Esr метр на ардуино: Esr метр на ардуино

Цифровой измеритель емкости конденсаторов на базе Ардуино своими руками

Этот измеритель емкости и индуктивности позволит вам измерять емкость на микроконтроллере в диапазоне измерений от 0.000pF до 1000uF. Данные отобразятся на дисплее 16х2, а главным рабочим компонентом будут Ардуино Уно и дисплей.

Шаг 1: Список материалов

• 1 16X2 параллельный LCD-дисплей
• 1 Arduino Uno R3 DIP Edition (Revision 3)
• 1 Arduino Uno Proto Shield (только PCB)
• 1 клемма к батарейке 9V со штекером 2.1 мм
• 1 кабель USB2.0 A/B 90 см, черный USB-A мама на USB-B мама
• 1 коннектор со штырьками на 40 позиций 2.54 мм с прямыми сквозными отверстиями
• 1 потенциометр из металлокерамики на 0,6 кв. см 1/2W 10 Kohm
• 1 Пластиковый ABS корпус для платы Arduino — для UNO или MEGA
• 1 6-позиционный хедер-мама в сквозном стиле для Arduino

Шаг 2: Схема

На этом шаге нужно сконцентрироваться на том, что мы собираемся сделать. Этот шаг проекта очень важен, так как нам нужно понять, как соединить каждый компонент своими руками, чтобы всё функционировало правильно. Таким образом, этот шаг будет основным определяющим успех вашего проекта LC измерителя.

Шаг 3: Дисплей 16X2

На этом шаге отрежьте 2х6 пинов и вставьте их в отверстия дисплея в соответствующие пины: от 1 до 6 и от 11 до 16, таким образом, у вас будет больше свободного места между платой и дисплеем, когда он будет установлен.

Шаг 4: Дисплей, часть 2

Показать еще 4 изображения

На этом шаге нужно создать основное соединение для дисплея, затем нужно идентифицировать соединения от дисплея в пинах 4, 6, 11, 12, 13, и 14, которые позже будут подключены к соответствующим пинам Ардуино Уно 11, 9, 5, 4, 3, и 2, не забывая о подключении +5V, GND и потенциометра на 10K.

Шаг 5: Дисплей, часть 3

На этом шаге нужно сопоставить соединения, сделанные прежде на дисплее с будущими соединениями, которые появятся на плате. Увеличьте фотографии, чтобы рассмотреть детали поближе.

Шаг 6: Плата

Как только вы определили, что с чем соединять между дисплеем и платой, вы должны разъединить их, чтобы установить на плату коннектор со штырьками, разместив 2х8 пинов на стороне цифровых пинов и использовав два пина на другой стороне для GND и +5V.

Шаг 7: Плата, часть 2

На этом шаге нужно соединить два GND с +5V, чтобы вся земля была соединена, и можно было на дорожку земли подсоединить потенциометр на 10K, а затем подцепить всё это к дорожке+5V. Во время выполнения этой процедуры, припаяйте центральный пин к другой ближней дорожке.

Шаг 8: Плата, часть 3

Теперь можно всё соединить – подготовьте соединения и оставьте достаточно места для установки дисплея.

Шаг 9: Соединение платы и дисплея

Пришло время сопоставить соединения между платой и дисплеем, чтобы позже можно было без проблем припаять соответствующие провода.

Шаг 10: Соединение платы и дисплея, часть 2

Внимательно проверьте все соединения на задней стороне вашей платы, чтобы убедиться, что ваши контакты между платой и дисплеем в порядке. Очевидно, что нужно проверить соединения на GND и +5V на правой дорожке.

Шаг 11: Завершение проекта

После завершения, необходимо определить выходы нашего прибора для измерения емкости конденсаторов, в нашем случае A0 — негативный(-) и A4 — позитивный (+).

Шаг 12: Подготовка к калибровке

Перед загрузкой кода, нужно немного расширить металлические отверстия платы А0 и А4 при помощи небольшой биты для дрели, чтобы сохранить нулевую емкость, когда будет установлен хедер-мама со штырьками 1х6.

Шаг 13: Корпус

Возьмите корпус и установите Ардуино Уно, срезав пластиковые столбики, как показано на картинке.

Шаг 14: Устанавливаем шилд на Ардуино Уно

Как только Ардуино Уно установлен, можно соединить его с шилдом.

Шаг 15: Устанавливаем хедер-маму 1х6

Просто вставьте хедер 1х6 и когда вы загрузите код, указатель будет отображать 0.000pF.

Шаг 16: Загрузка кода

Установив кабель USB-A на USB-B между вашим девайсом и компьютером, загрузите в него этот код http://pastebin. com/njjKZrfv. Дальше посмотрите на указатель, на котором должно отображаться 0.000pF.

Шаг 17: Использование девайса

После загрузки кода, отсоедините кабель, чтобы подключить переходник на батарейку на 9V и таким образом получить данные по любому конденсатору, который вы пожелаете. В моем случае, я делаю замер конденсатора на 1 pF.

Шаг 18: Использование № 2

Теперь конденсатор на 3.3 pF

Шаг 19: Использование № 3

10 pF.

Шаг 20: Использование № 4

100 pF.

Шаг 21: Использование № 5

1 nF.

Шаг 22: Использование № 6

10 nF.

Шаг 23: Использование № 7

100 nF.

Шаг 24: Использование № 8

1 uF.

Шаг 25: Использование № 9

10uF.

Шаг 26: Использование № 10

100 uF.

Шаг 27: Использование № 11

1000 uF.

Arduino LCR-T4 Графический тестер транзисторов Сопротивление Емкость ESR SCR

Варианты доставки и скорость доставки могут варьироваться в зависимости от местоположения.

Войдите, чтобы управлять адресами

---

ИЛИ

Страна АвстралияАвстрияАзербайджанАлбанияАлжирАмериканское СамоаАнгильяАнголаАндорраАнтигуа и БарбудаАргентинаАрменияАрубаАфганистанБагамыБангладешБарбадосБахрейнБеларусьБелизБельгияБенинБермудыБолгарияБоливияБосния и ГерцеговинаБотсванаБразилияБританские Виргинские островаБрунейБуркина-ФасоБурундиБутанВануатуВенгрияВенесуэлаВиргинские острова СШАВосточный ТиморВьетнамГабонГаитиГайанаГамбияГанаГваделупаГватемалаГвинеяГвинея-БисауГерманияГернсиГибралтарГондурасГонконг, КитайГренадаГренландияГрецияГрузияГуамДанияДемократическая Республика КонгоДжерсиДжибутиДоминикаДоминиканская РеспбликаЕгипетЗамбияЗимбабвеИдтиИзраильИндияИндонезияИорданияИрландияИсландияИспанияИталияКабо-ВердеКазахстанКаймановы островаКамбоджаКамерунКанадаКанарские острова,Карибские НидерландыКатарКенияКипрКирибатиКитайКолумбияКоморыКосовоКоста-РикаКот-дИвуарКубаКувейтКыргызстанКюрасаоЛаосЛатвияЛесотоЛиберияЛиванЛитваЛихтенштейнЛюксембургМаврикийМавританияМадагаскарМайоттаМакао, КитайМакедонияМалавиМалайзияМальдивыМальтаМароккоМартиникаМаршалловы островаМексикаМикронезияМозамбикМолдоваМонакоМонголияМонтсерратМьянма [Бирма]НамибияНауруНепалНигерНигерияНидерландыНикарагуаНиуэНовая ЗеландияНовая КаледонияНорвегияОбъединенные Арабские ЭмиратыОманОстрова КукаОстрова Теркс и КайкосПакистанПалауПанамаПапуа — Новая ГвинеяПарагвайПеруПольшаПортугалияПуэрто-РикоРеспублика КонгоРеюньонРоссияРуандаРумынияСамоаСан-МариноСан-Томе и ПринсипиСаудовская АравияСвазилендСвятая ЕленаСвятой Винсент и ГренадиныСеверные Марианские островаСейшелыСенегалСент-Китс и НевисСент-ЛюсияСербияСингапурСирияСловакияСловенияСоединенное КоролевствоСоединенные ШтатыСоломоновы островаСуданСуринамСьерра-ЛеонеТаджикистанТаиландТайвань, КитайТанзанияТонгаТринидад и ТобагоТувалуТунисТуркменистанТурцияУгандаУзбекистанУкраинаУругвайФарерские островаФиджиФилиппиныФинляндияФолклендские островаФранцияФранцузская ГвианаФранцузская ПолинезияХорватияЧадЧерногорияЧешская РеспубликаЧилиШвейцарияШвецияШри-ЛанкаЭквадорЭкваториальная ГвинеяЭль СальвадорЭритреяЭстонияЭфиопияЮжная АфрикаЮжная КореяЯмайкаЯпония

Город BerlinAach B TrierAach, HegauAachenAalenAarbergenAasbuettelAbbenrodeAbenbergAbensbergAbentheuerAbrahamAbsbergAbstattAbtsbessingenAbtsgmuendAbtsteinachAbtswindAbtweilerAchbergAchernAchimAchslachAchstettenAchtAchtelsbachAchterwehrAchtrupAckendorfAddebuellAdelbergAdelebsenAdelheidsdorfAdelmannsfeldenAdelschlagAdelsdorfAdelsheimAdelshofen, Kr FuerstenfeldbruckAdelshofen, MittelfrAdelsriedAdelzhausenAdenauAdenbachAdenbuettelAdendorfAderstedtAdlersteigeAdligstadtAdlkofenAdmannshagen-BargeshagenAdorf/Vogtl.

AebtissinwischAerzenAffalterbachAffingAffinghausenAfflerAgathenburgAgethorstAglasterhausenAhamAhausAhausenAhlbeckAhlden (Aller)Ahlefeld-BistenseeAhlenAhlerstedtAhlsdorfAhlstaedtAhnatalAhnebyAhnsbeckAhnsenAholfingAholmingAhorn, BadenAhorn, Kr CoburgAhorntalAhrbrueckAhrensboekAhrensburgAhrensfeldeAhrenshagen-DaskowAhrenshoeftAhrenstedtAhrenvioelAhrenvioelfeldAicha Vorm WaldAichachAichelbergAichenAichhaldenAichstettenAichtalAichwaldAidenbachAidhausenAidlingenAiglsbachAilertchenAindling

Измеритель ESR с крышкой Autorange с возможностью подключения SCPI — электронные проекты для развлечения

Если вы ремонтируете классическое электронное оборудование, почти наверняка возникнет проблема, связанная с высохшими электролитическими конденсаторами. El Caps не вечны, и их разрушение вызвано испарением жидкого электролита внутри. Эти части обычно герметизируются резиновой прокладкой, которая ни в коем случае не является воздухонепроницаемой.

Когда электролитический конденсатор высыхает, случаются неприятные вещи:

• Емкость уменьшается. Немного нормально, потому что чистая емкость обычно указывается с запасом прочности, но потери из-за старения могут доходить до почти нулевой оставшейся емкости. Огромные детали менее подвержены этому эффекту (больше объем, меньше поверхность), первыми отмирают мелкие. Еще один фактор – высокая температура. Если колпачки хранятся в прохладном месте, они служат довольно долго (например, десять тысяч часов), колпачки, работающие при максимальной заданной температуре или близкой к ней, умирают относительно быстро (у лучших производителей теперь есть кривые срока службы).
Увеличивается сопротивление серии
• . Проводимость пропорциональна подвижности носителей в жидком электролите, и чем меньше у вас влаги, тем ниже подвижность.

Для блока питания с выпрямителем и фильтрующими крышками указанные выше эффекты вызывают увеличение напряжения пульсаций. Если напряжение долины падает ниже уровня, с которым могут справиться последующие регуляторы напряжения, стабилизация теряется, и цепь, питаемая от источника питания, будет подвержена значительным падениям напряжения и пульсациям, что, скорее всего, приведет к неисправности или, по крайней мере, ухудшению производительности или потере точности.

Итак, нам нужно проверить некоторые старые конденсаторы на оставшуюся емкость, а также ESR.

Есть много возможностей сделать это. Мы могли бы использовать:

• Коммерческий портативный инструмент. Эти детали стоят около 500 евро (Keysight, 100 кГц) или 15 евро (из Китая, не спрашивайте). Только двухпроводные измерения, без подключения SCPI.
• Настольные инструменты. Они используют 4-проводные соединения Кельвина, более точны, но цены начинаются с нескольких 1000 евро и доходят до 20 тысяч евро. У лучших есть поддержка SCPI.
• Оборудование профессионального уровня, такое как специальные измерители импеданса или низкочастотные векторные анализаторы цепей. Несколько 10 тысяч евро и все ваше. SCPI стандартный.

… или пробуем самоделку на основе Arduino и каких-то дешевых схем на шилде. Это подход, которому я следовал.

 

Имея доступ к мосту и ВАЦ, мне не нужно было что-то изысканное или сверхточное. Я хотел небольшое устройство с питанием от USB, использующее Arduino и несколько аналоговых схем, которые помещались бы на экран, ЖК-дисплей и клеммную колодку. Ожидаемая производительность:

• Диапазон от 20 мОм до 50 Ом
• Частота измерения 100 кГц
• Без переключения диапазонов или органов управления, полностью автоматический.
• SCPI программируемый и калибруемый
• Точность 5% во всех диапазонах

Нецели были:

• для работы с впаянными конденсаторами
• для разряда больших конденсаторов
• для измерения в диапазоне малых мОм.

