De plantão, tenho que lidar com o conserto de equipamentos industriais. A análise de falhas mostra que uma proporção significativa deles cai em capacitores eletrolíticos com falha. O uso de um medidor ESR simplifica muito a busca por esses capacitores. O meu primeiro ajudou muito nesta questão, mas com o tempo quis ter um dispositivo com uma escala mais informativa, ao mesmo tempo que “testava” outras soluções de circuito.

Por que é analógico de novo, você pergunta? Claro, eu tenho um medidor ESR com um indicador digital para um estudo detalhado de grandes capacitores, mas isso não é necessário para a solução de problemas online. Além disso, a simpatia de longa data pelos indicadores de ponteiro, herdada do passado soviético, afeta, então eu queria algo assim, vintage.
Como resultado da prototipagem, parei em Ludens, que permite que você experimente escalas de medição em uma ampla variedade.

A frequência de operação do gerador é 60 kHz. Por conveniência, o dispositivo foi concebido como um dispositivo de alcance duplo - com uma escala estreita e uma escala estendida. O microcircuito pode ser substituído por TL072.

Projeto

Um multímetro foi escolhido como "assunto de teste" YX-360TR, o benefício está em toda parte e o cabeçote de medição é adequado.

Removemos todas as partes internas desnecessárias, removemos a placa de identificação, cortamos as partes salientes do painel frontal com um bisturi. A sede do interruptor de gama é cortada com uma serra de vaivém, a abertura resultante é fechada com plexiglass (poliestireno) de espessura adequada.

A placa recém-produzida deve seguir exatamente os contornos da placa de fábrica para garantir a fixação nas pickups existentes.

Vamos passar a fazer uma placa de circuito impresso:

Sobre detalhes

Os resistores R10, R12 e R11, R13 dos quais o início e o fim da faixa de medição dependem são selecionados durante o processo de calibração. Os valores desses resistores podem diferir dos valores padrão da série E24, então eles provavelmente estarão escrevendo como o meu.
Admito que você não terá que selecionar nada se o multímetro recomendado e minhas escalas forem usados. Isso é possível com a padronização na produção de cabeçotes de medição, mas eu não confiaria totalmente em meus camaradas chineses neste assunto.

Outra parte trabalhosa do esquema é transformador... Usei um núcleo magnético de um transformador correspondente de uma fonte de alimentação ATX. Considerando que este é um núcleo em forma de W padrão, o enrolamento não deve ser muito difícil.
O enrolamento primário contém 400 voltas de fio com diâmetro de 0,13 mm, as secundárias 20 voltas de fio com diâmetro de 0,2..0,4 mm. O enrolamento secundário que tenho está localizado entre duas camadas do primário, como é importante aqui - não sei, apenas por velho hábito.

Escalas graduadas

Como eu ja disse, aparência escalas e faixas de medição podem variar dentro de limites amplos. Aqui, os principais elementos definidores são a sensibilidade da cabeça de medição, as resistências dos resistores R10, R12 e R11, R13. Ainda mais combinações podem aparecer se, além disso, experimentar com as resistências dos resistores do circuito de medição (R5, R6) e a relação de transformação Tr1 (dentro de limites razoáveis, é claro).

Antes da calibração, ao invés dos resistores R10, R12 (R11, R13), resistores variáveis ​​com valores próximos aos valores esperados são colocados, e o motor do resistor R14 é colocado na posição intermediária. Em seguida, um resistor com uma resistência correspondente ao final da faixa de medição é conectado às sondas de medição e o resistor R10 (R11) é colocado na seta mais perto do lado esquerdo da escala, onde o último ponto da faixa de medição será . Por razões óbvias, ele não pode estar no lugar do zero mecânico do microamperímetro.
Em seguida, as sondas são curto-circuitadas e o resistor R12 (R13) define a seta para a marca da escala extrema direita. Essas operações são repetidas várias vezes até que a flecha comece a ficar exatamente nos pontos do início e do fim do intervalo sem nossa ajuda. Agora que "tateamos" os limites da faixa de medição, medimos as resistências dos correspondentes resistores variáveis e soldar os permanentes em seu lugar.

Encontramos os pontos intermediários da escala conectando resistores das resistências correspondentes às pontas de prova. Para simplificar o processo, é permitido para esses fins o uso de uma caixa de resistência com enrolamento bifilar de bobinas. Posteriormente, verifiquei o dispositivo montado com o magazine P33 - os desvios nas leituras revelaram-se insignificantes. Para memorizar a localização dos pontos intermediários, não é necessário traçar marcas na escala com o lápis, basta anotar em um pedaço de papel os valores numéricos obtidos de acordo com a escala de fábrica, para então colocar os riscos no local correspondente do modelo no programa.

