Обзор многофункционального тестера mega328 от TCXRE

Комплектация тестера

1. Тестер в сборе (плата тестера с установленной и зафиксированной на ней платой дисплея) - все это на фото (рис.1);

2. Элементы корпуса с защитным слоем + защитное стекло для дисплея (рис.2)

3. Элементы механических креплений (рис.2)

4. Ручка энкодера пластмассовая (рис.2)

5. Колодка питания для батарей типа "Крона" + переходник (колодка питания с штекером) для внешнего подключения батареи формата "Крона" (рис.2)

6. Пара ИК-светодиодов + фотоприемник uPD6121 (рис.2)

Отсутствие руководства к прибору не удивило, но наличие инструкции было бы уместным. Пришлось довольствоваться информацией, имеющейся на страничке продавца.

Заявленные параметры (со странички продавца в интерпретации автора и попытке осмысления китайского русского ):

Основное назначение тестера - автоматическое определение пассивных компонентов (RCL) и их параметров, автоматическое определение структуры пассивных и активных полупроводниковых приборов и их основных параметров.

• Тестер (по заявлению продавца) способен тестировать практически все известные полупроводниковые структуры, за исключением транзисторов со встроенными резисторами.
• Заявленный диапазон измерения индуктивности 10мкГн-20Гн
• Диапазон измерения сопротивления 0,01Ом-50МОм
• Диапазон измерения емкости не указан, но, судя по иллюстрациям измерений на страничке, верхняя граница измерений составляет не менее 2000мкФ, нижняя же (судя по описаниям подобных приборов на страничке иных продавцов) - от 15пФ (пикофарад) с точностью 1пФ.
• Диапазон работы генератора прямоугольных импульсов не указан, а по информации из других источников составляет 1Гц - 1Мгц.
• Генератор широтно-импульсного сигнала генерирует последовательность регулируемых во времени импульсов 0 до 99% от периода с фиксированной частотой 7812,5 Гц.
• Диапазон измеряемых частот не указан, но по описанию иных продавцов, - не хуже, чем 0Гц-1МГц
• Бонусные возможности прибора: тестирования цифровых датчиков температуры, влажности; тестирования инфракрасных систем приема-передачи с декодированием их протоколов.
• Автоотключение при бездействии.
• Модификация относительно ранних версий прибора: внедрен в схему прибора кварцевый резонатор 16МГц (вместо 8МГц) что, по заявлению продавца, уменьшило время тестирования компонентов.
• Ток, потребляемый от источника питания в режиме выключения прибора - 10нА
• Ток, потребляемый во включенном пассивном состоянии - не более 6мА
• Ток, потребляемый в режиме измерения - не более 30мА.
• Напряжение питания 6,5-12В

Внешний вид прибора определен корпусом, поставляемым в комплекте в разобранном виде.

Корпус из черненного оргстекла достаточно легко собирается, но точность сборки определяется деталями корпуса, которые все же недостаточно подогнаны под особенности платы и используемые наружные компоненты. Так, например, выяснилось, что гнездо питания, расположенное на плате, спроецировано не по центру соответствующего отверстия в корпусе, что, в общем, не мешает штекеру БП быть вставленным в гнездо (Рис.4).

Если само гнездо приподнять над платой на пару миллиметров, то оно окажется практически по центру корпусного отверстия. Второй недостаток - рычажок панельки имеет недостаточную длину для нормального функционирования после упаковки прибора в корпус. Для устранения этого недостатка в комплекте имеется трубочка из достаточно твердого пластика, которая одевается на рычажок вместо шарика и укорачивается впоследствии до нужной длины (Рис.5).

Третий недостаток корпуса - сильно бликующее защитное стекло. При установленном освещении рабочего места, прибор приходится позиционировать таким образом, что бы свет от стекла не отражался в глаза, причиняя неудобство при просмотре показаний тестера.

В остальном корпус неплох, если не брать в расчет неудачный дизайн и формат корпуса (в карман такой тестер не положишь).

