РЕМОНТ И ДОРАБОТКА ИЗМЕРИТЕЛЯ ЁМКОСТИ

Об измерении ESR и доработке NM8032 – Лаборатория

Рис.1 Принципиальная схема прибора NM8032 (на клик откроется в отдельном окне)

 а)  б)

а) общий внешний вид; б) 

Рис.2 Внешний вид оригинального прибора 

 а)  б)

а – вид со стороны печати; б – вид со стороны деталей

Рис.3 Оригинальная печатная плата 

 а)  б)

а – рисунок проводников; б – монтажная схема

 Рис.4 Оригинальная печатная плата

Прибор содержит в себе генератор прямоугольных импульсов (микросхема DA1 HEF4049UBP), двухполупериодныей выпрямитель и усилитель сигнала (микросхема DA2 К157ДА1 пр-ва СССР) и светодиодную шкалу с шагом 3 дБ и полным диапазоном 30дБ (микросхема DA3 LM3915, светодиоды HL1-HL10).

Прямоугольные мпульсы частотой около 70 кГц (определяются номиналами R1 и C1) с выхода DA1 через защитный разделительный конденсатор C3 попадают на исследуемый конденсатор.

Конденсатор в силу своих неидеальных свойств исследуемый конденсатор Cx имеет некоторое внутренее сопротивление, на котором будет формироваться напряжение, тем большее, чем больше это внутреннее сопротивление.

Остаточное напряжение, пропорциональное внутреннему сопротивлению испытуемого конденсатора Cx, через разделительный конденсатор C4, блокирующий возможное постоянное напряжение на Cx, попадает на вход детектора-усилителя DA2, проходя последовательно через  детектор (входы   выход) и дополнительный каскад усиления (входы выход) и попадает на вход измерительной схемы, собранной на DA3 в виде светодиодной шкалы с шагом 3дБ в стандартном включении. Перемычной J1 выбирается режим “светящийся столб”  (перемычка установлена) или “бегающая точка” (перемычка снята). Особое внимание следует уделить конструкции щупов. Для лучшего понимания конструкция изображена максимально детально на рисунке:а) б) в)

а – упрощённый вариант по трехточечной схеме подключения; б – упрощенный вариант по четырехточечной схеме подключения; в – рекомендуемый полный вариант, применяемый в промышленных изделиях.

Рис.5  Конструкция щупов измерителя (открывается на клик)

Кабель по упрощенной схеме (рис.5 а и б) состоит из 2-х перевитых вместе проводов с равномерным шагом 1-1.5 см, заключенных в общую трубку (рис.5а), а лучше в индивидуальный экран для каждой пары (рис.5б). Оба кабеля для удобства помещены в общую гибкую изоляционную трубку. Первая витая пара идет от генератора к исследуемому конденсатору, второй такой кабель – от конденсатора ко входу детектора. Для изготовления такого кабеля можно использовать готовый промышленный многожильный (мягкий) кабель типа UTP (рис.5а) или STP (рис.5б). 

Важно выдержать именно равномерность шага по всей длине кабеля.

Длина основной части кабеля может быть 30-50 см, допускается до 1 метра, но созможно снижение качества работы прибора; длина отрезков щупов должна быть как можно короче, 5-6 см. Сами шупы должни иметь минимальное сопротивление контактов.

Если каждый провод взять экранированным, например, МГШВЭ-0,07, то кабель можно выполнить по более сложной схеме рис.9в; тогда требования по минимально короткому участку отрезка от основной части кабеля до щупов можно смягчить. Естественно, кабель измерителя, выполненный экранированный проводом по рис.

Недостатки оригинальной схемы – применение снятой с производства и недоступной для заказа микросхемы советского производства К157ДА1 и неудачная разводка цепей питания в оригинальной печатной плате, что приводит к высокой паразитной наводке на измерительные цепи DA2 и DA3 и делает невозможным измерение ESR менее 0,2-0,5 Ома.

Учитывая, что современные конденсаторы имеют параметр ESR меньше 0,1 Ом, а высококачественные конденсаторы для материнских плат – ниже 0,02 Ома, поэтому применение прибора становится бессмысленным, так как он не может отличить хороший конденсатор от некондиционного.

Повысить разрешающую способность оригинального прибора до 0,1-0,05 Ома достаточно просто.
 а)  б)

а – вид со стороны деталей; б – со стороны пайки

Рис.6  Доработка оригинальной платы MasterKit NM8032

В чём суть доработки: необходимо “отвязать” питание шумного генератора от цепей чувствительной к помехам измерительной части. 

Рис.7 Схема набора ESR-метра NM8032 с изменениями

Для этого: 

1. в разрыв цепи питания генератора включить индуктивность номиналом 47-100 мкГн на ток не ниже 100мА (например, EC24-101K, на фото – голубая индуктивность-“капелька”); 
2. зашунтировать питание каскада генератора высококачественным конденсатором для цифровых цепей (на фото – танталовый К53-1 золотистого цвета) номиналом 100-470мкФ на 6,3-16В, 
3. установить в цепи питания измерительной части электролитический конденсатор максимальной емкости (на фото – черный низкопрофильный 220мк на 16В); 
4. зашунтировать питание микросхем DA1, DA2, DA3, припаяв непосредственно на ножки керамические конденсаторы номиналом 0,22-0,33 мкф (керамический желтый импортный многослойный с маркировкой “224”). 
5. изъять из штатного места и/или переключить верхний вывод (по схеме) диода D1 как показано на фото (импульсы через него создают помехи для DA2, поэтому катод диода, отмеченный на схеме красной точкой, следует подключить к ножке 1 микросхемы DA1 а ещё лучше на плюс вышеупомянутого танталового конденсатора, но в любом случае ПОСЛЕ дросселя); 
6. заменить C2 на что-то побольше, например 100х16В. 

