Простой ESR-метр
Возникла необходимость ускорить время "тонких" ремонтов, а фактически собрать прибор для измерения ESR конденсаторов. Самым простым показался ESR-метр от GO, с сайта http://pro-radio.ru/measure/3288. Материал является копипастом данной ссылки. Однако в отличии от оригинала, более удобен для чтения.
Все фото и схемы - это только оригинальный конструктив GO. Другие варианты исполнения предложенные в на ветке форума не рассматриваютя. |
Параметры.
Измеряемая емкость 1-150 000 мкФ
Измеряемое ESR до 10 Ом
Ток потребления от 19 до 24 мА при замкнутых щупах потребляемый ток возрастает до 36мА
Достоинства:
Удобством ESR-метра является то, что почти во всех случаях можно проверить конденсаторы без выпаивания! Это возможно потому, что хороший конденсатор на высоких частотах почти подобен короткому замыканию, и любые другие компоненты, подключенные в параллели, окажут минимальное влияние на измерение.
Недостатки:
Несколько неудобное отображении конденсаторов выше 1000мкФ. Отличие в разделителе, точка или запятая.
Показания дисплея ESR-метра при измерении конденсатора 2,2 мкФ, в качестве разделителя используется ТОЧКА. | Показания дисплея ESR-метра при измерении конденсатора 2200 мкФ, в качестве разделителя используется ЗАПЯТАЯ. |
Рис. Внешний вид ESR-метра. |
Рис. Внешний вид ESR-метра с снятой крышкой. |
Рис. Плата ESR-метра с собранном виде. |
Рис. Плата ESR-метра без дисплея. |
Рис. Корпус ESR-метра.
Схема.
Рис. Схема ESR-метра в формате GIF.
Схема в формате SPL (Скачать). Для открытия требуется установить sPlan 6.0 (Скачать русский sPlan 6.0).
Печатная плата в формате LAY (Скачать). Для открытия требуется скачать Layout 5, инсталяция не требуется (Скачать русский Layout 5.0).
Ниже приведены печатные платы в формате gif, рисунки для сборки и проверки качества травления, на тот случай если под рукой нет Layout 5, а печатную плату необходимо посмотреть.
Рис. Печатная плата |
Рис. Печатная плата вид со стороны SMD компонентов |
Рис. Печатная плата вид со стороны DIP компонентов |
Процессор.
Сердцем устройства является прошитый прцессор PIC16F873(A), PIC16F876(A).
Прошивка для для процессора PIC16F873(A) в формате HEX (Скачать), исходники (Скачать).
Прошивка для для процессора PIC16F876(A) в формате HEX (Скачать), исходники (Скачать).
Внимание! Процессора PIC16F873(A), PIC16F876(A) отличаются прошивками. Будте внимательны при программировании. Биты конфигурации для процессора лежат в HEX файле, либо в исходниках, для bin прошивки; CP_OFF ; BODEN_OFF; HS_OSC; WRT_OFF ; WDT_OFF ; PWRTE_ON; DEBUG_OFF ; CPD_OFF; LVP_OFF |
Даташит для процессора PIC16F873(A), PIC16F876(A) на английском (Скачать), на русском (Cкачать)
Фактически даташит для процессора не нужен, все и так хорошо работает. Но все же на этапе покупки возникают вопросы с маркировкой и заменой. Из всего даташита требуется только предпоследняя страница.
Рис. Необходимые параметры, на которые надо обратить внимание при покупке процессора для ESR-метра.
Для рассматриваемого конструктива требуется процессор в корпусе DIP28, с поддерживаемой рабочей частотой до 20мГц.
И конечно, чем отличается PIC16F873 от PIC16F873A. В случае с ESR- метром - ничем, покупайте тот, который дешевле и сможете купить.
Внимание! Алгоритмы программирования (точнее стирания) у PIC16F873 от PIC16F873A разные, поэтому в программаторе необходимо точно (согласно литере) выставлять тип программируемого процессора. |
Немного теории. Чем отличается PIC16F873 от PIC16F873A расписано в даташите (Скачать). Основные отличия: |
Остальные элементы.
Список резисторов, по номиналам - для закупки, по наименованию - для монтажа.
Список конденсаторов, по номиналам - для закупки, по наименованию - для монтажа.
