Miernik ESR DIY-O DIY ESR Meter, Każdy handel ma swój unikalny zestaw narzędzi. W przypadku elektroniki, powinieneś mieć przynajmniej multimetr, śrubokręt, obcinacz, lutownicę i przewody.
Najlepsze jest to, że można znaleźć te narzędzia w każdym sklepie elektronicznym i za przystępną cenę. Są jednak inne ważne, ale drogie narzędzia, których będziesz potrzebował, gdy będziesz szedł ścieżką wyborów.
A wśród tych narzędzi jest miernik ESR.
Dlatego w tym artykule pokażemy Ci, jak zbudować swój miernik ESR z gotowego paska/płytki Vero z takim samym rezultatem, jak mierniki ESR dostępne na rynku.
Gotowy? Uczmy się!
Stripboard
Co to jest ESR?
Kondensatory nie są odporne na degradację. Kiedy widzisz jakieś niepożądane efekty, to właśnie z powodu Equivalent Series Resistance (ESR). Dlaczego. Kondensatory mają ograniczoną rezystancję wewnętrzną z powodu materiałów, których producenci używają do ich budowy.
Ponadto, różne typy kondensatorów mają różne zakresy ESR. Tak więc, jest to krytyczne, aby zmierzyć równoważny opór szeregowy kondensatorów.
Co to jest ESR Meter?
Jeśli chodzi o pomiar kondensatorów, mierniki pojemności (cyfrowe lub analogowe) mogą Cię wprowadzić w błąd. Z tym narzędziem, możesz myśleć, że wadliwy kondensator jest dobry. Plus, jeśli nie test dla ESR na kondensatorze, można przegapić zły kondensator i nie dokonać żadnych napraw. Tak więc, to czego będziesz potrzebował to miernik ESR.
Miernik ESR jest dwukońcówkowym narzędziem pomiarowym, którego głównym celem jest pomiar ESR kondensatorów. Zazwyczaj złe kondensatory mają wysokie odczyty ESR, których nie można zmierzyć za pomocą zwykłego cyfrowego miernika pojemności lub multimetru.
To nie Wszystko.
Możesz użyć miernika ESR bez usuwania kondensatorów ze swojego obwodu.
Oto najlepsza część.
Możesz użyć ESR do innych eksperymentów, takich jak sprawdzanie rezystorów o niskich omach, takich jak 0,33 om i 0,22 om, lokalizowanie zwarć na płytkach drukowanych, wzmacniaczy głośnikowych i sprawdzanie stanu zarówno normalnych, jak i akumulatorowych baterii.
Miernik ESR DIY-Jak działa miernik ESR?
Różne czynniki przyczyniają się do utraty mocy w kondensatorach. Możesz podsumować te czynniki jako ESR. Aby w pełni zrozumieć, jak działa miernik ESR, przyjrzyjmy się jego komponentom:
Oscylator
Oscylator jest odpowiedzialny za dostarczenie sygnału AC wymaganego do wysterowania prądu przez testowany kondensator. Dobry przykład obwodu oscylatora pracuje z częstotliwością około 100 kHz.
100 kHz jest również standardem przemysłowym przy wykonywaniu pomiarów ESR. Jedna z sekcji tego obwodu działa jako oscylator z przesunięciem fazowym. Jest łatwa do zaimplementowania i pokazuje doskonałe przybliżenie fali sinusoidalnej.
Druga sekcja działa jako wzmacniacz i bufor. Ponieważ oscylator z przesunięciem fazowym ma wysoką impedancję wyjściową, sekcja ta zapobiega przeciążeniu obwodu oscylatora. Ponadto można regulować poziom sygnału 100 kHz za pomocą potencjometru regulacji wzmocnienia.
Miernik ESR DIY-Detektor ESR
Detektor ESR to miejsce, w którym dzieje się najwięcej. Pierwsza sekcja to konwerter napięcia na prąd, który przetwarza sygnał 100 kHz z oscylatora na prąd o wartości międzyszczytowej około 7Ma.
Możesz więc podłączyć CUT (badany kondensator) wewnątrz pętli sprzężenia zwrotnego tego stopnia. Możesz również zrobić to za pomocą dwóch gniazd wiążących na panelu przednim, tak aby CUT otrzymywał ten sam prąd.
Sekcja konwersji mocy
W tej sekcji, podejście z pojedynczym zasilaniem wymaga zapewnienia wirtualnego odniesienia do masy w całym mierniku ESR. Tak więc, w tym etapie, konwencjonalny trójkońcówkowy regulator napięcia (na wejściu) dostarcza magistralę +5v.
Z drugiej strony, szyna -5v jest zasilana z komponentu, który dostarcza napięcie stałe równe wielkości (ale z odwróconą polaryzacją) do wejścia.
Miernik ESR DIY-Jak to działa
Schemat obwodu ESR
Po pierwsze, TR1 na powyższym schemacie i zapięty tranzystor NPN tworzą proste sprzężenie zwrotne, które wyzwala oscylator blokujący. Oscylator blokujący zaczyna oscylować z dużą częstotliwością.
Dodatkowo, oscylacje tworzą stałą wielkość napięcia na 5 zwojach transformatora wtórnego. Ponadto oscylator aplikuje indukowaną wysoką częstotliwość przez CTU.
Widać też op-amp połączony z niskim napięciem zasilającym wysoką częstotliwość. Dodatkowo, działa tam jako wzmacniacz napięcia.
Jeśli ESR jest nieobecny lub masz sprawny kondensator, to miernik będzie sugerował całkowite odchylenie. Tak więc pokazuje maleńki ESR nad kondensatorem, który z kolei schodzi do zera dla różnych kondensatorów - o różnych poziomach ESR.
Teraz, niższy ESR może spowodować umiarkowanie większy prąd na wejściu odwracającym op-ampa. Również odpowiednio wyświetla się on na mierniku wraz z dużym stopniem odchylenia i odwrotnie.
Dodatkowo, wyższy tranzystor BC547 pracuje jako zwykły kolektor napięcia i stopień regulatora. Z tego powodu tranzystor ten może obsługiwać stopień oscylatora przy minimalnym napięciu 1,5 V. Również inne urządzenia elektroniczne wokół CUT nie będą narażone na stres związany z częstotliwością testową miernika ESR.
Ponadto, łatwo jest skalibrować miernik. Plus, jeśli trzymać przewody testowe nisko, 100k pre-set blisko miernika uA dostosowuje się, aż osiągnie zdrowe odchylenie na tarczy miernika.
Następnie możesz sprawdzić różne kondensatory z dużymi wartościami ESR na mierniku i mniejszymi odchyleniami.
W końcu transformator stoi na szczycie pierścienia ferrytowego. Ponadto używa cienkiego magnesu z różnymi obrotami na schemacie.
Miernik ESR DIY-Jak zbudować miernik ESR
W tej części dowiemy się, jak zbudować powyższy obwód. Obwód jest zasilany z jednej baterii 9V. Możesz użyć taniego LDO jako zamiennika, aby uzyskać maksymalną żywotność baterii, ponieważ napięcie spada z czasem.
Dodatkowo, LM2936 nie jest tak drogi i będzie wykonywał operacje nawet gdy napięcie spadnie do 5,5V. Dodaliśmy również wskaźnik LED włączenia/wyłączenia po przełączniku - chociaż nie pokazaliśmy go na powyższym schemacie.
Elementary układu
C1- 100uf
C2 - 470PF
C3 - 10uf
C4 - 0.1uf
C5 - 100nf
C8 - 100nf
R1 - 1K
R2 - 10K
R3 - 150
R4 - 12
R5 - 12
R6 - 27K
R7 - 100K
R8 - 2.2K
R9 - 100
R10 - 10K
ICI - 555
TR1 - 3904
T1 - transformator 2.1
D1 - IN4007
D2- IN4007
D3 - IN4148
D4 - IN4148
Miernik ESR DIY-Działanie obwodu
Spójrzmy na kilka ilustracji, aby lepiej zrozumieć działanie tego obwodu. Zilustrujemy więc przebiegami w punktach 1, 2, i 3 przy skróconym przewodzie o ESR (0) i przy wysokim ESR (5.6) Ohm. Tutaj przebiegi odpowiadają powiązanym kanałom i strzałom oscyloskopu.