В общем, творите, пробуйте; и не повторяйте ошибок разработчиков Мастеркита.

Продвинутый способ (новая плата, детали из набора)

Следующий этап доработки для тех, кто ещё не успел собрать свой кит или собирается сделать устройство сам с максимальным количеством оригинальных деталей, заключается в изготовлении новой печатной платы, лишенной указанных недостатков в трассировке.

Несмотря на трудоемкость в изготовлении новой печатной платы, результат себя оправдает с лихвой.

В новой печатной плате введены все вышеперечисленные меры, кроме того, возможно использовать smd светодиоды (для поверхностного монтажа) типоразмера 1206, что гораздо удобнее  в случае их монтажа непосредственно на печатных проводниках для организации линейной шкалы.

Рис.8  Доработанная печатная плата

Дополнительно введены индуктивности L1, L2, L3 100мкГн (EC24-101K) и конденсаторы C9, C10, C11, C12, C13
Номиналы всех элементов подписаны на печатной плате; сборка не должна вызвать каких-либо затруднений.

Дополнительно введены терминалы для подключения осциллографа “Oscilloscope”, на котором визуально очень удобно наблюдать не только размах, но и форму сигнала на выводах испытуемого конденсатора.

По форме этого сигнала можно сделать некоторые важные выводы; например, по форме завала или наоборот, выбросе на фронтах сигнала можно судить о частотных свойствах либо  непригодности конденсатора к работе в высокочастотных (единицы-десятки килогерц) цепях, например, импульсных блоков питания.
Внимание: На плате рис.8 есть ошибка: ножка 8/DA1 не подключена на землю. 

Вместо послесловия

Существенный плюс этого типа измерителя, на линейке светодиодов – мгновенная визуальная оценка без выпайки радиоэлементов и соответствующего термоудара; динамический столбик светодиодов гораздо информативнее цифр. 

Источник: https://www.sites.google.com/a/lvsystem.ru/lab/praktika/measurement/esr-meter

Доработка цифрового мультиметра М-830 (М-838) | Мастер Винтик. Всё своими руками!

Недорогой и простой цифровой мультиметр из серии М-83Х благодаря его широким функциональным возможнос­тям стал одним из  популярных измеритель­ных приборов у радиолюбителей.

И при желании его можно ещё доработать. Для этого нужно доба­вить несложное электронное устройство на одной простой и недорогой микросхеме.

Этим самым мы еще больше расширим его возможности: он теперь сможет измерять ёмкости конденсаторов, добавится звуковая сигнализация при прозвонке цепей (если такая отсутствует в этой модели), а также добавить  таймер для выключения питания мультиметра, который позволит продлить срок службы батарейке.

Принципиальная схема мультиметра М-830

Принципиальная схема измерительного прибора приведена на рис. ниже:

схема встраиваемой в муль­тиметр дополнительной платы на рис. 2.

Узел изме­рения ёмкости конденсаторов выполнен на D1.1 (К561ТМ2). По сути это одновибратор, выполненный на D-триггере. Напряжение питания стабилизирова­но микросхемой DD1 мультиметра и равно 3,1 В. В качестве запускающих используются импульсы дина­мической «развертки» индикатора.

При отсутствии измеряемого конденсатора длительность выходных импульсов крайне мала и определяется в основном паразитными ёмкостями и быстродействием микро­схемы. При подключении измеряемого конденсатора к контактам «Сх» одновибратор формирует импульс, длительность которого пропорциональна ёмкости из­меряемого конденсатора.

Амплитуда импульсов по­стоянна и равна примерно 3 В.

https://www.youtube.com/watch?v=qPGggmHiIBQ

Интегрирование этих импульсов и выделение по­стоянной составляющей напряжения происходит на элементах R29, С2 мультиметра при подключении измерительного щупа мультиметра к выходу одновиб-ратора (OUT Сх] в режиме измерения постоянных на­пряжений.

Диапазон измеряемых ёмкостей конденсаторов:

• от 100 пФ до 200 нФ на пределе 200 мВ
• от 1 нФ до 2 мкФ на пределе 2000 мВ.
• от 0,01 до 3 мкФ  на пределе измерений 20 В.

При значениях ёмкости, близкой к 3 мкФ и более, мо­жет произойти пропуск запускающих одновибратор импульсов, и показания будут недостоверными. При необходимости можно расширить диапазон измеря­емых емкостей, но это не оправдано усложнит схему узла измерения.

Для калибровки измерителя ёмкости конденсато­ров удобнее всего использовать конденсатор номинальной емкостью от 1 до 2 мкФ с допуском не более 1%.

Если такого нет, можно взять конденсатор типа К73-17 или подобный, измерить его емкость на дру­гом приборе и уже по ней настроить измеритель. На­стройка производится подстроечным резистором R3.

Резистор R4 служит для защиты при случайных за­мыканиях выхода одновибратора.

