеете. Или заказывайте у меня:)

tokes.ru

ИЗМЕРИТЕЛЬ ESR

ИЗМЕРИТЕЛЬ ESR

   Для проверки конденсаторов, решил собрать так называемый «измеритель ESR”. Ведь с испытанием диодов и резисторов проблем не возникает, а вот с конденсаторами сложнее. Как известно, ESR – это сокращение от Equivalent Serial Resistance, — означает «эквивалентное последовательное сопротивление”. Объясним проще. В упрощенном виде электролитический конденсатор представляет собой две алюминиевые ленточные обкладки, разделенные прокладкой из пористого материала, пропитанного электролитом (отсюда и название электролитический). Диэлектриком в таких конденсаторах является очень тонкая оксидная пленка, образующаяся на поверхности алюминиевой фольги при подаче на обкладки напряжения определенной полярности. К этим ленточным обкладкам присоединяются проволочные выводы. Ленты сворачиваются в рулон, и все это помещается в герметичный корпус. Благодаря очень малой толщине диэлектрика и большой площади обкладок оксидные конденсаторы при малых габаритах имеют большую емкость. 

   В процессе работы внутри конденсатора протекают электрохимические процессы, разрушающие место соединения вывода с обкладками. Контакт нарушается, и в результате появляется так называемое переходное сопротивление, достигающее значения десятков ом и более, что эквивалентно включению последовательно с конденсатором резистора, который находится в самом конденсаторе. Зарядные и разрядные токи вызывают нагрев этого «резистора”, что еще больше усиливает разрушительный процесс. Другая причина выхода из строя электролитического конденсатора – это «высыхание”, когда из-за плохой герметизации происходит испарение электролита. В этом случае возрастает реактивное емкостное (Хс) сопротивление конденсатора, так как емкость последнего уменьшается. Наличие последовательного сопротивления негативно сказывается на работе устройства, нарушая логику работы конденсатора в схеме. (Если включить, например, последовательно с конденсатором фильтра выпрямителя резистор сопротивлением десяток Ом, на выходе последнего резко возрастут пульсации выпрямленного напряжения). Особенно сильно сказывается повышенное значение ESR конденсаторов (причем всего до пары Ом) на работе импульсных блоков питания. 

   Принцип работы данного измерителей ESR основан на измерении емкостного сопротивления конденсатора, т.е., по сути, это омметр, работающий на переменном токе. 

   Как известно, Xс=1/2πfC, где 

Xс – емкостное сопротивление, Ом;
f – частота, Герц;
С – емкость, Фарад.

   Например, конденсатор емкостью 10 мкФ на частоте 100 кГц будет иметь емкостное сопротивление 0,16 Ом, 100 мкФ – 0,016 Ом и т.д. В реальном конденсаторе это значение будет несколько выше из-за наличия паразитной индуктивности, но тут особая точность измерений не нужна. Выбор частоты измерения 100 кГц обусловлен тем, что многие фирмы, производящие конденсаторы с низким ESR, максимальный импеданс конденсатора (то есть ESR) задают именно на этой частоте. Схема измерителя ESR.

   На микросхеме DD1 собран генератор прямоугольных импульсов (элементы D1.1, D1.2), буферный усилитель (элементы D1.3, D1.4) и усилительный каскад на транзисторах. Частота генерации определяется элементами С1 и R1 и равна 100 кГц. Прямоугольные импульсы через разделительный конденсатор С2 подаются на первичную обмотку повышающего трансформатора Т1. Во вторичную обмотку после выпрямителя на диоде включен микроамперметр, по шкале которого отсчитывают значение ESR. Конденсатор С3 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. При включении питания стрелка микроамперметра отклоняется на конечную отметку шкалы (добиваются подбором резистора R2). Такое ее положение соответствует значению «бесконечность” измеряемого ESR. Если подключить исправный оксидный конденсатор параллельно обмотке I трансформатора Т1, то благодаря низкому емкостному сопротивлению конденсатор зашунтирует обмотку, и стрелка измерителя приблизится к нулю. При наличии же в измеряемом конденсаторе дефекта, в нем повышается значение ESR. Часть переменного тока потечет через обмотку, и стрелка будет все меньше отклоняться от значения «бесконечность”. Чем больше ESR, тем больший ток протекает через обмотку и меньший через конденсатор, и тем ближе к положению «бесконечность” находится стрелка.

