Тестер для проверки радиокомпонентов своими руками

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 18.09.2024

Практически во всех цифровых мультиметрах, начиная с самых древних серии D830, имеется в наличии функция проверки биполярных транзисторов с отдельным круглым разъёмом. Однако в том мультиметре, который я приобрел для себя (HoldPeak HP-41B), данный функционал отсутствовал. И такая покупка была осознанной, ибо к моменту приобретения мультиметра я уже знал про такой класс приборов, как тестеры транзисторов. Один из них в конечном итоге пополнил мою домашнюю лабораторию, и о нём сегодня пойдёт речь.

Но перед тем, как перейдём непосредственно к обзору прибора, хотелось бы сказать пару слов о том:

В учебной литературе про тестеры транзисторов говорится, что это приборы для проверки электрических свойств транзисторов и полупроводниковых диодов. Но в нашем случае проверкой и тестами только транзисторов и диодов дело не обходится. Впрочем, и измерять все параметры транзисторов наш гаджет не сможет, особенно те, которые касаются предельных токов, напряжений и частот.

Помимо измерения параметров радиодеталей и их характеристик, данный класс приборов автоматически распознаёт (не всё, конечно – зависит от конкретной модели и даже прошивки), что за электронные компоненты подключены к нему, их тип и разводку выводов (цоколёвку).

Поход к выбору модели

Сразу оговорюсь, что это сугубо мой личный подход со своими критериями по параметрам и характеристикам, что в итоге привело к покупке именно того прибора, который и будет обозреваться.

Мои требования к будущему тестеру транзисторов вылились всего в три пункта:

Доступность по цене;
Функциональность;
Готовность к использованию из коробки.

Но так как я решил не заморачиваться с бескорпусными тестерами транзисторов, то мой список отбора сразу сократился до следующих моделей:

Кратко рассмотрим возможности каждого из тестеров, а также их плюсы и минусы:

BSIDE ESR02 PRO

Данный прибор выделяется своим назначением – тестирование и измерение параметров мелких SMD деталей, для чего на его корпусе разработчики расположили несколько контактных площадок различной формы. В наличии также специальные контактные площадки для тестирования выводных деталей. Среди тестируемых деталей значатся диоды (в т.ч. составные), биполярные и полевые транзисторы, тиристоры симисторы, резисторы, конденсаторы и индуктивности. Кроме того, y некоторых продавцов указана возможность для данной модели автоматически определять стабилитроны с напряжением стабилизации не более 4,5 вольт.

Малое разрешение экрана, которое накладывает ограничение на количественное и качественное отображение информации.

Стоимость на момент написания обзора (минимальное предложение со всеми скидками от продавца без учета купонов): 21,2$.

Большой информативный дисплей разрешением 128х160 пикселей (модели с монохромным дисплеем, как правило, с меньшим разрешением);
Большое количество прошивок, которые подходят от одноименных бескорпусных моделей (например, серия FISH8840) и расширяют функционал прибора.

Стоимость на момент написания обзора (без учета купонов): 13,9$.

Тестеры серии TC1, T5, T6 и T7

Данные тестеры внутрисхемно, внешне и функционально мало чем отличаются друг от друга, в том числе и по части интерфейса. Основное отличие между ними заключается в том, что модели TC1 и T7 оснащаются цветным дисплеем разрешением 128х160 пикселей (T7-H – 128х128), а T5 и T6 – монохромным разрешением 128х64 пикселей.

При этом модель T7 отличается от TC1, согласно документации от продавца, лишь небольшим приростом скорости в работе, а также тем, что у TC1 дисплей чуть-чуть больше. В свою очередь модель, T7-H выделяется значительно большим приростом производительности при снижении разрешения дисплея и напряжения для тестирования стабилитронов (20 вольт вместо 30 вольт у остальных моделей серии).

Модели T5 и T6 с монохромными дисплеями имеют тот же функционал, что и серия T7, за одним исключением: модель T5 не имеет отдельной площадки контактов для тестирования стабилитронов с напряжением стабилизации свыше 4,5 вольт. Тем не менее, исправные стабилитроны с напряжением стабилизации до 4,5 вольт определяются T5 автоматически (как и все модели серии).

В дополнение к стандартному набору проверки и тестирования диодов, стабилитронов, транзисторов (биполярных и полевых), тиристоров с симисторами, резисторов, конденсаторов и индуктивностей, в рассматриваемой линейке тестеров имеется возможность получения формы сигнала и его цифрового кода с ИК-пультов дистанционного управления, совместимых со стандартом Hitachi. Кроме того, все модели серии оснащены встроенным аккумулятором, который может заряжаться от любого зарядного устройства с microUSB-разъёмом.

Стоимость мультиметров с учетом стоимости доставки на момент написания обзора (без учета купонов):

TC1: 13,88$
T5: 25,8$
T6: 31,96$
T7: 13,82$
T7-H: 16,13$

Высокая скорость работы;
Более продуманный пользовательский интерфейс, который в полной мере задействует возможности цветного дисплея;
Возможность проверять стабилитроны с повышенным напряжением стабилизации;
Тестирование ИК-пультов (сомнительно);
Компактные размеры;
Питание от встроенного аккумулятора.

Мой выбор

Из оставшейся тройки приборов первой выбыла модель T7-H: при мало что значащей и не видимой на глаз повышенной скорости работы, она имела дисплей меньшего разрешения, а также обладала более узким диапазоном измеряемых стабилитронов (до 20 вольт вместо 30).

Если бы я делал покупки сегодня, а не месяц назад, то в итоге в обзоре, возможно, оказалась бы совсем иная модель тестера транзисторов. На момент покупки она стоила почти на 5$ дешевле остальных рассматриваемых моделей, и поэтому мой выбор пал на модель LCR-T7. Однако сейчас она стоит почти так же, как и TC1, которая имеет возможность отката на оригинальную прошивку. Но я не собирался проводить эксперименты по перепрошивке приборов, и поэтому мой выбор был в пользу более дешевой модели, как это ни банально.

Так что дальше нас ждёт небольшой:

Обзор тестера транзисторов LCR-T7

К моменту написания обзора по тестеру транзисторов как раз вовремя приехала из Китая паяльная станция на жалах типа T12, с помощью которой по-быстрому отпаял со сгоревшего блока питания от компьютера несколько радиодеталей, которые участвовали в испытаниях тестера:

Внешний вид

Прибор приехал в запаянном антистатическом пакете:

Во втором антистатическом пакете лежали короткий microUSB-кабель для зарядки встроенного аккумулятора, трехконтактная перемычка для проведения самотестирования прибора, маленький электролитический конденсатор на 25 вольт и ёмкостью 10 микрофарад, а также красный светодиод для возможности перейти к проверке тестера прямо из коробки:

На передней панели прибора находятся дисплей, на котором отображается вся информация о тестируемых деталях, всего одна кнопка, с помощью которой производится всё управление, ZIF-разъём, в который вставляются проверяемые детали или щупы в случае, если детали слишком крупные или очень мелкие. А между кнопкой и разъёмом находится небольшое круглое окошко для ИК-фотодиода, с помощью которого LCR-T7 определяет форму сигнала с пультов дистанционного управления и их цифровые коды.

Снизу корпуса прибора находится microUSB-разъём, через который подзаряжается прибор, и светодиодный индикатор состояния зарядки (красный – идёт процесс разрядки, а зелёный сигнализирует об окончании этого процесса):

Первое включение

Короткое нажатие на единственную кнопку прибора запустит процесс определения и тестирования вставленной в него радиодетали:

Через 20 секунд или меньше, в зависимости от заводской настройки прибора, он выключится автоматически. Его можно также выключить вручную – длительным нажатием кнопки. Короткое нажатие на кнопку запустит повторный тест.

Через некоторое время прибор попросит избавиться от перемычки и продолжит процесс самотестирования, который завершится выводом информации о версии микропрограммного обеспечения прибора:

С развитием элементной базы приходится обзаводиться новыми приборами. Ещё недавно для ремонта любой техники было достаточно обычного стрелочного тестера. В самых сложных случаях использовали осциллографы. Стрелочные приборы заменили на цифровые. Но мало того, не так давно появился новый прибор — универсальный тестер радиокомпонентов. Что это за прибор, для чего нужен, что может и как им пользоваться читаем дальше.

