Esr тестер своими руками: основные элементы устройства, настройка и калибровка – Прибор для проверки эквивалентного последовательного сопротивления (ЭПС) электролитических конденсаторов — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

ESR ТЕСТЕР

Ранее уже собрал пробник ЕSR выполненный по приведённой ниже схеме, как измерительную приставку к мультиметру. С обязанностями своими справляется на «ура», доволен им, за исключением как бы незначительного момента — для его использования необходим мультиметр, который нужно достать с полки, убрать щупы, выставить предел измерения, подсоединить пробник… и читать-то эти подробности муторно, а каждый раз это делать? А если нужно проверить конденсаторы, стоящие на плате ремонтируемого электронного устройства, да вдобавок плата не маленького размера, тогда вообще получается вместо любимого «хобби» сплошная суета с примесью досады. Вот и решил собрать мобильный вариант пробника с собственным индикатором для дефектовки электролитических конденсаторов. Отличие этой схемы от схемы приставки в том, что результаты измерения выводятся не на жидкокристаллический дисплей мультиметра а на стрелочный индикатор от магнитофона. Для того чтобы индикатор функционировал в схему введён трансформатор на ферритовом кольце (взят от энергосберегающей лампочки, это важно). Первичная обмотка выполнена проводом диаметром 0,1 мм – 150 витков, вторичная проводом диаметром 0,5 мм – 8 витков (количество витков подбирается, 1 = 100 – 200, 2 = 5 – 10). Изменён номинал резистора R2 cо 100 Ом до 10 кОм. Напряжение питания снижено с 9 до 5 вольт (U питания микросхемы К561ЛН2 от 5 до 15 вольт).

Схема

Основным несущим компонентом для монтажа всего и получения, в конечном счете, желаемого выбрал прочный пластмассовый пинцет, входящий в набор устройства для производства оттиска печати на документах (наборная печать). К нему, при помощи металлической пластины, прикрепил индикатор от магнитофона М4762 предназначенный для работы в вертикальном положении шкалы, с током отклонения 220 — 270 мкА, внутренним сопротивлением 2800 Ом, с габаритными размерами 49 х 45 х 32 мм и длиной шкалы – 34 мм. Так же установил на него щупы — контакты и разъём питания.

Шкалу индикатора заменил. Символ бесконечности придаёт ей несколько вызывающий вид, но по сути всё верно, тут важно через увиденное понять, что у измеряемого конденсатора нет превышения допускаемого эквивалентного последовательного сопротивления (ESR), а всё что свыше того (до бесконечности) к эксплуатации не пригодно. Градуировка новой шкалы полностью соответствует задачам дефектовки. В дальнейшем предполагается отклонение стрелки измерительного прибора выставлять, при помощи подстроечного резистора, на конечное деление шкалы, которое будет соответствовать определённому значению ESR. Можно установить полное отклонение стрелки при 1 Ом, а можно и при 10 Ом и т.д. (как будет желаемо).

Печатная плата была разведена только под часть электронных компонентов, остальные (в данном конкретном случае) гораздо удобней разместить навесным способом. И в первую очередь это касается подстроечного резистора который будет размещён снаружи корпуса. Доступность регулировки позволит при необходимости в любой момент перенастроить значение ESR относительно полного отклонения стрелки на шкале индикатора.

По готовности печатной платы и трансформатора была произведена предварительная сборка и опробована работоспособность пробника. Подключённый резистор сопротивлением в 10 Ом удачно вписался в показания стрелки, она отклонилась почти на всю шкалу, что означило максимально возможный для визуального восприятия ESR и будет в данном случае равен 10 Ом.

Конденсатор и два диода были смонтированы навесным способом монтажа на контактах индикатора, всё остальное (за исключением подстроечного резистора) установлено на плату.

После окончательного, чистового соединения всех узлов ещё раз проверил работоспособность – без замечаний. Трансформатор приклеен к плате клеем «Мастер».

Печатная плата помещена в металлический корпус, в качестве которого использована часть пришедшего в негодность печатного вала катриджа принтера. Корпус одет на цилиндрическую часть (выступ) индикатора. Заглушкой для торцевой части послужила подходящая пластиковая пробочка. На ней установлен подстроечный резистор, а лучше поставить маленький переменник (буду менять). Габаритные размеры пробника, как видно на фото, сопоставимы со спичечным коробком, изначально задуманный мобильный с возможностью все доступности вариант думаю удался.

После полуминутной настройки стрелка занимает следующие положения на шкале индикатора: при накоротко замкнутых контактах.

При подключении резистора номиналом 0,1 Ом.

При подключении резистора номиналом 1 Ом, а при 2,5 Ом стрелка встаёт перед последним делением.

Результат проведённой дефектовки припасённых к этому случаю электролитических конденсаторов б/у.

Как это происходило – индикатор в работе.

Видео

Пока питание на пробник подаю с лабораторного БП, но это не то. Нужен индивидуальный компактный хорошо стабилизированный источник питания на 5 вольт. В заключении хочу поблагодарить любителя электроники с просторов интернета Olegm Wolf за помощь в доработке схемы. С уважением, Babay.

Форум по конденсаторам

Обсудить статью ESR ТЕСТЕР

основные элементы устройства, настройка и калибровка

При ремонте техники специалисты-радиомеханики сталкиваются с различными проблемами — повреждённые дорожки на платах, окисление, выгоревшие элементы, вздувшиеся конденсаторы. Эти неисправности прекрасно видны при первичном осмотре аппаратуры и устранить их с помощью самых базовых инструментов любого инженера не составляет труда. Но есть случаи, в которых визуального осмотра недостаточно.

Конденсаторы бывают разной ёмкости, как очень большой (4000, 10000 мкФ), так и очень малой (0,33 мкФ, например, такие детали активно используются при сборке комплектующих различной оргтехники). И если вздутие верхней крышки первых отлично заметно из-за их размеров, то со вторыми выявление их неисправности может доставить немало проблем.

В этом поможет простой прибор для проверки конденсаторов — ESR-метр. Своими руками его изготовить несложно, имея достаточные познания в схемотехнике. Он может быть как самостоятельным устройством, так и выполнен в виде приставки к цифровому мультиметру. С его помощью можно легко установить такие неисправности, как пробой и высыхание.

Что такое ESR

Электролитические конденсаторы имеют ряд параметров, важных для их правильной работы в схеме устройства. Это и его ёмкость, и сопротивление диэлектрика между выводами и корпусом, и собственная индуктивность, эквивалентное последовательное сопротивление или, на американский манер, Equivalent Series Resistance. ESR — это сопротивление обкладок конденсатора и его ножек, которыми он припаивается к плате, выводов.

Существуют специальные формулы для расчёта этого показателя, но ими в реальной практике никто не пользуется. Гораздо проще собрать прибор для его измерения, и полученные результаты сверять с таблицей ESR электролитических конденсаторов, в которой приведены показатели в миллиомах, в зависимости от характеристик деталей — ёмкости и поддерживаемого напряжения.

Примеры проблем, связанных с ESR

Конденсаторы используются практически повсюду. Ни одна схема устройства, обладающего хоть минимальной сложностью, не обходится без них.

В персональных компьютерах они встречаются в блоках питания, мониторах, около важных узлов материнских плат — сетевых и звуковых микросхем, в системе питания процессора, южного и северного мостов, оперативной памяти.

В акустических системах и сетевом оборудовании (роутерах, коммутаторах, например) они встречаются около усилителей и LAN-портов. Все они обеспечивают стабильное питание этих элементов, а малейшие проблемы с питанием, как известно, могут привести как к проблемам в работе — зависаниям, торможению, так и к банальному отказу работать.

Высохшие и пробитые конденсаторы невозможно обнаружить простым осмотром, поэтому именно измеритель ESR, может установить причину неисправности. Для этого детали, на которые пало подозрение, выпаиваются с платы и проверяются прибором. Проверять их без выпаивания не рекомендуется — показатели в этом случае могут быть слишком неточными. Если показатель сопротивления слишком высок, компонент должен быть заменён аналогом с наиболее низким ESR.

Основные элементы устройства

В основе схемы ESR-метра лежит микросхема генератора импульсов типа К561ЛН2, работающая на частоте до 120 кГц. Для дополнительного удобства саму микросхему можно не впаивать напрямую в плату, а использовать специальную панель с необходимым количеством ножек. Это позволит оперативно сменить вышедшую из строя деталь и заменить её без дополнительных операций с паяльником и отсосом припоя. В качестве аналога этого генератора можно использовать похожий по характеристикам К1561ЛН2.

Настройка частоты выполняется цепью, состоящей из резистора и конденсатора. Регулировка и настройка измерения ESR осуществляется подстроечным резистором.

В качестве питания используется либо стандартная CR2032, выдающая напряжение до 3 вольт, либо, если этого не хватает для работы, аккумуляторная батарейка на 9 вольт, подключаемая через специальную клемму (такие можно найти в некоторых часах с автономным питанием, например, или в старых батарейках типа Крона). В состав измерителя переменного напряжения входит мультиметр, который необходимо перевести в соответствующий режим, и германиевые диоды.

Сборку тестера конденсаторов можно производить как на макетной плате размером примерно 4 на 6 сантиметров, так и на специальных печатных платах. Второй вариант получится немного дороже, но его преимуществом является наличие на плате обозначений всех нужных элементов и дорожек, их соединяющих.

Печатные платы изготавливаются из фольгированного текстолита и перед проведением монтажа элементов контакты на них необходимо залудить припоем.

При использовании макетных плат, размещение элементов и их соединение производится самостоятельно. Для создания схемы используются провода достаточной толщины с фторопластовой изоляцией, чтобы предотвратить их повреждение при тепловом воздействии.

В качестве щупов можно использовать как покупные, так и самодельные. Во втором случае необходимо самостоятельно позаботиться о хорошей проводящей способности используемого материала и достаточной толщине провода, идущего к мультиметру. Использовать длинные провода, более 10 сантиметров, не рекомендуется.

Возможные недостатки и замечания по работе этого устройства:

При нестабильном питании от батарейки возможны сильные отклонения по точности измерений, следует не забывать периодически проверять батарейку мультиметром и не допускать её разряда больше, чем на 1 вольт.
Даже при полностью исправной батарейке, прибор, выполненный таким образом, не претендует на звание высокоточного. Его можно использовать как некий индикатор работоспособности элементов и определить подойдёт ли конденсатор для установки или замены.

Первый и второй недостатки имеют общее решение — достаточно установить в схему стабилизатор, питающийся напрямую от батарейки, и два конденсатора. Это повышает надёжность и точность прибора, что даёт возможность отбрасывать ситуации, при которых, если у измеряемого элемента сопротивление было слишком малым, мультиметр сигнализировал о коротком замыкании вместо ожидаемого значения.

Порядок калибровки прибора

После монтажа устройства на плате и первичных тестов, его необходимо откалибровать. Для этого понадобится осциллограф и набор резисторов для подстройки номиналом от 1 до 80 Ом. Порядок калибровки:

Измеряем осциллографом частоту на щупах. Она должна быть в пределах 120—180 кГц. При более низкой или более высокой частоте она корректируется подбором резистора из набора.
Подсоединяем мультиметр к щупам, выбираем режим измерения в милливольтах.
Резистор в 1 Ом подключаем к щупам. С помощью подстроечного резистора в схеме выставляем на мультиметре значение напряжения в 1 милливольт.
Подключаем следующий по номиналу резистор, не меняя значение, и записываем показания мультиметра. Повторяем со всем набором и составляем табличку.

После калибровки прибором можно пользоваться. Он поможет в обнаружении неисправностей, связанных с реактивным сопротивлением. Их невозможно диагностировать другим способом.

Прибор для проверки эквивалентного последовательного сопротивления (ЭПС) электролитических конденсаторов

Добавил: Chip,Дата: 04 Апр 2018

Прибор для проверки эквивалентного последовательного сопротивления (ЭПС) электролитических конденсаторов

При ремонте аппаратуры часто появляется необходимость в проверке электролитических конденсаторов. Они наиболее частые виновники поломок.

Состояние конденсаторов часто видно визуально: они вздутые, подтёкшие. Но иногда казалось бы на вид хороший конденсатор при проверке оказывается неисправным.

Эту задачу поможет решить прибор для проверки ESR или эквивалентного последовательного сопротивления (ЭПС) .

Ранее была опубликована схема простого прибора для проверки ЭПС на микросхеме К561ЛА7.

Сегодня рассмотрим схему измерения ESR на транзисторах.

Принципиальная схема прибора

Внешний вид платы прибора

Эскиз печатной платы

Внешний вид собранного прибора

Таблица эквивалентного последовательного сопротивления оксидных конденсаторов

Этот тестер можно использовать как для проверки конденсаторов выпаеных, так и для проверки «в цепи», без потребности выпаивать каждый конденсатор из платы.

ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ

П О П У Л Я Р Н О Е:

Светодиодный ночник своими руками

Самодельный ночник на сверхъярких светодиодах

Раньше мы писали о доработке ночника «Луна». У него есть один недостаток — он питается от батарей и на долгое время включать его нельзя. Сегодня пойдёт речь: как сделать светодиодный ночник своими руками с питанием от сети? Его можно сделать из доступных материалов всего за один час. А также рассмотрим вариант изготовления светодиодной лампы.

Подробнее…

Колун для дров своими руками

Зима не за горами, нужно подумать о тепле. Во многих домах сейчас проведён газ, но в некоторых селениях есть ещё дрова и уголь. Также дрова нужны и для бани. Махать топором трудоёмкое занятие, а если поленья большие, то и вообще расколоть их очень тяжело. Как же облегчить этот труд? Я давно уже задумывался над этим.

Подробнее…

Три схемы индикаторов бортовой сети автомобиля

Далеко не во всех автомобилях установлен контроль за напряжением бортовой сети. Раньше в отечественных автомобилях стояла обычная лампочка в щитке, которая сигнализировала о зарядке АКБ. Это, конечно мало информации. Было бы не лишним установить дополнительный цифровой вольтметр или хотя бы индикатор из нескольких разноцветных светодиодов, показывающий основные пороги допустимых напряжений. Ниже приведены три простые схемы светодиодных индикаторов напряжения авто.

Подробнее…

Популярность: 4 152 просм.

ESR метр своими руками — схема и печатная плата

Чаще всего, если современная радиоэлектронная аппаратура выходит из строя, то виноваты электролитические конденсаторы. Дополнительные сложности в поиске сломавшихся конденсаторов возникают из-за того, что сложно измерить их емкость, поскольку показатель емкости в дефектном конденсаторе может быть почти таким же, как и номинал, а вот ESR будет высоким. По этому, в данном материале и пойдет речь, как сделать ESR метр своими руками.

Чаще всего, именно из-за высокого значения ESR, правильная работа радиоаппаратуры не может быть реализована в полной мере.

Для облегчения поиска неисправной детали – мы займемся изготовлением простого аналогового ESR метра. Устройство работает по следующему принципу: проверяется значение сопротивления в конденсаторе, когда значение частоты = 100 кГц. Конденсаторы, емкость которых превышает несколько микрофарад, будут обладать величиной, приблизительно равной ЭПС.

Существует мнение, что ESR метру не нужна очень высокая точность, на практике проверенно, что ЭПС в неисправном конденсаторе в разы больше чем в работающем элементе.

Процесс изготовления устройства начинается с того, что моделируется схема в LTspice. Названия основных функциональных узлов, вы можете наблюдать на схеме.

Результатом моделирования является вот такая диаграмма, на которой видно, на какое расстояние отклониться стрелка в микроамперметре, с учетом показателей ESR.

Взяв за основу результаты схемы LTspice, можно построить принципиальную схему в OrCAD. Питание прибора осуществляется при помощи подачи 9 В, а для стабилизации напряжения пользуемся микросхемой LM7805. Кроме этого, для того, чтобы сделать ESR метр своими руками, придется воспользоваться транзисторами 2N3904 (n-p-n) и 2N3906 (p-n-p), однако, нормальная работа схемы будет обеспечиваться при помощи любых распространенных транзисторов. В выборе диодов остановимся на 1N5711. Ток измерительной головки – 50 мкА.

Значение максимального напряжения на контактах измеряемого конденсатора не более 100 мВ, что дает возможность для использования прибора при внутрисхемном (без выпаивания конденсатора) тестировании.

Здесь вы можете наблюдать внешний вид разводки платы, у нее одна сторона, и в ней отсутствуют перемычки. Стараемся использовать SMD элементы, хотя, некоторые крепежные отверстия все равно понадобятся.

Изготовление печатной платы осуществлялось на ЧПУ станке, проводилась фрезеровка дорожек, однако, вполне можно пользоваться ЛУТ-ом либо фоторезист.ом

На изображении показана плата, на которую уже напаяны компоненты:

Замер значений на шкале выполняется методом практического использования, при помощи подключения прецизионных резисторов, имеющих различное сопротивление в диапазоне 0,1 — 10 Ом. Рисовка шкалы производиться при помощи CorelDraw, после чего шкала распечатывается с использованием фотобумаги.

Процесс сборки на стадии завершения. На изображении видно внутреннюю сторону ESR метра.

А вот и готовый прибор:

Прежде чем приступать к измерениям следует произвести разрядку конденсаторов. При токе подачи 26 мА, если питаться от батареи «Крона», то непрерывная работа прибора может производиться в течение суток.

Ну, вот и все! Теперь вы можете сделать ESR метр своими руками. Нужно лишь немного терпения и минимум инструментов.

Мультифункциональный ESR тестер

Этот прибор был «разработан» китайскими инженерами относительно недавно (но автором идеи являются не они, справедливости ради нужно упомянуть- Karl-Heinz Kübbeler, гугл в помощь), но быстро набрал популярность за счет фантастического функционала и низкой стоимости. Полезный в быту радиолюбителя transistor tester (называют по-разному) является многофункциональным измерительным приборам обладающий неплохими характеристиками. Скажу, что есть очень много вариаций этого прибора (по крайней мере 6) и почти все они одинаково хороши. Тот прибор, который на картинке (LCR-T4) — рекомендую от себя, за год использования почти никаких жалоб
Такой тестер измеряет почти все, полный список перечислить трудновато.

Предоставляется в виде законченной платы, есть варианты, которые установлены в корпус, правда стоят раза в два дороже.
Бросается в глаза большой, функциональный дисплей 128×64, вес прибора составляет всего 44гр.

На плате минимальное количество комплектующих — микроконтроллер ATMEGA328p, 3 транзистора, регулируемый стабилитрон TL431, линейный стабилизатор на 5 Вольт (78L05) и мелочевка, монтаж поверхностный.

На лицевой стороне помимо дисплея имеем панельку для установки тестируемого компонента с возможностью фиксации выводов, кнопку запуска или теста, а также небольшую площадку для теста SMD компонентов.

Имеется коннектор питания для подключения источника питания в лице батареи стандарта 6F22 (крона 9В)

Дисплей снабжен подсветкой, которая постоянно включена, если прибор в работе.

Включается тестер коротким нажатием на кнопку, затем идет самотестирование (около 2,5сек), затем тест установленного компонента, на всякий случай замечу, что проверяемый компонент нужно установить в панельку до включения прибора.

Недостатки

1) Если эксплуатировать прибор в таком виде (без корпуса), то есть большая вероятность, что через некоторое время оборвется шлейф, в большей мере не по вине владельца, просто он торчит в крайне неудобном положении и оборвать можно без особых усилий.

2) Очень жаль, что прибор не может работать со стабилитронами у которых напряжение стабилизации выше 4-5 Вольт, в прочем производитель упомянул об этом.
3) Кнопка запуска после нескольких месяцев использования начинает барахлить, можно было бы сюда поставить «кнопку на подушке» тогда срок службы был бы куда больше.

4) Некорректное измерение коэф. усиления составных транзисторов
5) Сопротивления больше 25МегаОм измеряет мягко говоря с большой погрешностью
Есть и иные недостатки, но о них я промолчу, с учетом стоимости прибора на многое можно закрыть глаза.

Достоинства

1) Компактный, бюджетный, многофункциональный.
2) Довольно быстрый в работе (тест занимает 2-3 секунды, если не учитывать измерение емкостей), прост в использовании и является бюджетным вариантом универсального измерительного прибора.
3) Наличие подсветки во время работы — тоже немало важный плюс.
4) Отличный, функциональный дисплей большого размера
5) Почти все параметры соответствуют заявленным, прибор довольно точный.
6) Использование доступного МК atmega 328 (хоть и не самого дешевого). Это позволит почти любому без особых проблем обновлять прошивку или доработать что-то от себя.
Достоинств однозначно больше, чем недостатков.

ВНИМАНИЕ

Не пытайтесь даже тестировать этим прибором аккумуляторы, во время теста конденсаторов ОБЯЗАТЕЛЬНО убедитесь, что последние разряжены полностью иначе спалите прибор.

Тесты

Прибор автоматически определяет какой компонент установлен и выводит его название на дисплей
отображается сопротивление резистора и выводы, к которым подключен компонент

Резисторы — погрешность менее 1% (отображается сопротивление резистора и выводы, к которым подключен компонент)

10 МОМ