Блок с датойБлок с временемБлок с возрастом сайта
Mr.ALB

    Анатолий Беляев (aka Mr.ALB). Персональный сайт

    Да пребудут с вами Силы СВЕТА!

     

    Электроника

    Тестер проверки радиокомпонентов
    Mega-328 (LCR-T4-H)

    Купил на AliExpress этот полезный тестер. Штучка очень удобная, можно сказать – мечта радиолюбителя, так как на небольшой плате (71 х 63 х 10 мм) воплощён уникальный измеритель, который определяет параметры любых радиокомпонентов и выводит эти параметры и графическое изображение радиокомпонента с цоколёвкой на графический экранчик. Всё хорошо, только питание этого устройства от 9 В и нет корпуса. Поэтому ниже поясняю как можно сделать удобный источник питания для тестера и какой к нему сделал корпус.

    Подразделы


     

    Описание

    Описание схемы

    У меня была идея сделать небольшой корпус для тестера и оптимальным вариантом для этого выходило использование плоского небольшого аккумулятора от сотового телефона. Напряжение питания Li-Ion аккумулятора 3.7 В, а тестер требуется запитать от 9 В. Выходит, что между аккумулятором и тестером необходимо поставить DC-DC преобразователь, который поднимет напряжение c 3.7 В до 9 В.

    На AliExpress продаются различные преобразователи DC-DC, но в тот момент у меня такого не было, поэтому решил сделать свой, в то же время изучить тему преобразователей.

     

    Принцип преобразования напряжения DC-DC

    Вообще любой такой преобразователь строится по простому принципу.

    На Pic 1...3 приведены схемы принципа преобразователя постоянного напряжения низкого уровня в постоянное напряжение более высокого уровня (DC-DC).

    Рассмотрим как всё работает.

    Схема состоит из батареи или другого источника постоянного напряжения низкого уровня GB, катушки индуктивности L, диода VD, конденсатора C, ключ S.

    Схема принципа преобразования напряжения
    Pic 1. Схема принципа преобразования напряжения

    Если замкнуть ключ S, то произойдёт накопление энергии батареи GB в катушке индуктивности L. Катушка будет фазирована как указано на рiс 2. Стрелками показано по какому пути идёт заряд катушки: от источника через саму катушку, ключ и к источнику.

    Накопление энергии в катушке L при замыкании ключа S
    Pic 2. Накопление энергии в катушке L при замыкании ключа S

    После заряда катушки L разомкнём ключ S, тогда эдс самоиндукции катушки будет препятствовать прекращению тока заряда, фазировка катушки сменится на указанную на рiс. 3 и будет стремится противодействовать уменьшению тока в цепи, поддерживая его. Так как ключ разомкнут, то энергия устремится по пути через диод VD и начнёт заряжать конденсатор C. Путь заряда конденсатора указан на схеме. Интересная особенность в том, что импульс эдс самоиндукции очень короткий, но имеет высокую амплитуду, гораздо больше, чем напряжение на батареи GB, вот эта особенность и используется в преобразователе. Многократно замыкая ключ и размыкая его, в конденсаторе будет запасаться энергия с высоким напряжением. Диод VD необходим для того, чтобы при замыкании ключа S, энергия накопленная в конденсаторе С не разрядилась через него.

    Отдача энергии из катушки L в конденсатор C при размыкании ключа S
    Pic 3. Отдача энергии из катушки L в конденсатор C при размыкании ключа S

    На картинке выше представлена макетная плата, на которой реализована схема поясняющая принцип преобразователя. Вы можете собрать себе такую и сами убедиться в реальности принципа преобразователя. Нажимая на кнопку многократно вы обнаружите, что выходное напряжение растёт до впечатляющих величин. Так от батарейки 3.7 В можно получить и 100 В. Всё зависит от величины индуктивности катушки L. В данной макетной плате использована простейшая катушка, намотанная проводом на обычном винте или гвозде. Конденсатор возмите на соответствующее напряжение, к примеру, 47мкФ на 100В. Кнопка любая, диод в данном случае любой с подходящим обратным напряжением, к примеру, 1N4007. Он широко распространён и доступен.