Узел звуковой сигнализации при прозвонке со­бран на транзисторе VT2. База транзистора подклю­чается к нижнему (по схеме) выводу резистора R9, а эмиттер — к верхнему. Нагрузкой транзистора яв­ляется пьезоизлучатель со встроенным генератором А1.

Для нормальной работы узла звуковой сигнализа­ции необходимо настроить резистор R1 3 мультимет­ра. Этот резистор определяет ток в измерительной цепи, но на точность измерения сопротивления не влияет. Несколько изменятся показания при провер­ке диодов, но они носят скорее качественный харак­тер, нежели количественный.

Для настройки R1 R3 не­обходимо временно заменить его подстроечным ре­зистором на 2,2 кОм. Включить мультиметр в режим измерения сопротивлений до 200 Ом, подключить к щупам резистор 100 Ом и, вращая движок временно установленного подстроечного резистора, найти мо­мент появления звука в излучателе А1.

Далее под­строечный резистор заменить на постоянный с наи­более близким номиналом.

Узел автомата выключения питания собран на вто­рой половине микросхемы (D1.2).

Это также одновибратор, но запускающим импульсом для него является сигнал с вибродатчика, в качестве которого может ис­пользоваться пьезоэлемент от электронных часов.

При работе с прибором, к примеру, перещелкивании переключателя S1, механические колебания переда­дутся вибродатчику, и возникший на нем импульс на­пряжения запустит одновибратор.

При желании вибродатчик можно заменить кноп­кой, контакты которой подключают вход С триггера D1.2 к плюсу питания. Вход С необходимо в этом случае соединить с общим проводом через резистор сопротивлением 100…510 кОм. Эффект «дребезга» контактов кнопки на надежность включения не влияет.

При указанных номиналах С1 и R2 время включе­ния будет около двух минут. При желании его можно изменить в любую сторону, но из-за токов утечки кон­денсатора С1 не рекомендуется устанавливать рези­стор R2 сопротивлением более 2 МОм. Транзистор VT1 включен в разрыв печатного проводника (по плюсу питания): эмиттером к S1.

Если переключатель S1 установить в положение OFF, автомат выключе­ния питания также отключится.

Диоды VD1, VD2 — любые маломощные, например, КД521, КД522 или 1N4148. Транзисторы VT1, VT2 – типа КТ3107 или другие маломощные, например ВС558. Из импортных микросхем можно рекомендовать HCF401 3 BE или другую с цифрами в названии 401 3 или 1 401 3.

Монтаж всех элементов, кроме вибродат­чика и излучателя А1, выполнен на печатной плато, соединения сделаны монтажным проводом. Печатная плата показана на рис. 3, а размещение деталей на ней — на рис. 4.

Конденсатор С1 размещается гори­зонтально рядом с платой.

https://www.youtube.com/watch?v=2_o5NFjg3Ro

Плату с деталями размещают в свободном пространстве между элементами мультиметра. Плату, вибродатчик (если не установлена вместо него кнопка) и излучатель приклеивают на двухсторонний скотч или поджимают, например, поролоном. В зависимости от типа изучателя последний так же можно прикрепить и к плате мультиметра,  просверлив в сво­бодном месте отверстие.

А.Зотов.

Используемая литература: 

Сергей Костицын. Ремонт электронной техники №4, 2002г. 

• Многофункциональный авометр

Многофункциональный авометр предназначен для измерения напряжения постоянного и переменного низко­частотного (до 1 кГц) и высокочастотного (до 20 МГц) тока, силы постоянного и переменного низкочастотного тока, а также для измерения сопротивлений; емкостей и индуктивностей с отсчетом показаний по линейной шкале. Подробнее…

• Преобразователь для частотомера.

Бывают частотомеры с несколькими входами, такие которые могут с частотами сигналов, поданных на эти входы выполнять некоторые арифметические действия. Но все же, боль­шинство самодельных (и не самодельных) частотомеров имеют только один вход. Подробнее…

• ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ ПЕРВОЙ НЕОБХОДИМОСТИ

Без измерительных приборов, хотя бы простейших, трудно, а подчас невоз­можно проверить деталь, электрическую цепь, добиться высококачественной ра­боты того или иного радиотехническо­го устройства. И если не понять этой истины и игнорировать измерения, то лучше вообще не начинать заниматься конструированием усилителей, прием­ников — нет смысла попусту тратить время, заведомо портить транзисторы, диоды, другие детали и материалы. Без измерительных приборов даже от простейшего транзисторного усилителя не удастся добиться нормальной ра­боты. Подробнее…

Популярность: 29 541 просм.

Источник: http://www.MasterVintik.ru/dorabotka-cifrovogo-multimetra-m-830v/

Простой измеритель емкости

ESR метр своими руками. Есть широкий перечень поломок аппаратуры, причиной которых как раз является электролитический конденсатор.

Главный фактор неисправности электролитических конденсаторов, это знакомое всем радиолюбителям “высыхание”, которое возникает по причине плохой герметизации корпуса.

 В данном случае увеличивается его емкостное или, иначе говоря, реактивное сопротивление в следствии уменьшения его номинальной емкости.

Помимо этого, в ходе работы в нем проходят электрохимические реакции, которые разъедают точки соединения выводов с обкладками.

