Главная » Измерения
Призовой фонд
на январь 2017 г.
1. 1000 руб.
Radio-Sale
2. Регулируемый паяльник 60 Вт
Паяльник
3. 600 руб.
От пользователей
4. Тестер компонентов LCR-T4
Паяльник

Похожие статьи:


Измеритель емкости и ESR

В наше время, когда, практически, все источники питания радиоэлектронной аппаратуры строятся по импульсным схемам, одним из наиболее востребованных приборов ремонтника есть измеритель ESR электролитических конденсаторов или ESR метр. Долгое время я проверял исправность таких конденсаторов цифровым измерителем ёмкости, заряжающим конденсаторы высокочастотной пилой. Но, так как этот прибор был изготовлен более 10 лет назад, на рассыпухе - мелкая логика и светодиодные индикаторы, - пользоваться таким устаревшим прибором, да ещё и без "настоящего" измерителя ЭПС, считаю сейчас даже просто морально некошерным. Поэтому, с момента освоения прошивки современных микропроцессоров, я всё время мечтал о схеме, отвечающей требованиям нашего времени - минимум деталей, современная элементная база и схемное решение, одновременное отображение значения C и ESR на LCD, никаких реле, рубильников и прочей лабуды, требующей лишних движений. И вот, наконец-то, после многих лет просмотра не одного десятка схем (и всё не то) описание такого прибора мне попалось. Журнал "Радио" №6 за 2010 год, страница 19 - в это схемотехническое и программное решение я влюбился с первого взгляда :-) Популярный МК ATtiny2313, LCD индикатор в две строки по восемь символов, простая и понятная измерительная часть, хорошая программная поддержка. Всё - делаю!

Но, как всегда - редко бывает такая схема, которую я повторяю 1:1, - беру в руки красную пасту, и, а-ля школьный учитель, начинаю энергично вычёркивать со схемы лишние фрагменты. Автономное питание - убираем, так как прибор будет работать в помещении от сетевого адаптера, оставляю только разъём для его подключения. Автоматическое отключение источника питания от схемы и его квазисенсорное включение - вычёркиваем - это нерациональное пижонство. Подключение к компу через СОМ-порт - убираем - какой дурак будет включать целый компьютер ради замера ёмкости одного конденсатора, что и так отображается на ЖКИ прибора; подсветку индикатора делаю постоянно включенной. Итого - схема "похудела" процентов на 25 :-) Кроме того, после внимательного чтения описания и вникания в принцип работы измерителя была обнаружена и одна ошибка на схеме - источники тока двух поддиапазонов измерения оказались перепутаны между собой - исправляем...
Вот так и будем собирать. Ниже представлена схема ESR измерителя:

Схема ESR измерителя емкости конденсаторов

Естественно, считаю очень экстравагантным решение автора использовать на одной плате современную импортную базу одновременно с устаревшей отечественной, да ещё и с не самыми лучшими параметрами (КС133 не выдерживают никакой критики). Поэтому сразу решаю, что вместо КТ3107 буду ставить 2SA733, а стабилитроны возьму BZX 3V3 (хотя поставил BZX 3V9). ЖКИ также будет не указанный в схеме (такого найти не получилось), а более популярный WH0802А фирмы Winstar. Печатную плату развожу, руководствуясь размерами индикатора - по его ширине и высоте (высокие детали ложу горизонтально, электролиты применяю с уменьшенной высотой корпуса), регулятор контрастности в подобных устройствах я всегда распаиваю прямо на выводах самого индикатора. Таким образом, плата вышла размерами 6х6 см, монтаж по высоте равен высоте индикатора (около 1 см). Собранная плата с индикатором легко поместится в пачку от сигарет.

Вид собранного ESR метра

Настройка ESR

О, это отдельный разговор... Прочитав статью, создаётся мнение, что схему сможет настроить только инженер-программист в лаборатории с высокоточными приборами. Судите сами - автор предлагает настроить источники тока по миллиамперметру, гарантирующему точность в две цифры после запятой. Затем – делитель напряжения по вольтметру такой же точности (естественно подразумевается, что в этой точности нет ничего общего с "точностью" китайских показометров). Потом эти измеренные значения надо занести в текст неоткомпилированной программы, перегнать её в машинный код и зашить с этими поправками в МК. Нормально? Но, к счастью, автор очень подробно описал принцип работы своего устройства, почитав которое доходит, что сие чудо высокого полёта современной инженерной мысли может настроить и любой Ивашка с Дворца пионеров и даже вообще без всяких приборов. Всё, закрываем журнал и настраиваем так, как получилось у меня.