   Трансформатор наматывают на ферритовом кольце с внешним диаметром 10…15 мм. Первичная обмотка содержит 10 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,5 мм, вторичная – 200 витков ПЭВ-2 диаметром 0,1 мм. Диод обязательно должен быть германиевым, например Д9, Д310, Д311, ГД507. Кремниевые диоды имеют большое пороговое напряжение открывания (0,5…0,7 В), что приведет к сильной нелинейности шкалы измерителя в области измерения малых сопротивлений. Градуируют измеритель ESR с помощью нескольких резисторов сопротивлением 1 Ом. Замкнув щупы, отмечают, где будет нулевая отметка шкалы. Из-за наличия сопротивления в соединительных проводах, она может не совпадать с положением стрелки при выключенном питании. Поэтому провода, идущие к щупам, должны быть по возможности короткими. Далее подключают два параллельно соединенных резистора на 1 Ом и отмечают положение стрелки, соответствующее измеряемому сопротивлению 0,5 Ом. Затем подключают резисторы на 1, 2, 3, 5 и 10 Ом и отмечают положения стрелки при измерении этих сопротивлений. На этом можно остановиться, так как электролитические конденсаторы емкостью более 4,7 мкФ с ESR больше 10 Ом хотя и могут работать, но уже не долго:)

   В качестве корпуса для карманного измерителя ESR был использован нерабочий стрелочный тестер, купленный 5 лет назад за доллар. Благодаря удобной большой шкале, щупам и батареечному отсеку на две пальчиковые батарейки, он идеально подошёл для заданных целей.

   Форум по измерительным приборам

   Схемы измерительных приборов

elwo.ru

ESR-метр (0…75)Ом с индикацией утечки

РадиоКот >Схемы >Аналоговые схемы >Измерения >

ESR-метр (0…75)Ом с индикацией утечки

           В статье описан простой портативный аналоговый ESR-метр с расширенным диапазоном измерения до 75 Ом и с функцией индикации короткого замыкания или утечки по постоянному току. В качестве индикаторной головки использован стрелочный микроамперметр от старого кассетного магнитофона.

           В практике ремонта различной аппаратуры незаменимым помощником является измеритель внутреннего эквивалентного сопротивления электролитических конденсаторов – ESR-метр. В радиолюбительской литературе описано множество неплохих и несложных в повторении ESR-метров, однако лишь немногие из них способны измерять ESR вплоть до 75 Ом, что часто бывает необходимо при проверке электролитических конденсаторов малой ёмкости (1 мкФ, 0.47 мкФ, 0.33 мкФ). А ведь такие электролиты тоже существуют и их надо как-то проверять.Также автор не встречал ни одного ESR-метра, который бы позволял дополнительно определять проверяемый конденсатор на утечку или пробой. Так, например, при коротком замыкании проверяемого конденсатора обычный ESR-метр, осуществляющий измерение на переменном токе, покажет малое внутреннее сопротивление, и пробитый конденсатор будет ошибочно принят за исправный.

           Оба этих требования были учтены при разработке собственного ESR-метра, фото которого показано на фото ниже.

           А на этом фото прибор показан со сложенными щупами внутрь корпуса.

Прибор следующие технические характеристики:

— предел измерения ESR, Ом………………………………………..0…75;

— частота измерения, кГц…………………………………………….80;

— амплитуда проверяемого напряжения, мВ……………………..<30;

— пределы индикация утечки по постоянному току, Ом……….0…100;

— напряжение питания  (CR2032), В……………………………….2,2…3,6;

— потребляемый ток, мА………………………………………………8;

— габаритные размеры со слеженными щупами, мм……………..71х53х30;

— вес, г……………………………………………………………………65;

— индикация разряда батареи питания;

— съёмные щупы, убираемые внутрь корпуса при транспортировке.