Контакт ухудшается, в итоге образуется “контактное сопротивление”, доходящее иногда до нескольких десятков Ом.

Это точно также, если к исправному конденсатору последовательно подключить резистор, и к тому же этот резистор размещен внутри него. Такое сопротивление еще именуют “эквивалентное последовательное сопротивление” или же ESR.

Существование последовательного сопротивления отрицательно влияет на работу электронных устройств, искажая работу конденсаторов в схеме. Чрезвычайно сильное влияние оказывает повышенное ESR (порядка 3…5 Ом) на работоспособность импульсных источников питания, приводя к сгоранию дорогих микросхем и транзисторов.

Ниже в таблице приведены средние величины ESR (в миллиоммах) для новых конденсаторов различной емкости в зависимости от напряжения, на которое они рассчитаны.

Не секрет, что реактивное сопротивление уменьшается с повышением частоты. К примеру, при частоте 100кГц и емкости 10мкФ емкостная составляющая будет не более 0,2 Ом.

Замеряя падение переменного напряжения имеющего частоту 100 кГц и выше, можно полагать, что при погрешности в районе 10…20% итогом замера будет активное сопротивление конденсатора.

Поэтому совсем не сложно собрать ESR метр конденсаторов своими руками.

Описание ESR метра для конденсаторов

Генератор импульсов, имеющий частоту 120кГц, собран на логических элементах DD1.1 и DD1.2. Частота генератора определяется RC-цепью на элементах R1 и C1.

Для согласования введен элемент DD1.3. Для увеличения мощности импульсов с генератора в схему введены элементы DD1.4…DD1.6. Далее сигнал проходит через делитель напряжения на резисторах R2 и R3 и поступает на исследуемый конденсатор Сх.

 Блок измерения переменного напряжения содержит диоды VD1 и VD2 и мультиметр, в качестве измерителя напряжения, к примеру, М838. Мультиметр необходимо перевести в режим измерения постоянного напряжения.

 Подстройку ESR метра осуществляют путем изменения величины R2.

Радиодетали ESR метра расположены на печатной плате, которую можно изготовить своими руками. Конструктивно устройство выполнено в одном корпусе с элементом питания.

Щуп Х1 выполнен в виде шила и прикреплен к корпусу устройства, щуп X2 – провод не более 10 см в длину на конце которого игла.

Проверка конденсаторов возможна прямо на плате, выпаивать их не обязательно, что существенно облегчает поиск неисправного конденсатора во время ремонта.

Настройка устройства

После окончания монтажа и проверки, необходимо проверить осциллографом частоту на щупах X1 и X2. Она должна быть в пределах 120…180 кГц. Если это не так, то путем подбора резистора R1 добиваются нужной частоты. Далее необходимо подготовить набор резисторов следующих номиналов:

1, 5, 10, 15, 25, 30, 40, 60, 70 и 80 Ом.

К щупам X1 и X2 необходимо подсоединить резистор в 1 Ом и вращением R2 добиться, чтобы на мультиметре было 1мВ. Затем вместо 1 Ом подключить следующий резистор (5 Ом) и не изменяя R2 записать показание мультиметра. То же самое проделать и с оставшимися сопротивлениями. В результате этого получится таблица значений, по которой можно будет определять реактивное сопротивление.

Источник: Радиомир 03/2012

Источник:

Ремонт и доработка измерителя ёмкости

Потенциометр, производящий юстировку прибора на младшем диапазоне (выставляющий на «0») нужно было менять на другой, более качественный, уже в первый день после покупки измерителя ёмкости конденсаторов СМ-7115А, но радиолюбитель сидящий где-то в недрах сознания и с благоговением относящийся ко всему, что касается измерительной техники, не позволил, ибо это мол тебе, не очередную телевизионную платку дербанить на детальки. На том и порешили, и пять лет тому следовали, пока резистор вообще не перестал подавать признаки жизни.

https://www..com/watch?v=qPGggmHiIBQ

Это самые близкие к нулю показатели, которые удалось выставить, оно конечно мелочь (впрочем, далеко не всегда), но окончательно надоела эта неполноценность в работе прибора.

Нижнюю половинку корпуса держит один саморез, печатную плату четыре (два верхних на плате отворачивать не нужно, они удерживают жидкокристаллический индикатор). Так что всё легко и быстро разбирается на «на винтики».

Вот этот самый злополучный резистор, он даже внешне какой-то «покусанный». При наличии оловоотсоса аккуратно снять его с платы не проблема.

Выпаянный переменный резистор оказался с сопротивлением 880 кОм, на замену ему нашёлся с номиналом в 1 Мом, но вот незадача, его подложка (устройство крепежа на плату) была другой, однако оказалось, что её возможно позаимствовать со старого переменника, что и сделал. Исправный потенциометр занял своё место на плате.

Схема измерителя ёмкости конденсаторов СМ-7115А

Кстати на принципиальной схеме номинал этого переменного резистора, пронумерованного как VR2, указан 1 МОм. Так что с номиналом просто повезло.

А ещё в схему измерителя ёмкости конденсаторов «просился» отдельный выключатель питания, ну что за дела без дела щёлкать переключателем диапазонов измерения для обесточивания измерителя, вот ведь додумался какой-то горе китайский радиоинженер.