No anexo, minhas versões das escalas, feitas no Sprint. O arquivo já contém um modelo de escala de fábrica, que pode ser habilitado marcando a caixa de seleção na janela "display".
A escala obtida desta forma é colada à escala de fábrica com auxílio de uma lapiseira adesiva.

Aparência

O painel frontal é desenhado no Visio, após a impressão, a folha é laminada. Um painel bem cortado é inserido no assento sem lacunas e fixado com uma cola adequada (eu tenho um "Moment" à prova d'água).

Os fios de conexão são macios para dobra, com uma seção transversal de 0,5 a 1,0 mm², não é aconselhável fazê-los muito longos. As sondas de fábrica precisam ser levemente dobradas na lixa para reduzir a resistência de contato e perfurar o verniz na placa.

Recentemente, na literatura amadora e profissional, muita atenção tem sido dada a dispositivos como os capacitores eletrolíticos. E não é surpreendente, porque as frequências e potências estão crescendo "diante de nossos olhos", e esses capacitores carregam uma grande responsabilidade pelo desempenho de ambos os nós individuais e do circuito como um todo.

Quero avisar desde já que a maioria dos nodos e soluções de circuitos foram colhidos de fóruns e revistas, portanto não declaro qualquer autoria de minha parte, pelo contrário, quero ajudar reparadores novatos a definirem infinitos circuitos e variações de medidores e sondas. Todos os circuitos fornecidos aqui foram repetidamente montados e testados em operação, e conclusões apropriadas foram tiradas sobre a operação de um projeto específico.

Assim, o primeiro esquema, que se tornou quase um clássico para iniciantes, construtores do ESR Metro "Manfred" - como é gentilmente chamado os usuários do fórum, devido ao nome de seu criador, Manfred Ludens ludens.cl/Electron/esr/esr.html

Ele foi repetido por centenas, talvez milhares de rádios amadores, e a maioria ficou satisfeita com o resultado. Sua principal vantagem é um circuito de medição sequencial, em que o ESR mínimo corresponde à tensão máxima no resistor shunt R6, o que, por sua vez, tem um efeito benéfico no funcionamento dos diodos detectores.

Eu não repeti esse esquema, mas cheguei a outro semelhante por tentativa e erro. Entre as deficiências, pode-se notar o "caminhar" do zero a partir da temperatura, e a dependência da escala dos parâmetros de diodos e op-amp. Sobretensão potência necessária para o funcionamento do dispositivo. A sensibilidade do dispositivo pode ser facilmente aumentada reduzindo os resistores R5 e R6 para 1-2 ohms e, conseqüentemente, aumentando a amplificação do op-amp, você pode ter que substituí-lo por 2 mais rápidos.

Minha primeira sonda EPC, que está funcionando bem até hoje.

O circuito não sobreviveu, e pode-se dizer que não existiu, recolhi-o de todo o mundo num fio, o que me convinha esquematicamente, porém, tomou-se como base o seguinte circuito da revista de rádio:

As seguintes alterações foram feitas:

1. Alimentado por uma bateria de telefone celular de lítio
2. o estabilizador é excluído, uma vez que os limites das tensões de operação Bateria de lítio bastante estreito
3. Os transformadores TV1 TV2 são desviados com resistores de 10 e 100 Ohm, para reduzir as emissões ao medir pequenas quantidades
4. A saída 561ln2 foi protegida por 2 transistores complementares.

Em geral, temos esse dispositivo:

Depois de montar e calibrar este dispositivo, 5 digitais telefones"Meredian", que está deitado há 6 anos em uma caixa com as palavras "sem esperança". Todos no departamento começaram a fazer testes semelhantes para si próprios :).

Para maior versatilidade, adicionei funções adicionais:

1. um receptor de radiação infravermelha, para verificação visual e auditiva de controles remotos, (uma função muito popular para consertos de TV)
2. Iluminação do local de contato com as sondas dos capacitores
3. "Vibrik" do telefone móvel ajuda a localizar soldas ruins e efeitos microfônicos em detalhes.

Vídeo de controle remoto

E recentemente no fórum "radiokot.ru" o Sr. Simurg postou um artigo em um dispositivo semelhante. Nele, ele aplicou uma fonte de alimentação de baixa tensão, um circuito de medição em ponte, que tornava possível medir capacitores com nível ESR ultrabaixo.