    Макет преобразователя
    Pic 4. Макет преобразователя

     

    Доработка питания тестера Mega-328

    Первым делом была разработана и реализована схема преобразователя для тестера. Как вы поняли ключ S заменяем на электронный коммутатор. Это может быть любая схема, обеспечивающая многократное подключение-отключение катушки индуктивности к источнику питания. Исходя из того, что тестер потребляет достаточно большой ток, то требуется соответствующий преобразователь, который бы обеспечивал не только повышение напряжения, но и достаточный выходной ток. Перебрав различные схемы, остановился на схеме несимметричного мультивибратора. Эта схема имеет наименьшее количество радиоэлементов, легко собирается, стабильна в работе, имеет минимальные габариты и выдаёт хороший ток на выходе. Использовал планарные (SMD) компоненты для реализации этой схемы преобразователя *.

    *

    [Если вы хотите сами собрать такой же преобразователь, то можете использовать любые доступные радиоэлементы с подходящими параметрами. Планарные транзисторы можете заменить обычными. Подойдут советские транзисторы КТ315 (n-p-n) и КТ361 (p-n-p), либо любые импортные с подобными параметрами.

    Дроссель L1 можно изготовить самостоятельно, намотав несколько десятков витков провода в лакированной изоляции на ферритовом кольце диаметром 7...12 мм или на ферритовой гантельке. Такие ферритовые гантельки используются в компьютерной технике в качестве дросселей. Количество не критично, можно 20, можно и 30... будет немного разная индуктивность, что в общем-то не скажется на работе преобразователя. Чем больше индуктивность, тем выше по амплитуде будут импульсы обратной самоиндукции, а значит возможно достичь большего выходного напряжения преобразователя. В нашем случае выходное напряжение ограничивается стабилитроном VD3 до 9 В.

    К примеру, 20 витков провода диаметром 0,22 мм на ферритовом кольце 10 х 6 х 5 мм даёт индуктивность 1 мГн (mH). Ферритовое кольцо взято от электронного балласта сгоревшей энергосберегающей лампочки... можно просто купить подобное или взять любое близкое по размерам... думаю, что даже на кусочке гвоздя можно намотать, в крайнем случае улыбка, конечно заизолировав его парой слоёв, к примеру, фумлентой. И вообще, используйте такой тестер для проверки индуктивности дросселя L1. Конструктивно он может быть совершенно любым.]

    2017-02-12


     
    Схема источника питания на 9 В для тестера Mega-328
    Pic 5. Схема источника питания на 9 В для тестера Mega-328

    Поизучав работу преобразователей пришёл к мнению, что резистор R4 избыточен. Без него преобразователь выдаёт более стабильное напряжение, стабилитрон сразу ограничивает заряд конденсатора C2 на уровне около 9.18 В (использовал стабилитрон на напряжение стабилизации 9.1 В). Поэтому резистор R4 перемкнул перемычкой.

    Модернизированная схема источника питания на 9 В для тестера Mega-328
    Pic 6. Модернизированная схема источника питания на 9 В для тестера Mega-328

    Дошли руки до исследования преобразователя.

    • Тот, что изображён на схеме потребляет 130 мА и в режиме ожидания и в режиме работы с нагрузкой. Индуктивность L1 = 1,38 мГн 3,6 Ом. Частота преобразования 6,22...6,24 кГц. Просадки под нагрузкой нет. Выходное напряжение 9,1...9,2 В.

      Измерение частоты преобразователя
      Pic 7. Измерение частоты преобразователя
    • При замене резистора R2 на 100к и C1 на 0,1 мкФ, ток потребления 120 мА. Частота преобразования 6,85 кГц. Наблюдается просадка выходного напряжения, так: Uxx = 9,25 В, а Uнагр = 8,5 В.
    • Собрал преобразователь на микросхеме TPS61040. Индуктивность L1 = 10 мкГн 0,3 Ом. Ток ожидания всего 400 мкА. Рабочий ток 47...70 мА. Напряжение Uxx = 9,24 В, а Uнагр = 6,74 В. Замечу, что тестер при напряжении питания 6,31 В просит заменить батарейку и выключается. Поэтому такая микросхема не совсем подходит.
    • Применил покупной преобразователь на микросхеме MT3608. Ток ожидания всего 320 мкА. Рабочий ток 47...70 мА. Напряжение Uxx = 9,0 В, а Uнагр = 8,95 В. Этот преобразователь оказался самым экономичным и имеет просадку напряжения всего 0,05 В. Данный преобразователь оптимален.

