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



ссылка на обсуждение прибора http://www.radio-forum.ru/forum/viewtopic.php?f=1&t=1323

1. Создайте папку, с именем C_ESR_Meter, скопируйте в неё файл C_ESR_Meter.asm. В пути расположения папки, а также в имени самого файла не было пробелов и кириллицы.

2. Запустите AVRStudio.

3. В появившемся окошке Welcome to AVR Studio 4 нажмите New Project, выберите Atmel AVR Assembler. Задайте имя проекта C_ESR_Meter. Отключите опцию Create Initial file. Опцию Create folder оставьте отключенной. В качестве места размещения проекта укажите созданную ранее папку, обратите внимание, что в диалоге выбора, папку нужно не просто выделить, а открыть двойным кликом. Нажмите Next>>. Выберите в соответствующих окошках AVR Simulator и ATtiny2313. Нажмите Finish.

4. В панели Project (появляется в левой части окна программы) кликнуть правой кнопкой мышки на названии проекта (C_ESR_Meter) и в появившемся меню выбрать Add Files to Project. В появившемся окне выбрать C_ESR_Meter.asm и нажать Открыть. Сохранить проект Project>Save Project.

5. Для компиляции нажать Build>Build или F7. После завршения компиляции в созданной нами ранее папки появиться долгожданный C_ESR_Meter.hex.

Удачи!

Ссылка на комментарий

Спасибо,работает.Проверил напряжения:0,346v и 0,187v , токи 0,536 и 8.58 мА, подставил в C_ESR_Helper перекомпилировал исходник в AVR Studio 4 и потом показания по ESR подгонял в программе (подбирал константу U1).

borosergleon.

Ссылка на комментарий

Помогите советом!

Не могу прошить контроллер - как в описании, выставил SUT0, вот только у меня на SPIEN галочка стоит по умолчанию и снять ее ну никак... Write - и контроллер не определяется (код -24) а при считывании фьюзов уже везде галочки отсутствуют (на SPIEN тоже).

Программатор STK200/300 с буфером, Ponyprog

Ссылка на комментарий

отвечу сам себе.а заодно возможно и кому то помогу----- RC0802A-GKY-CSX подходит.проверено.полный аналог

собрал приборчик,но возникла проблема с настройкой......так и не догнал,как всетаки лучше натсроить? подбором резюков или всетаки програмно?как описывают некоторые пользователи?

Ссылка на комментарий

Да вопрос не в том, как восстановить фьюзы, а что и как нужно делать, что-бы ситуация не повторилась. И почему на скрине отсутствует галочка на SPIEN - ведь он отвечает за последовательное программирование?

Ссылка на комментарий

У меня контроллер раньше стоял в часах с кварцем 4Мгц ,когда попробовал запрограммировать в ESRmetre с кварцем 20Мгц пропала галочка SPIEN .Помог AVR doctor.Возможно из-за несоответствия кварца портятся фузы.

Ссылка на комментарий

Подскажите, пожалуйста. Собрал прибор, не глянул на цокалевку A733: запустил - не работает и греется стабилизатор. Прочитал тут про цокалевку, поставил вместо 733-х 3107. Схема по-прежнему не заработала, но стабилизатор перестал греться. Могло ли что-нибудь сгореть? Сравнил даташиты на A733 и 2SA733 - цокалевки одинаковые, но не такие как на чертеже, может стоит об этом упомянуть в статье?

Как правильно прошить тиньку? Пробовал шить STK500 в AVR Studio - выставил фьюзы CKDIV8 убрал, SUT0 поставил, стояло еще 2 каких-то, но они были не активны. В итоге - 2 убитых тиньки. Потом попробовал прошить последнюю тиньку USBasp - результат тот же. Может подскажете правильные фьюзы для программы, которая поддерживает USBaps?

P.S. Собираю "Atmega fusebit doctor" :(

Ссылка на комментарий

Подскажите, пожалуйста. Собрал прибор, не глянул на цокалевку A733: запустил - не работает и греется стабилизатор. Прочитал тут про цокалевку, поставил вместо 733-х 3107. Схема по-прежнему не заработала, но стабилизатор перестал греться. Могло ли что-нибудь сгореть? Сравнил даташиты на A733 и 2SA733 - цокалевки одинаковые, но не такие как на чертеже, может стоит об этом упомянуть в статье?Как правильно прошить тиньку? Пробовал шить STK500 в AVR Studio - выставил фьюзы CKDIV8 убрал, SUT0 поставил, стояло еще 2 каких-то, но они были не активны. В итоге - 2 убитых тиньки. Потом попробовал прошить последнюю тиньку USBasp - результат тот же. Может подскажете правильные фьюзы для программы, которая поддерживает USBaps?P.S. Собираю "Atmega fusebit doctor" :(

Ссылка на комментарий

Всем привет! Вопрос у меня ко всем гуру и к тем кто собрал данный прибор и самое гланое удачно прошил мк, не ужели ни кто не может выложить точный(правильный) скриншот как правильно выставить фьюзы? Ведь прочитав вопросы и ответы, я не один такой у которого уже две тиньки убитых!!!!!!!! Так разве это сложно просто показать людям где поставить заветные галочки? Я сначала прошил мк без изменения фьюзов и всё прошло на ура, но прибор показывает не то что у вас на фото, а чёрточки, знаки вопроса и нолик, ну потом решил перепрошить фьюзы как у вас тут показано и вот очередная беда!!!!!!!!!!!!! Помогите решить этот вопрос, но не давайте ссылки на учебники, а просто покажите как 100% должно быть!

Ссылка на комментарий

Так есть в моём описании такой скриншот - для программатора Пони Прог в окне конфигкрационных битов галочка должна быть установлена для фуза SUT0. Если перед программированием производилось чтение содержимого МК (что очень желательно), то автоматически найдёт отображение и установленный по умолчанию фуз SPIEN (он будет закрыт для изменений).

Ссылка на комментарий

DesAlex спасибо за быстрый ответ! Первую тиньку я именно так и убил, поставил галочку SUT0, а остальные убрал и всё! Она кончилась! Может я просто делаю что-то не так? А как вообще правильно менять фьюзы? :( Сначала надо прошить мк и потом менять, или сначала менять и потом прошивать или вооще не так? Как же удобны в этом плане PIC мк ни каких тебе проблем всё автоматом ставится! :rolleyes:

Ссылка на комментарий

Всем привет! У меня ещё вопросик, а какая тинька нужна сюда? Есть просто новая модификация ATTINY2313A-PU и есть ещё старого образца ATtiny2313-20PU, или всё равно какую? :o

Ссылка на комментарий

Сделал данный прибор первоначально долго думал и сильно врал,прошивал внутрисхемно, когдато делал металлоискатель, когда фуза SUT0 была включена то тормозил когда небыло ни одной галочки работает быстро осталось поигратся с тоной настройкой.

Ссылка на комментарий

Может кто сталкивался: при включении прибора на индикаторе горит верхняя строка (т.е. все 8 сегментов полностью закрашены). Уже все пересмотрел, проверил - все рабочее. Подключал индикатор 1602 - результат тот же: горит первая строка. Без контроллера показывает то же самое. Может с тинькой что-то не так. Пробовал уже 2 штуки: первую прошил через программатор для пони прога и установил фьюзы - все прошилось и считывается нормально. Вторую шил программатором USBasp программой AVR Programmer, только фьюзы не прошивал - результат тот же.

Ссылка на комментарий

Собрал этот измеритель. Настраивал по описанию в журнале Радио. Внес поправки в программу и перекомпилировал, как было описано выше. Точность измерения понравилась. Использовал МК ATTINY2313A-PU. В качестве корпуса приспособил коробочку от видеокассеты Video 8. Гнезда от разъема 2РМ впаял прямо в плату. Вкладку из плотной бумаги с напечатанными надписями просто вставил в коробочку. Плата крепится к обратной стороне винтами М2,5.

file.php?id=103691

Ссылка на комментарий

FlashBack, проверь правильность подключения индикатора, особенно - два ли вывода посажено на массу. Вращая подстроечник, "кубики" должны превратиться в буквы. Нет - правильность подключения, исправность подстроечника.

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...