Tlumivka při 82uH. Celková spotřeba (s podsvícením) 30 mA. Rezistor R11 omezuje podsvícení a musí být dimenzován podle skutečného odběru proudu LCD modulu.
Měřič vyžaduje 9V baterii. Proto je zde použit stabilizátor napětí 78L05. Byl také přidán automatický režim spánku pro okruh. Doba v provozním režimu odpovídá hodnotě kondenzátoru C10 při 680nF. Tato doba je v tomto případě 10 minut. MOSFET Q2 lze nahradit BS170.
Během procesu nastavení bylo dalším cílem udržet aktuální spotřebu co nejnižší. Zvýšením hodnoty R11 na 1,2 kΩ, která řídí podsvícení, se celkový proud zařízení snížil na 12 mA. Dalo se to ještě zmenšit, ale viditelnost tím značně trpí.
Tyto fotografie ukazují LC metr v akci. Na prvním je kondenzátor 1nF/1% a na druhém je tlumivka 22uH/10%. Zařízení je velmi citlivé - když nainstalujeme sondy, na displeji je již 3-5 pF, ale to odpadá při kalibraci tlačítkem. Samozřejmě si můžete koupit hotový měřič s podobnými funkcemi, ale jeho design je tak jednoduchý, že není vůbec problém si jej zapájet sami.
Tento článek poskytuje LC metr, který si můžete sestavit vlastníma rukama. Je postaven na pěti tranzistorech a i přes svou jednoduchost umožňuje měřit kapacitu kondenzátorů a indukčnost cívek v širokém rozsahu. Pro měření byly použity 4 rozsahy pro kondenzátory a 5 rozsahů pro cívky. Po jednoduché kalibraci pomocí dvou trimovacích odporů není maximální chyba měření ve všech rozsazích větší než 3 %.
Níže je schematický diagram tranzistorového LC metru. Základem obvodu LC měřiče je generátor postavený na tranzistorech VT1, VT2 a souvisejících prvcích. Jeho pracovní kmitočet se nastavuje LC obvodem složeným z měřeného kondenzátoru Cx a paralelně zapojené cívky L1 (při měření kapacity je nutné propojit kontakty X1 a X2) nebo měřené indukčnosti Lx zapojené do série s cívkou L1 a paralelním -připojený kondenzátor C1.
Připojením měřeného prvku (kondenzátoru nebo cívky) k LC měřidlu začne generátor pracovat na určité frekvenci, kterou měří jednoduchý frekvenční měřič složený z tranzistorů VT3 a VT4. Toto měření je převedeno na stejnosměrný proud, který způsobí vychýlení ručičky mikroampérmetru se stupnicí 100 µA.
Při montáži je nutné použít krátké propojovací vodiče pro připojení měřicích prvků. Po konečné montáži je potřeba přístroj zkalibrovat ve všech rozsazích měření.
To se provádí výběrem odporů trimovacích rezistorů R12 a R15 při připojení komponent s dříve známými hodnotami na vstup. Vzhledem k tomu, že v jednom rozsahu bude hodnota odporu trimovacích rezistorů jedna a v jiném jiná, je nutné najít kompromis pro všechny rozsahy, přičemž chyba měření nepřesáhne 3 %. Napájecí napětí LC měřiče musí být stabilní. Proudový odběr nepřesahuje 12 mA.
Představujeme originální design LC měřiče od našeho kolegy R2-D2. Dále slovo autora schématu: V radioamatérství, zejména při opravách, je nutné mít po ruce přístroj na měření kapacity a indukčnosti - tzv. lc metr. Dnes pro zopakování najdete na internetu mnoho schémat podobných zařízení, některá složitá a některá ne tak složitá. Rozhodl jsem se ale vytvořit vlastní verzi zařízení. Téměř všechny obvody LC měřičů využívajících mikrokontroléry prezentované na internetu vypadají stejně. Cílem je vypočítat hodnotu neznámých složek pomocí vzorce pro závislost frekvence na kapacitě a indukčnosti. Pro zjednodušení návrhu jsem se rozhodl použít jako generátor interní komparátor mikrokontroléru. K zobrazení informací slouží LCD z telefonu Nokia 3310 nebo něco podobného s ovladačem PCD8544 a rozlišení například 84x48 Nokia 5110.
Srdcem zařízení je mikrokontrolér PIC18F2520. Pro stabilní provoz generátoru je lepší použít nepolární nebo tantalové kondenzátory jako C3 a C4. Můžete použít jakékoli relé, které odpovídá napětí (3-5 voltů), ale nejlépe s minimálním možným přechodovým odporem v sepnuté poloze. Pro ozvučení se používá bzučák bez vestavěného generátoru nebo běžný piezoelektrický prvek.