Również sygnał na wyjściu dzielnika kondensatorowo-rezystorowego wynosi około 232 mV peak-to-peak. Do tego tranzystor mnoży wartość wyjściową o współczynnik ponad 10. Dodatkowo w kanale 3 znajduje się przefiltrowany i wyprostowany sygnał (około 1,35 V).
Przebieg fali z ESR (0)
Oto więc jak wygląda miernik w pełnym wyczerpaniu po regulacji potencjometrem 10k.
Pełne wyczerpanie ESR (0)
Z drugiej strony, gdy kondensator ma wysoki ESR (5,6 Ohm), można go wstawić w poprzek przewodów pomiarowych. Zmniejsza się więc napięcie wyjściowe punktu 2, a także wynikowy poziom DC w punkcie 3.
Przebiegi fal z ESR (5,6 Ohm)
Oto jak wygląda miernik przy zubożeniu ESR = 5,6 Ohm.
Miernik dla zubożenia ESR (5,6 Ohm)
Miernik ESR DIY-Budowa obwodu
Ten obwód jest tak prosty, że możesz użyć płytki perf do montażu. Chociaż nie będzie łatwo znaleźć odpowiedni transformator sygnałowy dla łączy transmisyjnych T1/E1, możesz mieć taki w swoim koszu z częściami.
Świetną alternatywą i rozwiązaniem tego problemu są transformatory z zasilaczy impulsowych (zasilacze PC ATX). Inną alternatywą jest większy współczynnik skręcenia. Ale jest pewien haczyk. Trzeba by było ustawić rezystor szeregowy 150 Ohm na większą wartość.
Oto jak wygląda w pełni zmontowany układ:
Circuit Assembly
Kiedy już zmontujesz obwód, możesz wykonać ostateczny montaż wewnątrz metalowego pudełka. Możesz również użyć gniazda audio i ekranowanego kabla audio, aby podłączyć sondy testowe. Dodatkowo, powinieneś podłączyć masę (ekran) do metalowej obudowy.
Montaż końcowy układu
Miernik ESR DIY-Ograniczenia prawie każdego miernika ESR
Oto kilka ograniczeń każdego miernika ESR:
1. Jeśli masz jakikolwiek kondensator z wewnętrznym zwarciem, odczyty miernika ESR wprowadzą cię w błąd, myśląc, że ma on niską wartość ESR.
2. Miernik nie jest najlepszym rozwiązaniem do badania kondensatorów o pojemności mniejszej niż 30 mikrofaradów. Jeśli testowany kondensator ma zbyt niską wartość, częstotliwość reaktancji pomiarowej staje się bardzo znacząca. Tak więc, skutkuje to nadmiernym ESR.
3. Mogą wystąpić błędy z długich przewodów testowych CUT. Jak to możliwe? Ponieważ ESR jest omomierzem o niskim zakresie.
Zaokrąglenie
Budowa ESR to łatwy i przyjemny projekt. Najlepsze jest to, że można to osiągnąć przy użyciu powszechnie dostępnych części w laboratorium elektronicznym. Miernik ESR jest go-to dla każdego technika naprawy elektroniki, hobbystów, projektantów i inżynierów.
ESR jest ważnym atrybutem kondensatorów większych niż 1 mikrofarad. Ponadto, będziesz potrzebował testera ESR, jeśli chcesz dokonać pomiarów, które są niemożliwe do wykonania za pomocą standardowego cyfrowego miernika pojemności.
Cóż, to zaokrągla wszystko, co musisz wiedzieć o miernikach ESR i jak je zbudować. Jeśli masz pytania lub sugestie, nie krępuj się do nas dotrzeć. Z przyjemnością pomożemy.