При неполадках электронной аппаратуры, значительная часть отказов, бывает по вине испортившихся электролитических конденсаторов. Это может быть, как высыхание со временем таких конденсаторов, и соответственно снижение их емкости, (особенно этим славились советские электролитические конденсаторы), так и увеличением их ЭПС, эквивалентного последовательного сопротивления (по английски называется ESR). При этом на верхней части конденсатора образуется вздутие. Происходит это часто от перегрева, как пример можно привести конденсаторы, стоящие в материнских платах рядом с радиатором процессора. Но иногда, на ранних стадиях, это вздувание может быть незаметно на глаз, но устройство из-за этого может уже не работать. В таких случаях для измерения нужен специальный прибор, ЭПС (ESR) метр.
Такие приборы могут проверять оксидные конденсаторы, как с выпаиванием, так и без выпаивания из платы. Так как при измерении важны даже десятые доли Ома, такие приборы имеют короткие щупы, или конденсаторы вставляются выводами прямо в панельку прибора. Долгое время колебался, собрать самому подобный прибор, или купить готовый, пока не наткнулся на Али экспресс, на один из лотов, по нормальной цене, многофункциональный прибор, Транзистор тестер с графическим дисплеем. Стоил такой прибор 12,23 доллара.
Данный прибор, копия немецкого прибора от Маркуса. Существует множество версий китайских клонов под разные дисплеи, и с небольшими отличиями в схемах. Но все они основаны на оригинальной схеме. Для того чтобы заказать такой прибор, достаточно набрать приведенный ниже текст:
Прибор позволяет проверять множество различных радиодеталей, перечисление их займет много времени, он меряет емкость, ESR, индуктивность, сопротивление, проверяет диоды, транзисторы, тиристоры, и много чего еще. Желающие ознакомиться с полным списком возможностей могут прочитать подробную инструкцию на русском языке, находящуюся в прикрепленном общем архиве. Ниже приведена принципиальная схема данного прибора, в хорошем разрешении:
Схема тестера
Китайцы заливают в прибор свою прошивку, которую защищают от копирования, но прибор можно спокойно перешить прошивкой от автора прибора, и их дальнейшими модификациями. В том числе и русифицированной прошивкой, один из вариантов русифицированной прошивки выложил в прикрепленном архиве. Для перепрошивания микроконтроллера, на плате выведены шесть отверстий, куда можно спокойно подпаяться МГТФ-ом, и подключить программатор. Распиновка разъема приведена на принципиальной схеме, дальше можно сориентироваться относительно контактов земли и + 5 вольт. Прибор сделан на микроконтроллере AVR Mega 328P. Так выглядел мой прибор:
На обратной стороне платы расположены микроконтроллер и все остальные детали. На следующем фото изображен прибор, вид сзади:
После того как прибор пришел, возникла необходимость оформить его в корпусе. Как назло, под рукой не было ничего подходящего. На одном из интернет ресурсов, наткнулся на фото, изображающее использование в качестве корпуса, подкассетника от аудиокассеты. Выбирать было не из чего, и я решил повторить чужой опыт. Взял подкассетник, с помощью резака из ножовочного полотна, сделал необходимые вырезы:
Проблема была в том, что батарея крона, по ширине не помещалась в подкассетник, пришлось пойти на довольно колхозное решение, сделать батарею выступающей из корпуса. Если кто-нибудь захочет повторить мой опыт изготовления корпуса, хочу предупредить что оргстекло довольно хрупкий материал, и при малейшем не аккуратном действии при обработке, норовит пойти трещинами. Так выглядел тестер после сборки в корпусе:
Так-как по отзывам, данный прибор в режиме ожидания нехило потребляет заряд батареи, решено было поставить движковый микро переключатель в разрыв плюсового провода, идущего с батареи. Прибор после перепрошивания нуждается в простой калибровке, достаточно поставить две перемычки, между тремя выводами ZIF панельки, нажать на кнопку, после удалить их, дождаться сообщения Изоляция, нажать на кнопку, и поставить, следуя подсказке с экрана, конденсатор емкостью 100 нанофарад, между первым и третьим контактами прибора.
Изготовление переходника
Для калибровки воспользовался пленочным конденсатором. Далее захотел сделать переходник для подключения выводных деталей. Выпаял три пина с материнской платы, как на фото ниже:
У меня был в наличии набор цветных проводков с крокодилами с обоих концов, заказанный ранее на Али экспресс. Взял и обрезал крокодилы с одного конца, зачистил и подпаял проводки к пинам. Аккуратно упаковал в термоусадку во избежание замыкания, и залил получившийся разъем термоклеем для придания прочности. Так выглядел разъем после изготовления:
Длина проводков позволяет удобно подключаться к выводам проверяемой детали. Так выглядел готовый переходник:
Также в интернете существуют модификации прибора с частотомером, генератором частоты, проверкой энкодера, тестированием стабилитронов, и другими расширенными возможностями. В выложенной в архиве прошивке (у меня залита такая-же) эти возможности предусмотрены, но только после апгрейда прибора. Их можно не задействовать. Для использования расширенных функций, придется перерезать дорожки и паять детали навесом. Я решил, что мне пока будет достаточно функционала прибора в настоящем виде. На всякий случай, приведу одну из скачанных мной схем, расширения функционала прибора с поддержкой энкодера:
В данном приборе используется подключение дисплея strip grid, на случай если кто-либо захочет продолжить поиск информации в интернете, по апгрейду прибора. Фьюзы при перепрошивании изменять не нужно. Так выглядит меню после перепрошивания:
В заключение можно посмотреть видео работы прибора.
Видео измерителя после перепрошивки
Здравствуйте. Уже прошло пол года с момента покупки ESR T4 и он не перестает выручать своей многофункциональностью в практике радиолюбителя. Но оказывается этот прибор может намного большее, надо просто немного ему помочь.
Для начала кто не в курсе что за прибор, рекомендую прочитать статью Тестер ESR -T4 метр Mega328.На ютубе попалось как то видео с доработкой подобного прибора. После прошивки ESR T4 научился проверять стабилитроны, добавился генератор прямоугольных импульсов, а так же добавилась возможность измерять емкость и ESR конденсаторов не выпаивая их с платы. Ради последнего я и решился переделать свой мультиметр. Собрав побольше информации на форумах и ютубе о переделке, принялся за работу.
Для прошивки контролера был заказан самый дешевый AVR программатор USB ASP за 85 рублей.
Так же был найден драйвер для него и ПО для прошивки AVRDUDE
Оказывается разновидностей похожих приборов много и существует большой архив подборка прошивок, схем и прочей полезной мелочи. Из всех перечисленных моделей я нашел свою версию LCR-T4(T3)NoStripGrid. Эта версия, с должной доработкой, умеет мерить частоту и напряжение, но эти функции пользовать не буду, для этого у меня есть мультиметр UNIT UT136B. Что бы не потерять архив, добавил к себе на ЯндексДиск, вот ссылка. Так же ссылка на драйвер программатора и приложение
Для прошивки отключаю питание от платы и подготовил схему распиновка контактов подключения программатора.
Так же добавлю схему всего мультиметра, на всякий случай
Теперь нахожу соответствующие выводы на программаторе с помощью мультиметра и припаиваю проводки на свое место. На программаторе все контакты подписаны, что облегчает поиск
После подключения программатора к ноутбуку, виндовс сам дрова не поставил. Для установки драйвера зашел в диспетчер задач и через него установил дрова. Ссылка на дрова и прогу AVR DUDE
Теперь запущу AVR DUDE и первым делом выставлю фузы по примеру
Теперь сохраню оригинальные прошивки флешки и памяти Eprom. Микроконтроллер нужно выбрать ATmega328P, а программатор USBASP.
Теперь выберу прошивку для своего мультиметра и нажму на прошивку флешки и Eprom
После прошивки флешки на экране появилось изображение, но ничего не понятно.
Прошью Eprom и посмотрю что получиться.
Подключаю плату к питальнику 9В и креплю все в корпус, кстати корпус пришел пару дней назад. Питается от аккумулятора Li-ion через повышающий преобразователь, аккумулятор заряжается через модуль зарядки 4,2В 1А от USB порта.
Первый пуск прошел удачно, но контрастности совсем не хватало. Долгим нажатием на кнопку запустил меню, короткими нажатиями нашел в меню контрастность и длинным нажатием выбрал раздел контрастность. Нажимал кнопку до тех пор пока изображение на экране не стало максимально хорошо видно.
Теперь пора сделать калибровку. Калибровка запускается с того же меню. При запуске прибор попросит закоротить 3 вывода.
Теперь прибор просит извлечь перемычку.
Дальше надо вставить конденсатор более 100 нФ, я поставил 220нФ.
Следом прибор попросит установить кондер 10-30нФ, я поставлю 10нФ.
Через пару секунд прибор напишет что тест успешно закончен . Так же покажет версию прошивку, в моем случае 1,13K
Теперь можно пользоваться прибором. В принципе старые функции выглядят и запускаются так же. На примере транзистор
Но прибор был прошит для расширения функционала, поэтому рассмотрим что нового появилось.
Первая это генератор прямоугольника. Сколько не гонял вроде стабильно работает, больше 100кГц не проверял потому что осциллограф не поддерживает. Подробней о нем написано в статье Осциллограф DSO138.Сборка и настройка
Вторая функция это 10-битный ШИМ регулятор , куда нибудь да пригодиться
Далее те функции которые хотел, это проверка конденсаторов не выпаивая с платы. Проверяю конденсатор 220мкФ 200В. Для удобства изготовил щупы из старых щупов для мультиметра
Далее похожая функция проверки индуктивности, проверяю трансформатора для нового проекта
Ну и на этом пожалуй все. Баловался с прибором долго, много компонентов проверил и в принципе результатом доволен.
Теперь список всего что было в статье перечислено. Все заказывал с Китая, Ведь там в три раза дешевле. Если не грузиться страница, попробуйте повторно нажать на ссылку
Программатор USBASP стоимостью 85 рублей
Мультиметр ESR-T4 стоил всего 644 рублей
Корпус для мультиметра ESR T-4 копеечный за 196 рублей
Модуль для зарядки Li-ION от USB порта 1А за 19 рублей
Повышающий модуль с 3,7В до 9В стоит всего 32 рубля
А так же ссылка на мультиметр UNIT за 1100 рублей участвующий в настройке, а так же ссылка на осциллограф за 1350 рублей, которым проверял генератор.
Вроде ничего не забыл. Теперь в мастерской еще один качественный прибор за 1000 рублей для любительской практики
Героем сегодняшнего обзора стал довольно популярный среди радиолюбителей прибор – тестер компонентов M328. Изначально тестер разработал Маркус Фрейек, после чего над доработкой начал работать Карл-Хайнц Куббелер, который делает это по сей день. Довольно быстро было сделано множество различных клонов данного устройства которые можно как сделать самому (благо схема очень простая и прошивки есть в свободном доступе), так и купить у китайцев. Продается тестер либо собранный, либо в виде конструктора, для тех, кто любит попаять. Ко мне попал именно второй вариант. Что ж, включаем паяльник и начинаем распаковывать посылку. Внешне посылка ничем не отличается от любой другой с просторов Китая. Обычный бумажный пакет белого цвета, с коробкой китайцы решили не заморачиваться.
Внутри находится антистатический пакет заботливо хранящий конструктор тестера. Какая либо мягкая упаковка отсутствует.
Все детали китайцы заботливо разложили по пакетикам, а дисплей обернули пупырчатым пакетом, уложив его перед этим в отдельный антистатический пакет (МК, правда, он воткнули в очень даже статический пенопласт). Все выводы ровные, почта обошлась с посылкой не очень сурово. Кстати, какой либо инструкции или схемы в комплекте не было (найти ее удалось на алиэкспрес, в описании к аналогичному конструктору. Прилагаю в конце статьи).
Плата устройства довольно высокого качества. Маска нанесена ровно, шелкография качественная. В общем никаких нареканий нет.
Приступим к пайке. Первыми в дело пошли резисторы. Номинал каждого элемента на плате подписан, благодаря этому паять очень легко и удобно, не надо каждый раз заглядывать в схему. В бонус к этому все элементы выводные, так что спаять такой конструктор сможет даже начинающий радиолюбитель без большого опыта пайки.
Резисторы запаяны, приступаем к содержимому следующего пакетика. Там оказались конденсаторы и кварц.
Далее впаиваем транзисторы и TL431.
Ну и напоследок запаиваем разъемы, энкодер и панельку под микроконтроллер.
Так же не забываем про дисплей. Гребенка паяется между 5 и 12 выводами, как указано на плате тестера.
Собираем все вместе, прикручиваем дисплей к стойкам. Теперь можно подать питание. На это действие прибор никак не реагирует, кроме этого, в выключенном состоянии потребления тока нет, совсем. Это возможно благодаря хитрой реализации схемы питания (взята из инструкции на тестер).
Жмем на энкодер и наслаждаемся работой прибора.
Первое, что бросается в глаза – место расположения светодиода. Видимо китайские инженеры достаточно долго выбирали это самое место, чтобы добиться точного попадания светового потока прямо в глаз смотрящего на дисплей. При этом в комплекте был именно яркий светодиод. Второе, на что обращаешь внимание – блеклость дисплея. Пиксели светятся не белым, а сероватым, в результате создается впечатление нехватки контрастности (ее увеличение изображение не улучшает). Но после нескольких минут использования прибора данный эффект замечаться перестает.
При первом включении будет выведено сообщение (его, к сожалению, не заснял), что прибор нуждается в калибровке и неплохо было бы замкнуть все 3 вывода измерительного разъема, после чего следовать дальнейшим инструкциям на дисплее. При этом режим тестирования будет предлагаться всякий раз, когда девайс понимает, что все входы у него закорочены. Длится калибровка секунд 10. После проведения калибровки, при включении, прибор сразу будет переходить в режим измерения. В этом режиме МК сначала измеряет напряжение на батарее и напряжение питания после стабилизатора, о чем и информирует соответствующими надписями на дисплее. Далее производится само тестирование компонента, вставленного в разъем. Если же таковой не обнаруживается, тестер возмутится и примерно через 5 секунд отключится. Время с момента включения до отображения результата составляет от 2 до 5 секунд, в зависимости от элемента. Дольше всего идет тестирование конденсаторов.
Выход из режима измерения осуществляется удержанием нажатого энкодера в течении пары секунд. После чего попадаем в меню, которое содержит следующие пункты:
- Switch off – выключение прибора;
- Transistor – тестирование всего и вся, основной режим работы прибора;
- Frequency – измерение частоты;
- f-Generator – генератор меандра;
- 10-bit PWM – генератор ШИМ;
- rotary encoder – имитатор работы энкодера;
- C+ESR@TP1:3 – измерение емкости и ESR;
- Selftest – калибровка;
- Contrast – регулировка контрастности;
- Show data – отображение графики, сохраненной в памяти МК.
Переход по пунктам осуществляется вращением энкодера, выбор – кратковременным нажатием. Выход из выбранного раздела – длительным нажатием.
Почти сразу обнаружилась небольшая недоработка прошивки. Часто, после выхода из какого-либо раздела обратно в меню, теряется последовательность переключения пунктов, которые начинают переключаться хаотично. Тоже самое наблюдается при выборе частоты встроенного генератора.
— Начнем по порядку. Первый и основной режим работы скрывается под пунктом Transistor (именно он запускается при включении). При выборе данного пункта, прибор начинает измерение того, что ему установили в разъем. Начинается все с замера напряжения питания. Вся процедура измерения занимает около 5 секунд. По окончанию, на дисплеи выводится вердикт:
Повторное измерение запускается по нажатию на энкодер. Оно и понятно, незачем непрерывно измерять параметры одного и того же компонента. Если же ничего не нажимать, через 28 секунд тестер выключится. Подключение компонента к прибору можно выполнить тремя способами: через zip панельку, через площадки на плате (для SMD), либо подпаяв какой-либо свой разъем или щупы к контактным площадкам TP1, TP2, TP3.
Измерять можно практически все, что угодно. Это полупроводники (диоды, транзисторы, тиристоры, симисторы), сопротивления, индуктивности и емкости. Заявлены следующие характеристики:
- Измерение сопротивлений: до 50MΩ с точностью 0.1Ω
- Измерение емкостей: 25пФ
100000мкФ с точностью 1пФ
Измерение индуктивностей: 10мкГн
Начнем с транзисторов. Под руку попались 2SC1953, IRF740 и КП303. Тестер легко справляется с поставленной задачей.
Диоды и симисторы так же не вызвали затруднений.
Пробитый транзистор тестер посчитал за два сопротивления.
Далее проведем измерения "рассыпухи". Показания я буду сравнивать с профессиональным LCR метром Instek LCR-819. Для удобства восприятия свел измерения в таблицы. Первыми в бой пошли резисторы.
Номинал резистора | Instek LCR-819 | M328 |
51.1 Ω | 51.4 Ω | 51.1 Ω |
68 Ω | 67.6 Ω | 67.3 Ω |
2.61 K | 2.6 K | 2.61 K |
4.3K | 4.27 K | 4.29 K |
8.2 K | 8.23 K | 8.27 K |
10 K | 10.0 K | 10.1 K |
33 K | 32.9 K | 32.9 K |
47 K | 46.5 K | 46.0 K |
Честно говоря, точность меня приятно удивила. Теперь проверим на идуктивностях:
Номинал индуктивности | Instek LCR-819 | M328 |
22 мкГн | 0.02 мГн | 0.02 мГн |
50 мкГн | 0.05 мГн | 0.05 мГн |
220 мкГн | 0.22 мГн | 0.22 мГн |
470 мкГн | 0.49 мГн | 0.47 мГн |
3.5 мГн | 3.52 мГн | 3.55 мГн |
5 мкГн | 4.9 мГн | 3.1 мГн |
6.5 мГн | 6.51 мГн | 6.41 мГн |
В данном случае о точности судить довольно трудно, т.к. все результаты прибор показывает в миллигенри, обрезая тем самым единицы микрогенри. Можно лишь сказать, что в принципе неплохо. Сложности вызвала лишь катушка на 5 мГн, тестер сильно занизил показания. Возможно сказалось высокое сопротивление данной катушки, около 44 Ом. (катушка не очень высокого качества).
Остаются лишь конденсаторы (в скобках указано значение ESR, данная величина начинает измеряться от 100 нФ):
Номинал емкости | Instek LCR-819 | M328 |
Пленочные | ||
1 нФ | 894 пФ | 886 пФ |
100 нФ | 103 нФ | 101 нФ |
220 нФ | 213 нФ | 212 нФ |
470 нФ | 458 нФ | 462 нФ |
680 нФ | 691 нФ | 693 нФ |
1 мкФ | 958 нФ | 957 нФ |
Электролиты | ||
1 мкФ | 0.998 мкФ (22.5) | 0.975 мкФ (13) |
47 мкФ | 42.9 мкФ (0.78) | 44.71 мкФ (0.62) |
100 мкФ | 94.9 мкФ (1.1) | 98.72 мкФ (0.96) |
220 мкФ | 216.4 мкФ (0.51) | 222.9 мкФ (0.40) |
470 мкФ | 399.8 мкФ (0.29) | 416.2 мкФ (0.23) |
2200 мкФ | 2516 мкФ (0.06) | 2747 мкФ (0.06) |
4700 мкФ | 4324 мкФ (0.03) | 4777 мкФ (0.02) |
А вот тут уже все на так радужно, при этом неэлектролиты измерены довольно точно, а вот с электролитами как-то хуже. При этом чем выше емкость, тем больше расхождение в измерении емкости между двумя приборами. Показания ESR практически равны.
— Следующий режим Frequency, проще говоря частотомер. Для измерения частоты на плате есть специальный вход F-IN.
Сначала просто протестировал работу, подав 1 КГц с осциллографа. Частоту прибор измерил точно.
Далее подключил тестер к генератору. Как оказалось, изменения частоты производятся довольно точно (накидывал пару десятков герц, но не на всех частотах, видимо, проблема округления при вычислениях) вплоть до величины 3.8 МГц. Более высокую частоту прибор просто не берет. При этом одинаково хорошо измеряет как меандр, так и синус. Единственный минус встроенного частотомера – вычисление производится в течении 2-3 секунд. Максимальная амплитуда на входе 5В, минимальная ограничена уровнем логической "1" для МК.
Прибор умеет как измерять частоту, так и генерировать ее. Для этого служит режим f-Generator. На выбор доступен список частот:
1000 мГц | 10 Гц | 50 Гц | 100 Гц |
250 Гц | 439.9956 Гц | 441.989 Гц | 443.017 Гц |
1 КГц | 2.5 КГц | 5 КГц | 10 КГц |
25 КГц | 50 КГц | 100 КГц | 153.8462 КГц |
250 КГц | 500 КГц | 1000 КГц | 2000 КГц |
Задать свою частоту вручную невозможно. Сигнал выдается на ножки TP2:TP3. Работа генератора проверена осциллографом Rigol DS1102E. Как видно, работает довольно хорошо. Завал фронтов вполне логичен, емкость цепей и щупа ненулевая.
Помимо меандра прибор умеет выдавать ШИМ сигнал, функция прячется в разделе 10-bit PWM. Снимать сигнал необходимо с ножек TP1:TP3.
Скважность задается вращением энкодера. Каждое кратковременное нажатие так же прибавляет 1%. Диапазон значений 0
99% Значения на дисплее вполне соответствует реальности. Частота ШИМ около 7.8 КГц., амплитуда 5В.
— Режим rotary encoder выдает импульсы, имитирующие вращение энкодера. не особенно интересный режим.
— А вот режим C+ESR@TP1:3 гораздо интереснее. Служит для измерения емкости и ESR в реальном времени без каких-либо нажатий кнопок. Название намекает, что подключаться следует к выводам TP1:3. Режим полезен, когда надо провести много измерений подряд. Однако показания немного отличаются от тех, что сделаны в режиме Transistor. Этот же конденсатор показывал емкость в 98.72 мкФ с ESR 0.96. Минимальная емкость для данного режима 1 мкФ. Меньшую он просто не показывает.
— Нажатие на пункт Selftest переводит тестер в режим калибровки. Процедура стандартная, потребуется замкнуть 3 измерительных вывода между собой и следовать дальнейшим указаниям.
— Режим Contrast служит для настройки контрастности дисплея.
— Ну а режим Show data показывает версию прошивки, калибровочные коэффициенты и всю графику, которая содержится в памяти МК.
Замеры потребляемого тока показали, что прибор довольно прожорлив. Средний ток составил 22.5 мА. В режиме Transistor ток кратковременно поднимается до 25 мА. Самым прожорливым оказался режим rotery encoder с током 27.4 мА. Учитывая питание тестера от "Кроны", которая обладает невысокой емкостью, следует задуматься о сетевом БП. Либо организовать питание от литиевых АКБ (китайцы продают версию прибора с питанием от АКБ формата 18650). Прибор сохраняет работоспособность в диапазоне напряжений 5.5
Ну что, время подводить итоги
В целом прибор оставил положительные впечатления. Богатый функционал сочетается с неплохой точностью измерения. Собрать такой тестер сможет даже новичок в электронике. Конечно, есть и более точные приборы, но и ценник у них будет куда выше. Для любительского же использования данного прибора вполне хватает. Из минусов, думаю, следует отметить лишь глючащее меню (возможно, решается прошивкой другой версии ПО). Вердикт – прибор однозначно стоит купить. В практике радиолюбителя он не раз пригодится.
P.S. Если нужны еще какие-то тесты данного прибора, отписывайтесь в комментариях. Думаю, смогу их провести.