Хорошую вещь беречь нужно, а данный ёмкостемер более чем хорош. Нашёл подходящую кнопку (точно такая же стоит на мультиметре My 62) на должность выключателя, как положено с фиксацией и к ней шток с заглушкой.

Место под корпус кнопки внутри корпуса имелось, подозреваю, что там изначально и предполагалось поместить выключатель питания, да сэкономили. Для фиксации выключателя просверлил через две стенки строго параллельно его днищу отверстия диаметром 1 мм, подобрал нечто подходящее и произвёл фиксацию корпуса кнопки (излишки гвоздика по длине естественно откусываются).

«Разорвал» плюсовой провод питания и подпаял его концы к контактам выключателя (предварительно прозвонив), причём так чтобы замыкание контактов происходило при нижнем положении (нажатом) кнопки.

Установил на выключатель полый шток и заглушку. Получилось вроде как не плохо, причём даже удалось не нарушить общий дизайн панели прибора.

Теперь нет необходимости ставить переключатель в исходное положение по окончанию замеров, просто нажатием кнопки выключаю питание и всё.  

Измерительного прибора теперь хватит гораздо на дольше. Ну а ноль выставляется на «ура», смотрите видеоролик. Автор материала – Babay iz Barnaula.

   Форум

Источник:

Измеритель емкости

Обнаружив в интернете статью Digital Capacitance Meter, я захотел собрать этот измеритель. Однако под рукой не оказалось микроконтроллера AT90S2313 и светодиодных индикаторов с общим анодом. Зато были ATMEGA16 в DIP-корпусе и четырехразрядный семисегментный жидкокристаллический индикатор.

Выводов микроконтроллера как раз хватало на то, чтобы подключить его к ЖКИ напрямую. Таким образом, измеритель упростился всего до одной микросхемы (на самом деле, есть и вторая – стабилизатор напряжения), одного транзистора, диода, горстки резисторов-конденсаторов, трех разъемов и кнопки.

Прибор получился компактный и удобный в использовании. Теперь у меня нет вопросов о том, как измерить емкость конденсатора. Особенно это важно для SMD-конденсаторов с емкостями в несколько пикофарад (и даже в доли пикофарада), которые я всегда проверяю перед тем, как в паять в какую-нибудь плату.

Сейчас выпускается множество настольных и портативных измерителей, производители которых заявляют о нижнем пределе измерений емкости в 0.1 пФ и достаточной точности измерений таких малых емкостей. Однако во многих из них измерения проводятся на довольно низкой частоте (единицы килогерц).

Спрашивается, можно ли получить приемлемую точность измерений в таких условиях (даже если параллельно измеряемому подключить конденсатор большей емкости)? Кроме того, в интернете можно найти довольно много клонов схемы RLC-метра на микроконтолллере и операционном усилителе (той самой, что с электромагнитным реле и с одно- или двухстрочным ЖКИ). Однако такими приборами малые емкости померить «по-человечески» не удается. В отличие от многих других, этот измеритель специально спроектирован для измерения малых значений емкости.

Что касается измерения малых индуктивностей (единицы наногенри), то я для этого с успехом использую анализатор RigExpert AA-230, который выпускает наша компания.

Фотография  измерителя емкости:

Параметры измерителя емкости

Диапазон измерения: от 1 пФ до примерно 470 мкФ. Пределы измерения: автоматическое переключение пределов – 0…56 нФ (нижний предел) и 56 нФ … 470 мкФ (верхний предел). Индикация: три значащие цифры (две цифры для емкостей меньших, чем 10 пФ). Управление: единственная кнопка для установки «нуля» и калибровки.

Большая часть выводов микроконтроллера подключена к ЖКИ. К некоторым из них также подключен разъем для внутрисхемного программирования микроконтроллера (ByteBlaster).

Четыре вывода задействованы в схеме измерения емкости, включая входы компаратора AIN0 и AIN1, выход управления пределами измерения (при помощи транзистора) и выход выбора порогового напряжения.

К единственному оставшемуся выводу микроконтроллера подключена кнопка.

Стабилизатор напряжения +5 В собран по традиционной схеме.

Индикатор – семисегментный, на 4 знака, с прямым подключением сегментов (т.е. не-мультиплексный). К сожалению, на ЖКИ не было маркировки. Такую же цоколевку и размеры (51×23 мм) имеют индикаторы многих фирм, например, AND и Varitronix.

Схема приведена ниже (на схеме не показан диод для защиты от «переполюсовки», через него рекомендуется подключить разъем питания):

(нажмите, чтобы увеличить)

Программа микроконтроллера

Поскольку ATMEGA16 – из серии «MEGA», а не из серии «tiny», особого смысла писать ассемблерную программу нет смысла. На языке Си удается сделать ее гораздо быстрей и проще, а приличный объем flash-памяти микроконтроллера позволяет пользоваться встроенной библиотекой функций с плавающей точкой при расчете емкости.

Микроконтроллер проводит измерение емкости за два шага. В первую очередь, определяется время заряда конденсатора через резистор сопротивлением 3.3 МОм (нижний предел). Если необходимое напряжение не достигнуто в течение 0.15 секунд (что соответствует емкости около 56 пФ), заряд конденсатора повторяется через резистор 3.3 кОм (верхний предел измерения).

При этом микроконтроллер сперва разряжает конденсатор через резистор сопротивлением 100 Ом, а затем заряжает его до напряжения 0.17 В. Только после этого замеряется время заряда до напряжения 2.5 В (половина напряжения питания). После этого, цикл измерения повторяется.

