středa 27. listopadu 2013

Univerzální tester elektronických součástek

Nedávno jsem u známého viděl velmi pěkný tester na elektronické součástky.
    Sice něco podobného vlastním, ale umí to pouze polovodiče a ještě ne úplně přesně. Něco ve stylu „zajícometru“  ( http://www.zajic.cz/comptest/comptest.pdf ). V každém případě předváděný přístroj nejen že uměl tranzistory, fety, diody , ty,  triacy,  ale měří i odpor , indukčnost a kapacitu!!!!!
U elektrolytů  ( obecně cca u kondů nad 1800 nF )  i ESR!!!  Tedy  ne dvě mouchy jednou ranou ale tovnou 4 mouchy jenou ranou! Aneb vše v jednom!  Jo mouchu to mělo, že jsem o tom neměl žádné informace. A kolega radioamatér dělal tajnosti......Ale na webu se dá najít diskuse, na aliexpressu onen hotový výrobek. Ten jsem také  zde: http://www.aliexpress.com/item/Free-shipping-New-Transistor-Tester-Capacitor-ESR-Inductance-Resistor-Meter-NPN-PNP-Mosfet/717066857.html    za 21 dolarů objednal jako dárek pod stromeček.
  Jenomže pak mi to nedalo ( nejen to čekání až to za měsíc možná dojde, ale vzhledem k čínskému SMD provedení a NEmožnosti výměny MCU atd.. ) a  desku plošných spojů + mikroprocesor zakoupil u českého dodavatele.  Displeje nějaké mám a ta bižuterie kolem se u mě určitě najde.
  Kdybych  hned v počátku objevil, že někdo  (  http://www.avrtester.tode.cz ) v CZ nabízí naprosto luxusní desku plošných spojů  + veškeré součástky za 420 kč, patrně bych tu "čínu" neobjednal. Už proto, že když u "číňana" náhodou odprásknu MCU, je vymalováno. V „CZ klonu“ vyndám DIL z patice a jedem dál. Další věc je, že čínský výrobek je „okleštěn“ , v rámci úspor není osazen krystal, referenci nahrazuje dioda , je tam smd verze Atmegy 168 a tester je v nějaké minimální HW konfiguraci, která ještě funguje. Našlo se pár jedinců, kteří to čínské zapojení včetně krystalu a dalšíc součástek doplnili – to samozřejmě lze. Víc informací v diskusi na webu: http://www.ebastlirna.cz/modules.php?name=Forums&file=viewtopic&t=56317&start=30
   CZ verze je v klasice – diskrétní součástky a FW do toho slepovaného měřáčku kdykoliv naleju pomocí fikaně připraveného ISP konektoru pomocí programátoru USBASP. Mimochodem ten USBASP programátor se určitě vyplatí z číny objednat, umí většinu ATMELů a stál přesně 3 dolary včetně  propojovacího programovacího kabelu. ( popis zde:  http://www.elektronovinky.cz/konstrukce/usbasp-prakticke-zkusenosti-s-programatorem-avr ) Už ho mám delší dobu a zatím jsem s ním bezchybně naprogramoval několik různých AVR. Ale z5 k testeru. Desky a MCU přišly v podstatě druhý pracovní den po objednání/zaplacení předem na účet. Deska jak už jsem psal v perfektní kvalitě, prokovená , s maskou:



 Jediné co je potřeba zabrousit hrany kvůli malým otřepům. TL431 jsem vyndal z nějakého napaječe, stejně tak tranzistory a 78L05 jsem z něčeho „vyhrobařil“ Ostatní je běžná řada odporů a kondíků, krom šesti rezistorů s 0,1%  přesností, které jsou v zapojení potřeba. Mám sice z čeho vybírat, ale když jsem ani po změření 100 ks odporů nenašel takový, aby se tolerancí vešel do 0,1% , koupil jsem oněch 6 ks v GM elektronic. Vedou je tam, cena je poněkud vyšší 5 kč/kus. Na druhé straně opravdu sedí, takže oněch 30 kč/ 6ks vyvážilo určitě  mnohahodinové sezení u multimetru a vybírání odporu z vlastních zásob.  Displej jsem také našel v „domácím skladu“ pochází z modemů Nokia BB256,512. Z těch jsem nějaké displeje vypreparoval, než šly modemy na křemíkovou recyklaci.


 Jedná se o hojně používaný a klasický znakový 16x2 LCD  s řadičem HD44780. Nejlevnější lze koupit okolo 100kč, ale pozor na správnou orientaci vývodů.  ( např. http://gme.cz  )  To už ale zaplatíte cca 200kč za desku + MCU, další 100kč za displej a ještě musíte pořídit dutinky a lištu na propojení  displeje a ostatní bižuterii. Pokud nemáte vlastní zásoby, nebo možnost z něčeho kuchat, určitě  doporučuji zakoupit celý set – stavebnici za 420 kč! Shánění a objednávání případně objíždění prodejen s elektronickým materiálem vás určitě vyjde dráž.  Cena stavebnice je opravdu  slušná, a pro někoho, kdo nemá čas ani možnost shánět jednotlivé komponenty je to opravdu nejlevnější cesta, jak tester pořídit. Pokud budete osazovat pečlivě ( ne jako já šlůsnout šutr) tester bude pracovat na první zapojení.  Cena určitě konkuruje čínským dodavatelům a  CZ klon je již úspěšně vyzkoušen v několika exemplářích.  Pokud se s tím někdo nechce babrat, lze  zakoupit hotový  a oživený tester. Opět doporučuji nákup na http://www.avrtester.tode.cz  Přístup prodejce je výborný, funguje perfektní podpora na e-mailu.  Kdyby jste hledali aktuální schéma , tak je zde:   http://www.avrtester.tode.cz/upload/Schema.png  nebo  zde: http://www.avrtester.tode.cz/upload/obr%C3%A1zky/Schema.png  




  Stavba zabrala asi hodinu práce, součástky se pájí velmi dobře podle osazovacího plánku:



   Finálně osazená deska:



.....  a s displejem:


Po zapnutí přístroje  - jak jinak by se u mě mohlo dít – NIC.   Prostě to nejelo!  Jal jsem se zjišťovat příčinu, vyndal MCU a měřil. Vše se zdálo v pořádku. Po čase mě napadlo zkontrolovat oscilátor s krystalem – sondou s 10pF kondem. Nekmitalo to. Ohmmetrem jsem pak zjistil zkrat na krystalu. Krystal je z nějakého HDD – v miniaturním HC49U provedení a jeho průchodky zalil cín, který protekl prokovem při pájení. Moje blbost samozřejmě, v profesionální praxi se dává mezi šutr a desku spojů vždy podložka. Nebo stačí letovat tak, aby byl šutr cca 1mm nad deskou. Pak se měřák rozjel, je ještě třeba nastavit kontrast displeje pomocí trimru 10k na desce. Nezbytná procedura kalibrace pomocí zkratu a kondíku  a už to měří. Postup kalibrace najdete  opět na http://www.avrtester.tode.cz   včetně demo videa. Na začátku propojíme všechny tři měřicí body mezi sebou a pak se necháme vést popisem na displeji. Tester potom chce nějaký kondenzátor s kapacitou větší než 100nF.



 Kalibrace není třeba dělat po každé, ale pokud měníme měřicí kablíky je vhodné kalibraci provést.
  Co to tedy všechno umí? Všechno možné, kondy od 27pF – vyzkoušeno, že menší to neumí.
Na jedné straně chápu, že už je to třeba na hranici AVR možností, na druhé straně kapacitu přechodu diody to ukáže klidně  3, u jiné 15 pF …?   Tak proč samotný kondenzátor 3pF to neumí?


 Ale to je detail, třeba v další verzi FW bude vylepšeno. V každém případě pokud má někdo potřebu měřit tak malé kapacity, může si k měřenému neznámému paralelně  do krajních pinů připojit známý např. 30pF a jeho kapacitu pak odečítat.

( Pozn. - použil jsem kondenzátor 27pF a ty zkroucené přívody pak nahrazují zbylé 2pF -kondík měl 28pF )

  Nejmenší indukčnost to umí 10μH.  Odpory mě překvapily, jde měřit i malé - bočníky atd, je ale dobré mít kvalitní přívody, každý přechoďák ( patice)  se projeví. Pro měření do 1Ω tedy určitě nepoužívat tu precizní patici a pokud jsou měřicí kablíky delší, je třeba s nimi provést cejchovací proceduru.  Když jsem připojil na přístroj můj multimetr coby voltmetr, ukázalo to 10,01 MΩ – vstupní odpor. Největší odpor co jsem měl k dispozici byl 16,2MΩ.  Při porovnávání naměřených hodnot s můstkem  BM 509  , RCL metrem MIC-4070D  a multimetrem METEX M3850D jsem nenašel rozdíly v naměřených hodnotách!
 Chvíli mě sice mátlo, že přístroj měřil jeden odpor zpočátku 50,2Ohmů a po chvíli už „jen“ 49,7Ω, ale zjistil jsem, že jenom zahřátím tělíska odporu v ruce se projeví teplotní závislost odporu a pak to takhle ujede J   Samozřejmě přesnost měření nemůže odpovídat např. kvalitním můstkům od Fy Aligent za úplně jiné peníze, ale mějme na paměti, že se jedná o „tester“ a jeho účelem je součástku otestovat. I tak je přesnost měření hodnot víc něž výborná na výrobek této cenové kategorie!  Klobouk dolů před autorem programu do procesoru! 
  Pro mě naprosto super věc je funkce měření ESR u kondenzátorů:

( měřen  kvalitní a nový elektrolytycký kondenzátor 1200M/16V výrobce Nippon )

 Většina závad v elektronice je díky elektrolytickým kondenzátorům, přístroj pak takový kondenzátor poměrně rychle odhalí. Nutné je dbát na vybití kondenzátoru – hlavně v síťových zdrojích.  Tester dokáže měřit úbytek napětí na diodách – pěkně se tím párují diody např do PSV metru. Pokud má dioda nějaký závěrný proud (svod) nebo kapacitu přechodu, přístroj ji také ukáže.  O tranzistorech nemluvím, detekce NPN, PNP atd... tranzistorů je samozřejmostí:



 Při měření indukčností zase přístroj ukáže parazitní sérový odpor měřené indukčnosti.
   Obecně při zapnutí - měření přístoj nejprve kontroluje napájecí napětí baterie, napájení procesoru ( za stabilizátorem 78L05) , zobrazí ho a při nízkém napájení to indikuje na displeji vedle napětí baterie "slaba",
v případě napětí nad cca 7V pak "OK".




Odběr proudu bez podsvětlení displeje jsem naměřil 11mA, 9V destičková baterie tedy vydrží velmi dlouho. Pokud používáme displej s podsvětlením a je zapnuté, může se odběr zvětšit až na  25-90mA. Záleží na displeji. Moje demontované z modemů potřebují pro podsvícení cca 75mA, další, který jsem měl a  zkoušel připojit jen 14mA.  Kvalitní LCD displeje (zelená matrice) jsou při běžném okolním osvětlení poměrně dobře čitelné, není nutné podsvětlení používat. Podsvětlení se vypíná u displejů se 14 vývody pomocí odsátí cínu na pájecí plošce na displeji.  U 16-ti vývodových displejů je napájení podsvětlení vyvedeno zvlášť na vývodech 15,16 a na desce testeru je na to osazen jumper, kterým jde podsvětlení zapnout/vypnout. Jeden z displejů který jsem také získal z nějakého zařízení a s testerem zkoušel neukazoval vše zcela správně, zejména  znaky Ω a μ  zobrazoval jako rovnítko, nebo svislé čáry. Vůbec byl na displeji „zmatek“ ale přisuzuji to pravděpodobně nestandardnímu řadiči displeje.  Výhoda testeru je, že se zapíná tlačítkem a při nepoužívání 
( do cca 20 sec. ) se vypne. Šetří to baterii, každý jistě zná, když v zápalu boje nechá omylem zapnutý multimetr na stole a druhý den je po baterce. Pokud chceme měřit více součástek za sebou stačí změřenou vyndat a připojit další – měření začíná stiskem tlačítka, i když přístroj nebyl ještě automaticky vypnut.  Na desce jsou ještě testovací plošky pro SMD součástky, velmi příjemně se s tím měří SMD „smetí“ . Bohužel, pokud by někdo chtěl přístroj zabalit do nějaké krabičky, tento „testpoint pro SMD“ znepřístupní.  Tester je tedy předurčen k používání v „nahém“ provedení, pokud by někdo chtěl opravdu krabičku, může motiv testpointů vytvořit na zvláštní desce, tu přidělat na krabičku  a propojit kablíkem. Existuje také pár úprav testeru, jedna ze zajímavých je použití zkratovacího relé , které propojuje v klidu všechny tři vývody dohromady a zabraňuje tím vybití nabitého kondíku do mikroprocesoru. Relé je ovládané vývodem č. 27 procesoru, zapojení je zde a poslal mi ho Milhaus  :

( klepnutím na obrázek zvětšíte )

 Další možnost úpravy je náhrada 9V baterie tužkovou 1,5V ( akumulátorem ) a měničem např. s MAX 757 na 5V.  Podrobnosti naleznete již na zmíněném fóru na ebastlírna.cz

   První dojem z testeru je výborný, už dávno jsem takovou věc postrádal.  Tedy ne že by na trhu nebyla, např. profi výrobek za cenu 1910kč (http://www.gme.cz/analyzator-polovodicovych-soucastek-velleman-dca55-p729-051 ) ale tohle je s poměrem cena/výkon trochu někde jinde. Když si to navíc člověk ubastlí sám, má z toho větší radost. To byl také důvod, proč jsem kromě "číny" ještě objednal destičku a MCU. Až čínský tester dojde, určitě bych rád porovnal oba mezi sebou. 
    A nějaké zápory? Ano, našly by se. Mě osobně nejvíc vadí doba měření součástky. Je okolo 5 vteřin, někdy méně. Tester vypisuje hlášku " probíhá měření":





 Nejdéle  to doměřuje  kapacitu diody.  5 sec. sice není moc,  ale  při  výběru  z  většího  množství  součástek ( párování) už ta doba zanedbatelná není. 
    Zkusil jsem schválně použít krystal s kmitočtem 12MHz  s tím, že i hodiny procesoru budou větší a měření rychlejší. Takové "přetaktování" procesoru známé z PC praxe Hi. To opravdu funguje, ale pouze u odporů. Při měření kondů se doba sice také zkrátí, ale výsledná kapacita např. u kondu 1500nF byla 2120nF. Kmitočet hodin, případně nějakou odvozeninu  tedy nejspíš program procesoru používá také  jako "referenci" pro měření kondíků a cívek.
   To je jeden z důvodů proč určitě krystal použít!  Vnitřní hodiny MCU tak, jak je používají čínské výrobky určitě nebudou tak stabilní jako krystal. Ale napadlo mě, že konstatnty v programu by určitě šly upravit tak, aby třeba dvojnásobný kmitočet hodin procesoru nevadil jako reference pro měření ( přepočty ) a zároveň by se zkrátila doba měření. Tady je určitě prostor pro laborace s programovým vybavením testeru a věřím, že dříve nebo později s takovou úpravou někdo přijde. Vyšší měřicí kmitočet by měl také umožnit měření menších kapacit než 27pF, ale to lze obejít způsobem, který jsem již popsal výše.

  Tento tester vřele doporučuji, je to velmi zajímavý doplněk dílny radioamatéra. A také doporučuji nákup komponent ke stavbě, případně stavebnici, nebo celý výrobek na  http://www.avrtester.tode.cz   


2 komentáře:

  1. Postavil jsem ze stavebnice a i přesto, že mi táhne na 80 a houby vidím. Funguje to dobře. Chvályhodný příspěvek propagující pěkný přístroj a bastení. Zdar de DNQ!

    OdpovědětVymazat
  2. Ahoj, jsem bratr ok2fay a AVR testery dělám na DPS už asiá 2 roky.Tvůj blog, mě inspiroval k tomu. že jsem si ho též založil. Akorát mám problém s rubrikou zařazeno, neumí tam dát ty podrubriky. viz fandapro.blogspot.cz

    OdpovědětVymazat

Pokud budete cokoliv psát, prosím zdržte se vulgárních výrazu. Vše ostatní se dá akceptovat :-)