Перейдем к практическому освоению тестера (назовем его для краткости TTE - транзистор-тестер с энкодером).

Для сравнительных измерений были использованы дополнительные приборы (Рис.6):

• мультиметр UT70A с частотомером (до 15МГц), измерителем RCL;
• TT1 - прибор, аналогичный испытуемому тестеру предыдущего поколения (без меню и энкодера), имеющий практически ту же начинку, что и ТТЕ.
• простой функциональный генератор на микросхеме XR2206
• осциллограф DS203

Для включения тестера нажимаем ручку энкодера. Появляется сообщение о напряжении питания прибора и о тестировании компонента (рис.7).

Если гнезда панельки тестера пусты (см. схему подключения), то выдается сообщение об отсутствии компонента или его повреждении с большим вопросительным знаком.

Если смотреть на сообщение свыше 10 секунд, прибор отключится. Если до исчезновения сообщения нажать на энкодер и удерживать его в течении 3х и более секунд, на дисплее появится список меню с измерительными и «служебными» опциями (Рис.8).

Включение тестера длительным (3-5 секунд) нажатием энкодера, так же выдаст на экран дисплея список меню, с курсором, перемещаемым по списку поворотом ручки энкодера. Поскольку весь список меню не вмещается в рабочем пространстве дисплея, скролинг текста меню производится перемещением курсора с помощью поворота ручки энкодера по- или против часовой стрелке.

Меню прибора закольцовано и может прокручиваться бесконечно энкодером в ту или иную сторону.

Все опции списка меню вызываются наведением курсора на одну из них с последующим нажатием энкодера.

«Информация о ТТ» кроме версии прошивки прибора содержит графику с символами измеряемых структур, шрифте.

Опция «BackColor» меняет цвет фона дисплея изменением интенсивности основных цветов R, G, B выбором цифровых значений для каждого из них. Точно так же меняется и цвет шрифта использованием опции «Front Color» (Рис.9). Понятно, что не следует цвет шрифта выбирать таким же, как цвет фона или близкими к нему цветами.

Выбрав в списке опцию «f-Генератор» (генератор прямоугольных импульсов), необходимо запастись терпением для установки значения частоты. По умолчанию (после включения опции) частота генератора - 1Гц и регулировка обычным кручением ручки энкодера в разные стороны меняет частоту лишь в пределах от 1 до 10Гц. Однократные короткие (до 1с) нажатия кнопки энкодера увеличивают значение на 1 - вкруговую. Для вызова следующего разряда необходимо нажатие энкодера длительностью около 3-4х секунд. После этого необходимо выставить значение десятков герц и таким же длинным нажатием перейти к сотенному разряду. Установка значения 32768 может занять несколько минут, т.к. любое неосторожное или не рассчитанное по времени нажатие может вернуть пользователя в начальный этап установки. Сюрприз ожидает и в стотысячном (шестом разряде), где после установки сотни килогерц (при заявленном максимуме 1Мгц) не надо вызывать появление "миллионного" разряда нажатием энкодера, а просто необходимо продолжить его вращение до появления седьмого разряда. Если попытаться перейти в следующий разряд нажатием энкодера, произойдет сброс в младший разряд (единицы герц) и установку придется производить снова (Рис.10).

Недостатком является и ограниченное время работы генератора. По истечении некоторого времени (около 15 минут) на дисплее появляется список меню, а генератор возвращается к установкам по умолчанию (1Гц). В варианте с батарейным питанием это, конечно можно считать плюсом, но при практическом использовании генератора в долговременной процедуре, опция энергосбережения может стать раздражающей, если учесть количество приложенных усилий и времени для установки частоты генератора.

До 120кГц на выходе генератора наблюдается четкий меандр (Рис.11). На частотах свыше этого значения наблюдаются затягивания фронтов и спадов импульса (Рис.12), а свыше 800кГц амплитуда импульса начинает уменьшаться и за пределами 1Мгц падает вдвое, а на 1400кГц, - до 200мВ. При этом форма импульсов больше напоминает синусоиду.

При вызове опции «10-bit PWM» получаем широтно-импульсный регулятор с фиксированной частотой следования импульсов 15630Гц (при заявленной продавцом частоте – вдвое меньшей) при 50% заполнении по умолчанию (Рис.13).

Импульсы ШИ-регулятора четкие при различной ширине импульсов во всем диапазоне регулировки (1-99%). Регулировка ШИ закольцована: при минимальном во времени положительном импульсе дальнейший поворот ручки энкодера против часовой стрелки скачком увеличит импульс до временного максимума.

Частотомер имеет достаточно чувствительный вход и без ошибок считывает колебания, начиная от 150-200мВ. Чувствительность частотомера мультиметра UT70A – около 2В, приблизительно такая же чувствительность у безымянного частотомера-конструктора китайского производства. Частотомер ТТЕ выигрывает по этому параметру. Измерение частоты с достаточной точностью производятся в диапазоне до 1Мгц. В этом диапазоне частотомер не уступает по точности измерений UT70A и КИТ-частотомеру (Рис.14). Частотомер тестера может явно работать и за пределами 1МГц (Рис.15), но испытания производились только до 1МГц.

При измерении синусоидальных колебаний амплитудой приблизительно до 0,7В, частотомер тестера индицирует только значение частоты сигнала. При значениях амплитуды свыше 0,7В, индицируется так же и время периода колебаний. Так же период отображается при измерении прямоугольной импульсной последовательности.

Опция "Транзистор Тест" может быть инициирована из списка меню, так и включением прибора.

Для проверки тестера в режиме "Транзистор Тест" использовались следующие транзисторы

• биполярные: КТ315, КТ3102, КТ3117, КТ209, КТ503, КТ829, КТ973, TIP147, 2N5401, 2SC945, ГТ311, ГТ402
• однопереходные: КТ117
• полевые: n- p-канальные (JFET) КП103, КП302, КП307; с изолированным затвором (MOSFET) КП305, КП501, 2N7000; IRF640, IRF9540; IGBT-транзистор FGH60N20.

Тиристоры: MCR100-8, TYN812

Симисторы: MAC97, BT137-600E

Стабилитроны, диоды различные

Конденсаторы

• неполярные пленочные, керамические: 27, 47, 82, 150, 470, 1000, 2200пФ; 33, 62, 100, 100нФ
• электролитические: 220, 470, 1000, 6800, 12000мкФ

индуктивности 3,3-6,8-10-22-27-43-56-82-100-220мкГн

•    1-2,2-6,8мГн
•    5,7Гн

Набор компонентов для тестирования на рис.16.

При определении структуры и параметров полупроводниковых приборов тестер показался несколько более продвинутым, чем его менее функциональный аналог (без энкодера и меню). Так, например, кроме значения падения напряжения на эмиттерном переходе и коэффициента усиления (при тестировании биполярных транзисторов), на дисплее тестера индицируются еще и дополнительные параметры, такие, как ток эмиттера (для транзисторов с p-n-p-проводимостью), ток коллектора (для n-p-n-транзисторов), обратные токи перехода коллектор-эмиттер (для n-p-n-транзисторов). Для маломощных кремниевых транзисторов результаты измерения будут выглядеть как на рис.17. Для германиевых маломощных транзисторов так, как на рис.18. «Зеркальность» результатов параметров кремниевых и германиевых транзисторов почему-то наводит на мысль о неправильной методике измерения.

Озадачивает то, что индицируемые тестером величины обратных токов имеют подозрительно одинаковое значение (14мкА) для всех биполярных кремниевых транзисторов. Вряд ли это верно, т.к. обратные токи к-э-переходов современных маломощных транзисторов имеют обратные токи с меньшими на пару порядков значениями, а обратный ток а) не может быть фиксируемой или управляемой величиной; б) не могут транзисторы иметь одинаковый обратный ток даже при одинаковых условиях измерения.

