Главная страница -> VRTP -> Texнологии -> Измерительные приборы.

Бороздя просторы Интернета в поисках интересных решений в создании цифровых ESR измерителей, случайно нашел упоминание (на одном из англоязычных форумов) о существовании предлагаемого здесь для ознакомления измерителя LCM3, как его называют в Венгрии.
Вот ссылка на первоисточник - http://www.hobbielektronika.hu/kapcsolasok...seg_oldal1.html
Я не знаю венгерского языка, поэтому пришлось воспользоваться переводчиком Google, и перевести статью на английский язык. Как мне показалось, Google переводит с венгерского на английский немного лучше, чем с венгерского на русский, а английский для меня все же почти "родной".
Вот еще одна ссылка на тот же самый измеритель, это персональный сайт одного из людей, который его повторил.
http://translate.googleusercontent.com/tra...tL4ohQ0h1ZlxcYg

Инструкция на русском:
https://vrtp.ru/index.php?act=Attach&type=post&id=841063

Это сообщение отредактировал Eddy71 - Dec 23 2020, 12:52 PM

Вот черновой перевод статьи на английский язык (формат Word2007).

http://depositfiles.com/files/kctincf9o

Вот отчет о том, что у меня получилось сделать (English language).

http://depositfiles.com/files/2o3vcjxaq

Отчет на русском языке:

http://depositfiles.com/files/tiugrkyt8

Файлы - прошивки, печатная плата из статьи, фотографии и др.

http://depositfiles.com/files/q7c20cw6u

Спасибо огромное. За развитием LC метров слежу с момента появления первого на aade.com и дальнейшие реплики. А этот ни разу не видел.
Самое смешное то, что вчера наводил на винте порядок и перебирая папку с урывками описаний LC подумалось, что неплохо было бы замутить свое с учетом межвитковой емкости катушек (сейчас об это бьюсь в другом проекте) а тут как раз такой приборчик..
Спасибо. Подкинули дров в мозг!

Ruslan, какую версию прибора вы собирали? В прикрепленных файлах я так понял две версии схемы и печатных плат, а вот прошивок что то очень много , какую прошивку использовать для схемы V2? Плату разводили сами или использовали авторскую?

Интересно а обязательно использовать в этой схеме стирофлексовые конденсаторы? Думаю я у себя их хрен найду. На что можно доставаемое заменить? Да и полипропиленовые думаю тоже будет напряжно найти подходящего номинала

LCD в этой схеме используется с контроллером HD44780 ?

Завтра хочу собрать, вроде все уже есть и плата готова, но стирофлексные конденсаторы это конечно жесть, даже стрёмно спрашивать у продавцов

1. Вообще-то это одна и та же схема, отличия очень незначительные, касаются разве что питания, и добавлен один стабилитрон для защиты.
Просто одна из схем нарисована более удобной для разводки (там где все выводы идут подряд), другая - (как в статье), проще для глаз...

2. Я использовал прошивку 1.35 из архива (она вроде самая последняя, которую я нашел). Но один знакомый мне говорил, что якобы кто-то говорил на ихнем форуме, что в ней есть какие-то глюки, что-то по поводу поддерживаемого типа сердечника индуктивности (странно звучит, согласитесь) и лучше использовать 1.25.
Я лично никаких глюков не заметил (по крайней мере пока не заметил), но если буду собирать второй экземпляр, то можно попробовать и другую версию тоже, и сравнить их.

3. Я разводил плату сам, под свои детали. Добавил только пару LC фильтров по питанию, и использовал кнопки вместо тумблеров, одну с фиксацией (для L/С), вторая многофункциальная для калибровки без фиксации.
Выложу чуть ниже.

1. Вообще-то схема L/С типичная (просто используется внутренний компаратор), но в статье очень четко сформирировали требования к компонентам, а также описали критичные компоненты, к подбору которых надо отнестись очень серьезно.

Styroflex конденсаторы очень качественные и стабильные, поэтому ценятся любителями качественного звука. http://www.banzaimusic.com/Styroflex-100pF.html
Но это не что-то, что нельзя найти, даже в Союзе такие выпускались... Посмотрите на фото, вы их наверняка уже видели когда-то и где-то.
Кроме того, они рекомендуют полипропиленовые конденсаторы, они тоже очень стабильные и с очень низкой утечкой, их легче найти.
Для калибровки и задающего генератора также можно использовать слюдяные конденсаторы, но они еще более дорогие.
http://www.suntan.com.hk/Mica-Capacitors/
Для ESR части, от качества конденсатора 33nF, его ESR во многом зависит точность измерений ESR. Суммарный импеданс этого конденсатора, кнопки и индуктивности на рабочей частоте не должно превышать 2,2 Ом.

Я использовал у себя все полипропиленовые конденсаторы, частотозадающий - WIMA http://www.wima.de/EN/fkp3.htm
Они выпускают очень широкий ряд номиналов.

Особое внимание нужно обратить индуктивности - в статье приводятся конкретные требования к ней - собственное сопротивление не более 0,4 Ом , и ток насыщения сердечника не менее 2А (т.е. всякие малогабаритные катушечки отпадают как класс).

2. Да, LCD дисплей стандартный 2х16.

Это сообщение отредактировал Ruslan - Dec 20 2011, 07:35 AM

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Плата в SL5, немного отличается от оригинальной схемы (смотрите сами).
Можно при желании ее еще ужать, у меня первоначально пустое место было заполнено "макеткой" для экспериментов.
Питание делал от сетевого адаптера. Прибор потребляет не много, можно питать и от батареи, но мне часто нужно мерять много конденсаторов....

Еще по выбору компонентов.
Танталовые конденсаторы лучше отобрать (при возможности) с минимальным ESR (на приборе C_ESR от GO у меня было около 0,5 Ом). Чем больше их ESR, тем больше будет сказываться длина щупов при измерении L/C (их лучше делать как можно короче, или вообще без них).
Резистор R7 должен быть мощностью 0,5вт 1% , он и резистор R12 (47 Ом 1%) учавствуют в калибровке. Во второй схеме вместо 180 Ом человек использовал 2 резистора по 360 Ом 0,25вт в параллель, я поступил так же.

Я не впаивал разъем для програмиирования процессора (я его программировал отдельно в программаторе PICKit2).
Я тогда еще не знал, что в этом приборе есть возможность подстройки точного значения эталонного калибровочного конденсатора из Setup, с помощью 2-х кнопок, временно подключаемых к разъему ISP. Подробнее в статье...

Замечание по контструкции:
В базовой схеме практически отсутствуют элементы защиты от высокого напряжения, поэтому выпаянный электролитический конденсатор надо обязательно разрядить перед измерением!

Для внутрисхемного измерения ESR в приборе предусмотрен специальный режим IC-ESR , который включается при подключении сменного адаптера (описан в конце статьи), в нем есть диодная защита, разрядный резистор и дополнительный разделительный конденсатор. Но и это не гарантирует надежную защиту от высокого напряжения.

Это сообщение отредактировал Ruslan - Dec 20 2011, 09:01 AM

Присоединённый файл ( Кол-во скачиваний: 8288 )
 hun_LC_ESR_10_29_2011.LAY

Сегодня на работе надо было заряжать/разряжать аккумуляторы новым приборчиком. Занятие довольно скучное. Решил по-быстрому отутюжить и спаять платку - деталей на ней как кот наплакал..
Думаю автор сегодня не мог понять - чего на него икота напала..
Думаю программист он очень хороший. Но платы разводит.. Давно я так не потел
Плату взял оригинальную из pdf (с утра на форум не заглядывал и не видел платы Руслана). Как отутюжил стал маркером править - здоровенные отверстия с махонькими окантовками.. Жуть.
Отутюжил, потравил, начал собирать. Перемычки длиннючие.. Места под резисторы короткие, под конденсаторы наоборот - огромные. Мрак.
Самое смешное оказалось в конце: думал что у меня такая релюшка есть. а оказалось что ошибался. В магазинах её тоже не оказалось. Пришлось взять геркончик, провод 50 микрон и запастись терпением. За час намотал. Правда 500 Ом (как по паспорту) я не доматал - терпения не хватило. За час намотал 420 Ом. Подключил - работает.
Дальше разбираться не стал - поспешил домой. Но собирать утомился. Отвык уже с выводными деталями воевать

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

А дроссель обязательно использовать 100мКгн? У меня есть 150мКгн. Может можно поставить такой номинал, а в приборе как-то откалибровать?

Я завтра его "любить" буду, так что как и что не знаю сам.
Дросселя подходящего не было, взял "гантельку", смотал обмотку и проводом ПЭВ-0,6 намотал. Померил индуктивность - малость промахнулся. Отмотал - в точку. Так и запаял.

Вот и я тоже посмотрел на ту плату, и решил сам разводить... тем более что у меня тех тумблеров все равно не было.

Dantist недавно обещал выложить свой вариант платы на SMD, кстати...

Eddy71, очевидно придется мне приподнести вам неприятную новость - похоже, что вы выбрали "неправильный" геркон для намотки
Такое впечатление,что у вас геркон на размыкание контактов, а не на замыкание, как должно по идее быть.
Смотрите сами - судя по фото, (а это первый, так сказать, "диагностический" экран), у вас начальная частота генерации F0=315.4 kHz , а частота при подключении калибровочного конденсатора (вторая строка) FCal=498.2 kHz .
А должно быть наоборот! Т.е. Начальная частота F0 должна быть около 500 кГц (с индуктивностью 100 uH), а при подключении калибровочного конденсатора 1000 pF она падает до 315 кГц.

Это сообщение отредактировал Ruslan - Dec 21 2011, 05:30 AM

От номинала индуктивности зависит начальная частота генерации (с 150 мкГн она будет довольно низкая), напряжение на измеряемом конденсаторе, а также частота измерения ESR будет ниже нормальной (с индуктивностью 100мкГн - около 85 кГц).
Я в своем приборе сейчас поставил 68 мкГн для эксперимента (мне просто вначале попалась плохая катушка на 100 мкГн - частота плыла, после замены частота гораздо стабильнее стала, так пока и оставил).
Сейчас у меня частота генерации стала 601 Кгц, а частота измерения ESR - 104 кГц. Вроде работает и меряет нормально, но пока еще все нюансы прибора до конца не исследованы.
Можно смотать часть витков катушки, и проконтролировать частоту при первом пуске - если она очень низкая, то еще смотать или просто заменить катушку.
Кстати, нашел в статье, что они использовали катушку диаметром 10 мм RLB0712-101 по каталогу http://www.bourns.com/pdfs/rlb.pdf
(у меня примерно такая же).

Еще одно замечание.
При первом включении прибора кнопка (или тумблер) режима L/С должна быть обязательно в режиме "С" . Если вы случайно забыли и оставили прибор в режиме L, то будет выведено сообщение - "Переключитесь в режим C" (на английском языке).

О реле и возможных заменах.

Я использовал в своем варианте платы герконовое реле в DIP корпусе фирмы KUAN HSI марка реле D1A050000 (datasheet прилагается).

Это сообщение отредактировал Ruslan - Dec 21 2011, 08:40 AM

Присоединённый файл ( Кол-во скачиваний: 4516 )
 D1A050000.pdf

Без изменений в моей версии платы также можно использовать
Celduc D31A3100 , Meder Electronics DIP05-1A66-11L , CP Clare PRMA 1A05 , Sun Hold MD-T (5vdc) и подобные им, на 5в, с сопротивлением обмотки 500 ом.
В случае, если внутри реле уже есть диод (смотри даташит) ,то его можно не ставить на плате.

Это сообщение отредактировал Ruslan - Dec 21 2011, 08:45 AM

Присоединённый файл ( Кол-во скачиваний: 3990 )
 Celduc_D31A.pdf

В авторской версии платы можно использовать следующие реле (возможны и другие варианты замены тоже, пишу исходя из того, что вижу у себя в коробке )

Sun Hold MD-5 (5vdc)

Это сообщение отредактировал Ruslan - Dec 21 2011, 08:41 AM

Присоединённый файл ( Кол-во скачиваний: 3785 )
 SUN_HOLD_MD_X.pdf

А так же в авторской плате без изменений можно использовать реле CP Clare 5в, с сопротивлением обмотки 500 Ом, в SIP корпусе (есть множество вариантов, datasheet прикрепляю).

Это сообщение отредактировал Ruslan - Dec 21 2011, 08:39 AM

Присоединённый файл ( Кол-во скачиваний: 5158 )
 CP_Clare.pdf

Слава Богу с паяльником я уже лет так.. 33 в руках держу

Короче увы. Сперва я его выпаял из платы фотоаппарата (там он был датчиком открытия крышки), потом под микроскопом поглядел - контакты разомкнуты, затем подключил к тестеру и магнитом повоздействовал - всё как положено. При возникновении магнитного поля он замыкает контакт.
Сейчас прозвонил на обесточеной плате - контакты разомкнуты.
У меня возникла глупая мысль: а может в оригинале должно быть нормальнозамкнутое реле? А можете свое прозвонить на выключенной плате?

Я его одолел!

Проблема была с катушкой. У неё была слишком большая добротность. Перемотал проводом 0.3 (мотал на глаз и получилась индуктивность около 75мкГн).
В общем всё заработало, откалибровалось.
Сопротивление показывает как попало, но грешу на конденсатор 33н - взял мелкий, какой был под рукой, на 63в.

частота при старте 507 и 383 кГц.

Теперь буду пытаться понять, как он всё таки ESR и сопротивление мерит - из схемы это не сильно наглядно.
Я его собирал не "в корпус", а чтоб опыт перенять. Давно свой хотелось написать..

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Поигрался еще с приборчиком - впечатления самые положительные. Автор постарался писать.. Очень достойно работает. Ничем постоянно щелкать не надо - сам понимает, что от него хотят.

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Но как обычно я не могу промолчать и о ложке дегтя.

Из за отсутствия нормальной инструкции приходится догадываться, что там внутри происходит и что на экране отображается. Вот например картиночка. Из показанного только половина понятна. А что такое 3/4 и что такое м69 совсем не понятно (для разных конденсаторов это меняется). С конденсаторами LC генератора автор походу что-то напутал. Он написал какие-то жуткоредкие конденсаторы (стирофлексовые). Хотя библиотека нефтегазовой промышленности утверждает, что это то же самое, что и полистирол. http://www.ngpedia.ru/id482458p1.html

Я попробовал полистироловые конденсаторы. Не понравилось. Лежит прибор на столе, откалибровал, на экране 0,0pF. Через какое-то время смотрю, а на экране уже -4,7pF. Калибрую в 0,0. Касаюсь на пару секунд конденсатора 1нФ от контура - на экране почти 10pF. Через некоторое время начинает возвращаться к нулю, но "пролетает" мимо на несколько пФ.

Выпаял полистирол, припаял смд керамику NP0. Чудо! Минут 10 на экране 0,0 держится.

По калибровке недопонял. Если с L и C всё понятно, то вот с сопротивлением не понял. Если нажать калибровку, дождаться надписи о переходе в режим измерений и кратковременно выключить и назад включить тумблер калибровки, на экране возникает надпись про какое-то напряжение. После этого врать начинает безбожно на измерение импеданса электролитов. Спасает только перепрошивка контроллера..

Плата тоже жесть. Я удивлен, что на ней прибор вообще заработал. Видимо программист хорошо постарался.


Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Eddy71, а вы прочитали мой отчет (в самом начале темы я давал ссылку, чтобы его скачать)?
Я вроде как можно подробнее расписывал, что и к чему. Но на всякий случай повторюсь.
Вы просто меня постоянно опереждаете, видимо разница в часовых поясах сказывается.

M69 это скорее всего предел, на который попадает измеряемый конденсатор. Но честно говоря назначение этого пока до конца не известно.

Что-такое 3/4 я не совсем понял, что вы имеете ввиду ? 3/5 скорее всего, как на фото вверху?
Как вы ее получили? Я уже два месяца этот прибор использую, но еще такого не видел у себя на экране.
А если серьезно, обычно это выводится, если ESR по какой-то причине равно нулю (замыкание в конденсаторе), чаще всего если прибор не откалиброван по ESR.

Другое дело заполненый (зарисованный) "стаканчик", как на фотографии на первой странице - это одна из очень интересных и IMHO полезных опций прибора.
Дело в том, что это прибор кроме всего прочего, еще и оценивет качество конденсатора, его утечку! Прибор рассчитывает тангенс дельта конденсатора, и выводит информацию в таком "графическом" виде. В статье было упоминание на первоисточник, как это делается. А этот заполненный стаканчик - это и есть показатель, насколько конденсатор плохой. Чем больше заполнен "стаканчик", тем хуже конденсатор. Дефектный конденсатор будет иметь полностью закрашенный прямоугольник.
Справедливости ради, надо сказать, что некоторые старые конденстаторы (старого типа) могут иметь этот прямоугольник закрашенным тоже. Это значит, что в импульсных блоках питания их использовать нельзя, т.к. они не прошли тест "на вшивость" на частоте 85-100 кГц. Но в линейном стабилизаторе они еще могут работать. Я в последнее время только и пользуюсь этим прибором для отбраковки конденсаторов, хотя другие приборы точнее меряют резисторы... Этот прибор, кстати, точнее меряет емкость электролитов.

Это сообщение отредактировал Ruslan - Dec 22 2011, 08:28 AM

Наверное это в бывшем Союзе они редкость, "за бугром" они встречаются довольно часто. http://www.diytrade.com/china/4/products/5..._Capacitor.html
И библиотеку ту нужно засунуть куда подальше... их еще называют полистиреновыми, а не полистироловыми (очевидно что в той библиотеке посчитали, что это одно и тоже).
Это высокочастотные конденсаторы "с очень малым уровнем потерь и малой адсорбцией диэлектрика" (во загнули! :-) ).

Я у себя использовал все полипропиленовые конденсаторы, однако, задающий WIMA FKP3. У меня вначале тоже ноль плыл, но это было из-за катушки, а не из-за конденсатора. Сейчас ноль стабильный.

Это сообщение отредактировал Ruslan - Dec 22 2011, 08:25 AM

Теперь о калибровке.

Начальная калибровка в режиме С происходит при вкоючении прибора (прибор должен быть в этом режиме при включении прибора).
Если ноль "ушел", то для калибровки надо:
1. Включить тумблер калибровки.
2. Дождаться (!) появления сообщения типа R=0238 Ом
3. Переключить тумблер обратно и убрать руки.
4. Дождаться сообщения о подтверждении калибровки типа С>0

Дело в том, что я заменил у себя тумблер на кнопку без фиксации, поэтому я пишу как я себе это представляю, могу ошибиться.

У меня получается гораздо проще - просто нажал кнопку, подержал, подождал появления сообщения R=0238 Ом, отпустил ее.
Все, калибровка делается автоматически.

Для режима L все точно также, только нужно замнуть контакты разъема перемычкой (для режима С контакты открытые).

Аналогично для режима ESR - надо обязательно сделать калибровку, иначе малые значения R могут "съедаться".
1. Замкнуть контакты разъема перемычкой.
2. Включить тумблер калибровки (нажать кнопку). будет выведена информация на экран о напряжении, прилагаемом к конденсатору, и частота измерения ESR.
3. После этого дождаться появления сообщения R= 0238 Ом, отжать тумблер (отпустить кнопку). Показания сопротивления должны сброситься в ноль.

Если ноль "ушел", то можно повторить калибровку. Но надо обязательно дать возможность процессру запомнить состояние, не прерывать процесс.

Критичные компоненты для ESR - сопротивление 180 Ом 1% , 0,5вт , 47 Ом 1% , конденсатор 33 нФ х 275в обязательно высокого качества и с малой собственной утечкой (поэтому и рекомендовался Styroflex тип) - от него сильно зависит точность измерений. У меня вначале был маленький полипропиленовый конденсатор на 63в, потом поменял на большего размера на 630в, выпаянный из блока питания лазерного принтера Самсунг. Точность повысилась.
Кроме того суммарный импеданс контактов кнопки L/C, индуктивности и емкости 33нФ не должен быть больше 2 Ом на частоте ESR. Поэтому индуктивность должна быть намотана достаточно толстым проводом (автор использовал готовую с сопротивлением 0,4 Ом).
Заявленная точность измерения сопротивлений прибором около 5% для малых значений, и 10% для сопротивлений больше 2 Ом. ( Это плата за простоту прибора).
Максимально измеряемое прибором сопротивление - 30 Ом (в самой статье опечатка).

Сегодня с утра поборол свою леность и под дождем почавкал на другой конец города за конденсаторами на 33н - очень хотелось увидеть измерение сопротивлений. К моему сожалению ничего лучше китайских лавсановых зеленых подушечек и желтеньких МКР для фильтров питания взять не удалось. Стал впаивать эти и смотреть на результат после калибровки (спасибо, Руслан, что объяснили как).
В общем при калибровке показывает напряжение 89-92мВ и частоту около 100кГц.
Для пробы взял точные резисторы из дохлого тестера (0,1%) на 0,99 Ом и 9 Ом. Пробовал с разными конденсаторами, в среднем цифры от 1,05 до 1,12 для 0,99 Ом и 9,9-10,2 для 9 Ом. Это после калибровки.
Честно говоря грешу на ногастые резисторы - у них почему-то разброс больше, чем у смд. И на трассировку платы. Она ужасна - тонкие и узкие дорожки -> большая индуктивность и высокое сопротивление. Плюс автозаливка земли - некоторые "островки" соединяются с другими очень тоненькими дорожечками..

Еще не понятный факт - при включении прибора иногда выскакивает сообщение Batt Low. Сколько схему и плату не разглядывал, так и не понял - чем он батарейку мерит. Ведь ни одной цепочки не идет с проца до входа 78L05..

Второй непонятный вопрос - на кой автор применил полуваттный резистор?? Там же ни токов здоровенных ни напряжений ужасных нет. Что он им рассеивает?

Подводя итог вынужден признать, что придется пилить пластмассу - приборчик ОЧЕНЬ понравился в работе.
Поэтому набрал деталек, буду разводить плату и пихать в корпус. В качестве батарейки думаю литиевый акк от телефона поставить.
Поэтому опять крутится в голове, как бы свою реплику по мотивам этого прибора сделать - чтобы вопрос с разрядом аккумулятора на экран отобразить..

Потыкался скопом в схему. Хотел понять, как всё таки измеряется сопротивление, ESR и емкость электролитов. Теперь чувствую себя балбесом - ничегошеньки не понял.
Если с режимом LC всё более менее понятно - стандартная схема генератора на компараторе, то вторая часть непонятна.
Приведу скриншоты.


Картинка первая, резистор на 2 Ома (показывает 2,2). СН1 - 13 ножка контроллера, СН2 - 17 (выход компаратора).




Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Картинка вторая. СН1 - напряжение на измеряемом конденсаторе, СН2 на 13 ножке контроллера.

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

И третья картина маслом. СН1 также напряжение на конденсаторе 100мкф (как и в прошлый раз). СН1 - на + выводе конденсатора, СН2 - 14 ножка контроллера.

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Кажется осенило: сперва он через резистор 180 Ом импульсом заряжает конденсатор. Потом измеряет, насколько тот за фиксированный промежуток времени зарядился. Затем импульсом вниз разряжает и опять мерит, на сколько разрядился. Но дальше мрак - как из этого можно так точно вычислить емкость и ESR?
С измерением резистора вообще не ясно. Там ничего не дергается. Только частота генерации на компараторе меняется... Может компаратор вместе с резистором на 33н образует не LC, а RC генератор и вычисляя его частоту делается вывод о сопротивлении? Тогда не понятен предел 30 Ом. Ведь с повышением сопротивления резистора понижается частота генератора, мерить её легче..

Пока скупился после работы дочкам под ёлочку, пока домой добался всё думал.. Из головы не выходил номинал в 180 Ом и форма импульса заряда конденсатора на 13 ножке контроллера. Это был не прямоугольник. Это была восходящая пила.
..и всё срослось.
Дело в том, что автор умышленно решил воспользоваться тем свойством пиков, что ноги у них имеют ограничение по току на вывод 25мА. Он СПЕЦИАЛЬНО таким резистором заставил включиться этот встроенный стабилизатор тока, тем самым получив нахаляву генератор стабильного тока 25мА! А меняя длительность импульса зарядки для разных номиналов конденсаторов он повысил разрешающую способность прибора для разных пределов измерений. И теперь емкость можно вычислить зная ток, время и конечное напряжение конденсатора после цикла зарядки! Он гений.
Остались открытыми вопросы с ESR, напряжением батареи прибора и измерения номинала резистора.