Список Диоды, Микросхемы, Кварц, Транзисторы.
DA1, DA2 (TL082)
Комментарий:
Из обязательных требований к ОУ:
- полевые тр-ры на входе
- работа при питании +/- 5V
- при питании +/- 5V максимальное положительное Uвых >= 3.8V
Ну а дальше, как обычно - Uсм поменьше, быстродействие побольше, и чтобы нагрузку потянул.
TL082 конечно не самый лучший вариант на свете, но распространен достаточно широко.
Дисплей FDC1602C. Подойдет ЖКИ модуль на основе контроллера HD44780 с организацией 16 символов, 2 строки.
Встречаются варианты исполнения с перепутанными ногами 1 и 2 - земля и питания необходимо проверить визуально, как там на самом деле разведено. |
Щупы. Чтобы скомпенсировать падение напряжения на проводах, тестируемый конденсатор лучше подключать по 4-х проводной схеме Кельвина, поэтому и разъем для подключения щупов 4-х контактный, а провода объединяются вместе уже на крокодилах. Токовые провода - неэкранированные 45 см сечение 0.75 кв.мм , и обратно от крокодилов МГТФ-0,2 для напряжения.
Неоригинальный вариант. Возможно использовании экранированных проводов - оплетка для тока, центральная жила - для напряжения, работало вроде нормально. |
Первое включение .
Проверяем наличие +5V после 78L05 и -5V (4.7V) на выходе DA4.
Подбором R31 добиваемся нормальной контрастности на индикаторе.
Включение прибора при нажатой кнопке Set переводит его в режим установки корректирующих коэффициентов. Их всего три - для каналов 1 Ом, 10 Ом и для емкости. Изменение коэффициентов кнопками + и -, запись в EEPROM и перебор -той же кнопкой Set.
Отладочный режим.
В этом режиме на индикатор выводятся измеренные значения без обработки - для емкости - состояние таймера (примерно 15 отсчетов на 1 мкФ) и оба канала измерения ESR (1 шаг АЦП=5V/1024). Переход в отладочный режим - при нажатой кнопке "+"
Установка нуля.
Для этого замыкаем вход, нажимаем и удерживаем кнопку "+" и с помощью R4 добиваемся минимальных показаний (но не нулевых!) одновременно по обоим каналам. Не отпуская кнопку "+", нажимаем Set - на индикатор выведется сообщение о сохранении U0 в EEPROM.
Далее измеряем образцовые сопротивления 1 Ом (или меньше), 10 Ом и емкость (которой доверяете), определяем поправочные коэффициенты. Прибор выключаем, включаем при нажатой кнопке Set и устанавливаем коэффициенты соответственно результатам измерений.
Поправочные коэффициенты устанавливаются один раз при первоначальной настройке прибора. |
Итак собранное устройство не заработало или заработало с ошибками.
Внимание! В схеме, в печатной плате, в прошивках ошибок нет. Проверено неоднократной сборкой. Если после сборки устройство не работает ищите ошибку, в монтаже, в непротравленных местах платы, ошибочно установленных элементах, дефектных деталях, несоответствии прошивке процессору. |
1. При подключении емкости-Сх---
Это значит, что за отведенное для измерения время, микроконтроллер не дождался сигнала срабатывания компараторов. Проверьте компараторы DA 3.1, DA3.2 (LM393) и их обвязку.
2. При подключении сопротивления 10 Ом на индикаторе ESR 4,507
Отличие ESR в два раза в меньшую сторону говорит о том, что необходимо заменить TL431, причем поискать м/с от другого производителя.
3. При подключении резисторов от 1 до 10 Ом пишет ESR 0.000
Если корректирующие коэффициенты для каналов 1 и 10 Ом случайно не равны нулю (проверьте), то проблему следует искать в монтаже/деталях в районе DD2. Если все нормально - поменять CD4066 на другого производителя.
4. Разводка "холодного" кабеля к конденсатору
- токовый провод (черный толстый на фотографии) от конденсатора к земле в район истока транзистора VT2 и двух защитных диодов VD1, VD3;
- провод для напряжения (тонкий) от конденсатора в точку соденинения С1, С2 и выв.1 DD2.2.
3 comments