Так же тестер исказил структуру исправного составного транзистора КТ829, посчитав его составным транзистором прямой проводимости. Не справился тестер и с определением структуры однопереходного отечественного транзистора КТ117, показав пару встречно-последовательно включенных диодов с различными значениями падения напряжений на их переходах.

Надо сказать, что и более древний собрат тестера (ТТ1) так же не признал названные транзисторы, отобразив их на дисплее аналогичным образом.

Все прочие биполярные транзисторы, используемые в тестировании ТТЕ, были успешно опознаны структурно и параметры их были измерены с небольшими разбросами относительно контрольных приборов.

Тестирование полевых транзисторов различных структур порадовало больше. Ошибок при определении структур полевых транзисторов замечено не было, обозначения n- и p-канальных транзисторов (JFET) "символизировались" более привычными обозначениями на дисплее ТТЕ, чем на дисплее ТТ1 (Рис.19).

Кроме информации о емкости затвора и значении минимального отпирающего напряжения (напряжения отсечки), присутствовали строчки с параметрами прямого падения напряжения на "встроенном" диоде и сопротивлении открытого канала (для транзисторов с изолированным затвором).

Для p/n-канальных (JFET) транзисторов выдавались строчки с уровнями напряжений открытия/закрытия каналов, начального тока стока при замкнутом на исток затворе. Показания измерений по этому параметру у приборов так же схожи и лежат недалеко от даташитовских разбросов этой величины для измеряемых транзисторов.

Показания величины сопротивления открытого канала MOSFET- транзисторов удивила неточными цифрами. Например, при минимальном заявленном сопротивлении открытого канала ПТ КП501 - 10Ом, показания тестера составили 6,3Ома. Для ПТ 2N7000 при заявленных 5Ом - 1,1Ома. Для IRF9540 при заявленных 0,2Ома - 0,0Ом. Измерить, однако, сопротивление открытого канала транзистора с малым напряжением отпирания на затворе при малых измерительных значениях - можно. Но вряд ли уровень напряжения на портах МК достаточен для полного открывания каналов мощных MOSFET- и IGBT-транзисторов. Для IGBT-транзистора FGH60N20 показания тестера - 0,0Ом, хотя IGBT-транзисторы и вовсе не нормируются величиной сопротивления открытого канала, т.к. канальная структура в IGBT-транзисторах заменена p-n-структурой «коллектор-эмиттер) и характеризуется напряжением насыщения, либо остаточным напряжением.

Нормально были распознаны тиристоры, симисторы, диоды, низковольтные стабилитроны (с напряжением пробоя менее 5В). Попытка распознавания стабилитронов с большими напряжениями пробоя, ожидаемо провалилась.

Точность измерения сопротивлений резисторов, индуктивностей моточных компонентов и емкостей конденсаторов тестером носила паритетный характер в сравнении с «контрольными» приборами (UT70A, ТТ1) и каких-либо нареканий не вызвала до измерения

• малых индуктивностей: (менее 10мкГн) крайне плохо измеряются UT70A и отображаются на дисплеях ТТ1 и ТТЕ в виде низкоомных сопротивлений;
• больших индуктивностей, где измеренная индуктивность первичной обмотки маломощного (до 20Вт) трансформатора составила по показаниям на UT70A 5,7Гн,
• на ТТ1 – 12,1Гн/ 11,7Гн/ 8,9Гн при измерении в различных сочетаниях контактов панельки;
• 12,5/8,45/11,9Гн для проверяемого ТТЕ. Стоит ли говорить о том, что разброс шокирующий, как по сравнению с UT70A (показаниям которого я полностью доверяю), так и при сочетании различных портов в ТТЕ.

Конденсаторы менее 10пФ ТТ1 так же не отображает.

Максимально измеренная емкость на проверяемом ТТЕ составила 12000мкФ.

Таблица сравнительных измерений для конденсаторов и катушек представлена в таблице на рис.20.

Таблица сравнительных измерений для резисторов представлена в таблице на рис.21.