 

           Схема разработанного ESR-метра приведена ниже:

           Питание прибора осуществляется от литиевого элемента GB1 CR2032. Резистор R1 предназначен для ограничения начального броска тока через незаряженные ёмкости конденсаторов C1, C4 при включении питания. Диод VD1 1N4007 служит для защиты от подачи питающего напряжения в обратной полярности. На микросхеме DA1 LP2951CM выполнен стабилизатор напряжения +2 В, от которого питается основная часть схемы. Эта микросхема представляет собой микромощный регулируемый стабилизатор напряжения Low Drop с максимальным выходным током 100 мА.

            Задающий генератор частотой около 80 кГц собран на микросхеме DD1 74HC04D, четыре инвертора которой запараллелены для увеличения выходного тока. Прямоугольные импульсы с выхода генератора размахом 2 В подаются на делитель R5, R6, уменьшающий размах тестирующего напряжение до 30 мВ, что позволяет проводить измерения непосредственно в схеме, не опасаясь, что откроются p-n переходы присутствующих в ней  полупроводниковых приборов. С нижнего плеча делителя ограниченные по амплитуде импульсы подаются на одну из обкладок тестируемого конденсатора. Вторая обкладка через резистор R7 соединяется с общим проводом схемы. На этом резисторе выделяется падение напряжения, обратно пропорциональное внутреннему сопротивлению проверяемого конденсатора. Диоды VD2…VD6 служат для защиты прибора от повышенного напряжения при проверке заряженного конденсатора. Переменная составляющая напряжения с R7 подаётся на инвертирующий усилитель DA2.1 с коэффициентом усиления по переменному напряжению около 8 (определяется в основном отношением сопротивлений резисторов R14/R8). Неинвертирующий вход DA2.1 подключен к виртуальной земле, сформированной при помощи R13, VD7, VD8, C10, C11. Усиленное переменное напряжение с выхода DA2.1 через разделительный конденсатор C12 поступает на двухполупериодный выпрямитель, выполненный на второй части ОУ DA2.2. В качестве нагрузки выпрямителя использована стрелочная головка микроамперметра PA1 М68501 от старого кассетного магнитофона. Головка имеет внутреннее сопротивление около 500 Ом  и ток полного отклонения 250 мкА. Средний ток через головку определяется отношением средневыпрямленного значения входного напряжения к сопротивлению Rос=R16+R20 [1]. Диоды моста VD9…VD12 – диоды Шоттки для уменьшения падения напряжения. Подстроечный резистор R16 предназначен для установки стрелки прибора на нулевое деление шкалы.

            Детектор утечки по постоянному току выполнен на компараторе DA3.1 LM393D. Исправный проверяемый конденсатор не пропускает через себя постоянную составляющую подаваемых на него прямоугольных импульсов. Переменная составляющая отфильтровывается ФНЧ R9, C7, поэтому на инвертирующем входе компаратора DA3.1 присутствует нулевое напряжение. На неинвертирующем входе DA3.1 присутствует некоторое положительное пороговое напряжение, заданное делителем R11, R12, поэтому на выходе компаратора высокий уровень и сигнальный светодиод HL1 не светится. При наличии утечки в проверяемом конденсаторе на инвертирующем входе появится напряжение, величина которого будет пропорциональна току утечки. При превышении на инвертирующем входе порога, заданного делителем R11, R12, на выходе компаратора установится низкий уровень, и светодиод HL1 своим свечением просигнализирует о наличии утечки.