Во-первых, нам нужен стабильный источник переменного тока. Я использовал кварцевый генератор на 3,2 МГц вокруг 74HC4060, генерируя симметричный прямоугольный сигнал частотой 100 кГц, сглаженный в синусоиду с помощью фильтра нижних частот LC. Амплитуда выходного сигнала поддерживается постоянной за счет стабилизации напряжения питания 74HC4060 (используется шунтовой стабилизатор TL431A). Это делает выход независимым от напряжения питания USB. Точность амплитуды не важна, так как она будет откалибрована позже, но она должна быть стабилен по частоте и уровню . Смоделированная схема показана ниже (AD8307 моделируется поведением, поскольку для него нет плана SPICE):

Затем мы подаем эту синусоиду на тестируемый конденсатор (через конденсатор блока постоянного тока). Объект тестирования монтируется в клеммную колодку, один контакт которой заземлен, а другой контакт подключен к синусоиде и цепи детектора.

В качестве детектора мы можем использовать любую схему измерителя переменного тока/прецизионного выпрямителя. Учитывая большой диапазон (от 20 мОм до 50 Ом), линейная схема либо чрезвычайно точна, либо проблематична. Лучше использовать логарифмический усилитель, такой как AD8307, обычно используемый для измерения ВЧ-мощности от -65 до прибл. 10 дБм.

Выходное напряжение AD8307 фильтруется и считывается аналоговым портом Arduino. Итак, мы получаем напряжение, пропорциональное логарифму ESR, который мы хотим измерить. Это вполне нормально работает даже без калибровки, но на концах диапазона погрешность может составлять 20%, что неплохо для этой цели, но и не очень убедительно.

Уловка для получения приемлемой производительности заключается в использовании множества точек калибровки и логарифмической интерполяции между ними. Для этого создаем калибровочные резисторы номиналами 20мОм, 50мОм, 100мОм, 200мОм, 500мОм, 1Ом, 2Ом, 5Ом, 10Ом, 20Ом, 50Ом. Значения 5X — это два стандартных значения 10X, соединенных параллельно, значения 20X — те же, что и последовательно, а 20 мОм были получены путем параллельного соединения 5 × 0,1 Ом. Все резисторы были 1% металлопленочными типа 1206 (0,1 Ом, 1 Ом, 10 Ом, 100 Ом). Если мы сохраним указанные выше калибровочные точки в EEPROM Arduino, мы сможем использовать их для логарифмической интерполяции между ними.

Процесс измерения выглядит следующим образом:

• Сначала мы считываем значение АЦП (мы используем 100 средних значений). Напряжение называется В.
• Далее находим интервал в точках калибровки, между которыми находится V. Назовем левую точку V1 и правую точку V2 со значениями сопротивления R1 и R2.
• Затем можно рассчитать СОЭ по формуле
              СОЭ = R1 * 10** (log(R2/R1) * (V-V1) / (V2-V1))
• Мы отображаем это на ЖК-экране, и все готово.

Чтобы измерения не зависели от напряжения питания Arduino, мы используем внутреннее опорное напряжение 2,56 В для АЦП. Разрешение АЦП составляет 10 бит.

Во избежание ложной точности результаты ниже 20 мОм и выше 50 Ом помечаются как слишком низкие и слишком высокие соответственно. В нижнем диапазоне контактное сопротивление становится слишком большим, чтобы быть точным, в верхнем диапазоне проблема заключается в насыщении AD8307. В любом случае, электролитическая крышка с ESR более 50 Ом, вероятно, мертва.

Печатная плата (шилд для Arduino UNO или Leonardo) показана ниже:

 

Все измеренные значения были в пределах нескольких процентов от номинального значения. Однако важно плотно закрутить винты клемм, иначе мы ошибемся на несколько мОм.

Готовое «изделие» показано ниже:

Крышка ИУ слева, а сверху на корпусе несколько калибровочных резисторов. USB-кабель находится справа. Работает нормально, почти бесплатно по сравнению с качественными коммерческими измерителями ESR, откалиброван — мне нравится.

 

 

 

Нравится:

Нравится Загрузка…

Проверка и разборка измерителя ЭПР МЭСР-100 —

Среда, 5 октября 2022 г. / Ибрар Айюб

Мне нужен внутрисхемный измеритель ESR (эквивалентный измеритель последовательного сопротивления), чтобы помочь в определении состояния электролитических конденсаторов без необходимости их предварительного выпаивания. Когда конденсаторы выходят из строя, у вас часто будут некоторые признаки отказа, такие как вздутие верхней части конденсатора. Начиная примерно с 2002 года и продолжаясь примерно до 2010 года, на рынке было избыток конденсаторов с высокой частотой отказов, которые нашли свое применение в повседневных предметах, таких как блоки питания ПК, мониторы, материнские платы и т. д. Эти устройства будут хорошо тестироваться после изготовления и продолжать работать. для потребителя в течение многих лет, но преждевременно выходят из строя, часто всего за один год.

Я купил счетчик MESR-100 на eBay примерно за 55 долларов США с доставкой прямо к моей двери в Виннипеге (Канада). Счетчик был хорошо упакован в розничную коробку, это хорошее отличие от многих других товаров из Китая, которые просто завернуты в пузырчатую пленку и упакованы в мягкий конверт. Внутри коробки находился счетчик, два коротких провода и инструкция. Нажатие красной кнопки питания на несколько секунд приводит в действие глюкометр, он готов к использованию примерно через 3 секунды. Дисплей представляет собой ЖК-дисплей с подсветкой, кажется, что подсветка включена все время. Дисплей красивый, яркий и имеет хороший угол обзора, в нижней части дисплея есть два горячих пятна, что, вероятно, связано с расположением светодиодов подсветки, но это не влияет на читаемость дисплея.

Измеритель имеет 3 режима: автоматический выбор диапазона, от 0 до 1 Ом, от 1 до 10 Ом и от 10 до 100 Ом. Режимы можно переключать, нажимая кнопку диапазона режимов. Счетчик можно откалибровать на ноль, замкнув провода и нажав кнопку нуля. Все кнопки нужно нажимать примерно полсекунды, прежде чем они будут распознаны, быстрого нажатия обычно недостаточно. Чувствительность этой кнопки можно улучшить, но, кроме включения устройства, я думаю, что оно будет работать в автоматическом режиме до тех пор, пока не будет выключено после использования.

На дисплее много полезной информации. Имеется индикация батареи, индикация режима, большое показание сопротивления и некоторый интеллектуальный текст под показаниями, который указывает некоторые критерии того, когда тестируемый конденсатор будет считаться исправным. На лицевой стороне счетчика также есть диаграмма, но автоматический вывод текста во время считывания очень удобен.

Счетчик питается от микроконтроллера PIC18F24K20, также есть несколько незаселенных областей, что предполагает наличие более продвинутой версии этого счетчика. Другой основной микросхемой на плате является прецизионный низковольтный операционный усилитель TI LMV824. На корпусе также есть некоторые признаки второй версии, прямо под 3-мя существующими кнопками видно место для еще 3-х, это видно изнутри корпуса и также немного видно при взгляде на лицевую сторону счетчика.

Корпус счетчика можно улучшить, он кажется дешевым, а откидная скоба работает, но кажется, что со временем она сломается при обычном использовании. Защита дисплея довольно тонкая, и вы можете почувствовать, как она легко деформируется при легком нажатии. Вырез сбоку для внешнего USB-разъема расположен не очень удачно по центру, что еще больше ухудшает внешний вид корпуса. Я бы не стал держать эту вещь незащищенной в ящике для инструментов, так как в этом случае корпус может быть поврежден.

Печатная плата высокого качества, это односторонняя плата SMD. Печатная плата имеет покрытие из иммерсионного золота, которое должно защищать ее от коррозии в течение длительного времени. Паяные соединения выглядят хорошо, есть ручная пайка проводов, идущих к батарейному отсеку и передним тестовым гнездам, они могли быть припаяны лучше, но их достаточно, было приятно видеть, что какой-то толстый провод идет к банановым гнездам. на передней панели, но их размещение усложнило повторную сборку измерителя, поскольку область разъема находится между местом, где выводы припаяны к плате, и разъемом, это означает, что вам нужно согнуть провода вокруг области разъема во время повторной сборки. На плате есть один выступ, похоже, что изначально был указан конденсатор с более низким профилем, но когда он был изготовлен, использованный конденсатор был немного слишком высоким, поэтому его впаяли и позволили прислонить к печатной плате для зазора. Вы можете увидеть это на фотографиях ниже и в видео.

Показания правдоподобны, но у меня нет под рукой другого контрольно-измерительного оборудования, которое могло бы подтвердить точность показаний СОЭ, в руководстве указано, что точность прибора составляет 1% и 2% в зависимости от диапазона, в котором вы находитесь.