Для проверки трехэлектродных полупроводниковых компонентов используются контакты измерительной панельки тестера ТР1, ТР2, ТР3 (см. схему подключения тестера). Любой из контактов панельки может соответствовать лишь одному электроду тестируемого компонента. Для проверки двухэлектродных компонентов, кроме конденсаторов большой емкости (свыше 100мкФ) используются любые контакты панельки (не одноименные) в любом сочетании. Параметры конденсаторов номиналом свыше 100мкФ могут быть измерены только при подключении к контактам ТР1 и ТР3.

Опция измерения индуктивностей при выборе в списке меню служит только для проверки индуктивностей /сопротивлений и не способна измерить параметры прочих компонентов. При выборе этой опции на дисплее появляется графический символ, объединяющий обозначение индуктивности и резистора. Для измерений используются любые из контактов ТР1-ТР3. Допускается измерение трехэлектродных переменных сопротивлений (подстроечные резисторы, потенциометры).

Опция измерения малых емкостей позволяет произвести проверку емкостей от минимального значения до максимума при подключении к любым 2 контактам измерительной панельки в соответствии со схемой подключения. Измерение параметров (кроме емкостей p-n-переходов) прочих компонентов при выборе данной опции - невозможно. При включении опции на дисплее появится символ конденсатора.

Опция "C+ESR@TP1:3" предназначена для измерения ESR всех конденсаторов, ESR которых может быть измерен в режиме этой опции, но не менее 1мкФ. Для предотвращения повреждения прибора, для измерения конденсаторов большой емкости следует использовать только измерительные контакты ТР1, ТР3. Эти контакты имеют некоторую степень защиты от большого тока заряда конденсаторов и от возможного наличия остаточного напряжения относительно небольшой величины. Прочие компоненты не будут измеряться при включении опции "C+ESR@TP1:3".

Опция «IR-Decoder» предназначена для отображения кодов ИК-пультов (ресиверов) с помощью установленного в панельку тестера ИК-приемника типа uPD6121. В качестве декодера используется собственно тестер.

Опция «IR-Encoder» - кодер ИК-сигналов для приемников ресиверов с возможностью обслуживания ИК-протокола. В качестве оконечной ступени передачи используются ИК-светодиоды, а в качестве модулятора – ШИМ тестера с кодированием, управляемым с помощью энкодера. Т.к выходной ток порта МК, обслуживающий ИК-светодиоды, составляет всего 6мА, ИК-излучение слишком мало и дальность передачи будет небольшой. Для тех, кому интересны опции ТТЕ, связанные с ИК-протоколами, - ссылка на файл с английским текстом: https://yadi.sk/i/lk7eVXox_QxqqA

Опция «DS18B20» предназначена для съема и декодирования информации с цифрового термодатчика DS18B20. В комплекте отсутствует. Подробности об опции в файле по ссылке: https://yadi.sk/i/lk7eVXox_QxqqA.

Опция «DNT11» - предназначена предназначена для съема и декодирования информации с цифрового датчика температуры и влажности DNT11. В комплекте отсутствует. Подробности об опции в файле по ссылке: https://yadi.sk/i/lk7eVXox_QxqqA.

Опция «Вольтметр» предназначена для измерения напряжения в цепях постоянного тока в диапазоне от 0 до 50В.

Опция «Режим самотеста» может быть востребованной при появлении предупреждающего текста на дисплее тестера о его декалибровке

Следом идет обучающий калибровке текст на трех дисплейных страницах

После которого следует выполнить калибровку

Калибровку можно, конечно, проигнорировать. В этом случае предупреждение о декалибровке тестера будет возникать после каждого измерения. Первое такое сообщение появилось на тестере после тестирования германиевого транзистора.

Согласно обучающему тексту, для калибровки следует запастись сдвоенной перемычкой с шагом между ее получившимися тремя выводами – 2,5мм. Это для того. что бы можно было вставить эту трехзубую вилку в три контакта панельки (ТР1-ТР3) по требованию тестера в процессе самотестирования. Следует так же иметь под рукой конденсатор емкостью не менее 100нФ, который потребуется в режиме калибровки.