Чем отличается универсальный тестер от мультиметра

Мультиметр, наверное, есть у каждого домашнего мастера, который хотя бы иногда берётся ремонтировать домашнюю (и не только) технику. Им легко проверить/измерить сопротивление, определить наличие короткого или обрыв. Некоторые более серьёзные и дорогие модели позволяют проверить работоспособность транзисторов, измерить ёмкость конденсаторов и т. д.

Универсальный тестер китайской сборки

Что такое универсальный измеритель радиокомпонентов/радиоэлементов? Это небольшой приборчик с экраном и одним, или несколькими разъёмами для подключения тестируемых деталей. Есть также кнопка начала работы. Подписана она обычно TEST, может быть несколько вводов для подключения разного типа напряжений и определения их параметров.

Работает универсальный тестер от батареек или через адаптер подключается в сеть, могут подключаться через USB-порт разного формата. Некоторые модели имеют в комплектации измерительные щупы, которые позволяют тестировать детали, не выпаивая их с плат.

Возможности универсального тестера

Называют этот прибор транзистор-тестер, так как это одна из самых востребованных его функций. Но это только одна строчка из списка возможностей. Ещё можно встретить название тестер Маркуса, универсальный или многофункциональный тестер, измеритель радиокомпонентов, мультитестер, ESR-тестер и массу других более-менее похожих вариантов. А всё потому что он может многое и каждый называет по важной для него функции. Вот примерный перечень возможностей:

Вот в таком виде выдает результаты измерений/тестирования транзисторов

Без проблем проверяет транзисторы, определяет цоколевку. Расписывает, к какому пину подключены катод-анод-база. Может указываться величина порогового напряжения открытия затвора.
Проверяет работоспособность светодиодов, диодов, триодов, оптопар. Определяет коэффициент усиления, распиновку.
Может быть, использован как генератор заданной частоты.
Некоторые позволяют замерять частоту, временны́е параметры синусоидального напряжения, параметры прямоугольных импульсов.
Могут проверять датчики температуры (для тёплого пола очень полезная опция, но встречается нечасто).

Универсальный тестер радиокомпонентов можно купить фирменный или один из китайских клонов. Разница в цене более чем ощутимая. Но и надёжность у фирменных приборов, и точность гарантирована, а у клонов — как повезёт.

Внешне между фирменным и клоном разница солидная

Этот набор деталей и есть конструктор для сборки универсального измерителя параметров деталей

Хоть на Али и готовые тестеры полупроводниковых приборов недорогие, есть ещё более дешёвый вариант — так называемые конструкторы. Конструктор универсального измерителя — это печатная плата и набор деталей, которые требуется установить/припаять самостоятельно. Вы первоначально выбираете набор характеристик. Под него вам высылают набор деталей. Некоторые из сложных в монтаже деталей (микропроцессор) могут быть уже установлены. Остальные — конденсаторы, резисторы, ёмкости и т. д. надо будет припаять самому.

Как работать с универсальным тестером

Работает прибор от батареек и от сети через адаптер. Питание может быть от 6 В до 12 В. Зависит от конкретной модели.

Как пользоваться тестером транзисторов

Установка радиоэлемента и его проверка

Проверяемые детали надо устанавливать в разъёмы/пины, которые находятся под экраном. Обычно есть три зоны. В каждой по несколько контактных площадок. С таким устройством можно без проблем ставить и большие, и маленькие детали — разъёмы находятся на разном расстоянии.

Это три пина (три области) для установки ножек тестируемых деталей

Калибровка

При первом пуске универсальный тестер радиодеталей может требовать калибровку. Если есть инструкция просто надо выполнять все действия по пунктам. Ничего сложного, простейшие действия, но без них точность измерений никто не гарантирует.

Пример калибровки универсального тестера GM328

Для калибровки универсального тестера GM328 надо соединить перемычками все три пина (области) для измерений. Удобно сделать две П-образные перемычки. Первая соединяет 1–2, вторая 2–3. Можно сделать одну в виде буквы Ш. Порядок действий такой:

Это главное меню. Для калибровки требуется перейти в режим самотестирования -Selftest

- Когда отмеченной окажется нужная строчка, нажимаем на валкодер, подтверждая выбор.
Требование установить перемычки и результат проверки сопротивления короткого замыкания между областями измерения

Это данные проверки изоляции измерительной области

Это пример калибровки конкретного универсального тестера радиокомпонентов. Не значит, что у других будет всё точно так же. Но вы хоть будете иметь представление о том, что от вас может потребоваться.

Примеры измерений радиодеталей

Чтобы было понятнее, разберём работу популярных клонов М328 и GM328. Разница между ними в наборе возможных функций (у GM328 больше). Любой прибор включается кратковременным нажатием на валкодер. Нажали, 1–2 секунды подержали и отпустили. Выключается прибор либо выбором соответствующей строчки в основном меню (Switch Off) либо удержанием нажатого валкодера в течении 10 секунд.

Режимы работы M328

Все режимы работы можно посмотреть после включения прибора. В GM328 переход в меню происходит при нажатии на валкодер (ручка переключения). Нажали держите 3–7 секунд (у разных сборок по-разному). После того как ручку отпустили, высвечивается меню. Обычно оно состоит из следующих пунктов:
- Transistor — основной режим работы прибора, при котором проверяются все радиоэлементы кроме конденсаторов.
- C+ESR@TP1:3 — режим измерения ёмкости конденсаторов и ESR параметров.
- Contrast — подстройка яркости экрана, регулировка контрастности.
- Frequency — измерение частоты переменного напряжения.
- f-Generator — работа в качестве генератора меандра.
После включения прибора переходим в основное меню. Там можно выбрать режим его работы

Активный режим универсальный тестер радиокомпонентов M328 отмечает галочкой, которая стоит напротив строчки с названием элемента. Может быть, также выделение цветом или подсветка. Перемещение по меню — вращением рукоятки валкодера. Переход/активизация выбранного режима — кратковременное нажатие на валкодер. Не передержите, иначе прибор перезапустится.

Дополнительные режимы сборки GM328

Вариант сборки универсального измерителя радиоэлементов GM328 имеет больше возможностей. В нём есть специализированные режимы для проверки резисторов, ёмкостей, декодера и энкодера. Может он работать также в режиме вольтметра. К перечисленным выше пунктам добавляются ещё 10, которые перечислены ниже.
- RL — индуктивность.
- C. Ёмкость.
- DS18B20. Декодирование показаний термодатчика.
- C(mF) — correction (конденсаторы большой ёмкости).
- IR_Decoder. Декодер сигналов ИК протокола.
Проверка состояния питания при каждом включении

Нужны ли эти специальные режимы? Если вы профессионально занимаетесь ремонтом техники, то да. Для домашнего использования они не требуются. Всё что необходимо есть в более простой сборке.

Проверка деталей универсальным тестером

Ножки деталей вставляем в две разные области. Через несколько мгновений на экране видим результаты измерений. Указывается тип элемента (рисуется графическое изображение), между какими пинами он включён, указывается его номинал с указанием размерности и единиц измерения, дополнительные параметры, если они есть.

Проверка резисторов, ёмкостей

На фото результаты измерений двух резисторов. Их, конечно, можно и мультиметром проверить, но и так быстро и просто. Эту функцию можно использовать, если цветовая маркировка пока даётся плохо.

Примеры измерения универсальным тестером сопротивлений

Для смены детали просто одну вынимаем ставим следующую. Неважно в какие гнёзда. Измерение установленного элемента начинается после кратковременного нажатия на валкодер. Поменяли резистор, нажали, получили новые результаты измерений. Без нажатия на экране остаются старые данные. Если не производить никаких действий достаточно долго (около 30 секунд) прибор выключится.

Установлен в измерительные гнезда электролитический конденсатор и результат его измерений

С конденсаторами всё точно так же. Просто вставляете ножки в измерительную колодку и нажимаете на валкодер.

Обратите внимание! Электролитические конденсаторы перед проверкой надо разряжать. Или вам придётся покупать новый прибор.

Как проверить диоды и стабилитроны

Проверить универсальным измерителем можно диоды. Некоторые, диоды Шоттки, например, могут протестировать не все модели. Если вы работаете с такими специальными радиоэлементами, смотрите чтобы в описании был указан нужный вам тип диодов.

Результаты проверки диодов универсальным тестером

При проверке диодов тоже указывается тип (схематическое изображение), в какие пины подключён. Указывает падение напряжения, а на переходе, обратный ток и ёмкость (видимо, паразитную).

Как измерить транзисторы

Транзисторы могут быть маленькими, с короткими ножками. Устанавливаются они на две измерительные площадки.

Тестер транзисторов определяет распиновку и все параметры

Показывает распиновку, то есть к какому входу подключён эмиттер, коллектор, база. Указывается тип — NPN или PNP, токи перехода и напряжение. Если транзистор пробит, определяется он как сопротивление с малым номиналом.

Работа в качестве генератора меандра

При выборе режима работы в качестве генератора — f-Generator, автоматически переходите в меню, где перечислены частоты. В сборке GM328 генерируются прямоугольные импульсы со скважностью 2. Амплитуда — 5 вольт, а частота — от 1 Гц до 2 МГц. Но выбрать можно только из списка. Самому задавать частоты нет возможности.

Работа в режиме генератора определенной частоты

В этом небольшом обзоре рассмотрим возможность самостоятельного изготовления такого интересного и полезного в обиходе домашнем прибора, как простой тестер. Такой простой приборчик очень пригодится для оперативной проверки работоспособности радиодеталей и применения в быту.

Несмотря на то, что в магазинах можно купить тестер по достаточно низкой цене, самостоятельная сборка такого небольшого прибора станет отличной практикой для любого начинающего любителя радиотехники.

Собранный прибор очень удобен и вполне может использоваться даже мастерами своего дела. Фото самодельного тестера вы можете увидеть в обзоре ниже.

Краткое содержимое статьи:

Принципиальная схема простого тестера

Такой прибор включает в себя минимальное количество элементов для сборки, которые есть в обиходе практически в любом доме или легко при необходимости могут быть куплены в любом магазине радиодеталей или даже в хозяйственном магазине.

По своей сути это единственный мультивибратор, который собран на транзисторной основе. С его помощью происходит генерация импульсов прямоугольного типа.

Контрольная цепь тока подключается к элементам мультивибратора на последовательной основе встречно и параллельно с использованием двух цветных светодиодов.

В итоге цепь, которая подлежит проверке с помощью устройства, тестируется током переменного типа, что обеспечивает высокую точность проверки.

Принципы работы тестера

С основного рабочего компонента, которым является мультивибратор, снимают переменный ток, который по своей амплитуде примерно равен тому, который подаётся источником питания. В качестве конденсирующего элемента подойдёт любой, выше 3.7 В, например на 16 или 25 В.

Естественно, что с разомкнутой цепью светодиоды не загораются. При замыкании цепи и прохождении тока по цепи загораются светодиоды. Всё просто.

Таким приборчиком можно очень быстро и качественно проверить любой элемент на работоспособность или цепь на разрыв в ней. Очень удобно для использования в домашних условиях, особенно не особо хорошо подготовленным человеком. Тестер транзисторов своими руками – что может быть проще?

Собирается такое устройство либо с применением простой печатной платы или же способом навесного монтирования. Также в область применения входит возможность определения “плюса” и “минуса”, когда вам не известно, где они у исследуемого элемента. Для использования в качестве батареи можно использовать 2-3 батарейки AAA для минимизации размера устройства.

Второй способ изготовления компактного тестера для использования в автомобиле. У такого прибора будет буквально 2 главные рабочие функции – возможность показания напряжения “на массе” и наличие в цепи 12 В. Причём, всё это будет доступно буквально при присоединении одного проводка к сети машины.
- обычный медицинский шприц на 5 см3;
- батареи LR-44 в количестве 4 штук;
- два маленьких светодиодных элемента с резисторным компонентом;
- маленький кусочек стальной проволочки;
- проводок с зажимом на его конечной части.
Схемы самодельных тестеров автомобильного типа
- Встречным способом параллельно спаиваем оба используемых светодиода;
- Через применяемый резистор один из концов необходимо припаять крепко к стальной проволоке;
- Прямо внутрь корпуса шприца устанавливаете одну за другой батарейки. Выбраны именно такие, поскольку они прекрасно помещаются в пятикубовый шприц;
- Щуп пластиковой трубкой изолируется от шприца, проверяете работоспособность непосредственно в машине на практике;
- Проверяем, засветятся ли светодиоды на элементе в 12В.
Итак, применение самими вами сделанного тестера более, чем обусловлено в быту. Поверьте, что такой небольшой прибор обязательно пригодится если не в ежедневном быту, то в те моменты, когда нужно что-то проверить в электросети домашней или в автомобиле.