Při prvním spuštění sestaveného zařízení program automaticky spustí režim nastavení kontrastu displeje. Pomocí tlačítek 2/4 nastavte přijatelný kontrast a stiskněte tlačítko OK (3). Po dokončení těchto kroků by se mělo zařízení vypnout a znovu zapnout. Pro určité přizpůsobení provozu měřiče je v nabídce sekce " Založit" V podnabídce " Kondenzátor", musíte uvést přesnou hodnotu použitého kalibračního kondenzátoru (C_cal) v pF. Přesnost zadané hodnoty přímo ovlivňuje přesnost měření. Provoz samotného generátoru můžete sledovat pomocí frekvenčního měřiče v kontrolním bodě „B“, ale je lepší použít již vestavěný systém řízení frekvence v podnabídce „ Oscilátor».
Volbou L1 a C1 je nutné dosáhnout stabilních frekvenčních odečtů v oblasti 500-800 kHz. Vysoká frekvence má pozitivní vliv na přesnost měření, zároveň se se zvyšující frekvencí může zhoršovat stabilita generátoru. Frekvenci a stabilitu generátoru, jak jsem řekl výše, lze pohodlně sledovat v sekci menu “ Oscilátor" Pokud máte externí kalibrovaný měřič frekvence, můžete zkalibrovat měřič frekvence LC měřiče. Chcete-li to provést, musíte k řídicímu bodu „B“ připojit externí měřič frekvence a použít tlačítka +/- v „ Oscilátor» zvolte konstantu „K“, aby se hodnoty obou měřičů frekvence shodovaly. Aby systém správně zobrazoval stav baterie, musíte nakonfigurovat odporový dělič postavený na rezistorech R9, R10, poté nainstalovat propojku S1 a zapsat hodnoty do polí v části „Baterie“.
Zadejte také napětí „V.max“ - maximální napětí baterie (všechny segmenty zobrazené baterie jsou vyplněny) a podle toho „V.min“ - minimální napětí baterie (všechny segmenty baterie jsou zhasnuty , zařízení signalizuje potřebnou výměnu nebo nabití baterie). Hodnoty napájecího napětí pro zobrazení mezisegmentů na ikoně baterie budou vypočítány automaticky po zadání informací o „V.max“ a „V.min“.
Použití stabilizátoru pro napájení obvodu je povinné, protože referenční napětí musí být stabilní a neměnit se při vybití baterie.
Nabídka lc meter obsahuje také sekce Světlo, Zvuk, Paměť. V kapitole Světlo Je možné povolit nebo zakázat podsvícení LCD. Kapitola Zvuk, pro zapnutí/vypnutí zvuku. V kapitole Paměť můžete vidět výsledky posledních 10 měření a také (pro začátečníky) vidět výsledek získaný v různých měrných jednotkách. Účel tlačítek je popsán pomocí ikon umístěných ve spodní části obrazovky.
Hlavní obrazovka obsahuje podmíněnou stupnici chyb měření, kterou je nutné sledovat a v případě potřeby včas zkalibrovat.
1. Přepněte zařízení do režimu měření kapacity. Proveďte kalibraci. Ujistěte se, že chyba měření je v přijatelných mezích. V případě velkých odchylek opakujte kalibraci.
2. Připojte měřený kondenzátor ke svorkám. Výsledek měření se objeví na obrazovce. Chcete-li uložit výsledek do paměti, stiskněte (M).
1. Přepněte zařízení do režimu měření indukčnosti. Zavřete svorky. Proveďte kalibraci. Ujistěte se, že chyba měření je v přijatelných mezích. V případě velkých odchylek opakujte kalibraci.
2. Připojte měřenou indukčnost ke svorkám. Výsledek měření se objeví na obrazovce. Chcete-li uložit výsledek do paměti, stiskněte (M).
Použitým tělem byl čínský tester, který hrdinně zemřel při opravě televizoru.
Všechny soubory - firmware ovladače, desky v Lay a tak dále najdete na fóru. Dodaný materiál - Savva. Autor schématu R2-D2.
Diskutujte o článku LC METER
Štěpán Mironov.
Již dlouho není žádným tajemstvím, že polovina poruch moderních domácích spotřebičů je spojena s elektrolytickými kondenzátory.
Oteklé kondenzátory jsou okamžitě vidět, ale jsou i takové, které vypadají docela normálně. Všechny vadné kondenzátory mají ztrátu kapacity a zvýšenou hodnotu ESR, nebo pouze zvýšenou hodnotu ESR (kapacita je normální nebo vyšší než normální).
Jejich výpočet není tak snadný, musíte je odpájet, pokud je paralelně zapojeno několik kondenzátorů, nebo pokud jsou paralelně k měřenému kondenzátoru zapojeny nějaké bočníkové prvky, zkontrolovat je a připájet zpět do funkčního stavu. Mnoho kondenzátorů je nalepeno na desce, nachází se na těžko dostupných místech a jejich demontáž/instalace zabere spoustu času. I při zahřátí může vadný kondenzátor dočasně obnovit svou funkčnost.
Radiomechanici, a nejen oni, proto sní o zařízení pro kontrolu provozuschopnosti elektrolytických kondenzátorů v obvodu, bez jejich odpájení.
Chci vás zklamat, je to 100% nemožné. Není možné správně změřit kapacitu a ESR, ale je možné zkontrolovat provozuschopnost elektrolytického kondenzátoru bez pájení, v mnoha případech pomocí zvýšené hodnoty ESR.
Vadné kondenzátory se zvýšeným ESR a normální kapacitou jsou běžné, ale ty s normálním ESR a ztrátou kapacity nikoliv.
Pokles kapacity o 20% od jmenovité hodnoty se nepovažuje za závadu, to je normální i u nových kondenzátorů, takže pro počáteční vadu elektrolytického kondenzátoru stačí změřit ESR. Údaje o kapacitě v obvodu, pouze pro informaci a v závislosti na bočníkových prvcích v obvodu, mohou být výrazně nadhodnoceny nebo nemusí být měřeny.
Orientační tabulka přijatelných hodnot ESR je uvedena níže:
Bylo vyvinuto několik verzí měřiče ESR.
Měřič ESR+LCF v3 (třetí verze) byl vyvinut s ohledem na maximální možnosti pro měření v okruhu. Kromě hlavního měření ESR (zobrazení Rx>x.xxx) existuje další funkce pro výpočet ESR v obvodu, analyzátorem nazývaná "aESR" (zobrazení a x.xx).
Analyzátor detekuje nelineární oblasti při nabíjení měřeného kondenzátoru (pracovní kondenzátor se nabíjí lineárně). Dále se matematicky vypočítá odhadovaná odchylka a přičte se k hodnotě ESR.
Při měření pracovního kondenzátoru mají „aESR“ a „ESR“ blízkou hodnotu. Na displeji se navíc zobrazí hodnota „aESR“.
Tato funkce nemá prototyp, takže v době přípravy hlavní dokumentace bylo s jejím používáním velmi málo zkušeností.
V současné době existuje mnoho pozitivních recenzí od různých lidí s doporučeními pro jeho použití.
Tento režim nepodává stoprocentní výsledek, ale se znalostí návrhu obvodů a nashromážděnými zkušenostmi je účinnost tohoto režimu skvělá.
Výsledek měření v obvodu závisí na bočním vlivu prvků obvodu.
Polovodičové prvky (tranzistory, diody) neovlivňují výsledek měření.
Největší vliv mají nízkoodporové rezistory, tlumivky, ale i další kondenzátory zapojené do obvodů měřeného kondenzátoru.
V místech, kde není posunový účinek na zkoušený kondenzátor velký, lze vadný kondenzátor dobře změřit v normálním režimu "ESR" a v místech, kde je velký posunovací účinek, lze vadný kondenzátor (bez odpájení) pouze vypočítané pomocí "analyzátoru - aESR".
Je třeba mít na paměti, že při měření v obvodu zdravých elektrolytických kondenzátorů jsou hodnoty "aESR" ve většině případů mírně vyšší než hodnoty "ESR". To je normální, protože vícenásobné připojení k měřenému kondenzátoru způsobuje chybu.
Nejobtížněji měřitelná místa jsou obvody se současným posunováním mnoha prvků různých typů.
Ve výše uvedeném schématu je vadný kondenzátor C2+1ohm posunutý pomocí C1+L1+C3+R2.
Při měření takového kondenzátoru je hodnota ESR normální, ale analyzátor ukazuje „0,18“ - to překračuje normu.
Bohužel není vždy možné určit provozuschopnost elektrolytického kondenzátoru v obvodu.
Například: na základních deskách nebude fungovat napájení procesoru, tam je shuntování příliš velké. Radiomechanik zpravidla opravuje zařízení stejného typu a postupem času získává zkušenosti a už přesně ví, kde a jak jsou diagnostikovány elektrolytické kondenzátory.