При выводе результата  на выводы ЖКИ подается напряжение переменной полярности (относительно его общего провода) с частотой около 78 Гц. Достаточно высокая частота полностью устраняет мерцание индикатора.

Источник: https://electshema.ru/elektrotehnika/prostoj-izmeritel-emkosti.html

Измеритель ёмкости конденсаторов своими руками

В данной статье мы дадим наиболее полную инструкцию, которая позволит сделать измеритель ёмкости конденсаторов своими руками, без помощи квалифицированных мастеров.

К сожалению, аппаратура не редко выходит из строя. Причина чаще всего одна – появление электролитического конденсатора. Все радиолюбители знакомы с так называемым «высыханием», которое появляется из-за нарушения герметичности корпуса прибора. Возрастает реактивное сопротивление из-за снижения номинальной емкости.

Далее, во время эксплуатации начинают происходить электрохимические реакции, они разрушают стыки выводов. В результате контакты нарушаются, образовывая контактное сопротивление, которой исчисляется, порой десятками Oм.

То же самое будет происходить при подключении к рабочему конденсатору резистора.

Наличие этого самого последовательного сопротивления скажется негативно не работе электронного устройства, в схеме будет искажаться вся работа конденсаторов.

Из-за сильнейшего влияния сопротивления в диапазоне три-пять Ом, приходят в негодность импульсные источники питания, ведь в них перегорают дорогостоящие транзисторы, а также микросхемы. Если детали при сборке прибора были проверены, а при монтаже не допущены ошибки, то с его наладкой не возникнет проблем.

Кстати, предлагаем Вам присмотреть себе новый паяльник на Алиэкспресс — ССЫЛКА (отличные отзывы). Либо присмотреть себе что-нибудь из паяльного оборудования в магазине «ВсеИнструменты.ру» — ссылка на раздел с паяльниками.

к оглавлению ↑

Схема, принцип работы, устройство

Данная схема используется с применением операционного усилителя. Прибор, который мы собираемся сделать своими руками, позволит производить измерения ёмкости конденсаторов в диапазоне от пары пикoфарад до одного микрофарада.

Давайте разберемся с приведенной схемой:

• Поддиапазоны. У агрегата есть 6 «поддиапазонов», у них высокие границы равняются 10, 100; 1000 пф, а также 0,01, 0,1 и 1 мкф. Отсчитывается емкость по измерительной сетке микроамперметра.
• Назначение. Основой работы прибора является замер переменного тока, он проходит сквозь конденсатор, который необходимо исследовать.
• На усилителе DА 1 находится генератор импульсов. Колебания их повтора подчиняется емкости С 1- С 6 конденсаторов, а также позиции тумблера «подстроечного» резистора R 5. Частота будет переменной от 100 Гц до 200 кГц. Подстроечному резистору R 1 определяем соразмерную модель колебаний при выходе генератора.
• Указанные на схеме диоды, как D 3 и D 6, резисторы (налаженные) R 7- R 11, микроамперметр РА 1, составляют сам измеритель переменного тока. Внутри микроамперметра сопротивление обязано составлять не больше 3 кОм, с целью, чтобы погрешность при замере не превысила десяти процентов на диапазоне до 10 пФ.
• К другим поддиапазонам параллельно Р A 1 подсоединяют подстроечные резисторы R 7 – R 11. Нужный измерительный поддиапазон настраивают при помощи тумблера S А 1. Одна категория контактов переключает конденсаторы (частотозадающие) С 1 и С 6 в генераторе, второй переключает в индикаторе резисторы.
• Чтобы прибор получал энергию, ему нужен 2-полярный стабилизированный источник (напряжение от 8 до 15 В). У частотозадающего конденсатора могут на 20 % разниться номиналы, однако сами они обязаны иметь высокую стабильность временную и температурную.

Конечно, для обычного человека, не разбирающегося в физике, это всё может показаться сложным, но вы должны понимать, чтобы сделать измеритель ёмкости конденсаторов своими руками, нужно обладать определенными знаниями и навыками. Далее поговорим о том, как наладить прибор.

к оглавлению ↑

Наладка измерительного прибора

Чтобы произвести правильную наладку, следуйте инструкции:

1. Сперва достигается симметричность колебаний при помощи резистора R 1. «Бегунок» у резистора R 5 находится посередине.
2. Следующим действием будет подключение эталонного конденсатора 10 пф к клеммам, отмеченным значком сх. При помощи резистора R 5, переставляют стрелу микроамперметра на соответственную шкалу ёмкости эталонного конденсатора.
3. Далее проверяется форма колебания при выходе генератора. Тарировка проводится на всех поддиапазонах, здесь применяют резисторы R 7 и R 11.

Механизм устройства может быть разным. Параметры размеров зависят от типа микроамперметра. Каких-то особенностей при работе с прибором не выделяется.

к оглавлению ↑

Создание разных моделей измерителей

Далее поговорим о том, как сделать разные модели измерителей ёмкости конденсаторов.

к оглавлению ↑

Модель серии AVR

Сделать такой измеритель можно на базе переменного транзистора. Вот инструкция:

1. Подбираем контактор;
2. Замеряем выходное напряжение;
3. отрицательное сопротивление в измерителя емкости не больше 45 Ом;
4. Если проводимость 40 мк, то перегрузка составит 4 Ампера;
5. Для повышения точности измерения, нужно использовать компараторы;
6. Также есть мнение, что лучше использовать только открытые фильтры, так как для них не страшны импульсные помехи в случае большой загруженности;
7. Также рекомендуется использовать полюсные стабилизаторы, а вот для модификации устройства не подходят только сеточные компараторы;

Перед тем, как включать измеритель ёмкости конденсаторов, нужно выполнить замер сопротивления, который должен быть примерно 40 Ом для хорошо сделанных устройств. Но показатель может отличаться, в зависимости от частотности модификации.

к оглавлению ↑

Сделать такое устройство сложно самостоятельно, но вполне реально. Вот инструкция и правила для сборки:

1. Подбираем открытый трансивер;
2. Модуль на базе PIC16F628A может быть регулируемого типа;
3. Лучше не устанавливать фильтры высокой проводимости;
4. Перед тем, как начнем паять, нужно проверить выходное напряжение;
5. Если сопротивление слишком высокое, то меняем транзистор;
6. Применяем компараторы для преодоления импульсных помех;
7. Дополнительно используем проводниковые стабилизаторы;
8. Дисплей может быть текстовым, что проще всего и весьма удобно. Ставить их нужно через канальные порты;
9. Далее с помощью тестера настраиваем модификацию;
10. Если показатели емкости конденсаторов слишком высокие, то меняем транзисторы с малой проводимостью.

Более подробно о том, как сделать измеритель ёмкости конденсаторов своими руками можно узнать из видео ниже.

к оглавлению ↑

Благодарю за репост, друзья:

Источник: http://remontgeeks.ru/sovety/izmeritel-yomkosti-kondensatorov-svoimi-rukami.html

Проверка конденсаторов без выпайки

Прошло примерно полтора года, с тех пор, как я начал регулярно заниматься ремонтами электроники. Как оказалось дело это не менее интересное, чем конструирование электронных конструкций.

Понемногу появились люди, желающие, кто время от времени, а кто и регулярно, сотрудничать со мной как с мастером.

В связи с тем что рентабельность большинства производимых ремонтов не позволяет снимать помещение, иначе аренда съедает большую часть прибыли, работаю в основном на дому либо выезжаю с инструментами к знакомым ИП имеющим скупку бытовой электроники и мастерскую.

Параллельно со знакомым, выкупаем технику на местном форуме и Авито, ремонтируем и знакомый реализует, оба в долях с реализации. Но суть не в этом.

Сегодня решил поделиться с читателями схемой простого, но очень полезного для любого ремонтника – электронщика устройства, ESR метра, позволяющего корректно измерять этот параметр, в большинстве случаев без выпаивания электролитических конденсаторов.

ESR, оно же ЭПС (Эквивалентное Последовательное Сопротивление) – параметр конденсатора очень сильно влияющий на его работоспособность при работе в высокочастотных цепях. Какие же это устройства?

Это абсолютно любые схемы с применением стабилизаторов, DC-DC преобразователей питания, импульсные блоки питания для любой техники, от компьютерной – до мобильных зарядок.

Вздувшийся конденсатор

Без этого устройства значительная часть ремонтов выполняемых мною либо вообще не могла бы быть выполнена, либо все же была выполнена, но с большими неудобствами в виде постоянного выпаивания и запаивания обратно электролитических конденсаторов небольшого номинала, с целью измерения эквивалентного последовательного сопротивления с помощью транзистор тестера. Мой же прибор, позволяет измерять этот параметр не выпаивая деталь, просто прикоснувшись пинцетом к выводам конденсатора.

Данные конденсаторы номиналом 0.

33-22 мкФ, как известно очень редко имеют насечки в верхней части корпуса, по которым конденсаторы большего номинала, вздуваются и раскрываются розочкой, например всем знакомые конденсаторы на материнских платах и блоках питания.

Дело в том, что конденсатор, не имеющий этих насечек для выпускания излишнего образовавшегося давления, визуально, без измерения прибором, даже для опытного электронщика ничем не отличим от полностью рабочего.

Компьютерный блок питания

ESR micro

Из отличий и достоинств покупного прибора могу назвать только то, что у него показания выводятся сразу в миллиОмах, а у моего прибора нужно переводить из миллиВольт в миллиОмы.

Что впрочем не вызывает затруднений, достаточно откалибровать прибор по значениям низкоомных точных резисторов и составить для себя таблицу.

Поработав с прибором пару месяцев, уже визуально, безо всяких таблиц, просто взглянув на дисплей мультиметра уже видишь нормальное значение ESR конденсатора – на грани либо уже необходима замена. Схема моего прибора, кстати, в свое время была взята из журнала Радио.

Схема принципиальная прибора

Изначально прибор был собран с самодельными щупами – пинцетом, имеющим широкие губки, неудобным при измерении на платах, с плотным монтажом.

Затем присмотрел себе на Али экспресс щупы – пинцет для измерения SMD, подключаемые к мультиметру.

Заказав пинцет, провод был безжалостно укорочен, для того чтобы точность не сильно пострадала при измерении, из-за длины проводов щупов. Не забывайте, там счет идет на миллиОмы.

