Главная » Измерения
Призовой фонд
на декабрь 2019 г.
1. 1000 руб
Паяльник
2. 100 руб.
От пользователей

Похожие статьи:


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.

Схема тестера оптопар

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:

Корпуса оптопар

После этого была разработана схема соединений панелек:

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.

Внутренности прибора

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.

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: 0 0
Я собрал 0 1
x

Оценить статью

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

Средний балл статьи: 5 Проголосовало: 1 чел.

Комментарии (11) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Публикатор #
На форуме автоматически создана тема для обсуждения статьи.
Ответить
+2
Критик #
А зачем здесь синтезатор и дополнительная логика, когда сама Атмега полностью самодостаточна?
Ответить
-1

[Автор]
sergej_shaggy #
И точно - зачем? А если взять STM32 или ПЛИС, то еще лучше будет.
Ну вот так сделал я, сделайте по своему. Мне для проверки хватало и осциллографа, как это показано в видео. Но я все-таки сделал нормальный автономный прибор.
Ну и кроме того, как на меге проверить, допустим, частоту в 1 МГц? А с внешним синтезатором это можно сделать. А дополнительная логика нужна прежде всего для защиты микроконтроллера. Ведь мало ли какие оптопары придется подсоединять. Где-то и коротыш может быть, который может спалить выхода.
Ответить
+1
BARS_ #
Спалить выходы через резистор? Как вы себе это представляете?

А если взять STM32 или ПЛИС, то еще лучше будет.
Ну на счет ПЛИС перебор, а вот STM32 без проблем даст и 1МГц и больше. Так что ее применение как раз таки намного логичнее, чем МК с логикой и синтезатором. Ну а пускать 1МГц через оптопару, по меньшей мере, глупо. Я вообще сомневаюсь в существовании тех оптопар, которые могут 1МГц пропустить.
Ответить
0

[Автор]
sergej_shaggy #
Оптопары на 1 МГц и выше:
6N135, HCPL2530. А 6N137 вообще вроде 10Mbit/sec.
По элементной базе ниже напишу комментарий, не Вас одного этот вопрос интересует.
Ответить
+1
ruhi #
Если на оптопару подать импульс напрямую с Атмеги , а выход оптопары завести на "Capture"-таймера, то можно напрямую померить задержку фронтов импульса, а значит и всего импульса, при частоте 8 Мегагерц разрешение будет, соответственно, 1/8 микросекунды!
Прямой метод измерения лучше косвенного!
Выкидывайте, нафик, синтезатор!
Ответить
0
Критик #
При 8MHz тактовой, даже програмными средствами 4MHz не проблема, либо вы не программист.
Даже старушки 6N136, 6N137 1MHz потянут.
Ответить
0

[Автор]
sergej_shaggy #
Да, я не программист. И программы пишу на BASIC (BASCOM) - сейчас крутые программисты меня с дерьмом смешают.
Ответить
0
Критик #
Не обязательно, но прочесть datasheet желательно. Хорошие программы и на беисике люди пишут.
Ответить
0

[Автор]
sergej_shaggy #
У меня другой профиль работы. В свое время схемы телевизоров в уме держал, напрямую регистры COM порта программировал на PC/At (на 50, 100 бод переводил и код МТК-2) на АСМе, базы данных писал в банке. Опыта хватает. А сейчас мне главное быстро сделать и чтобы выполняло свои функции. Разбираюсь сейчас с LD, FBD, ST - там до оптимизации на уровне микросхем даже и речи нет.
Конечно, если запускать серию в производство, то там считать надо. Даташит я в общих чертах знаю. Знаю как использовать таймеры. Знаю, что входа на МК и так имеют триггеры Шмидта. Но мне было проще и интереснее сделать так. Идею я выложил. Если Вам до зуда хочется показать Вашу крутость - то сделайте свою реализацию. Хотя я и сейчас могу сказать - да, моя реализация не оптимальна. Но она работает и работает у меня до 1 МГц.
Одно я знаю - нет такой схемы, которую нельзя улучшить.
И как можно рассуждать о хорошей или плохой программе, если я код не выложил? Для меня вообще в программе было важно научиться управлять синтезатором. Честно говоря даже и желания дальше заходить на сайт нет. На этом откланиваюсь.
Отредактирован 14.11.2019 11:24
Ответить
0

[Автор]
sergej_shaggy #
По выбору элементной базы. Долгое время я вообще пользовался генератором сигналов (можно собрать на ЛА3) и наблюдал импульсы на осциллографе. Порой картинки были типа как на рисунке. Уже тогда была мысль поставить пару-тройку триггеров и счетчиков для подсчета задержки или импульсов. Может именно поэтому я не стал изобретать что-то новое, а просто взял микроконтроллер и синтезатор. Мне так проще было и по структуре и по отладке.
В интернете куча способов проверки оптопар и практически все просто проверяют работоспособность морганием светодиода.
В современной электронике в целом много избыточного. Взять те же ПЛК - куча лишнего в них заложена. Дальше развивать мысль не буду, каждый сам додумает.
Прикрепленный файл: 11.jpg
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется сила тока?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Конструктор: DDS генератор сигналов
Конструктор: DDS генератор сигналов
AVR-программатор USB ASP Discovery V8
вверх