Co tedy můj měřič umí?
V režimu ESR lze měřit konstantní odpory 0,001 - 100 Ohm, měření odporu obvodů s indukčností nebo kapacitou není možné (protože měření probíhá v pulzním režimu a měřený odpor je bočníkem). Pro správné měření těchto odporů musíte stisknout tlačítko „+“ (v tomto případě se měření provádí při konstantním proudu 10 mA). V tomto režimu je rozsah měřených odporů 0,001 - 20 Ohm.
- V režimu ESR se stisknutím tlačítka „L/C_F/P“ zapne funkce obvodového analyzátoru (podrobný popis viz níže).
- V režimu frekvenčního měřiče se po stisku tlačítka „Lx/Cx_Px“ aktivuje funkce „počítadlo pulzů“ (nepřetržité počítání pulzů přicházejících na vstup „Fx“). Počítadlo se vynuluje pomocí tlačítka „+“.
- Indikace slabé baterie.
- Automatické vypnutí - asi 4 minuty (v režimu ESR - 2 minuty). Po uplynutí doby nečinnosti se rozsvítí nápis „StBy“ a do 10 sekund můžete stisknout libovolné tlačítko a práce bude pokračovat ve stejném režimu.
V moderní technologii se často obcházejí elektrolytické kondenzátory s indukčností menší než 1 μH a keramické kondenzátory. V normálním režimu zde elektroměr není schopen detekovat vadný elektrolytický kondenzátor bez odpájení. Pro tyto účely byla přidána funkce obvodového analyzátoru.
Analyzátor detekuje nelineární oblasti při nabíjení měřeného kondenzátoru (pracovní kondenzátor se nabíjí lineárně). Dále se matematicky vypočte očekávaná odchylka a přičte se k hodnotě ESR(Rx) = aESR(a). Na displeji se také zobrazí hodnota aESR (a). Tato funkce je nejúčinnější při měření kapacit nad 300 µF. Chcete-li tuto funkci aktivovat, musíte stisknout tlačítko „L/C_F/P“.
"Srdcem měřiče je mikrokontrolér PIC16F886-I/SS. Tento měřič může také ovládat mikrokontroléry PIC16F876, PIC16F877 bez změny firmwaru."
LCD indikátor založený na ovladači HD44780, 2 řádky po 16 znacích.
Ovladač - PIC16F886-I/SS.
Tranzistory BC807 - libovolné P-N-P, podobné v parametrech.
Operační zesilovač TL082 - jakýkoli z této řady (TL082CP, AC atd.). Je možné použít operační zesilovač MC34072. Použití jiných operačních zesilovačů (s různými rychlostmi) se nedoporučuje.
Tranzistor s efektem pole P45N02 - 06N03, P3055LD atd. se hodí téměř pro každou základní desku počítače.
Tlumivka L101 - 100 uH + -5 %. Můžete si ho vyrobit sami nebo použít již hotový. Průměr drátu vinutí musí být alespoň 0,2 mm.
S101 - 430-650pF s nízkým TKE, K31-11-2-G - lze nalézt v KOS domácích televizorů 4-5 generace (obvod KVP).
C102, C104 4-10uF SMD - lze nalézt v jakékoli staré základní desce počítače Pentium-3 poblíž procesoru, stejně jako v procesoru Pentium-2 v krabici.
BF998 - lze nalézt ve videorekordérech, televizorech a videorekordérech GRUNDIK.
SW1 (velikost 7*7mm) - pozor na pinout, jsou dva typy. Rozložení DPS odpovídá obr. 2.
Deska plošných spojů je vyrobena z jednostranného sklolaminátu.
Deska plošných spojů zároveň slouží jako základ pro pouzdro. Po obvodu desky jsou připájeny sklolaminátové pásy o šířce 21 mm.
Kryty jsou vyrobeny z černého plastu.
Nahoře jsou ovládací tlačítka a vpředu tři zdířky typu TULIP pro vyjímatelnou sondu. Pro režim „R/ESR“ - kvalitnější zásuvka.
Jako sonda byla použita kovová zátka tulipánového typu. K centrálnímu kolíku je připájena jehla.
Z dostupného materiálu lze k výrobě jehly použít mosaznou tyč o průměru 3 mm. Po nějaké době jehla zoxiduje a pro obnovení spolehlivého kontaktu stačí hrot otřít jemným brusným papírem.
Níže v archivu jsou všechny potřebné soubory a materiály pro sestavení a konfiguraci tohoto měřiče.
Hodně štěstí všem a vše nejlepší!
miron63.
Archiv měřiče ESR+LCF v3.