            Индикатор состояния элемента питания выполнен на второй части компаратора — DA3.2. На инвертирующий вход компаратора подано опорное напряжение +1В с делителя R17, R18. На неинвертирующий вход – напряжение элемента питания GB1 через делитель R21, R22. При напряжения на GB1 более 2,2 В на неинвертирующем входе DA3.2 напряжение будет выше, чем на инвертирующем, поэтому на выходе компаратора будет присутствовать высокий уровень и красный светодиод HL2 будет погашен. Зелёный ультраяркий светодиод HL3 будет при этом светиться, указывая на включенное питание. Это помогает не забыть выключить питание после проведения измерений. Использование ультраяркого светодиода на 6 Cd позволило снизить ток его потребления до 30…35 мкА при приемлемой яркости свечения. По мере снижения напряжения GB1 яркость свечения зелёного светодиода уменьшается и после разрядки батареи ниже 2,2 В на выходе компаратора DA3.2 установится низкий уровень. Это приведёт к открыванию красного светодиода HL2, который своим переходом зашунтирует зелёный светодиод HL3 вместе с добавочным резистором R24, в результате чего зелёный светодиод погаснет.

            Изготовление прибора.

            Устройство выполнено на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита с габаритными размерами 63х49 мм, внешний вид которой со стороны выводных элементов и со стороны печати и SMD-элементов показан на рисунках ниже:

            Печатная плата разрабатывалась под покупной пластмассовый корпус габаритными размерами 68х53х29 мм. Корпус состоит из двух половинок с защёлками, без саморезов. Названия на корпусе не было, лишь изображение колокольчика. Как сообщил продавец в магазине, данный корпус предназначен для монтажа разводки стационарных телефонов.

            Под измерительную головку в верхней крышке корпуса вырезано прямоугольное окно. Индикатор закреплён при помощи двухстороннего скотча.

            Вид прибора изнутри со щупами в рабочем положении показан на фото:

           Вид прибора изнутри со щупами в в транспортировочном положении показан на фото:

            Плата крепится к нижней крышке корпуса при помощи одного винта по центру.

            Конструкция щупов показана на фото ниже:

            Для изготовления щупов использовались две стальные швейные иголки. Крепление щупов выполнено при помощи резьбового соединения. У латунного винта М2,5 в торце просверлено отверстие под диаметр иголки, на винт накручена стальная гайка, после чего иголка была зафиксирована в отверстии припоем. Шляпка винта аккуратно откушена, край сточен надфилем, а немного исковерканная резьба восстановлена при помощи накрученной гайки. После этого гайка была выкручена на середину резьбового соединения и зафиксирована небольшим расплющиванием ударами молотка. Второй щуп изготовлен аналогично. На иголки надета термоусаживающаяся трубка. Общая длина щупа получилась равной 55 мм.

            Держатели щупов изготовлены из латунных винтов М4х10. Внутри винта просверлено сквозное отверстие и нарезана резьба М2.5. Шляпка обточена надфилем.

            Для измерительной головки сделана новая наклейка со шкалой, отснятой экспериментально с набором точных резисторов. Для удобства пользования прибором на шкалу снизу дополнительно нанесены примерные значения ёмкости, соответствующие внутреннему сопротивлению исправных электролитических конденсаторов, взятые из [2].

 

            Настройка прибора.

            Настройка  прибора заключается в установке стрелки индикатора на нулевое деление шкалы при замкнутых щупах подстроечным резистором R16. Для настройки индикатора утечки к щупам необходимо подключить резистор сопротивлением 100 Ом (или другим требуемым номиналом, ниже которого будет загораться красный светодиод HL1), и подстроечным резистором R12 добиться сначала засвечивания HL1, а затем плавным поворотом движка R12 в обратную сторону погасания HL1.

         

Литература:

1). Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах.–Л.:Энергия. Ленингр.отд-ние, 1980. – 248 с., ил.

2) Чулков В. Прибор для проверки ESR электролитических конденсаторов. “Ремонт электронной техники” №6, 2002.


Файлы:
Плата в Layout
Перечень элементов
Наклейки



Все вопросы в
Форум.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

www.radiokot.ru

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о