Калибровка вызывается опцией «Режим самотеста»

После выбора этого следует сообщение о начавшемся тестировании. В процессе тестирования на дисплее появится требование «Закоротить!». После чего в три контакта (1-2-3) должна быть вставлена перемычка. При появлении на дисплее текста, в котором присутствует требование «Изоляция!», надлежит освободить контакты панельки от вилки-перемычки. После этого сообщения тестера. Необходимо вставить в контакты панельки 1-3 приготовленный конденсатор. По истечении некоторого времени тестирование заканчивается, о чем появляется соответствующее сообщение

 

В завершение обзора

Тестер, описываемый в данном обзоре, был проверен в меру технических возможностей автора.

Приобретался он на AliExpress и на момент написания обзора (январь 2020) стоил 11$

О реальных (измеренных) возможностях тестера:

• Напряжение питания, подаваемое на внешний разъем питания тестера, варьировалось автором от 6,5 до 12В.
• Потребляемый тестером ток не превышал в статике 10мА и не был более 30мА в режиме измерения (по показаниям цифрового амперметра лабораторного БП)
• Измеряемая частота 0-1.000.000Гц
• Реальный диапазон генератора прямоугольных импульсов
• с сохранением формы импульсов ТТЛ-уровня – 1-120.000Гц
• с сохранением амплитуды импульсов, но нарушением «прямоугольности» - 1-880.000Гц
• Частота ШИ-регулятора фиксированная 15.630Гц с регулированием ширины положительного импульса 1-100%
• Измеренный диапазон проверки сопротивлений 0-30Мом
• Измеренный диапазон проверки конденсаторов 27пФ – 12.000мкФ
• Измеренный диапазон проверки индуктивностей 10мкГн-5,7Гн при неудовлетворительном качестве измерения индуктивностей свыше 0,5Гн (завышение показаний)
• Таймаут автоотключения приблизительно составляет
• в режиме экспресс-теста компонентов (вызываемого опцией включения тестера) около 10с
• в режиме работы генератора - 15м
• ШИМ - 15м
• в режиме работы частотомера 15м
• отдельные опции измерения индуктивности, емкости, ESR, - около 5м
• Оценка функции определения структур полупроводниковых приборов – 8 из 10
• Оценка определения параметров транзисторов – 7 из 10
• Общая оценка работы тестера – 7 из 10

Резюме

Прибор действительно хорош в соотношении цена/функциональность, несмотря на отдельные несущественные огрехи. Такой «комбайн» (достаточно качественно сделанный и настроенный) может быть приобретен за относительно небольшие деньги (мене 1000 рублей РФ на момент написания обзора). Считаю, что прибор просто незаменим в случая, когда необходимо быстро определиться с цоколевкой неизвестного транзистора, ориентировочно оценив его прочие параметры такие, как емкость затвора, коэффициент усиления, падение напряжения на эмиттерном переходе. Не всегда под рукой может оказаться частотомер или генератор и в этих случая ТТЕ может быть полезным. В измерении параметров пассивных компонентов дешевой альтернативы для большинства начинающих электронщиков - не вижу. Профессиональные измерители LC-компонетов все же - достаточно дорогое удовольствие.

Минусы ТТЕ - не эргономичный корпус; чувствительность к длинным проводам (при использовании проводников длиной до 10см наблюдались существенные искажения результатов при некоторых измерениях), что ограничивает возможность выносных измерений или требует принятия специальных мер при таких измерениях; подсветка дисплея недостаточно яркая, что существенно осложняет визуализацию показаний при мелком шрифте многострочного дисплея; использование клемм «под отвертку» на измерительных входах; перегруженное меню потенциально не востребованными опциями; отсутствие возможности отключения функции автоотключения, что ограничивает непрерывное применение тестера; неудобная настройка генератора (установка частоты).