Изготовление тестера своими руками способно серьёзно поднять самооценку любого человека, который не верит в то, что своими руками способен сделать что угодно – важно лишь желание.

Захотелось заиметь себе в хозяйстве прибор для проверки светодиодов, стабилитронов, и прочих случаев, где может потребоваться относительно большое напряжение при малом токе. Китайцы делают подобные устройства, найти можно по словосочетанию LED Tester, но просто купить не интересно, да и вообще не наш метод. Поэтому в данной статье я подробно расскажу о процессе разработки, создания и применения подобного девайса.

Разберем кратко общий принцип работы. По сути своей прибор - это источник тока с максимальным напряжением на выходе около 260-270 вольт. Выходной ток можно выбирать из трех вариантов : 1 мА, 10 мА и 20 мА (выбор осуществляется клавишным переключателем, где положение "0" это ток в 1 мА, "l" - 10 мА, "ll" - 20 мА). Встроенный вольтметр показывает напряжение на выходных клеммах при установившемся токе.

Теперь рассмотрим подробно схему и принципы ее работы.

Источник исходного высокого напряжения собран на популярной микросхеме IR2153, по полумостовой топологии. Обычно в маломощных устройствах, каковым является данный прибор, используют различные варианты однотактных обратноходовых топологий, но у таких вариантов, несмотря на простоту реализации и меньшее число внешних компонентов, есть один неприятный момент - это количество витков в обмотках. Так как то количество витков, которое требовалось бы намотать в случае однотактного преобразователя для получения необходимого напряжения вряд ли бы удалось разместить на имеющимся сердечнике, выбор пал на двухтактную топологию и мостовой вариант выпрямителя, что позволило обойтись минимальным числом витков да и просто намотать все обмотки проводом 0,5 мм, что был в наличии, на сердечник ETD29/16/10, который так же имелся под рукой. В итоге получилось 51 виток в первичке и 86 во вторичной обмотке. Для расчетов как всегда использовал программу Владимира Денисенко, широко известного в узких кругах как Starichok.

Расчет обмотки основного преобразователя:

Включение и обвязка микросхемы вполне себе типовые. Частота работы преобразователя выбиралась минимально возможной, но так, чтобы влезли все обмотки, поэтому она немного выше, чем в большинстве блоков питания и составляет в моем случае около 55 кГц, задается резистором R23 и конденсатором С27 (на схеме они обозначены с индексом T). Если ее сделать еще меньше то увеличится количество витков в обмотках и они просто не поместятся на каркасе. При частоте в 55 кГц все работает как надо, ключи при работе немного теплые, на плате предусмотрено место для их радиатора.

Для питания микросхемы предусмотрена отдельная обмотка самозапитки. Оптимально напряжение для управления ключами примерно 15 вольт, на это напряжение и рассчитывается эта обмотка или чуть больше:

Эта обмотка подключена к выводам 2,3,4 трансформатора 2,3 - начало и конец обмотки 4 - средняя точка.

В самой микросхеме имеется встроенный стабилитрон на 15,6 вольт, но для уменьшения ее нагрева и увеличения надежности работы лучше дополнительно использовать внешний на чуть меньшее напряжение (ровно на 15 вольт в моем случае). Первоначальный запуск происходит после зарядки конденсатора С8 через резистор R1 номиналом 330 ком, после запуска преобразователя питание микросхемы идет уже от обмотки. Если конденсатор заряжается слишком долго и, соответственно, запуск происходит медленно, можно уменьшить номинал этого резистора до 100-70 Ком.

После трансформатора мы получаем основное напряжение порядка 220-240 вольт, в моем случае получилось 260, но точного соответствия расчетным параметрам здесь не требуется, т.к. стабилизация все равно происходит по току.

Далее по схеме следует параметрический стабилизатор напряжения на 30 вольт, выполненный на транзисторе Q1, стабилитроне D7 и резисторе R24.

На выходе получаем напряжение чуть больше, чем напряжение стабилизации стабилитрона. Резистор в цепи базы подбирается таким образом, чтобы ток базы умноженный на коэффициент усиления транзистора по току был равен требуемому току нагрузки или немного больше. В моем случае ток базы Iб = 1 мА, коэффициент усиления транзистора h21э = 20, соответственно, ток нагрузки Iн = 20 мА, чего хватает, даже с большим запасом.

Это напряжение используется для питания операционного усилителя и для получения опорного напряжения +5в. Транзистор во время работы нагревается, поэтому его необходимо установить на радиатор, место для которого предусмотрено на плате.

Конечно для питания операционного усилителя хорошо бы было намотать отдельную обмотку, но в данном случае она бы просто уже не влезла. Да и к тому же потребление ОУ небольшое и нагрев транзистора вполне приемлемый.

Опорное напряжение (примерно 5 вольт) формируется с помощью микросхемы TL431, включенной по схеме стабилизатора напряжения. Потенциометром, обозначенным на схеме как 5VREF, можно в небольших пределах регулировать опорное напряжение, подаваемое на прямой вход ОУ и, как следствие, выходной ток прибора.

Теперь непосредственно о стабилизации выходного тока.

Операционный усилитель сравнивает опорное напряжение, подаваемое на его прямой вход и напряжение с датчика тока (шунта) выполненного на резисторах R4, R18, R19, и в зависимости от результата открывает или закрывает транзистор Q2, поддерживая постоянное напряжение на шунте и, как следствие, постоянный ток в цепи нагрузки. От резисторов шунта сделаны отводы для подключения переключателя, с помощью которого можно закорачивать резисторы, тем самым меняя общее сопротивление шунта и, соответственно, стабилизируемый ток (включены все - 5,2 КОм, замкнут R4 - 510 Ом, замкнуты R4, R18 - 240 Ом). Резисторы лучше использовать с допуском 1%. Инверсный вход операционного усилителя защищен супрессором D12 на 18 вольт, его наличие необязательно, но я решил перестраховаться. Транзистор Q2 также нагревается во время работы и тоже должен быть смонтирован на радиатор.

Итак, основная задача решена, на выходе прибора есть необходимое напряжение и стабильный ток. Осталось решить вопрос с измерением и отображением этого напряжения.

Существует много различных модулей вольтметров, но в данной ситуации подходят далеко не все. Дело в том, что при минимальном токе (1 мА) входное сопротивление вольтметра будет серьезно влиять на выходное напряжение, просаживая его (например, при входном сопротивлении 100 КОм и стабильном токе 1 мА больше 100 В на выходе получить не удастся; два из трех модулей, которые были у меня в наличии, имели сопротивление 60КОм и 120 КОм). Если измерять выходное напряжение мультиметром, то таких проблем уже нет, т.к. их входное сопротивление обычно составляет от 1 мегаома и выше.

После недолгого поиска был найден подходящий вольтметр со входным сопротивлением порядка 800 КОм, чего вполне достаточно. Выглядит он таким образом:

Приобретался тут. Это совмещенный модуль амперметра и вольтметра. По заявленным характеристикам на 200 вольт и 10 ампер. По факту он может измерять напряжение вплоть до 240 вольт. Амперметр, входящий в его состав, не нужен, т.к. ток стабилизирован и известен, поэтому табло амперметра просто отключено. Продаются похожие, более дешевые приборы с тремя цифрами на экране, но они не подходят, т.к. там слишком маленькое входное сопротивление, у этого модуля 4 цифры! Можно, конечно, попробовать перепаять делитель входного напряжения, но это если нет других вариантов.