Seu colega RL55, tomando como base o circuito Simurg, simplificou muito o dispositivo, segundo suas afirmações, sem degradar os parâmetros. Seu esquema é assim:

O aparelho está abaixo, tive que agitar, como se costuma dizer "por necessidade". Visitando parentes, a TV quebrou ali, ninguém conseguiu consertar. Em vez disso, era possível consertá-lo, mas por não mais que uma semana, o transistor de varredura de linha estava ligado o tempo todo, não havia circuito de TV. Então me lembrei que vi uma sonda simples nos fóruns, me lembrei do esquema de cor, meu parente também estava um pouco envolvido com o radioamadorismo, ele estava “rebitando” amplificadores de áudio, então todos os detalhes foram encontrados rapidamente. Algumas horas ofegando com um ferro de solda, e tal dispositivo nasceu:

Em 5 minutos, 4 eletrolíticos secos foram localizados e substituídos, que foram determinados normalmente por um multímetro, uma certa quantidade de uma bebida nobre foi bebida para o sucesso. Após o reparo, o aparelho de TV funcionou corretamente por 4 anos.

Um dispositivo desse tipo se tornou uma panacéia em tempos difíceis, quando não há um testador normal com você. É rapidamente montado, reformado e, por fim, é solenemente apresentado ao proprietário como uma lembrança e, "no caso de algo". Depois de tal cerimônia, a alma da pessoa que paga geralmente se abre duas vezes, ou até três vezes mais ampla :)

Queria algo síncrono, comecei a pensar no esquema de implementação, e agora na revista "Radio 1 2011", como num passe de mágica, saiu um artigo, nem precisei pensar nisso. Resolvi verificar que tipo de animal. Recolhido, ficou assim:

O produto não causou muito entusiasmo, funciona quase como todos os anteriores, existe, é claro, uma diferença nas leituras de 1 a 2 divisões, em certos casos. Talvez suas leituras sejam mais confiáveis, mas a sonda é uma sonda, isso quase não afeta a qualidade da detecção de falhas. Também equipado com um LED para observar "onde você está empurrando?"

Em geral, para a alma e os reparos que você pode fazer. E para medições precisas, você precisa procurar um circuito medidor ESR mais impressionante.

Bem, e por último, no site monitor.net, um membro do buratino postou um projeto simples, como uma sonda ESR pode ser feita a partir de um multímetro digital barato comum. O projeto me intrigou tanto que resolvi tentar, e foi isso que saiu.

Corpo adaptado do marcador

Com este dispositivo simples, você pode verificar capacitor para vazamento ou quebra.

Ele é projetado para capacitores com capacidade superior a 50 pF. A base do dispositivo é um gerador de pulso retangular montado em elementos DD1.1- DD1.3, cuja taxa de repetição é de cerca de 75 kHz e o ciclo de trabalho é de cerca de 3.

Circuito testador de capacitor

O elemento DD1.4, incluído no inversor, exclui a influência da carga no funcionamento do gerador. A partir de sua saída, a tensão de pulso passa pelo circuito: resistor R3, capacitor C2 e o capacitor testado conectado aos soquetes XS1 e XS2 e depois pelo diodo VD1, o microamperímetro PA1 e o resistor R2 desviando-os.
Os detalhes deste circuito de carga são selecionados de forma que, sem o capacitor testado nele, a corrente através do comparador PA1 não exceda 15 μA. Quando o capacitor testado é conectado e o botão SB1 é pressionado, a corrente no circuito aumenta para 40 ... 60 μA, e se o dispositivo mostra uma corrente dentro desses limites, então, independentemente da capacitância do capacitor testado, ele pode concluir que está funcionando corretamente.
Esses limites de corrente do circuito são marcados na escala do dispositivo com marcas coloridas. Se a capacitância do capacitor testado for superior a 5 μF, quando você pressionar o botão, a seta indicadora se desviará bruscamente para o ponto final da escala e, em seguida, retornando, será definida dentro do segmento marcado.
O capacitor polar é conectado ao soquete XS1 com um terminal “positivo”. Em caso de rompimento interno do capacitor testado, a seta indicadora permanecerá em sua marca original, e se o capacitor estiver rompido ou sua resistência interna caracterizando o vazamento a corrente for inferior a 60 kΩ, a seta indicadora desvia além do segmento de controle e pode até sair da escala.

Configuração do testador de capacitor

Depois de ligar a alimentação, o ponteiro deve desviar para uma divisão de cerca de 15 μA. Se necessário, tal corrente é definida selecionando o resistor R3. Em seguida, um capacitor 220 ... 250 pF é conectado aos soquetes "Cx" e, ao selecionar um resistor R2, a seta indicadora é desviada para a marca de 50 µA.
Em seguida, fechados os soquetes, certifique-se de que a seta se desvie para além da escala.A placa de montagem do dispositivo, juntamente com a bateria 3336L que o alimenta, deve ser colocada em uma caixa de dimensões adequadas. Mas o dispositivo pode ser alimentado por qualquer outra fonte com uma tensão de 5 V e uma corrente de pelo menos 50 mA.

Placa de circuito do instrumento

Um medidor com mostrador chinês pode ser usado como microamperímetro. Aqui está sua escala:

Em vez disso, outra escala é feita (colada em cima da anterior).
Um setor é marcado na nova escala: em relação à escala "nativa", estará na região de 8 ... 20 Ohm nas divisões superiores. É assim que vai ficar

Para operação normal do microamperímetro, a resistência R3 é reduzida para 100 ohms. O switch SB1 não é usado. Todo o aparelho é alimentado por 4 baterias de 1,5 V, ou seja, 6 V, o que em nada afeta o funcionamento do medidor. O consumo de corrente no modo standby com o microcircuito K131LA3 foi de 20,3 mA, no modo de medição foi de 20,5 mA.

Aparência do dispositivo

Exemplos de medição

Observação:
Uma fonte : Biblioteca de rádio em massa (MRB), I.A. Nechaev, "Designs on logic elements of digital microcircuits" p. 43, Editora "Radio and communication"
Foto de radio-hobby.org

Olá amigos. Hoje vou falar sobre um aparelho que me ajuda muito nos reparos, economiza tempo e dinheiro. isto Medidor ESR Origem chinesa Mega328... Comprei no AliExpress deste vendedor. Quais são as vantagens deste dispositivo?

Primeiro, é muito conveniente para eles verificarem os capacitores eletrolíticos. Para isso, comprei. Cada capacitor possui dois parâmetros que são responsáveis ​​por seu funcionamento. O primeiro parâmetro é capacidade... Estes são iguais microfarads que estão indicados na caixa do capacitor. A capacidade pode ser facilmente medida com qualquer multímetro que suporte esta função.

A princípio pensei que este é o único parâmetro que preciso saber no capacitor para determinar sua operacionalidade, mas não estava lá. Ao consertar um monitor, não consegui me lembrar da fonte de alimentação de forma alguma. O bloco deu tensões subestimadas, o que quer que se diga. Ao verificar os capacitores, medi sua capacitância, que estava dentro da faixa normal. Em um ponto, cuspindo na coisa toda, evaporei todos os capacitores e os substituí por novos, após o que o monitor ligou. Não houve limite para minha surpresa. Resolvi descobrir o motivo, e um a um comecei a soldar os capacitores antigos até que encontrei um 470 microfarads a 50V, soldando que, o monitor parou de funcionar. O testador mostrou que o capacitor estava em boas condições, mas, na prática, descobriu-se que não era esse o caso. Depois disso, comecei a estudar tudo sobre capacitores e descobri um parâmetro como ESR.

ESR - Resistência Série Equivalente- o parâmetro do capacitor, que mostra as perdas ativas no circuito de corrente alternada. Isso pode ser considerado como um resistor conectado em série com um capacitor. Quanto menos ohms for a perda de corrente, melhor será a qualidade do capacitor. Direi imediatamente que o parâmetro ESR é muito relevante para capacitores eletrolíticos com capacidade para 4,7 microfarads. O novo capacitor eletrolítico de 1μF ESR pode ter 5 ohms. Para capacitores de valor menor, isso não é tão importante, pelo menos na minha prática é.

Agora, em essência. Um capacitor eletrolítico com capacidade superior a 4,7 μF deve ter menos ESR 1 ohm... Se esse parâmetro for maior, troco o capacitor por um novo.

A imagem abaixo mostra um exemplo de medição de um capacitor de 1000μF a 10v.

Este é um capacitor fortemente pressionado onde o ESR já é de 17 ohms. Muitas vezes acontece que a capacitância ainda é de 950 microfarads e o ESR já é de 10 ohms. Esse capacitor é definitivamente um substituto.

Outro exemplo de condensador morto. Este é um capacitor 220 uF para 35V. Seu valor nominal passou a 111 microfarads e a ESR subiu para 1,3 ohms.

Ou o mesmo 220mkf a 35v do artigo, onde o ESR já é de 15 ohms.

Aqui está um exemplo de um capacitor funcional que já está em operação, mas sua classificação ainda permite que ele funcione. Isso é 100mkf a 63v.

Como você pode ver, seu ESR é de até 1 Ohm e o valor nominal tornou-se inferior a 3 microfarads, então deixo esses capacitores em operação. Deixe-me dar um exemplo de um capacitor ideal. Isso é 1.500 microfarads a 10v.

Aqui, ESR é geralmente zero ohms e o valor nominal é maior do que o declarado.

Vou afastar um pouco os capacitores e falar mais sobre o dispositivo. MEGA 328... Ele pode verificar não apenas os capacitores, mas também muito mais. É fácil para eles verificar transistores, resistores, diodos zener, mosfets e muito mais. É muito conveniente verificar transistores de efeito de campo, como o dispositivo irá mostrar seu tipo, a localização do dreno, fonte e pernas do obturador.

Um exemplo de verificação de um transistor de efeito de campo:

O dispositivo mostra o tipo de transistor, o limite de abertura e a localização das pernas. Muito útil, especialmente para um iniciante.

Aqui está um exemplo de verificação N-P-N regular transistor.

Uma lista completa dos recursos deste testador:

Exame:Capacitores, diodos, diodos duplos, MOS, transistores, SCRs, reguladores, tubos de LED, ESR,Resistência, potenciômetros ajustáveis, etc.
Resistência: 0,1 ohm a 50 mΩ no máximo
Capacitor: 25pF a 100.000 uF
Indutores: 0,01 mH a 20 H
As medições do transistor bipolar são o ganho de corrente e a tensão de limite do emissor de base.
Pode medir dois resistores ao mesmo tempo. Exibido com o valor decimal 4 correto. O símbolo de resistência em ambos os lados mostra o número do pino.

Muito importante!!! Antes de medir o ESR, o capacitor deve ser descarregado !!!

O testador geralmente é fornecido na forma de uma placa, com um conector sob a coroa. Eu instalei meu dispositivo em uma caixa de junção, cortei uma janela para uma tela, um botão e um painel para teste. Colei com cola quente derretida e é assim que funciona para mim até hoje. Aqui está uma foto:

Não muito bonita, mas eu realmente não perseguia a beleza :).

Visão geral do vídeo do medidor ESR

Recomendo comprar diretamente no aliexpress, pois é muito mais barato, principalmente com os nossos preços. Aqui está um link para o vendedor onde comprei. O dispositivo chegou à Ucrânia em 18 dias.

Como você sabe, a grande maioria dos defeitos em equipamentos eletrônicos é causada por capacitores eletrolíticos defeituosos. Eles são a razão de defeitos como a falha do transistor de linha e do processador de vídeo em TVs, drivers de motor queimados em leitores de DVD, aumento de fundo em ULFs, inoperabilidade parcial ou total de placas-mãe ... etc.

A Resistência Série Equivalente (ESR) deve-se principalmente à resistência elétrica do material das placas e terminais do capacitor e do (s) contato (s) entre eles, bem como às perdas no dielétrico. Normalmente, o ESR aumenta com um aumento na frequência da corrente que flui através do capacitor (por exemplo, no caso de usar capacitores eletrolíticos nos filtros de fontes de alimentação de comutação), um valor suficientemente pequeno pode ser vital para a confiabilidade do dispositivo .

Encontrar capacitores com defeito usando um testador ou medidor de capacitância às vezes é bastante difícil, porque a capacidade de um capacitor defeituoso pode diferir ligeiramente do valor nominal, e o valor ESR pode ser muito grande. E é o ESR o parâmetro mais importante a ser medido ao procurar um capacitor com defeito. Outras falhas do capacitor, como curto-circuito ou baixa resistência corrente direta são extremamente raros.

A sonda proposta é um ohmímetro que opera em corrente alternada de alta frequência (60-70 kHz).

Esquema

O coração do dispositivo é o microcircuito K155LA3 (7400), que consiste em 4 elementos 2I-NOT, nos quais o gerador e o amplificador de pulsos retangulares com frequência de 60-70 kHz são montados.

O gerador é montado nos dois primeiros inversores. A frequência é definida pelos elementos C1 e R2. O terceiro inversor é o amplificador intermediário e o quarto é a saída. Além disso, os pulsos são alimentados para o transformador elevador correspondente T1, enrolado em um anel de ferrite (da placa-mãe), com um fio de 0,14 mm. O enrolamento primário contém 30 voltas, o secundário 300 voltas.
Em seguida, através do aparador R3 e do diodo de germânio D9 - para a cabeça de medição. Além disso, a partir de R3, os pulsos são alimentados ao enrolamento primário do transformador de medição T2, enrolado no mesmo anel. O enrolamento primário consiste em 150 voltas de fio com diâmetro de 0,14 mm., O secundário possui 15 voltas de fio de 0,5 mm. O dispositivo é alimentado pela bateria "Krona"

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Obrigado pela atenção!
Igor Kotov, editor-chefe da revista "Datagor"