Анатолий Беляев (aka Mr.ALB). Персональный сайт
Да пребудут с вами Силы СВЕТА!
Тестер проверки радиокомпонентов
Mega-328 (LCR-T4-H)
Купил на AliExpress этот полезный тестер (657 P). 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 up, 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 up
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 up).
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.
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.
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.
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.
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
2017-02-12, конечно заизолировав его парой слоёв, к примеру, фумлентой. И вообще, используйте такой тестер для проверки индуктивности дросселя L1. Конструктивно он может быть совершенно любым.]
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.
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.
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.
Конструкция
Далее небольшой фотоотчёт об окончательной конструкции тестера.
Подключил все части к тестеру перед проверкой его работоспособности от самодельного преобразователя.
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 .
Тут покрупнее фото. Хорошо видны планарные компоненты и общая компоновка.
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.
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.
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.
Клавиша питания. Небольшая и установлена по месту.
В нижней стороне корпуса сделал отверстие, через которое светят индикаторные светодиоды зарядной платы. Отверстие закрыто кусочком целулоида.
Подключил адаптер на заряд аккумулятора. Светит красным. Идёт зарядка. Как зарядка закончится, то индикатор будет светить синим цветом.
Вид изнутри. На верхнюю часть корпуса прикреплена плата тестера, а на нижнюю установлены аккумулятор, преобразователь, плата зарядки и клавиша питания.
Вид на преобразователь. Вариант второй.
Такую плату зарядного контроллера на TP4056 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.
Преобразователи DC-DC up
Повышающий 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.
Недавно купил микросхемы MT3608 и собрал на них свои модули DC-DC для разных поделок в электронике и Ардуино. Размеры платы получились 21.3 * 18 мм. Запитывал плату от аккумулятора 3.7 В, для тестирования на выходе выставил напряжение +5 В. Нагрузка по току задал 980 мА на продолжительное время. Ток в режиме ожидания, без нагрузки, 120 мкА. В итоге могу сказать, что на данный момент самый экономичный и эффективный преобразователь из мною используемых, да и стоимость микросхемы на момент покупки была всего 3,98 P. Плату делал методом прорезания фольги, чтобы больше меди было для отвода тепла. Ниже на фото пара таких плат.
Схема стандартная.
Случилась пренеприятнейшая вещь. Подключил конденсатор к тестеру, не разряженный предварительно, на нём было около 50 В. Микроконтроллер сгорел. ОБЯЗАТЕЛЬНО разряжайте конденсаторы перед подключением к тестеру! При нажимании на кнопку на экране лишь подсветка. Проверил стабилизатор - нормальный. А дальше события развивались двумя путями. Во-первых, решил починить свой приборчик, для этого купил на Али микроконтроллер ATMega328P и программатор USBasp. Во-вторых, купил новый приборчик. Новый тестер оказался на сотню дешевле, чем я покупал в 2016 году. Пришла посылка очень быстро, всего за 19 дней. Сделал корпус и для новой платы, она, кстати, оказалась немного больше и в корпус от старого приборчика не входила. На новом приборчике прошивка старая. Работает и им стал пользоваться. Однако, починить сгоревший тестер меня мысль не отпускала. удалось полностью починить первый прибор. Загружена программа версии 1.13к. С новой прошивкой функционал тестера расширился в разы и повысилось удобство и быстрота измерений.
Как чинил тестер – это отдельный разговор и большая статья, как будет время, то создам отдельную страницу с подробным описанием всех перепитий ...
Создан раздел РЕМОНТ
и в нём создана страница с описанием Ремонт тестера LCR-T4-H
.
|
Страница 13 |
 |
1547744 