Вторая проблема, которую необходимо решить, это питание этого самого вольтметра. Конечно он может питаться и от измеряемого напряжения, но это нам не подходит, опять же слишком большое потребление. Однако, от 30 вольт, которыми питается ОУ, его питать тоже нельзя, т.к. земля и минус выходного напряжения в данной схеме - это не одно и то же, и между ними может быть достаточно большое напряжение. Выход - использовать отдельную обмотку. Она состоит из двух половин со средней точкой по три витка в каждой, средняя точка подключается к отрицательной выходной клемме (V_led на схеме) отвод 10 у трансформатора на схеме, начало и конец к выводам 9 и 11. На выходе с этой обмотки мы имеем примерно 6 вольт, которые выпрямляются диодной сборкой D14, подаются на линейный пятивольтовый стабилизатор, от которого и питается вольтметр.

Немного об общей конструкции устройства. Трансформатор намотан на сердечнике ETD29/16/10 проводом 0,5 мм, на каркасе B66359B1013T001 (горизонтальный). Т.к. используется полумост и мостовой выпрямитель на выходе, направление намотки основных обмоток особого значения не имеет. Ошибиться можно разве что в намотке дополнительных обмоток (самозапитки и питания вольтметра), их следует мотать в последнюю очередь, возможно использовать более тонкий провод; начинаем с одного конца, мотаем половину, делаем отвод и мотаем дальше в ту же строну. Плата рассчитывалась под установку в корпус Gainta G1098. Размер платы примерно 99мм*67мм, это значит, что при заказе у китайцев пойдет по минимально возможной цене. Общий вид платы:

Низ

Общий вид (3D модель):

Теперь непосредственно об использовании устройства. Первое, для чего оно задумывалось, - это тестирование светодиодов, диодных сборок:

Тут все просто: подключаем, выставляем требуемый ток и наблюдаем работу диодов и падение напряжения на них. Стоит только аккуратно работать с одиночными светодиодами, особенно синими (белыми) - они не любят переполюсовки и их лучше подключать до включения устройства, чтобы избежать повреждения высоким напряжением.

Следующее применение - это проверка напряжения стабилитронов:

Еще один вариант применения - это проверка максимально допустимого рабочего напряжения конденсаторов:

Как видно, исправные конденсаторы выдерживают напряжение даже с небольшим запасом. При подключении конденсатора к тестеру напряжение на нем начинает постепенно расти до тех пор, пока ток утечки не становится равным току стабилизации (тестировать конденсаторы стоит на минимальном токе в 1 мА), тогда показания вольтметра стабилизируются. На фото первый конденсатор на 25 вольт 470 микрофарад, как видно, держит напряжение до 35 вольт, второй на 100 вольт и 470 микрофарад - соответственно, держит до 122 вольт.

Хотя этот способ описывается в нескольких источниках, у меня были опасения, что таким образом можно повредить конденсатор, все-таки происходит его пробой, хотя ток при этом ограничен всего 1 мА. Но после многократного повторения опыта каких-либо изменений характеристик конденсатора (ёмкости, эквивалентного последовательного сопротивления (ESR), добротности (Vloss)) мне обнаружить не удалось, поэтому делаю вывод, что проверка таким образом максимально допустимого напряжения вполне безопасна.

Еще один, в принципе, очевидный момент, но все же: при стабилизации тока в 1мА на резисторе будет падать напряжение в вольтах численно примерно равное номиналу резистора в килоомах:

Конечно, из-за большой погрешности, непосредственно для измерений использовать данный метод представляется маловероятным, но как оценочный вариант может где и сгодится.

Ну и осталось проверить заявленные характеристики, а именно ток стабилизации.

И с потребителем:

Еще один очень важный момент: на выходе тестера имеется достаточно высокое напряжение, и, хотя максимальный ток и ограничен на безопасном уровне (для постоянного тока вроде до 50 мА допустимо), а также есть гальваническая развязка от питающей электросети, но все люди разные, поэтому во время работы необходимо соблюдать все меры предосторожности и не касаться непосредственно оголенных выводов! Хоть это и не смертельно, но довольно неприятно.

Проект как всегда открытый, полностью доступен по ссылке.

Прикрепленные файлы:

AMatroskin Опубликована: 12.01.2021 0 3

Вознаградить Я собрал 0 1

Читайте также: