Тестер полупроводниковых приборов esr на atmega8. Транзисторный тестер. Схема без автоотключения
Но, среди радиодеталей есть и такие, проверить которые рядовым мультиметром сложно, а порой и невозможно. К таким можно отнести полевые транзисторы (как MOSFET , так и J-FET ). Также, обычный мультиметр не всегда имеет функцию замера ёмкости конденсаторов, в том числе и электролитических. И даже если таковая функция имеется, то прибор, как правило, не измеряет ещё один очень важный параметр электролитических конденсаторов - эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС или ESR ).
С недавнего времени стали доступны по цене универсальные измерители R, C, L и ESR. Многие из них обладают возможностью проверки практически всех ходовых радиодеталей.
Давайте узнаем, какими возможностями обладает такой тестер. На фото универсальный тестер R, C, L и ESR - MTester V2.07 (QS2015-T4). Он же LCR T4 Tester. Приобрёл я его на Алиэкспресс . Не удивляйтесь, что прибор без корпуса, с ним он стоит куда дороже. вариант без корпуса, а с корпусом.
Тестер радиодеталей собран на микроконтроллере Atmega328p. Также на печатной плате имеются SMD-транзисторы с маркировкой J6 (биполярный S9014), M6 (S9015), интегральный стабилизатор 78L05, TL431 - прецизионный регулятор напряжения (регулируемый стабилитрон), SMD-диоды 1N4148, кварц на 8,042 МГц. и "рассыпуха" - планарные конденсаторы и резисторы.
Прибор запитывается от батарейки на 9V (типоразмер 6F22). Впрочем, если такой нет под рукой, прибор можно запитать и от стабилизированного блока питания .
На печатной плате тестера установлена ZIF-панель. Рядом указаны цифры 1,2,3,1,1,1,1. Дополнительные клеммы верхнего ряда ZIF-панели (те, которые 1,1,1,1) дублируют клемму под номером 1. Это для того, чтобы было легче устанавливать детали с разнесёнными выводами. Кстати, стоит отметить, что нижний ряд клемм дублирует клеммы 2 и 3. Для 2 отведено 3 дополнительных клеммы, а для 3 уже 4. В этом можно убедиться, осмотрев разводку печатных проводников на другой стороне печатной платы.
Итак, каковы же возможности данного тестера?
Замер ёмкости и параметров электролитического конденсатора.
Также советую заглянуть на страничку, где рассказывается о разновидностях полевых транзисторов и их обозначении на схеме . Это поможет понять, что же вам показывает прибор.
Проверка биполярных транзисторов.
В качестве подопытного "кролика" возьмём наш КТ817Г. Как видим, у биполярных транзисторов измеряется коэффициент усиления hFE (он же h21э ) и напряжение смещения Б-Э (открытия транзистора) Uf . Для кремниевых биполярных транзисторов напряжение смещения находится в пределах 0,6 ~ 0,7 вольт. Для нашего КТ817Г оно составило 0,615 вольт (615mV).
Составные биполярные транзисторы тоже распознаёт. Вот только параметрам на дисплее я бы верить не стал. Ну, действительно. Не может составной транзистор иметь коэффициент усиления hFE = 37. Для КТ973А минимальный hFE должен быть не менее 750.
Как оказалось, структуру для КТ973А (PNP) и КТ972А (NPN) определяет верно. Но вот всё остальное замеряет некорректно.
Стоит учесть, что если хотя бы один из переходов транзистора пробит, то тестер может определить его как диод.
Проверка диодов универсальным тестером.
Образец для испытаний - диод 1N4007.
Для диодов указывается падение напряжения на p-n переходе в открытом состоянии Uf . В техдокументации на диоды указывается как V F - Forward Voltage (иногда V FM ). Замечу, что при разном прямом токе через диод величина этого параметра также меняется.
Для данного диода 1N4007 : V F =677mV (0,677V). Это нормальное значение для низкочастотного выпрямительного диода. А вот у диодов Шоттки это значение ниже, поэтому их и рекомендуют применять в устройствах с низковольтным автономным питанием.
Кроме этого тестер замеряет и ёмкость p-n перехода (C =8pF).
Результат проверки диода КД106А. Как видим, ёмкость перехода у него во много раз больше, чем у диода 1N4007. Аж 184 пикофарады!
Если вместо диода установить светодиод и включить проверку, то во время тестирования он будет задорно помигивать.
Для светодиодов тестер показывает ёмкость перехода и минимальное напряжение, при котором светодиод открывается и начинает излучать. Конкретно для этого красного светодиода оно составило Uf = 1,84V.
Как оказалось, универсальный тестер справляется и с проверкой сдвоенных диодов, которые можно встретить в компьютерных блоках питания, преобразователях напряжения автоусилителей, всевозможных блоках питания.
Проверка сдвоенного диода MBR20100CT .
Тестер показывает падение напряжения на каждом из диодов Uf = 299mV (в даташитах указывается как V F ), а также цоколёвку. Не забываем, что сдвоенные диоды бывают как с общим анодом, так и общим катодом.
Проверка резисторов.
Данный тестер отлично справляется с замером сопротивления резисторов, в том числе переменных и подстроечных. Вот так прибор определяет подстроечный резистор типа 3296 на 1 кОм. На дисплее переменный или подстроечный резистор отображается в виде двух резисторов, что не удивительно.
Также можно проверить постоянные резисторы с сопротивлением вплоть до долей ома. Вот пример. Резистор сопротивлением 0,1 Ома (R10).
Замер индуктивности катушек и дросселей.
На практике не менее востребована функция замера индуктивности у катушек и дросселей . И если на крупногабаритных изделиях наносят маркировку с указанием параметров, то вот на малогабаритных и SMD-индуктивностях такой маркировки нет. Прибор поможет и в этом случае.
На дисплее результат измерения параметров дросселя на 330 мкГ (0,33 миллиГенри).
Кроме индуктивности дросселя (0,3 мГ) тестер определил его сопротивление постоянному току - 1 Ом (1,0Ω).
Маломощные симисторы данный тестер проверяет без проблем. Я, например, проверял им MCR22-8 .
А вот более мощный тиристор BT151-800R в корпусе TO-220 прибор протестировать не смог и отобразил на дисплее надпись "? No, unknown or damaged part" , что в вольном переводе означает "Отсутствует, неизвестная или повреждённая деталь".
Кроме всего прочего, универсальный тестер может замерять напряжение батареек и аккумуляторов.
Я был обрадован ещё и тем, что данным прибором можно проверить оптопары. Правда, проверить такие «составные» детали можно только в несколько этапов, поскольку они состоят минимум из двух изолированных между собой частей.
Покажу на примере. Вот внутреннее устройство оптопары TLP627.
Излучающий диод подключается к выводам 1 и 2. Подключим их к клеммам прибора и посмотрим, что он нам покажет.
Как видим, тестер определил, что к его клеммам подключили диод и отобразил напряжение, при котором он начинает излучать Uf = 1,15V. Далее подключаем к тестеру 3 и 4 выводы оптопары.
На этот раз тестер определил, что к нему подключили обычный диод. В этом нет ничего удивительного. Взгляните на внутреннюю структуру оптопары TLP627 и вы увидите, что к выводам эмиттера и коллектора фототранзистора подключен диод. Он шунтирует выводы транзистора и тестер "видит" только его.
Так мы проверили исправность оптопары TLP627. Похожим образом мне удалось проверить и маломощное твёрдотельное реле типа К293КП17Р.
Теперь расскажу о том, какие детали этим тестером НЕ проверить.
Мощные тиристоры. При проверке тиристора BT151-800R прибор показал на дисплее биполярный транзистор с нулевыми значениями hFE и Uf. Другой экземпляр тиристора определил как неисправный. Возможно, это действительно так и есть;
Стабилитроны . Определяет как диод. Основных параметров стабилитрона вы не получите, но можно удостовериться в целостности P-N перехода. Производителем заявлено корректное распознавание стабилитронов с напряжением стабилизации менее 4,5V.
При ремонте всё-таки рекомендую не полагаться на показания прибора, а заменять стабилитрон новым, так как бывает, что стабилитроны исправны, но напряжение стабилизации «гуляет»;
Любые микросхемы, такие как интегральные стабилизаторы 78L05, 79L05 и им подобные. Думаю, пояснения излишни;
Динисторы . Собственно, это понятно, так как динистор открывается только при напряжении в несколько десятков вольт, например, 32V, как у распространённого DB3;
Ионисторы прибор также не распознаёт. Видимо из-за большого времени заряда;
Варисторы определяет как конденсаторы;
Однонаправленные супрессоры определяет как диоды.
Универсальный тестер не останется без дела у любого радиолюбителя, а радиомеханикам сэкономит кучу времени и денег.
Стоит понимать, что при проверке неисправных полупроводниковых элементов, прибор может определить тип элемента некорректно. Так, биполярный транзистор с одним пробитым p-n переходом, он может определить как диод. А вздувшийся электролитический конденсатор с огромной утечкой распознать как два встречно-включенных диода. Такое бывало. Думаю, не надо объяснять, что это свидетельствует о негодности радиодетали.
Но, стоит учесть тот факт, что также имеет место и некорректное определение значений из-за плохого контакта выводов детали в ZIF-панели. Поэтому в некоторых случаях следует повторно установить деталь в панель и провести проверку.
Данный прибор предназначен для измерения параметров радиодеталей. тестер умеет определять вывода диодов, транзисторов, светодиодов. Показывает емкость конденсаторов и резисторов в определенном диапазоне. Ниже в архиве есть несколько вариантов печатных плат, в том числе и для SMD монтажа.
Характеристики прибора следующие:
Сопротивления: от 1 Ома до 10 МОм
Конденсаторы: от 190пФ до 10000мкф чем больше ёмкость, тем дольше длятся измерения. Разряжайте конденсаторы перед измерениями!
Диоды, светодиоды - показывает где какие выводы и один параметр
Определение и индикация наличия защитных диодов в транзисторах и MOSFET
Тринисторы, тиристоры - просто показывает что это тиристор и где какие выводы
Транзисторы - показывает где какие выводы и пару параметров
Точность измерений правильнособранного дэвайса зависит от точности шести резисторов, думаю понятно каких. Чем они точнее и по параметрам одинаковые, тем точность и правильность измерений будет верной.
Схема тестера:
Рисунок печатной платы в варианте DIP:
Расшифровка выводимой информации на дисплее данного прибора:
NPN - Transistor NPN
PNP - Transistor PNP
N-E-MOS N-Kanal - обогащенный канал
P-E-MOS P-Kanal - обогащенный канал
N-D-MOS N-Kanal - обедненный канал
P-D-MOS P-Kanal - обедненный канал
N-JFET N-Kanal - JFET
P-JFET P-Kanal - JFET
Thyristor - Тиристор
Triac - Симистор
Vt Напряжение открытия (для MOSFET)
C= Емкость затвора (для MOSFET)
H21e (коэффициент усиления по току) - диапазон до 10000
Uf Прямое напряжение
Diode Диод
В разных версиях прошивок выводимая информация может отличаться. В данной статье рассмотрен проект на микроконтроллере Atmega8, в сети есть доработанные варианты прошивок и на других микроконтроллерах. Данный прибор достаточно точен, полный фотоотчет делать не стал, для примера несколько фоток сделал...
Диодная сборка (два диода в одном корпусе)
Транзистор КТ819:
Светодиод:
файлы прошивок (~8кб.)
Скачать файлы печатной платы: , варианты.
AVR transistortester
Набор-конструктор AVR-Transistortester - поставляется в виде набора деталей который включает в себя:
печатную плату и все детали включая резисторы и конденсаторы которые требуются для сборки работоспособного прибора. В набор не входит корпус.Прибор не нуждается в настройке и работоспособен сразу после сборки. Процессор устанавливается в сокет. Светодиод не выводится на переднюю панель. Он не индикаторный, а требуется для работы прибора. При работе его свечение может быть не видно. Дисплей подключается к основной плате через "гребёнку" с шагом 2,54мм. Всю документацию необходимую для сборки прибора (принципиальную схему, монтажную схему и список применяемых компонентов) можно скачать в конце статьи.
На фото - готовый собранный прибор. На втором фото - набор деталей.
Набор-конструктор - это набор деталей.Батарея не входит в комплект.
Возможности прибора.
Тестер позволяет определять биполярные транзисторы, полевые транзисторы MOSFET и JFET, диоды (в том числе и двойные последовательные и встречно-параллельные), тиристоры,симисторы, резисторы, конденсаторы и некоторые их параметры.В частности для биполярных транзисторов:
1. проводимость – NPN или PNP;
2. цоколевку в формате – B=*; C=*; E=*;
3. коэффициент усиления по току – hFE;
5. прямое напряжение база-эмиттер в милливольтах – Uf.
Для MOSFET транзисторов:
1. проводимость (P-канал, или N-канал) и тип канала (E – обогащенный, D – обедненный) – P-E-MOS, P-D-MOS, или N-E-MOS, N-D-MOS;
2. емкость затвора – C;
3. цоколевку в формате GDS=***;
4. наличие защитного диода – символ диода;
5. пороговое напряжение затвор-исток Uf.
Для J-FET транзисторов:
1. проводимость – N-JFET, или P-JFET;
2. цоколевку в формате GDS=***.
Для диодов (в том числе двойных диодов):
1. цоколевку;
2. прямое напряжение анод-катод – Uf.
Для симисторов:
1. тип – Triac;2. цоколевку в формате G=*; A1=*; A2=*.
Для тиристоров:
1. тип – Thyristor;
2. цоколевку в формате – GAK=***.
Результат отображается на двух строчном ЖКИ. Время тестирования менее 2 сек. (за исключением конденсаторов большой емкости), время отображения результата 10 сек. Управление одной кнопкой, выключение автоматическое. Потребление тока в выключенном состоянии менее 20 нА.Диапазон измерения сопротивлений от 2 Ом до 20МОм. Точность не очень высока.Конденсаторы оцениваются хорошо примерно от 0,2 нФ до7000μF. Выше 4000μF точность ухудшается. Измерение больших емкостей может занять до одной минуты.Тестер не является точным прибором и не гарантирует 100% достоверности идентификациии измерений, однако в подавляющем большинстве случаев результат измерений является верным.При измерении силовых тиристоров и симисторов могут возникнуть проблемы, если тестовый ток (7мА) окажется меньше тока удержания.
Документация
В статье описано устройство - тестер полупроводниковых элементов (transistortester). Прототипом этого устройства является статья, размещенная на одном из немецких сайтов, автор Markus. Подобные статьи встречаются в интернете, но прибор заслуживает внимания, и по этому я повторюсь.
Тестер с высокой точностью определяет цоколёвку выводов и типы транзисторов, тиристоров, диодов, так-же определяет резисторы и конденсаторы.
Особенно удобен при определении smd компонентов, для этого он и изготавливался. Будет очень полезен не только начинающему радиолюбителю.
Типы тестируемых деталей:
(имя элемента - индикация на дисплее):
- NPN транзисторы - на дисплее "NPN"
- PNP транзисторы - на дисплее "PNP"
- N-канальные-обогащенные MOSFET - на дисплее "N-E-MOS"
- P-канальные-обогащенные MOSFET - на дисплее "P-E-MOS"
- N -канальные-обедненные MOSFET - на дисплее "N-D-MOS"
- P -канальные-обедненные MOSFET - на дисплее "P-D-MOS"
- N-канальные JFET - на дисплее "N-JFET"
- P-канальные JFET - на дисплее "P-JFET"
- Тиристоры - на дисплее "Tyrystor" (русская - "Tиристор")
- Симисторы - на дисплее "Triak" (русская - "ТРИАК")
- Диоды - на дисплее "Diode" (русская - "Диод")
- Двухкатодные сборки диодов - на дисплее "Double diode CK" (русская - "Дв диод CС")
- Двуханодные сборки диодов - на дисплее "Double diode CA" (русская - "Дв диод CА")
- Два последовательно соединенных диода - на дисплее "2 diode series" (русская - "2 диода послед.")
- Диоды симметричные - на дисплее "Diode symmetric" (русская - "2 диода встречные")
- Резисторы - диапазон от 1 Ом до 10 МОм [Ом,KОм]
- Конденсаторы - диапазон от 0,2nF до 5000uF
Описание дополнительных параметров измерения:
- H21e (коэффициент усиления по току) - диапазон до 1000
- (1-2-3) - порядок подключенных выводов элемента
- Наличие элементов защиты - диода - "Символ диода"
- Прямое напряжение - Uf
- Напряжение открытия (для MOSFET) - Vt
- Емкость затвора (для MOSFET) - C=
Схема без автоотключения
Схема с автоотключением
Провека конденсатора и транзистора
Фьюзы для PonyProg
Так-же можно, с помощью PonyProg откорректировать константы измерения C и R (на фото ниже отмечены ячейки).
Число в средней ячейке буфера меняем с шагом + или - 1 (зависит в какую сторону нужно вносить правку и на сколько, это может быть и число 10),
После изменения числа в ячейке, программируем МК, затем делаем тест известной детали, сравниваем до и после.
Повторяем при необходимости процедуру.
Прошивка для ATmega8 и ATmega8А, в архиве (английский и русский EEPROM, правильное отображение в кирилице µ и Omega ) Proshiva.rar
Ещё набор различных прошивок (англ. и рус.) Proshivki.rar
Различные варианты печатных и контактных (для проверки SMD- элементов) плат, скачать архив здесь.Pechatki.rar
Собирать наверно лучше схему без автоотключения (первую схему), так как она проще, да и автоотключение иногда начинает действовать на нервы. После нажатия кнопки "Тест" - индикация длится 10 секунд, затем табло и питание отключаются. Сделано это в целях экономии энергии батареи, но если поставить индикатор без подсветки (она в принципе и не нужна), то ток потребления тестера не превысит 15 мА и схема автоотключения здесь без надобности.
Вообще по большому счёту, наладки и настройки прибора особой нет, любители конечно могут подстроить показания R и C так вроде это уже подробно расписано и проблем тоже не должно быть.
Изначально автор рекомендовал для применения в тестере микроконтроллер Atmega8-16PU, его не везде можно достать. Более доступен микроконтроллер Atmega8L-8PU, и это наиболее точная замена Atmega8-16PU в этом AVR-Transistortesterе.
Эти МК прошиваются одной и тоже прошивкой и особой разницы в работе нет и практически тоже не требуется корректировка по R и С.
Да, ещё этот тестер не является высокоточным прибором, а именно тестером для определения радиоэлементов, и в основном элементов SMD, и он не измеряет ёмкость и сопротивление с высокой точностью. Так же у него могут быть некоторые проблемы;
Проблемы при определении обычных полевых транзисторов:
Так как при большинстве полевых транзисторов сток и исток при измерении мало чем отличаются, или почти не различаются, они могут не быть распознаны или распознаны не правильно, но в принципе тип транзистора показывается правильно в любом случае.
Проблемы так же могут быть и при определении мощных тиристоров и симисторов в следствие того, что имеющийся ток при измерении 7 мА - меньше тока удержания тиристора.
В этой статье представлено устройство - тестер полупроводниковых элементов. Прототипом этого устройства послужила статья размещенная на одном из немецких сайтов. Тестер с высокой точностью определяет номера и типы выводов транзистора, тиристора, диода и др. Будет очень полезен начинающему радиолюбителю.
Типы тестируемых элементов
(имя элемента - индикация на дисплее):
- NPN транзисторы - на дисплее "NPN"
- PNP транзисторы - на дисплее "PNP"
- N-канальные-обогащенные MOSFET - на дисплее "N-E-MOS"
- P-канальные-обогащенные MOSFET - на дисплее "P-E-MOS"
- N-канальные-обедненные MOSFET - на дисплее "N-D-MOS"
- P-канальные-обедненные MOSFET - на дисплее "P-D-MOS"
- N-канальные JFET - на дисплее "N-JFET"
- P-канальные JFET - на дисплее "P-JFET"
- Тиристоры - на дисплее "Tyrystor"
- Симисторы - на дисплее "Triak"
- Диоды - на дисплее "Diode"
- Двухкатодные сборки диодов - на дисплее "Double diode CK"
- Двуханодные сборки диодов - на дисплее "Double diode CA"
- Два последовательно соединенных диода - на дисплее "2 diode series"
- Диоды симметричные - на дисплее "Diode symmetric"
- Резисторы - диапазон от 0,5 К до 500К [K]
- Конденсаторы - диапазон от 0,2nF до 1000uF
При измерении сопротивления или емкости устройство не дает высокой точности
Описание дополнительных параметров измерения:
- H21e (коэффициент усиления по току) - диапазон до 10000
- (1-2-3) - порядок подключенных выводов элемента
- Наличие элементов защиты - диода - "Символ диода"
- Прямое напряжение – Uf
Напряжение открытия (для MOSFET) - Vt
Емкость затвора (для MOSFET) - C=
Схема устройства:
Схема устройства без транзисторов:
Программирование микроконтроллера
Если вы используйте программу AVRStudio достаточно в настройках fuse-битов записать 2 конфигурационных бита: lfuse = 0xc1 и hfuse = 0xd9. Если Вы используйте другие программы настройте fuse-биты в соответствие с рисунком. В архиве находятся прошивка микроконтроллера и прошивка EEPROM, а также макет печатной платы.
Fuse-биты mega8
Процесс измерения достаточно прост: подключите тестируемый элемент к разъему (1,2,3) и нажмите кнопку "Тест". Тестер покажет измеренные показания и через 10 сек. перейдет в режим ожидания, это сделано для экономии заряда батареи. Батарея используется напряжением 9V типа "Крона".
Тестирование симистора
Тестирование диода
Тестирование светодиода
Тестирование сдвоенного диода
Тестирование MOSFET
Тестирование транзистора NPN