Сначала прибор у меня подключался щупами к мультиметру и был выполнен в виде приставки, но постепенно надоело крутить каждый раз ручку мультиметра, вырабатывая тем самым ресурс переключений.

Мне тогда как раз товарищ подарил мультиметр, в связи с тем что свой я временно попалил на неразрядившемся электролитическом конденсаторе.

Впоследствии прибор был восстановлен, резисторы были перепаяны, а этот мультиметр, у него были отломлены разъемы для подключения щупов на плате, и были кем-то брошены перемычки, но точность измерений уже была не та.

ESR метр открытый корпус

Но для моих целей погрешность 1-2 процента ничего не решала и решил сделать прибор полностью автономным.

Соединения мультиметра и ESR метра, ранее осуществляемые с помощью щупов, были сделаны проводами, внутри соединенных корпусов.

Прибор испытатель конденсаторов – внешний вид

Как показала практика, времени на приведение прибора в боевую готовность, а затем, после проведения измерений, отключения, стало уходить существенно меньше, а соответственно повысилось удобство использования.

Из дальнейших доработок планируемых в данном приборе – это перевести его на аккумуляторное питание, от Li-ion аккумулятора от телефона, с возможностью подзарядки от платы адаптера заряда через встроенное Mini USB гнездо, от любого зарядного устройства от смартфона с возможностью подключения USB кабеля. 

Как показала практика, ранее мною уже был переделан на аккумуляторное питание с помощью аналогичного способа Транзистор тестер Т4, также имеющий, как и ESR метр, высокое потребление благодаря установленному в нем графическому дисплею.

Ощущения от переделки остались только положительные. За полгода заряжал всего один раз. В устройстве был установлен повышающий DC-DC преобразователь превращающий 3.7 вольта на выходе аккумулятора в 9 вольт, необходимые для работы прибора.

Макетная плата ESR метра

В данном случае, в моем приборе будет двойное преобразование напряжения: сначала с 3.7 вольта в 9 вольт, хотя возможно я выставлю и минимально допустимое для входа стабилизатора 7805 CV напряжение 7.

5 вольт, от данного стабилизатора сейчас запитана схема прибора. Сам прибор, как можно видеть на фото, изначально питается от батареи Крона, которая, как известно, имеет относительно небольшую емкость.

Напряжение питания данной микросхемы позволяет питать ее напрямую от 9 вольт, но дело в том, что по мере разряда батареи заметил, что показания при измерении начинают потихоньку уплывать. Для борьбы с этим, и был установлен стабилизатор 7805, который, как известно, выдает у нас стабильные 5 вольт на выходе.

Выключатель с защитой от случайных включений

Коммутация выключателем на 2 группы контактов

Решено было просто приклеить на термоклей, по краям выключателя, два самореза, от крепления кулера, в компьютерном блоке питания. Микросхема, применяемая в приборе, широко распространенная, и довольно дешевая, я приобретал ее, по стоимости, всего порядка 15-20 рублей.

Весь прибор, обошелся мне, с учетом бесплатного мультиметра, щупов – пинцета с Али экспресс, стоимостью 100 рублей, и стоимости деталей для сборки прибора, и батареи крона, всего ушло порядка 150 рублей, итого все необходимое обошлось в смешную сумму 250 рублей. 

Пинцет для измерения конденсаторов на плате

Что окупилось уже с применением прибора в ремонтах давно и многократно. Конечно кто нибудь, имеющий возможность и желание приобрести ESR micro, может сказать сейчас, зачем мне эти неудобства, каждый раз переводить из миллиВольт, в миллиОмы, хотя это и не требуется, как я уже выше писал, если на покупном приборе я могу сразу видеть, уже готовые значения. 

Таблица  значений ESR

Дело в том, что подобные приборы имеют в своем составе микроконтроллер, и при измерении подключаются напрямую, условно говоря “портом” микроконтроллера к измеряемому конденсатору.

Что крайне нежелательно, достаточно один раз не разрядить конденсатор после обесточивания схемы перед измерением, путем замыкания его выводов металлическим предметом, например отверткой, как мы рискуем получить нерабочий прибор. 

Первая версия щупов

Что при его немаленькой стоимости, согласитесь, не лучший вариант.

В моем же приборе, параллельно измеряемому конденсатору подключается резистор 100 Ом, что означает если конденсатор все-же и будет заряжен, то он при подключении щупов начнет разряжаться.

В самом же крайнем случае, если микросхема применяемая в моем приборе выгорит, вам для произведения ремонта достаточно будет лишь вынуть микросхему из DIP панельки и воткнуть новую. 

Апгрейд прибора

Все, ремонт прибора окончен, можно снова производить измерения. А учитывая низкую стоимость микросхемы это не становится проблемой, достаточно лишь приобрести одну – две микросхемы про запас при закупе деталей для сборки данного ЭПС-метра. 

Финальная версия

В целом прибор получился просто шикарным и очень удобным, и даже если бы детали для его сборки стоили в 2 раза больше – я бы все-равно смело мог бы рекомендовать этот ЭПС-метр к сборке всем начинающим мастерам имеющим скромный бюджет, либо желающим сэкономить и не переплачивать лишнего. Всем удачных ремонтов! AKV.  

   Схемы измерительных приборов

Источник: https://elwo.ru/publ/skhemy_izmeritelnykh_priborov/proverka_kondensatorov_bez_vypajki/17-1-0-1037