Перейти к содержанию
  • записи
    4
  • комментариев
    156
  • просмотра
    68 003

Микропроцессорный Измеритель C & Esr.


DesAlex

14 126 просмотров

В наше время, когда, практически, все источники питания радиоэлектронной аппаратуры строятся по импульсным схемам, одним из наиболее востребованных приборов ремонтника есть измеритель ЭПС электролитических конденсаторов. 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:

2pspxeg.jpg

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 :-)

bfnn6r.jpg

Настройка. 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 нафиг 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:

2rggjth.jpg

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:

2zgchtj.jpg

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:

mwb8ti.jpg

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 :-)

52aq39.jpg

В прикреплённом архиве - схема, печатная плата в формате SL 5, прошивка, сборочный чертёж и двухмерное фото собранной платы. Удачи!

130 Комментариев


Рекомендуемые комментарии



Доброго времени суток. Автору блога спасибо за адекватную оценку возможностей прибора и нормальную доработку под свои потребности, и отдельное спасибо за качественную сборку и подробное описание в данном блоге. Кстати в оригинальном исполнении прибора КС133 также на плате нет (пара импортных стабилитронов) и использован ЖКИ именно WH0802А-YYK-CT :rolleyes:. Вот фото внешнего вида оригинального прибора 14397152.jpg. Тут видео демонстрирующее работу прибора (было выложено в ответ на жалобу, что показания прибора "пляшут": так емкость конденсатора 1000,0х25в показывает 970 +/- 5мкф, ЭПС - 0,34 -0,54 Ом).

dimon790

про 0.00 Ом не верю, программа физически не предусматривает таких показаний (меньше чем <0,01 не покажет). Это конечно в том случае если корректировка программы ограничилась только корректировкой расчётных констант.

Поскольку у некоторых возникают трудности с компиляцией предлагаю на тестирование собранный на скорую руку комплект (версия 1.01) . Для перекомпиляции наличие AVRStudio и навыков программирования не требуется.

Ссылка на комментарий

Уважаемый vyachko , верить или не верить это ваше право , я лишь констатирую факт ( жаль фотика не было под рукой ). Если ещё раз , попадётся это значение , обязательно сфотаю для вас . Насчёт корректировок , всё делал как описано в статье ж-л "Радио", другие константы не трогал .

Ссылка на комментарий

Выше я выкладывал комплект (версия 1.01), в котором была замечена недоработка (на моём компьютере с установленной AVRStudio всё работало нормально, но на компьютере без студии компиляция не выполнялась), поправил сборку, попробуйте C_ESR_Helper_1.01+

Ссылка на комментарий

Спасибо за приятный отзыв и уж тем более - огромное Спасибо за эту разработку! Прибор выручает меня, можно сказать, ежедневно!

Ссылка на комментарий

Хочу внести свою лепту в настройку прибора, с которым я долго провозился...

решил настраивать по методике в журнале, так как подбор резисторов в данном случае не очень важен

после долгих мучений прибор таки настроить удалось, мои комментарии в настройке:

принципиально на измерение ESR влияют напряжения, которые желательно измерить на приборе

с 4-мя знаками после запятой (чтобы определиться с 3-им знаком)

например у меня при напряжениях на компараторе 0.156 и 0.274 В ESR кондера Capxon LZ 2200х16 был 0,44 Ом

а при 0.155 и 0.274 В ESR стало нормальным 0,16 Ом

Ссылка на комментарий

Автор доработки (кстати огромное спасибо ему) немножко не учел, что автоотключение прибора кроме аппаратного есть и программно (заложено в прошивку МК), поэтому после 4,5 мин прибор тупо замирает и нужно выключать и включать питание что не очень удобно...

но если в листинге программы (открыв в обычном блокноте) закоментировать строчки (добавить перед каждой из них точку с запятой):

cpi autoff,255 ;Сравнение autoff с 255 (~4'35")

breq autoff_check1 ;Если autoff=255, то на autoff_check1, иначе далее

то прибор замирать не будет от длительного неиспользования

ес-но перекомпилировать потом надо и прошить заново МК

Ссылка на комментарий

Здесь От автора прошивки vyachko , исправленный исходник, где убрано автоотключение прибора, конроль батареи и USART

Если с прошивкой не будет проблем добавлю в нее символ "мю" вместо "u" на моей модификации прошивки он работает

Ссылка на комментарий

yuroksСпасибо,работает.Проверил напряжения:

0,2598 и 0,1361 Вольт, токи 0,55 и 7,591 мА, подставил в C_ESR_Helper перекомпилировал исходник в AVR Studio 4 :o и этот прибор своими показаниями стал ещё лучше нравиться мне.