Включаем собранный прибор с прошитым и установленным на плату МК. Первым делом крутим регулятор контрастности до появления на экране ЖКИ чёткой надписи в две строки. Если её нет - проверяем монтаж в части сопряжения МК с ЖКИ и подачи питания на оба самых дорогих элемента этого устройства. А также правильность прошивки МК - не забываем про фузы – для PonyProg так:

Фузы

Нажимаем на плате возле МК кнопку "Калибровка" - в прошивку внесётся поправка на скорость срабатывания входной части измерителя.
Следующий этап. Нам понадобится несколько новых электролитических конденсаторов высокого качества (не обязательно Low Esr) ёмкостью 220...470 мкФ разных партий, лучше всего - на разные напряжения (16в, 35в, 50в...). 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.

Дальше настраиваем измеритель ESR. Эх, придётся снова раскрыть журнал "Радио" - №7 за 2010 год стр.22 - там имеется табличка с типовыми значениями этого параметра для разных конденсаторов. Или же воспользоваться вот этой, найденной на бескрайних просторах Интернета. Кстати, такую табличку, при желании, можно будет приклеить в качестве шпаргалки на корпус будущего прибора под дисплеем. Как пользоваться такой табличкой, я думаю, понятно - скажем, получается, что типовое ЭПС конденсатора 100 мкФ на 35в находится где-то в районе 0,32 Ом:

Таблица для настройки ESR

В следующей табличке указаны максимальные значения ЭПС для электролитических конденсаторов. Если у измеряемого конденсатора оно будет заметно выше, то его уже нельзя использовать для работы в сглаживающем фильтре выпрямителя:

Максимальные значения ЭПС для электролитических конденсаторов

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 табличным. Проверяем на всех имеющихся заготовленных эталонных конденсаторах, в т.ч. уже можно использовать и конденсаторы от 1 до 100 мкФ (не обращая пока что внимания на показания измерителя ёмкости).

Так как для измерения ёмкости конденсаторов от 150 мкФ и для измерителя ЭПС 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, Ваша задача - подбирая сопротивление R2 - уточнить показания измерителя ёмкости, подстраивая резисторы в делителе компараторов - уточнить показания ESR-метра. Причём, приоритет надо отдавать измерителю ESR. О больших же ёмкостях - я думаю, каждый понимает, что если в аппарате установлен конденсатор на 1000 мкФ, то он будет работать хоть при ёмкости 950 мкФ, хоть при ёмкости 1100 мкФ - поэтому уделять внимание особой точности измерению ёмкости таких конденсаторов вряд ли целесообразно.

Тут может возникнуть вопрос - а нельзя ли вообще сразу и очень точно настроить измеритель ESR, подключая к его входу низкоомные высокоточные резисторы, калибруя прибор по ним? Нет, как раз это не тот случай - так можно настроить разного рода простые аналоговые измерители ЭПС, представляющие собой, грубо говоря, омметры "с наворотами". В этом же приборе используется способ измерения, основан на зарядке конденсатора током, - резистор же, понятное дело, заряжаться не может

Осталось 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 (у меня получилось 4,3к) добиваемся максимально точных показаний. Этого можно достичь, если в качестве эталонных применить не электролиты, а высокоточные конденсаторы К71-1 ёмкостью 0,15 мкФ с гарантированным отклонением 0,5 или 1%, подключая их как по одному, так и параллельными "батареями".

На этом настройка прибора закончена, можно поместить его в корпус и использовать по назначению

Фото печатной платы

Фото собранного измерителя

Ниже вы можете скачать печатную плату в формате LAY, сборочный чертеж и прошивку

DesAlex, исходная версия измерителя: Радио - №7, 2010г.

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
DD1 МК AVR 8-бит
ATtiny2313
1 Поиск в FivelВ блокнот
DA1 Компаратор
LM393-N
1 Поиск в FivelВ блокнот
DA2 Линейный регулятор
LM78L05
1 Поиск в FivelВ блокнот
VT1, VT2 Биполярный транзистор
КТ3107Л
2 2SA733Поиск в FivelВ блокнот
VT3 MOSFET-транзистор
IRF530
1 Поиск в FivelВ блокнот
VD1, VD2 Стабилитрон
КС133Г
2 BZX 3V3Поиск в FivelВ блокнот
VD3, VD4 Выпрямительный диод
1N4007
2 Поиск в FivelВ блокнот
HG1 LCD-дисплейMT-08S2A1 WH0802АПоиск в FivelВ блокнот
C1, C3 Электролитический конденсатор100мкФ 16В2 Поиск в FivelВ блокнот
C2, C4 Конденсатор22 пФ2 Поиск в FivelВ блокнот
C5-C8 Конденсатор0.1 мкФ4 Поиск в FivelВ блокнот
R1 Резистор
3.3...6.8 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R2 Резистор
100...470 Ом
1 Поиск в FivelВ блокнот
R3, R4 Резистор
2 кОм
2 Поиск в FivelВ блокнот
R5, R7, R12, R13 Резистор
3 кОм
4 Поиск в FivelВ блокнот
R6 Резистор
33 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R9 Резистор
1.1 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R10 Резистор
1.3 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R16 Резистор
82 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R17 Резистор
22 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R19 Подстроечный резистор10 кОм1 Поиск в FivelВ блокнот
R20 Резистор
100 Ом
1 Поиск в FivelВ блокнот
ZQ1 Кварцевый резонатор20 МГц1 Поиск в FivelВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

DesAlex Опубликована: 2011 г. 0 0
Я собрал 0 0
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Комментарии (44) | Я собрал (0) | Подписаться

0
andrej #
А внутрисхемно можно измерять?
Ответить
0
александр #
можно
Ответить
0
DesAlex #
Обсуждение по этому прибору здесь
Ответить
0
Серый #
нет, :
"а нельзя ли вообще сразу и очень точно настроить измеритель ESR, подключая к его входу низкоомные высокоточные резисторы, калибруя прибор по ним? Нет, как раз это не тот случай - так можно настроить разного рода простые аналоговые измерители ЭПС, представляющие собой, грубо говоря, омметры "с наворотами". В этом же приборе используется способ измерения, основан на зарядке конденсатора током.."
Ответить
0
Валерий #
Добрый день. Не подскажете, можно применить LCD 1х16 на том же контроллере (как и у WH0802А)? Что нужно изменить в прошивке, чтобы показания выдавались в одну строку?
PS. Интересная конструкция, спасибо за ее модернизацию!
Ответить
0
Андрей #
А можно попросить выложить прошивочку откомпилированную под AT90S2313 ?
Ответить
0
Alexandr #
На сборочном чертеже стоят транзисторы A733 и подписаны их выводы. По PDF выводы по другому. Ошибка на сборочном чертеже или вместо КТ3107Л, ВС557 поставил?
Ответить
0
SERGEY #
Собрал прибор, но он пишет без подключенного конденсатора С>мах (КЗ нет, напряжение на стоке IRF530 поднимается до 0.6 вольт).
Ответить
0
владимир #
Вы разобрались с прибором? У меня просто такая же возникла проблема при сборке как у вас.
Ответить
0
Neo1 #
И у меня такая проблема. Кто разобрался, в чем причина?
Ответить
0
Андрей #
Собрал прибор по вашей схеме. В чем может быть ошибка показания емкости на приборе в два раза больше, чем измеряемый конденсатор?
Ответить
0
Andrey #
Нельзя ли применить вместо 530го IRF7307, оба транзистора в параллель? Габарит куда меньше. И нужен ли 14 амперный транзистор когда потребление миллиамперы?
Ответить
0
Bredov-IV #
Как я понял, схема довольно старая, и тогда IRF530 было проще достать, или же автор использовал подручные компоненты.
Для этой схемы требуется, чтобы мосфет тупо закорачивал вход прибора на землю своим низким Rds(on). У Вашего IRF7307 этот параметр даже лучше, однако это - сборка из двух мосфетов разной проводимости, тоже силовых, и поэтому - тоже избыточна. В схему просится нечто более миниатюрное и дешевое - наподобие IRLML2502TR, который может управляться прямо логическим уровнем, без резистора R5.
Ответить
0
Андрей #
А0 - это что за линия? В даташите на ЛСДшки нету таковой
Ответить
0
Евгений #
А есть ли какие- нибудь аналоги используемого ЖК-дисплея? А то что-то не могу найти такого в продаже.
Ответить
0
barsec #
Подскажите, в чем может быть проблема? ESR метер работает на максимальной частоте 12 МГц, выше не хочет. Кондерами, которые стоят возле кварца, игрался. ФУЗЫ выставлены правильно. Микросхема ATtyny2313A-pu.
Ответить
0
sergeici45 #
Правильно собранный прибор запускается сразу! Моё мнение ,все резисторы для подстройки, заменить многооборотными подстроечниками. Спасибо АВТОРУ!
Ответить
0
Андрей #
ESR работает когда конденсатор впаян в плату?
Ответить
0
Артем #
У меня возникла такая проблема. Собрал прибор. Прибор работает, но не правильно показывает емкость и внутреннее сопротивление. Пытался подобрать железо, но возникла такая проблема, что один номинал конденсатора показывает правильно, а когда берешь другой номинал уже идет погрешность. Решил поиграться с прошивкой, посчитал константы. Взял прошивку автора из журнала. Пытался от компилировать. Выдает ошибки. Не могли бы сказать в какой проге автор писал код программы и в последующем компилировал (т.е. из acm сделал hex, что бы залить в микроконтроллер)?
Ответить
0
Dima #
Если в данной схеме отключены USART, автовыключение, индикация разряда батареи, то резисторы R16, R17 не нужны. Поэтому нужно в прошивке ещё убрать код, отвечающий за инициализацию встроенного в МК компаратора:
;-----------------------Инициализация компаратора

;ldi temp,0b01110000 ;Настройка компаратора
;out ACSR,temp
Ответить
0
_3Rider #
Не совсем понимаю про диоды VD3, VD4 - разве по ним не будет стекать ток, который должен идти на исследуемый конденсатор?
Ответить
+1
Dima #
Диоды VD3, VD4 служат для защиты при подключении заряженного конденсатора. Конечно на точность измерения эти диоды тоже оказывают влияние, но при том напряжении, которое здесь используется (не более 0.3 В) этим "влиянием" можно прнебречь. Кремниевые диоды обычно открываются при напряжении выше 0.8 Вольт. При внутрисхемном измерении емкости и ESR такое малое напряжение вполне допустимо, так как многие тразюки открываются при U>0.6 В. Исключение -- диды Шоттки, у них прямое падение напряжения в открытом состоянии около 0.2 Вольт, поэтому в этом приборе желательно перестроить второй порого компаратора на 0.2 В.
Ответить
0
Василий #
В прикрепленных файлах есть файл "сборочный чертеж" он с ОШИБКОЙ. Там указаны транзисторы А733, у них цоколевка отличается от кт3107...
Ответить
+1
Валерий #
Почему автор отказался от автономного питания, хотя схема в журнале "Радио" ключ по питанию разработан не лучшим образом, недостатки очевидны - при повышенном входном напряжении работает не стабильно скажем так больше 10в, это связано большой разницей между логической 1 и питанием, проблемы с автовыключением.
Мне не понравилось, что ключ питания работает по общему проводу то есть по минусу. Возможно автору статьи тоже что то не понравилось.
Извините что не так и не судите, зто моё мнение. Спасибо автору за статью она очень помогла мне, в своё время собрал несколько приборов друзьям очень довольны.
Причём последние сборки без подбора резисторов по своему эталону и работа вполне удовлетворяет. Могу предложить свою версию и печатную плату преимущественно на SMD, но не могу прикрепить файлы
Ответить
0
vlakar #
И еще вопрос к вам Валерий по точности измерений. Мне не удалось достичь компромисса между точностью измерения емкости и ЭПС. Настроишь более менее измерение емкости врет- сопротивление и наоборот. Приведите результаты измерений конденсаторов 10, 100, 1000, 1000. И параметры делителя R6,9,10
Ответить
0
Стас #
При первом включении и подборе резистора R2, при подключении, что должно происходить на дисплее? А то у меня ничего.
Ответить
0
Александр #
Спаял, заработал сразу. Настроил, работает супер. Автору огромное- Спасибо!
Ответить
0
Владимир #
Аппарат спаял, настроил, ( это мой первый измерительный прибор на Avr контроллере, контроллер прошивал сам ) несмотря на свой преклонный возраст, радовался как ребёнок, СПАСИБО за ESR+C метр!
Ответить
0
6п41с #
А что означает надпись внутренняя батарея не подключена?
Ответить
0
Domovoy #
На рисунке печатной платы, что в прикреплённом архиве, есть не соответствия - ножки 7,8,9 контролера соединяются с общим проводом, а в схеме совсем не так.
Ответить
0
Роман #
Изображение печатной платы должно быть перевернутым
Ответить
0
Дмитрий #
Спасибо за проект! Повторил, работает отлично. Калибровал с помощью магазина сопротивлений, сделал за пол часа.
Ответить
0
Bredov-IV #
Приведённые таблички, видимо, совсем из разных опер. Если для некоторых конденсаторов максимальное значение эпс указано меньше, чем типичное (47*250, 100*250, 220*250, 470*250, все 4700, все 10000), то кому верить? Самому жёсткому пределу?
Ответить
0
Sasha_goy #
Проект интересный, спасибо. Собрал, запустил, на индикаторе отображается Сх< min, esr>max. При подключении конденсатора и подборе R2 ничего не происходит. Сборку перепроверил 2 раза в чем может быть проблема?
Ответить
0
Василий #
Собрал данное устройство - работает без проблем. При калибровке использовал многооборотные потенциометры. Автору спасибо за проект!
Ответить
0
Streetboy163 #
В двух словах расскажите в каких участках схемы какие предельные значения esr допустимы? Где-то наверно наиболее схема чувствительна к esr, где-то не особо
Ответить
0
Владимир #
Уточните пожалуйста ваш вопрос. Вы имеете ввиду точность измерения ESR, прибором? Или же где надо использовать конденсаторы с Low ESR а где обычные? Если второе, то в этом разделе это не обсуждается (ищите соответствующую тему)
Ответить
0
Андрей #
Все работает. Спасибо автору. Одно не могу понять зачем кнопка калибровки? Я ее и нажимал и нет ни какой разницы
Ответить
0
Владимир #
Прибор стабильно занижает емкость в сто раз. Пробовал разные прошивки. Аналоговую часть перебрал несколько раз. Ничего не помогает.
Ответить
0
Neo1 #
Собрал прибор. На экране пишет:
"Сх > max или КЗ".
При этом конденсатор не подключен. В чем проблема? Спасибо.
Ответить
0
vadim #
Прибор работает очень даже не плохо при условии среднего соображения и не кривых рук! Спасибо автору! Можно настроить очень точные показания измеряемой С и ее ESR!Собрал уже 5 штук таких -никаких проблем...Читаю комментарии и удивляюсь! Кому не нравится надпись "Сх>max" зайдите в исходники и подредактируйте в AVR studio на свой вкус и цвет
Ответить
0
сергей #
Hex заливается нормально, а изменить фузы не получается, по калькулятору при установке ckel 1, как при использовании poni prog, в 16-ричной получается:
Extended Byte=FF
High Byte=FF
Low Byte=EF
Программирую Sinaprog может я чтото делаю не так. Подскажите фузы в 16 ричной системе
Ответить
0
Ярослав #
Да вроде все правильно:
Low=EF, High=FF, Extended=FF, Lock=FF
Программатор - USB-ISP V2.0, программа - ProgISP_1.72
Ответить
0
Сергей #
Немного почитал про фьюзы и установил:
Low=EF, High=DF, Extended=FF, Lock=3F.
Lock=3F, оставил такой как был по умолчанию. Подключал монитор, работает. Завтра буду пробовать калибровать.
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется электрическое сопротивление?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Осциллограф DSO138
Осциллограф DSO138
Конструктор - темброблок на LM1036 Паяльная станция Hakko 936
вверх