    2020-07-10

     

    Конструкция

    Далее небольшой фотоотчёт об окончательной конструкции тестера.

    Подключил все части к тестеру перед проверкой его работоспособности от самодельного преобразователя.

    Проверка работоспособности преобразователя с тестером
    Pic 8. Проверка работоспособности преобразователя с тестером

    Преобразователь собрал на кусочке картона. В качестве токоведущих проводников использовал немного прокованную медную проволоку как бы плоскую шинку. Перед установкой её на плату – предварительно облудил. В первом варианте диод использовал 1N5819, а во втором уже заменил на планарный. Вообще-то картонная технология изготовления монтажных плат мне нравится её простотой, лёгкостью и быстротой исполнения. Если не понравится, то можно переделать тут же на другой вариант, выбросив неудачный без всякого сожаления улыбка.

    Плата преобразователя. Первый вариант
    Pic 9. Плата преобразователя. Первый вариант

    Тут покрупнее фото. Хорошо видны планарные компоненты и общая компоновка.

    Плата преобразователя. Первый вариант. Крупный план
    Pic 10. Плата преобразователя. Первый вариант. Крупный план

    На фото видно как проходит самопроверка тестера. Напряжение питания 8.99 В, что и требовалось. Так как я поставил по питанию выключатель, чтобы отключать аккумулятор от преобразователя после работы с тестером, то чтобы не забыть это сделать – добавил индикаторный красный светодиод. Потом я его вывел на переднюю панель.

    Работа тестера от самодельного преобразователя
    Pic 11. Работа тестера от самодельного преобразователя

    Законченный корпус тестера. Размеры корпуса 80 х 75 х 24 мм. Сделал его из пластика ABS толщиной 2,5 мм. Довольно прочный получился. Индикатор тестера закрыл оргстеклом толщиной 1 мм. Измерительная панель для SMD компонентов оказалась закрыта корпусом. Чтобы её реализовать, сделал внешней, выносной. Подключается в основную панельку проводками.

    Тестер помещён в корпус из пластика ABS
    Pic 12. Тестер помещён в корпус из пластика ABS

    Чтобы удобно было заряжать аккумулятор, добавил плату контроллера заряда Li-IOn аккумуляторов. Купил такую платку на AliExpress-е. Адаптер для зарядки тестера используется от планшетного компьютера.

    Вид на Mini-USB разъём
    Pic 13. Вид на Mini-USB разъём

    Клавиша питания. Небольшая и установлена по месту.

    Вид на выключатель
    Pic 14. Вид на выключатель

    В нижней стороне корпуса сделал отверстие, через которое светят индикаторные светодиоды зарядной платы. Отверстие закрыто кусочком целулоида.

    Вид на индикаторное окно
    Pic 15. Вид на индикаторное окно

    Подключил адаптер на заряд аккумулятора. Светит красным. Идёт зарядка. Как зарядка закончится, то индикатор будет светить синим цветом.

    Процесс зарядки аккумулятора
    Pic 16. Процесс зарядки аккумулятора

    Вид изнутри. На верхнюю часть корпуса прикреплена плата тестера, а на нижнюю установлены аккумулятор, преобразователь, плата зарядки и клавиша питания.

    Вид изнутри
    Pic 17. Вид изнутри

    Вид на преобразователь. Вариант второй.

    Вид на преобразователь. Вариант второй
    Pic 18. Вид на преобразователь. Вариант второй

    Такую плату зарядного контроллера я использовал в этом устройстве. Ссылку давать не буду, так как цены и предложения продавцов меняются и вы можете найти для себя оптимальный вариант на тот момент, когда соберётесь её приобретать.

    Плата зарядного контроллера
    Pic 19. Плата зарядного контроллера

    Такой преобразователь DC-DC на MT3608 можно купить на AliExpress-е и ничего своего не изобретать, а поставить уже готовый. Входное напряжение в диапазоне 2...24 В, выходное напряжение до 28 В. Размер преобразователя: 36 х 17 х 14 мм. Работает хорошо. Просадка напряжения всего 50 мВ.

    Плата покупного преобразователя DC-DC на MT3608
    Pic 20. Плата покупного преобразователя DC-DC на MT3608
    2020-07-10

    . Ссылка на статью: #1
    Предыдущая страница Страница 10 Далее