Ссылка на комментарий

собрал я приборчик а он при подключении конденсатора долго думает и показания уж очень не те

монтаж проверил прошивку тоже перепроверил помогите советом

Ссылка на комментарий

Собрал второй прибор с панельной под ЛМ-ку и тут заметил что величина поправки не меняется при разных ЛМ-ках, хотя ESR отличается на разных экземплярах почти в 2 раза (напряжения на входах компараторов не меняются)...

Автор в журнале указывал что поправка учитывает время срабатывания компараторов, а тут получается нет...

У всех ли такие проблемы? (кстати 1-ый прибор как выяснилось тоже поправку туже показывал)

Ссылка на комментарий

собрал я приборчик а он при подключении конденсатора долго думает и показания уж очень не темонтаж проверил прошивку тоже перепроверил помогите советом

а ты случайно не забыл отключить фьз деления частоты CKDIV8?

Ссылка на комментарий

вопрос , я конечно прочитал почти все но частично по диагонали .

можно ли этим прибором измерять не выпаивая конденсаторы ? например в мат платах? так как некоторые схемы измерителей это позволяют . допустим пусть точность пострадает но оченить что жив или мертв - можно?

Ссылка на комментарий

Доброго всем времени суток, коллеги электронщики и все кто одержим этим делом!!! Собрал наднях сей прибор на самодельной макетной плате, настраивал по рекомендации автора Келехсашвили В.(vyachko) при первом измерении заметил то, что ESR завышает в несколько раз, а ёмкость мерит довольно точно, токи (0,5mA и 8mA) и напряжения (150mV и 300mV) выставлял с помощью прецизионного мультиметра APPA 105N, константы в программу соответственно свои вбил, пришлось всё-таки подкручивать R6, R9, R10 чтоб ESR таблице соответствовало, ну и соответственно R1 и R2-подгонка ёмкости. Прибор конечно не идеален, по части линейности и точности, но, опять же как ранее люди писали: не сложность схемы+доступная элементная база+хорошее описание принципа работы+относительно простая настройка и т.д. Плюсов у этого прибора больше чем недостатков, автор молодец, за что ему респект и уважуха!!! Элементы, которые я применил: дисплей: WINSTAR (самый дешёвый) WH0802A-YYH-CT#, транзисторы: BC327, стабилитроны: всё таки отечественные и именно КС133Г (с оранжевой полосой), MOSFET: IRF530A (не IR, а Fairchild). Нравится, то, что прибор шустрый и не тупит при измерении даже больших ёмкостей, сравнивал с заводскими VICTOR VC6013, MASTECH MY-6013(эти ещё ничего по скорости), APPA 105N, VICTOR 88E (тормоза ). Собираюсь ещё два таких прибора собрать, полностью на SMD, корпуса и элементы в ПЛАТАНе уже прикупил, вместо резисторов со звёздочками подстроечники однозначно ставить буду многооборотные SMDшные (кубики 6*6мм, 11 оборотов). Вот несколько фотографий, качество, конечно не очень, телефон всё таки :D

Ссылка на комментарий

Выше я выкладывал комплект (версия 1.01), в котором была замечена недоработка (на моём компьютере с установленной AVRStudio всё работало нормально, но на компьютере без студии компиляция не выполнялась), поправил сборку, попробуйте C_ESR_Helper_1.01+

Я попробовал, только почему-то при подмене в исходник констант, всегда одно значение const1b = 8400, и не меняется

PS: Нашел почему, если в окошке где вводим значение Ib с точкой, то при компиляции новое значение в исходник не записывается - а если запятая то все нормально. Странно однако.

Ссылка на комментарий

Здесь обещанная прошивка с символом "мю" вместо "u"

Просветите меня неуча, данная прога для работы с разработкой DesAlex?, и если до то как компилировать в hex, и загонять все это на микроконтроллер?

Ссылка на комментарий
Здесь обещанная прошивка с символом &quot;мю&quot; вместо &quot;u&quot;
Просветите меня неуча, данная прога для работы с разработкой DesAlex?, и если до то как компилировать в hex, и загонять все это на микроконтроллер?

братан,потерпи до завтра!я сделал этот прибор! настраиваю по методе из журнала,всё как надо компилю!!! авр студио у меня ,сам расчитал константы ,только что прошил тиньку,но вся трихомудия у меня на работе.сегодня ночная вахта.там попробую как будет мерять !!!!завтра напишу как надо делать подробно-счас засыпаю !!!!!

Ссылка на комментарий

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы публикуете как гость. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.

Гость
Unfortunately, your content contains terms that we do not allow. Please edit your content to remove the highlighted words below.
Добавить комментарий...

×   Вставлено с форматированием.   Восстановить форматирование

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

Загрузка...
×
×
  • Создать...