Тестер оптопар

В настоящее время выпускается огромное количество различных типов оптопар. Очень часто при выборе той или иной оптопары радиолюбители ориентируются на технические характеристики в документации, а иногда и вовсе просто на подходящий корпус. Проверку же работоспособности осуществляют подачей питания на светодиод оптопары и замером сопротивления на выходе оптопары. Неудивительно, что при таком подходе начинаются проблемы при наладке и эксплуатации устройств, в которых оптопары служат не просто для гальванической развязки, а и для передачи сигналов, например блоки в станках ЧПУ, коммуникационного оборудования, управление транзисторами. Да и при использовании оптопары в цепях защиты от перегрузки все-таки желательно отобрать наиболее быстродействующую оптопару. Именно для такого отбора предназначен описываемый тестер.

Работа прибора построена на принципе сравнения количества импульсов, поданных на светодиод оптопары и полученных с выхода оптопары Формируются импульсы с разными токами и разной частоты. Схема прибора приведена ниже.

Основой прибора является микроконтроллер ATMega8. Микроконтроллер по SPI управляет генератором частоты AD9833, перебирая частоту от 1 до 100 килоГерц. С выхода генератора поступают импульсы прямоугольной формы на 3 переключаемых буфера микросхемы 74125. С выходов буферных элементов этой микросхемы, переключаемых микроконтроллером, сигнал через резисторы разных номиналов поступает на светодиод тестируемой оптопары. Таким образом обеспечивается подача импульсов трех разных токов. Сигнал с выхода оптопары через буферный формирователь микросхемы 7414 поступает на микроконтроллер, который производит подсчет импульсов. Также на микроконтроллер поступают импульсы с генератора AD9833 через оставшиеся буферные элементы микросхем 74125 и 7414 минуя оптопару. Микроконтроллер сравнивает количество импульсов, полученных напрямую и через оптопару и на основе полученных данных делается вывод о работоспособности оптопары. Результат выводится на 4-х строчный LCD дисплей.В верхней строке отображается обозначение частоты в виде "1-1---2---3-4-5----1", что соответствует частотам 1, 1.5, 10, 12.5, 15, 17.5, 20, 22.5, 25, 27.5, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100 килоГерц. На остальных строках отображается работоспособность оптопары при разных токах, подаваемых на светодиод оптопары. Символ "+" показывает, что количество поданных на оптопару и полученных с оптопары импульсов совпадает и следовательно оптопара считается рабочей на данной частоте при данном токе. Знак "-" - количество разное и скорее всего оптопара при этом режиме нерабочая.

Проверяемые оптопары вставляются в панельки, расположенные на выносной макетной плате. Чтобы разработать схему соединений были выбраны наиболее часто встречающиеся корпуса оптопар и их распиновка. Получилось 8 картинок:

После этого была разработана схема соединений панелек:

Таким образом различными способами можно установить оптопары в панельки для проверки. Большая панелька на 2*13 выводов предназначена для проверки строенных-счетверенных оптопар (к примеру TLP521-4, PC817-4). Тем не менее 5 и 8 вариант корпусов (возможно, что есть еще и другие варианты исполнения) оптопар в данной распайке не проверяется. Поэтому предусмотрен разъем 2*4 (серого цвета), куда заведены все сигналы. В разъем можно вставить провода, к которым подсоединить оптопару для проверки. Панельки соединены навесным монтажом и к основной плате идет всего 4 провода, обозначенные на рисунке. Провода "+5 В" и "Общий" в пояснениях не нуждаются, провод "Вход" - это провод от общей точки соединения резисторов R2-R5, провод "Выход" - на вход буферного элемента (11 ножка) микросхемы 7414. На печатной плате соответствующие точки описаны как "To Opto" и "From Opto".

Тестер собран на односторонней печатной плате. Чертеж в формате SprintLayout 6 находится в архиве к статье. Вместо дискретной микросхемы AD9833 применен готовый модуль генератора на данной микросхеме. Его можно приобрести во многих магазинах. Микроконтроллер ATMega8 и микросхема 74125 - в DIP корпусе, 7414 - в SOIC исполнении. Так получилось потому-что такие микросхемы были в наличии. Изначально планировалось использовать кварцевый резонатор используется на 20 МГц. Проверка показала, что при питании от 5 Вольт все имеющиеся у меня микроконтроллеры работают на такой частоте. Выбор столь высокой частоты обусловлен тем, что изначально был не ясен алгоритм проверки и планировалось измерять именно время задержки фронтов импульсов. Но задача решилась проще и в принципе частота работы микроконтроллера уже решающего значения не имеет. Тем не менее на плате кварцевый резонатор остался, поскольку для более точной оценки качества оптопар измерение времени задержки фронтов не помешало бы и может быть эту функцию и добавлю в будущем. Для индикации использован LCD дисплей на 4 строки по 20 символов в строке.Электролитические конденсаторы можно взять емкостью от 5 мкФ и более. Все остальные элементы подписаны на плате, достаточно только вызвать свойства элемента двойным кликом мышки. Номиналы резисторов R2-R5 указаны ориентировочно и выбраны исходя из задания тока через светодиод оптопары. Лично я установил 220 Ом, 680 Ом и 3 кОма. Питание всей схемы осуществляется от 5 Вольт, для этого на плате предусмотрено место для установки стабилизатора 7805. Хотя в своем варианте я использовал батарейное питание от батареи 9 Вольт и в качестве стабилизатора использовался автомобильный ШИМ преобразователь 12 В -> 5 В. Также на плате имеется разъем для внутрисхемного программирования.

Для более наглядного соединения проводов ниже привожу фото, как говорится, "внутренностей" прибора с описанием соединений.

Корпус прибора изготовлен из акрила. Особо к минимизации не стремился, поскольку главное было - удобство в работе. И меня такой корпус вполне устраивает.

Прошивка для микроконтроллера, приложенная в архиве к статье, имеет ограничения по количеству проверок. Для ознакомления с работой прибора и для домашнего пользования - этого достаточно. Прошивка рассчитана на работу с внутренним осциллятором на 8 МГц. Для микроконтроллера необходимо выставить фьюзы на работу от внутреннего осциллятора (FuseHigh - D9, FuseLow - C4). Микроконтроллер с полной версий прошивки возможно будет приобрести через exDiy или через личку. Также   планировалось добавить в прибор проверку оптопар с тиристорным выходом, но пока эта функция не реализована. Да и проверяются такие оптопары легко, каких-либо проверок на быстродействие для таких оптопар не требуется. Но если народ заинтересуется, то эту функцию можно добавить.

Теги:

• Sprint-Layout
• Proteus