Универсальный электрический тестер радиодеталей: схема сборки многофункционального цифрового прибора

Занимаясь сборкой разных приборов, вы наверняка задумывались о том, что было бы неплохо иметь универсальный тестер радиокомпонентов, который мог бы тестировать практически всё, что попадается вам под руку. Что, если бы вы могли собрать такой девайс своими руками и уложиться в скромный бюджет?

Тестером радиодеталей можно провести проверку практически всей электроники, исключая компоненты питания, так как они работают на токах более высокой силы и мощности, и наш микроконтроллер AVR не справится с ними. Кстати, наш проект будет базироваться на ATMEGA328 — тот же самый микроконтроллер, на котором базируется Ардуино Уно. Итак, наш многофункциональный цифровой тестер может проверять следующие устройства:

  1. Резисторы
  2. Конденсаторы вместе с их эквивалентным последовательном сопротивлением
  3. Индукторы
  4. Биполярные транзисторы (BJT)
  5. Полевые транзисторы (FET)
  • Полевые транзисторы с изолированным затвором (MOSFET)
  • Полевые транзисторы с управляющим PN-переходом (JFET)
  1. Тиристоры
  1. Биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT)
  2. Диоды

На этом список не заканчивается. Наш девайс может тестировать напряжение до 50V, у него есть счетчик частоты и генератор частоты. Также вы можете выявлять ИК коды просто соединив датчик TSOP с его тестовыми пинами.

И да, датчик не просто выявляет компоненты — он отображает нужные нам значения и свойства на дисплее.

Шаг 1: Заказываем необходимое железо

Электроника:

  • 1x Керамический конденсатор 1nF (102)
  • 1x Керамический конденсатор 10nF (103)
  • 4x Керамический конденсатор 100nF (104)
  • 2x Керамический конденсатор 22pF (22)
  • 2x Электролитический конденсатор 2.2uF, 50V
  • 2x 1N5819 или любой другой диод Шоттки с номиналом тока 1А
  • 1x 5V регулятор напряжения 7805
  • 1x LM336 — Диод опорного напряжения 2.5V
  • 1x Индуктор 10uH
  • 1x Транзистор BC547
  • 1x Транзистор BC328-40
  • 3x Резистор на 680 Ом с допуском 0.1% (допуск в 1% также подойдёт)
  • 3x Резистор на 470k Ом с допуском 0.1% (допуск в 1% также подойдёт)

Заметка: Для резисторов на 680 Ом и 470 кОм с допусками в 1% и 5% (не рекомендую их из-за менее точного результата) нужно будет внести изменения в код и постараться сделать так, чтобы все резисторы показали одинаковое значение на мультиметре.

Для тех, у кого возникли проблемы с поиском резисторов с допуском 0.1% или 1%, вы можете использовать допуск 5%. Просто купите 5-7 резисторов с таким допуском и выберите 3 из них, у которых совпадут значения на мультиметре.

  • 2x Резистор 3k3 Ом
  • 2x Резистор 27k Ом
  • 1x Резистор 100k Ом
  • 1x Резистор 33k Ом
  • 6x Резистор 10k Ом
  • 1x Резистор 470 Ом
  • 1x Резистор 15k Ом
  • 1x Резистор 2k2 Ом
  • 1x Резистор 200k Ом
  • 2x Резистор 1k Ом
  • 2x Потенциометр 10k Ом
  • 1x Кварцевый генератор 8MHz
  • 1x ATMEGA 328/328p с сокетом
  • 1x LCD c 16X2 символами
  • 1x Датчик угла поворота с кнопкой (крутилка)
  • 1x Красный светодиод (можно взять любого цвета, но обычно красный используется для индикации питания)

Железо:

  • 1x 16-пиновый поляризованный кабель — разъемы для подключения (поищите в интернете 16 Pin Polarized Header Cable)
  • 3x 3-пиновых поляризованных кабеля — разъемы для подключения
  • 2x 4-пиновых поляризованных кабеля — разъемы для подключения
  • 1x Коннектор для 9V батарейки
  • 6x Коннекторов бананов типа мама (Banana Jack female)
  • 3x Кабеля с коннектором банан-папа (Banana Jack male)
  • 1x Корпус

Приспособления:

  • Паяльник.
  • Припой.
  • Однослойная печатная плата (я травил свою в домашних условиях, такая плата уменьшает посторонние сигналы и шумы в цепи; также травление собственной платы рекомендуется для получения точных результатов).
  • Паяльная маска (опционально).
  • Мощные режущие средства (ножницы и т.д.)
  • Шуруповёрт и плоскогубцы.
  • Изопропиловый спирт или ацетон для очистки остаточного флюса на плате (необходимо очистить плату, иначе могут появиться разные ошибки тестера).

Шаг 2: Схема и создание печатной платы

Дизайн платы я спроектировал сам для травления в домашних условиях. Для этого я использовал бесплатную версию eagle software и приложил неотзеркаленную версию файлов. Вы можете скачать их и вытравить свою плату дома. Для тех, кто мало знаком с этим — поищите в интернете информацию о травлении плат с использованием FeCl3.

Также вы можете руководствоваться этими инструкциями:

Файлы

Шаг 3: Нанесение обтравочной маски на печатную плату (опционально)

Если вы хотите нанести обтравочную маску, то можете следовать инструкции из этого видео

Я приложил маску прокладки для защиты дорожек компонентов при создании обтравочной маски.

Файлы

Шаг 4: Сверление отверстий в печатной плате

Для сверления отверстий в плате, можно использовать как ручную дрель, так и электрические её варианты.

Шаг 5: Припаиваем компоненты на плату

Будьте аккуратны при припаивании резисторов на 680 Ом и 470 кОм, т.к. они являются тестовыми резисторами!
Не наносите слишком много припоя на эти резисторы, так как это может вызвать дополнительные нежелательные емкость или сопротивление в цепи.
Не оставляйте на плате флюс после того, как припаяете компоненты! Это может повлечь искажение показателей, которые вы увидите на экране. Для чистки платы можно использовать изопропиловый спирт и хлопковую ткань.

Шаг 6: Подготовка корпуса

В качестве корпуса я использовал специальную пластиковую коробку для проектов. Я просверлил отверстия для разъемов и DC джека, а затем горячим ножом вырезал отверстие для дисплея.

Заметка: отпаяйте заземляющую клемму от кнопки на крутилке и припаяйте её к позитивной клемме светодиода вместе с проводами, идущими от печатной платы.

Апдэйт: Для LED_START на схеме

  • PIN1 — отрицательный
  • PIN2 — положительный
  • PIN3 — выключатель
  • PIN4 — +5V

Соедините второй пин выключателя с положительным от светодиода

Шаг 7: Загрузка кода в микроконтроллер AVR

Файлы с кодом приложены ниже в zip-архиве. Вы можете скомпилировать их после внесения необходимых изменений в файлы конфигурации.

Откройте config.h и сделайте следующие правки:

  • найдите measurement settings and offsets
  • прокрутите код до строки R_LOW и установите значение сопротивления для 680 Ом, который вы получите на мультиметре, также выставьте это значение на 3 680 Ом.
  • поменяйте значение R_HIGH, то есть значение для сопротивления 470 кОм — полученное на мультиметре значение будет максимально точным, попытайтесь выставить 470 кОм с ближайшими значениями, или такими же, как на мультиметре.
  • поменяйте RH_OFFSET, если хотите, или же оставьте всё как есть. Этот показатель является смещением для систематической погрешности при измерении резистора с Rh (470k)
  • поменяйте R_ZERO — сопротивление щуповых проводов (в 0.01 Ом). Сопротивление двух щуповых проводов последовательно (предполагается, что все провода имеют одинаковое/сходное сопротивление)
  • поменяйте CAP_WIRES — ёмкость проводов между печатной платой и клеммами (в pF). Примерно 2pF на 10 см длины провода
  • поменяйте CAP_PROBELEADS — ёмкость щуповых проводов, соединённых с тестером (в pF)
  • 3pF для щупов длиной примерно 10 см
  • 9pF для щупов длиной примерно 30 см
  • 15pF для щупов длиной примерно 50 см
  • если вы знакомы с программированием и микроконтроллером AVR, вы можете поиграть и с другими настройками

Если у вас возникли проблемы при открытии зип-архива, то вот ссылка на Дропбокс
DROPBOX_ComponentTester_CODE

Апдейт: Если вы используете программатор usbasp, то вам не нужно править Makefile, иначе перейдите на строку 54 и поменяйте следующее:

programmer = usbasp на programmer =

  • Откройте командную строку в папке, где находится ваш код, удерживая Shift и кликая правой кнопкой мыши. Вы увидите в контекстном меню «Открыть окно команд» («Open Command Window Here»), или нечто подобное — выбирайте этот пункт.
  • введите make all
  • соедините Программатор с хедером ISP Header вашей Atmega328
  • введите make upload
  • введите make fuses
  • затем введите make clean

Заметка: Я рассчитываю, что у вас уже предустановлен avrdude. Если его нет, то скачайте avrdude и установите его перед выполнением всех этих шагов.

Файлы

Шаг 8: Сборка всего железа в один девайс

Перед финальной сборкой запустите всё устройство и протестируйте несколько компонентов для того, чтобы убедиться в работоспособности вашего девайса.

Шаг 9: Готово!

Итак, вы только что, своими руками создали свой собственный тестер. Теперь вы можете поставить его на своё рабочее место и использовать так часто, как это необходимо.

На фотографиях вы можете увидеть, как тестер работает в режиме генерации PWN, генерации квадратных волн, в режиме счетчика частот, детектора ИК кодов, калибровки и т. д.

Автор: mashulya4jc

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *