Lcr метр своими руками: Сборка своими руками LCR-метра XJW01 и замена предыдущей модели C-ESR измерителя

Сборка своими руками LCR-метра XJW01 и замена предыдущей модели C-ESR измерителя

Я уже довольно длительное время пользуюсь самодельным измерителем емкости и ESR конденсаторов, собранного по схеме от автора GO с форума ProRadio. Попутно в моем использовании есть и другой, не менее популярный измеритель FCL с сайта cqham.
Сегодня в обзоре прибор, который имеет выше заявленную точность, а также фактически объединяющий оба указанных выше прибора.
Внимание, много фото, мало текста, может быть критично для пользователей с дорогим трафиком.

Стоит наверное начать с того, что данный прибор продается и в полном, т.е. уже собранном виде. Но в данном случае конструктор был выбран целенаправленно, так как это как минимум позволяет немного сэкономить средства, а как максимум, просто получить удовольствие от сборки. Причем наверное второе важнее.
Вообще я давно хотел сменить предыдущую модель C-ESR метра. В принципе он работает, но после как минимум одного ремонта стал вести себя не совсем адекватно при измерении ESR.

А так как я много работаю с импульсными блоками питания (хотя это и для обычных актуально), то этот параметр для меня даже более важен, чем просто емкость.
Но в данном случае мы имеем дело не с просто измерителем C-ESR, а с прибором, который измеряет ESR + LCR, а полный список измеряемых величин выглядит еще больше, кроме того заявлена еще и неплохая точность.

Индуктивность 0,01 uH — 2000H (10 uH)
Ёмкость 200pF — 200 мФ (10pF) Разрешение 0,01pF
Сопротивление 2000mΩ- 20MΩ (150mΩ) Разрешение 0,1 мОм
Точность 0,3 – 0,5 %
Частота тестового сигнала 100 Гц, 1 кГц, 7,831 кГц
Тестовое напряжение 200 мВ
Функция калибровки автоматическая
Выходное сопротивление 40 Ом

Прибор умеет измерять —
Q — Добротность
D — Коэффициент потерь
Θ — Угол сдвига фаз

Rp — Эквивалентное параллельное сопротивление
ESR — Эквивалентное последовательное сопротивление
Xp — Эквивалентная параллельная емкость
Xs — Эквивалентная последовательная емкость
Cp — Параллельная емкость
Cs — Последовательная емкость
Lp — Параллельная индуктивность
Ls — Последовательная индуктивность

При этом измерение проводится мостовым методом при помощи четырехпроводного подключения компонента.

На мой взгляд ближайшим конкурентом является Е7-22, но он имеет меньше заявленную точность измерения (0.5-0.8%), тестовую частоту только 120 Гц и 1 кГц и тестовое напряжение 0.5 Вольта против 0.3%, 120 Гц — 1 кГц — 7.8 кГц, 0.2 Вольта у обозреваемого.

Продается данное устройство в нескольких вариантах комплектации, в обзоре использован почти самый полный вариант. Цены со страницы продавца.

1. Только сам прибор без корпуса — $21.43
2. Прибор + один вид щупов — $25.97
3. Прибор + второй вид щупов — $26.75
4. Прибор + два вида щупов — $31.29
5. Корпус к прибору. — $9.70

Упаковано все было в кучу маленьких пакетов.

Так как при доставке через посредника обычно учитывается вес посылки, то я дополнительно решил взвесить, без кабелей вышло 333 грамма, с кабелями заметно больше, 595 грамм.
В общем-то вполне можно покупать и без кабелей, особенно если есть из чего их сделать самому, так как разница только в цене комплекта выходит около 10 долларов, не считая веса.

Вот кстати с кабелей я и начну.
Упакованы в отдельные пакеты, даже просто по ощущениям вес приличный.

Первый комплект представляет из себя по сути обычные «крокодилы», но побольше размером и в пластмассе. Но на самом деле не все так просто, губки подключены к разным проводам (разъемам) чтобы реализовать корректное четырехпроводное подключения.
Кабель в меру гибкий, жесткость скорее добавляет то, что кабелей четыре, при этом они экранированные. К самому прибору щупы подключаются при помощи обычных BNC разъемов, экран подключен только на стороне BNC разъема.

Нареканий к качеству нет, единственно что не очень понравилось, отсутствие цветной маркировки около разъемов, так как сами крокодилы её имеют. В итоге для подключения надо каждый раз смотреть, какой куда подключаем. Решение — сделать метку изолентой около разъемов.

А вот второй комплект куда интереснее, он позволяет работать с мелкими компонентами, так как представляет собой пинцет.

На фото видно, что центральные жилы проводов соединяются не у концов пинцета, а на некотором расстоянии, т.е. такой вариант чуть хуже предыдущего, но и реализовать систему как у «крокодилов» здесь сложнее. Цветовой маркировки нет.
Для удобства пользования пинцет имеет направляющую, защищающую губки от сдвига друг относительно друга. Не знаю насколько долго они прослужат, но пока пользоваться довольно удобно, хотя есть и замечание — сжимать надо ближе к самим губкам, если сжимать пинцет около середины корпуса, то губки могут не сходиться полностью.

Буквально пару слов о том, что вообще такое — четырехпроводное подключение или подключение методом Кельвина. Картинки взяты отсюда, текст мой 🙂

При привычном нам измерении сопротивления (кстати не только сопротивления) может довольно сильно влиять такая паразитная вещь, как провода к щупам. Думаю многие знают, что редко какой мультиметр при замкнутых щупах и нижнем пределе измерения покажет 0. На индикаторе обычно при этом отображается некое значение примерно 0.

05-0.5 Ома, это и есть паразитное сопротивление.
Иногда его можно компенсировать путем включения функции относительных измерений(Rel), но это не всегда удобно и далеко не всегда корректно.

Сам принцип измерения сопротивления довольно прост. Подключаем компонент к источнику тока и измеряем напряжение на компоненте. Но так как у нас есть сопротивление проводов, то получим в итоге сумму, состоящею из реального сопротивления компонента и сопротивления провода.
Если сопротивление большое, то обычно это особой роли не играет, а вот если речь идет о величинах в 1-10 Ом и меньше, то проблема вылазит в полный рост.
Для решения этой проблемы разделяют цепи, по которым идет ток через компонент и цепи непосредственно измерения.

В реальной жизни это выглядит примерно так, как показано на схеме.

Кроме того, подобный способ используется к примеру и в блоках питания. Например фото из моего обзора мощного преобразователя. Здесь также можно разделить силовую цепь и цепь обратной связи, тогда падение напряжения на проводах не будет сказываться на напряжении на нагрузке.
Еще вы подобное наверняка видели в компьютерных блоках питания по цепи 3.3 Вольта (оранжевые провода). только там использована трехпроводная схема (тот самый добавочный тонкий провод к силовому разъему)

Блок питания 12 Вольт 1 Ампер, внешне неплохой. Впрочем я пробовал подключать его и просто к нагрузке, работает нормально.
Но из-за вилки с плоскими штырями использовать его неудобно, заменю на что-то другое, благо напряжение стандартное.
Реально прибор может питаться напряжением 9-15 Вольт.

Жаль, что нельзя выбрать комплектацию без БП, думаю такой БП найдется дома у многих радиолюбителей.

Основная часть комплекта была разбита на три отдельных пакета.

В одном из них самый обычный дисплей 2004 (20 символов, 4 строки) с подсветкой.

Плата прибора была тщательно обернута «воздушной» пленкой.

Здесь как раз тот случай, когда на фото в магазине плата кажется меньше, чем есть на самом деле 🙂
Реальные размеры 100х138мм.

Переднюю часть платы занимает место для разъемов подключения щупов.

Средняя часть — измерительный узел, переключатели, операционные усилители. Видимо предполагалась экранировка данного узла, но самого экрана в комплекте нет.

В верхней части «мозги» и питание.

В первых версиях прибора использовались линейные стабилизаторы питания, в данной версии они заменены на импульсные.

Также виден разъем для подключения блока питания и выключатель.
Замена стабилизаторов на импульсные может заметно помочь при питании от аккумуляторов. Например в комплекте к алюминиевому корпусу идет кассета на 3 аккумулятора 18650.

Управляет всем микроконтроллер 12C5A60S2. Базируется он на стареьком 8051 ядре и имеет на борту восьмиканальный 10 бит АЦП. В первых версиях прибора он был в DIP-40 корпусе, в новых версиях заменен на SMD вариант.

Также на плате имеется разъем для подключения к программатору.

Несколько отдельных фото установленных компонентов.

Снизу пусто, сюда выведены только точки пайки экрана и контрольные точки выходов стабилизаторов и преобразователей питания.

Ну и последний пакетик, с радиодеталями, которые собственно надо будет еще установить на плату.

Сюда входит плата клавиатуры, а также всякие резисторы, конденсаторы, разъемы и т.д.

Вообще конструкция довольно продумана, мелкие компоненты уже распаяны на плате, установить и запаять надо только более габаритные. Т.е. сохранен элемент «рукоприкладства», но при этом нет мазохизма для начинающих радиолюбителей в плане пайки мелких компонентов, да и «накосячить» куда сложнее. В итоге можно довольно быстро собрать устройство и получить при этом положительные впечатления от процесса.

Компоненты разложены по пакетикам, но в основном по нескольку номиналов в одном пакете.

Все резисторы, которые входят в комплект, прецизионные. На начальном этапе я на всякий случай измерил их реальное сопротивление.
В сборке помогает то, что номиналов немного, но при этом они еще и легко измеряются даже дешевым тестером, так как нет резисторов слишком близких друг к другу по номиналу.
Вверху то, что надо паять, номиналов по сути всего шесть — 40 Ом, 1, 2, 10, 16 и 100 кОм.

Вверху резисторы из подписанного пакета, они на плату не запаиваются, а используются для проверки и калибровки прибора. Сначала я думал что их надо запаивать в какие-то ответственные места, собственно потому и измерил сопротивление. Но потом выяснилось, что они «лишние», а количество (16 штук) устанавливаемых резисторов совпадает с количеством, которые были в первом пакете.

В комплект входят конденсаторы с номиналами — 3.3, 10, 22, 47 нФ, 0.1, 0.2 и 0.47мкФ.
Ниже на фото я обозначил конденсаторы так, как они обозначены на плате.

Кроме того дополнительно устанавливаются разъемы, пара электролитических конденсаторов, реле и пищалка.

Пока ждал свою посылку, поискал в интернете расширенную информацию о приборе. Выяснилось что есть не только схема, а и разные версии печатной платы, прошивки, да и вообще довольно много людей занимается данной моделью.
Схема конечно довольно условна, но общее понимание вполне дает.

Но попутно вспомнил, что примерно 8-9 лет назад, в моем же городе человек разрабатывал подобное устройство. Если посмотреть на схему, то можно увидеть много общего, причем разработан он был до обозреваемого.

Очень поднял настроение комментарий продавца на странице товара, сорри за гуглоперевод.
В простом виде (ну очень утрированно) он означает — платы все я проверяю, высылаю в отличном виде, потому не надо мне присылать ваши поделки, паяные горячим гвоздем на коленке с ортофосфоркой вместо флюса.
Любите вашу плату и относитесь к ней как к любимой подруге 🙂

Стоит отметить, что как качество изготовления платы, так и пайка компонентов на 5 баллов. Все не только аккуратно припаяно, но и тщательно промыто!
При этом все установочные места промаркированы и имеют как позиционное обозначение, так и указание номинала компонента. Вот честно, 5 баллов.

Видео распаковки и описания комплекта.

Переходим к сборке. Вообще я когда раскрыл все эти пакеты и разложил на столе, то реально хотелось сразу сесть и спаять эту конструкцию, остановило только то, что было решено сделать некую небольшую инструкцию для сборки, если вдруг это решит делать кто-то из начинающих.
Первым делом высыпаем на стол резисторы и находим те, которых больше всего, это номиналы 2 и 10 кОм.

Устанавливаем и запаиваем сначала их. Это позволит быстро убрать с платы большую часть свободных мест и облегчит потом поиск оставшихся.

Я прекрасно понимаю, что моя инструкция совсем для начинающих, потому остальную часть сборки спрячу под спойлер.

Сборка платы прибора.

Проделываем все то же самое с остальными резисторами, благо их осталось мало.

С конденсаторами аналогичная ситуация, сначала запаиваем конденсаторы 10нФ (103), так как их больше всего.

Затем номиналы 0.1 и 0.22 мкФ (104 и 224).

Ну и еще несколько конденсаторов, их буквально по 1-2 штуки.

Реле и разъемы неправильно установить крайне тяжело, пищалка имеет обозначение + как на плате, так и на самой пищалке (длинный вывод — плюс).
Пара электролитических конденсаторов также вряд ли вызовет проблемы, их по одному каждого номинала, на плате белым обозначен минус (короткий вывод).

BNC разъемы паялись на удивление хорошо. Вообще за все время сборки я не пользовался флюсом, хватало того, что был в припое.

Последний штрих, установка стоек. Здесь уже каждый делает по своему.
Вообще я не совсем понял, почему в комплекте 16 стоек. 8 длинных нужны для установки платы клавиатуры и индикатора, допустим 4 коротких снизу или сверху, но почему 8?

В итоге я сделал по своему, 8 длинных стоят сверху платы, а 4 коротких снизу. Такой вариант позволяет более удобно использовать временно плату без корпуса. При этом верхние стойки индикатора стоят винтами вверх, а короткие вкручены в них.

Пара фото спаянной платы для контроля.

После сборки мы получаем довольно красивую печатную плату, главное ничего не напутать в процессе 🙂

Выводы резисторов я формовал при помощи небольшого приспособления, но оказалось, что расстояние между выводами получается немного больше, чем надо. В итоге я решил резисторы немного приподнять над платой, но скорее для красоты, по крайней мере мне так больше нравится.

После пайки обязательно промываем плату, так как флюса было мало, то я обошелся спиртом.

Уже после сборки обратил внимание, что плату можно немного укоротить от базовых 138мм. Примерно до 123-124мм если оставить разъем программирования или до 114мм если его тоже вырезать. Разъемы подключения щупов в таком случае подключаются проводами в специально предназначенные отверстия. Возможно будет полезно при «упаковке» в маленький корпус.

На плате клавиатуры расположены только кнопки, причем случайно дали не 8, а 9 кнопок. Одна кнопка «слиплась» с другой.

Зато не положили в комплекте одну «гребенку», пришлось немного распотрошить «загашник», заодно достал и ответные части.
Правда в моем случае были только угловые разъемы, зато много 🙂
Вообще полезно иметь в хозяйстве набор таких разъемов, бывает частенько выручают.

Припаиваем разъемы к плате клавиатуры и индикатору. Кстати, подключение клавиатуры реализовано полноценно, т.е. каждой кнопке свой вывод процессора, а не использование резисторов и АЦП, как это иногда бывает.

Вот и все, комплект полностью готов.

В собранном виде компоновка напоминает мультиметр, сверху индикатор, ниже кнопки, а еще ниже разъемы.

Как можно понять из того, что я писал выше, это вторая версия прибора, по сути доработанная. Но вот вариант корпуса мне больше нравится именно у предыдущей версии и в планах делать именно такой вариант корпуса. Правда стоит такой корпус порядка 9-10 долларов, а если покупать с платой клавиатуры и передней панелью, то еще больше. Кстати у меня уже был обзор такого корпуса, где я собирал в нем регулируемый блок питания.

Мой же вариант рассчитан под установки в алюминиевый корпус.

И по задумке должен выглядеть как на этом фото. Но скажем так, дизайн это больше индивидуальное, в интернете мне попадались различные варианты.

После сборки у меня остались тестовые резисторы, кнопка и немного крепежа. Ну и блок питания со щупами конечно.

Теперь переходим к описанию возможностей прибора и специфики его работы.
При включении приветственная надпись, затем базовый рабочий экран. К слову, все заработало сразу, в приборе вообще нет никаких подстроечных элементов, собрал — включил — пользуйся.

Хотя рекомендуется сначала сделать полный сброс всех настроек.

Если у вас после сборки прибор работает, но не правильно меряет (или совсем не меряет) необходимо сбросить настройки калибровки до заводских.
Нажмите и удерживайте кнопку «M» чтобы попасть в меню (возможно оно работает со второго нажатия).
Нажмите кнопку «RNG» чтобы попасть в меню калибровок.
Нажмите кнопку «C» пять раз, чтобы сбросить настройки.
Нажмите кнопку «L» чтобы сохранить изменения.
Далее, вернитесь в меню, удерживая кнопку «M».
Нажмите кнопку «X» чтобы выйти из меню

Прибор умеет работать в четырех основных режимах:
1. Автоматический выбор. Здесь прибор сам определяет что измерять. Выбор производится по преобладающей величине. Т.е. если у компонента преобладает емкостная составляющая, то перейдет в режим измерения емкости, если индуктивная, то в режим измерения индуктивности. Иногда может ошибаться, особенно если компонент имеет несколько выраженных составляющих, например некоторые резисторы могут быть определены как индуктивность.
В помощь автоматике добавили ручной выбор —
2. Измерение емкости
3. Индуктивности
4. Сопротивления.

Также на индикатор выводится частота тестового сигнала и предел измерения. Пределы измерения несколько «нестандартны» и насчитывают аж 16 штук — 1.5, 4.5, 13, 40, 120, 360 Ом. 1, 3, 9, 10, 30, 90, 100, 300, 900 кОм и 2.7 МОм.

По умолчанию прибор стартует в автоматическом режиме измерения на частоте 1кГц.

Немного об управлении.
Под индикатором расположены восемь кнопок, он подписаны.
M — Меню, отсюда производят необходимые калибровки и сброс настроек на заводские.
RNG — Диапазон. В меню эта кнопка дает доступ к подменю калибровок.
С — Быстрая автоматическая калибровка.
L — Переключение режима индикации (первое фото). В меню — память
X — Переключение режимов работы прибора. В режиме меню — выход.
R — Уменьшение значения в режиме калибровки (X- увеличение)
Q — режим относительных измерений. Можно использовать для подбора двух одинаковых компонентов. подключаем образцовый компонент, нажимаем на кнопку, отключаем образцовый и подключаем подбираемые. На экране будет отображен процент расхождения (второе фото).
F — Выбор частоты 100 Гц — 1 кГц — 7.8 кГц.

Вид меню прибора.

Режим быстрой калибровки по нажатию кнопки С имеет два варианта:
1. При измерении емкости и индуктивности производится с разомкнутыми щупами.
2. При измерении сопротивления — с замкнутыми. В обоих вариантах прибор самокалибруется три раза по каждой из частот.
3, 4. Калибровка в режиме сопротивления, видно сопротивление щупов до калибровки и после.

В режиме измерения малых сопротивлений калибровка имеет довольно большое значение, так как возможности прибора позволяют даже «увидеть» сопротивление выводов конденсатора, не говоря о разных проводах.

Еще разные всякие тесты.

Естественно в этом режиме удобно измерять сопротивление низкоомных резисторов, а также такие «нестандартные» измерения как — сопротивление контактов кнопок, реле или разъемов.

В плане точности измерения сопротивления прибор вполне может соперничать с моим Unit 181.

При измерении индуктивности прибор также вел себя довольно неплохо. На фото индуктивность 22мкГн и три теста с разными частотами индуктивности с номиналом 150мкГн.

Вот теперь можно перейти к главному, собственно для чего в основном он мне нужен, измерению параметров конденсаторов.

Поначалу я просто тыкал разные конденсаторы и смотрел что показывает, но один (а точнее пара) меня удивил.
Я промерил пару одинаковых конденсаторов, которые были выпаяны из старой (около 20 лет) Венгерской или Чехословацкой аппаратуры. Один показал 488мкФ, а второй почти 600. Все бы ничего, но изначально это конденсаторы 470мкФ 40 Вольт.
Причем они по разному себя ведут на частоте 7.8 кГц. Вернее разница в емкости не пропорциональна друг с другом.

Затем я взял еще один конденсатор (вроде Матсушита), купленный давно, но так и лежащий в загашнике.
Прибор смог нормально измерить емкость на частоте 100 Гц и 1 кГц, но на высокой частоте емкость отобразил несколько некорректно. Вообще на частоте 7.8 кГц прибор ведет иногда себя немного странно, иногда завышая емкость относительно первых двух частот. Иногда (при измерении емких конденсаторов) сваливается в режим —-OL—- или показывает превышение более 20мФ.

Кстати, разрешение прибора позволяет даже увидеть разницу места подключения к выводу. Да же на примере одного вывода видно, как меняется внутреннее сопротивление. Это я собственно к тому, что меня иногда спрашивают, а можно подключить конденсатор на проводах, если он не влазит на место. Подключить можно, но характеристики немного снизятся.

Как вы понимаете, просто измерять конденсаторы неинтересно, потому я попросил у товарища его Е7-22. Попутно заметил, что даже управление приборами имеет очень много общего.

Первым делом шли пленочные конденсаторы. Внизу прецизионный 1% конденсатор с заявленной емкостью 0.39025 мкФ.

1, 2. Полимерный конденсатор емкостью 100мкФ
3, 4. А вот с измерением больших емкостей у Е7-22 есть проблемы. Обозреваемый прибор без проблем измеряет емкость в 10000мкФ на частоте 1 кГц, Е7-22 даже на 4700 у меня уже выдавал перегрузку.

1, 2. Capxcon серии KF емкостью 330 мкФ.
3, 4. Конденсатор той же фирмы (якобы), просто пролежавший в ящике несколько лет и вспухший.

А это уже просто ради любопытства. Пара конденсаторов из моей старой материнской платы, которая отработала 24/7 около 10 лет.
1. 2200мкФ
2. 1000мкФ

Емкость у первого конденсатора заметно упала, но вот внутреннее сопротивление в порядке. Чаще бывает наоборот, емкость остается прежней, а внутреннее сопротивление растет.

Видео процесса работы и тестов.

Если у вас есть еще предложения тестов, то пока у меня на руках сразу два прибора, то мог бы поэкспериментировать. Мне же в голову пришло только проверить размах тестового сигнала.
Ниже показан размах тестового сигнала относительно земли. Верхние два — обозреваемый на частотах 100 Гц и 7.8. кГц, нижние — Е7-22 на частотах 120 Гц и 1 кГц. Разница около 2.5 раза.

Выше я писал, что в планах применять корпус где индикатор расположен не параллельно поверхности, а перпендикулярно.
Но в процессе выяснилось, что индикатор хоть применен и относительно неплохой, но ориентирован он именно на то, что смотреть будут спереди или спереди-снизу.

Под большими углами, а тем более при взгляде сверху или сбоку изображение пропадает или начинает инвертироваться.

Собственно потому я решил наконец-то попробовать дисплей изготовленный по технологии VATN. Вообще хотелось OLED, к я уже делал в этом обзоре, но 2004 купить почти нереально, а как потом выяснилось, VATN также мало где продают в онлайне.
В итоге пришлось идти в наш оффлайновый магазин, и покупать там.
На выбор было три модели, с синим, зеленым и белым шрифтом, мне больше понравился с белым, модель — Wh3004A-SLL-CTV, цена около 15-16 долларов, ссылка. Производитель WINSTAR.

На первый взгляд индикаторы мало отличаются друг от друга, по крайней мере размер платы полностью идентичен — 98х60 мм.

Более подробно о индикаторе и нюансах подключения

Снизу есть небольшая разница, но на вид несущественная.

Новый индикатор примерно на 0.5мм тоньше.

Общий принцип подключения практически одинаков, за исключением нескольких нюансов, о которых я расскажу ниже.

Для начала отличие в том, что дисплеям VATN для регулировки контрастности надо отрицательное напряжение, потому на плате смонтирован преобразователь напряжения на базе известной 7660, обзор которой я также делал.
Рядом есть место для подстроечного резистора. Средний вывод идет на контакт регулировки контраста, два других на + 5 и — 5 Вольт соответственно.

Сначала я хотел установить подстроечный резистор, отдав полностью регулировку плате индикатора, но потом решил не выкусывать лишний контакт разъема и просто включил резистор так, чтобы один контакт шел на стандартный вывод регулировки контрастности (номер 3 на общем разъеме), а второй на выход отрицательных 5 Вольт.
Отрегулировал изображение, выпаял подстроечный резистор, получилось что надо было постоянный резистор с сопротивлением 2.6 кОм, ближайший под рукой был 2.49кОм, его и запаял уже «стационарно».

Но это оказалось не все.
А теперь Внимание, 15 контакт разъема у привычных индикаторов это плюсовой вывод подсветки, здесь это выход отрицательного напряжения и ни в коем случае нельзя просто менять индикатор один на другой, в итоге вы просто спалите его.

Я же сделал немного по другому, из 16 контактов запаял только 14.
Контакт 16 это минус подсветки, а плюс подключен ко входным +5 Вольт, потому просто кинул перемычку между минусом подсветки и общим проводом платы индикатора.

А здесь внимание второй раз!
Изначально я думал просто оставить 16 контакт на месте, так как у обычного индикатора туда выведен минус подсветки, рассудив что какая разница где подключать к общему проводу. И оно бы нормально работало, если бы не одно НО.
У платы прибора индикатор питается от + 5 Вольт, а подсветка от -5 Вольт. Потому подключив таким образом новый индикатор я буквально через 10-20 секунд случайно заметил что у него начала дико греться подсветка. Подключившись тестером, выяснил, что на подсветку шло не 5, а 10 Вольт (+5 и -5).
Потому с данным прибором пришлось минус подсветки подключить к общему контакту платы.

Меняем индикатор и пробуем.
Ну что сказать, это конечно не OLED, но и далеко не обычный ЖК.
Из минусов, он больше ориентирован на то, что на него будут смотреть как угодно, только не снизу, в таком варианте от вспышки он «слепнет».

Попутно измерил ток потребления со старым индикатором и новым.
1. старый — 48мА все вместе или 12 мА только индикатор.
2. новый — 153 мА или 120 мА только индикатор.

Да, для батарейного вариант куда выгоднее обычный ЖК индикатор.

Если смотреть сверху, т.е. как я и планировал, то видимость хорошая, но начинают вылазить неактивные пиксели.
От последнего можно легко избавиться, но тогда при прямом взгляде показывает тускло, я выставил нечто среднее.

Углы обзора конечно на голову выше, чем у обычного ЖК, изображение читается даже при почти взгляде параллельно экрану.
Но вылез интересный эффект (последнее фото). Если плавно поворачивать экран от себя, то в какой-то момент (примерно при 30 градусов поворота) изображение бледнеет, пытается инвертироваться, а при дальнейшем повороте почти резко опять становится нормальным. Потому для вертикальной установки дисплей подходит отлично, но при горизонтальной иногда может раздражать.

Вот в таком положении по задумке он должен у меня использоваться, здесь претензий нет.

Дальше я планировал «поселить» его, для чего купил корпус Z1. На первый взгляд все аккуратно.

Но корпус очень большой, реально раза в полтора больше, чем требуется, а хотелось бы что-то более компактное.
Размеры корпуса (наружные) — 188 ширина, 70 высота и 197 глубина. Вот последний размер и хотелось бы уменьшить до 140-150, хоть бери и пили 🙁
Может кто знает подходящие корпуса?

Ну и наверное обзор был бы неполным, если бы я не показал то, чем пользовался до последнего времени.

По данному прибору также есть обсуждение, но куда больше информации на зарубежных сайтах. Один из пользователей сайта Pro-radio даже сделал подборку, куда сложил всю найденную информацию, прошивки, платы, чертежи и т.п., за что ему огромное человеческое спасибо!

К примеру один из зарубежных радиолюбителей выложил методику калибровки прибора

Без 100 грамм не разберешься.

Неплохой гуглоперевод, оригинал здесь.

Калибровка довольно обширная, чтобы описать, я догоню иногда.
ForenMenber Blueskull любезно перевел 6-ю главу с китайского на английский для меня.
Насколько это полезно сейчас, мне придется попробовать, но мой счетчик, по-видимому, хорошо откалиброван, я немного застенчив.
Во-первых, я рассмотрю включенные опорные резисторы. У меня есть более точный омметр (DMM PM 2534)
(В процессе строительства!)
6. Калибровка счетчика LCR
Существует 7 калибровочных меню, которые должны быть откалиброваны, всего 10 (15?) Параметров, соответственно M0 ~ M8 и «M3.», «M5.», «M6.», «M7.» И «M8.».
M0 — смещение нуля при 100 Гц, единица LSB, по умолчанию — 20.
M1 — смещение нуля на 1 кГц, единица LSB, по умолчанию — 20.
M2 — нулевое смещение на 7.8 кГц, единица LSB, по умолчанию — 14.
M3 — фазовый компенсатор для преобразователя VI в диапазоне 20 Ом, единица измерения 0,001rad, по умолчанию — 0.
M4 является фазовым компенсатором для преобразователя VI в диапазоне 1 кОм, единица измерения 0,001rad, по умолчанию — 0.
M5 — фазовый компенсатор для преобразователя VI в диапазоне 10 кОм, единица измерения 0,001rad, по умолчанию — 0.
M6 — фазовый компенсатор для преобразователя VI в диапазоне 100 кОм, единица измерения 0,001rad, по умолчанию — 20.
M7 — компенсация фазы фазы второго этапа, единица измерения 0,001rad, по умолчанию — 16.
M8 — фазовая компенсация фазы PGA первой ступени, единица измерения 0,001rad, по умолчанию — 20.
« M3.» — калибровка нижнего рычага для преобразователя VI при 20 Ом, единица измерения 1%, по умолчанию — 0.
« M4.» — калибровка нижнего рычага для преобразователя VI при 1 кОм, единица измерения 1%, по умолчанию — 0.
« M5.» — калибровка нижнего рычага для преобразователя VI при 10 кОм, единица измерения 1%, по умолчанию — 0.
« M6.» — калибровка нижнего рычага для преобразователя VI при 100 кОм, единица измерения 1%, по умолчанию — 0.
« M7.» — вторая калибровка усиления PGA, единица измерения 1%, по умолчанию — 0.
« M8.» — первая калибровка усиления PGA, единица измерения 1%, по умолчанию — 0.
В версии LCD1602 эти параметры называются Z0, Z1, Z2, R1X, R2X, R3X, R4X, G1X, G2X, R1, R2, R3, R4, G1 и G2.
Чтобы восстановить заводские настройки, нажмите кнопку C 5 раз, чтобы восстановить настройки по умолчанию, затем нажмите клавишу L для сохранения.
Перед калибровкой необходимо подготовить несколько резисторов:
Для калибровки преобразователя VI необходимы резисторы 20R, 1k, 10k и 100k.
Для калибровки PGA необходимы резисторы 3.3k и 10k (примечание переводчика: вам также нужны 330R и 100R).
При 1 кГц и 7.8 кГц подключите резисторы 20R, 1k, 10k и 100k, когда калибровка соответствующих диапазонов, настройка усиления верхнего и нижнего рычагов должна быть идентичной для калибровки амплитуды и фазы. Нажмите клавишу M + R, чтобы войти в контрольное меню, если отображается «1, 1», тогда обе руки сбалансированы, а коэффициенты усиления идентичны. Если отображается «0, 1» или «1, 0», амплитуда сигнала неверна.
Калибровка смещения (M0, M1, M2)
Обеспечение нулевого нулевого смещения является основанием для измерения точности, и, следовательно, рекомендуется сделать первый шаг в калибровке. Используя заданную спецификацию, нулевые точки смещения также идентичны для отдельных сборок, поэтому можно использовать предустановленные значения. В случае необходимости калибровки сделайте следующее (примечание: переводчик добавил это предложение):
Для M0 при 100 Гц:
1, Установите f = 100 Гц, диапазон = 100 тыс.
2, Подключите 1% резистор 10R как DUT
3, Чтение значения R из меню 1
В диапазоне 10k (100 кГц), измерение резистора 10R приведет к большей ошибке, и это нормально. Если ошибка выше 2%, вам нужно настроить M0, чтобы довести ее до 2%.
M1 и M2 могут быть откалиброваны с использованием того же метода на разных частотах (1 кГц и 7,8 кГц).
Зуммер будет издавать звуковой сигнал всякий раз, когда нажата клавиша, что приводит к увеличению тока ввода-вывода через MCU и возникновению ошибки. Пожалуйста, прочитайте значения после того, как зуммер прекратил звуковой сигнал.
Фазовая компенсация для преобразователя VI и PGA (M3 ~ M8)
Установите f = 7.8 кГц, диапазон = 1k
1, Подключите резистор 20R в качестве DUT, измерьте Q в диапазоне 20R, запишите Q. Вычитайте Q с Q0, установите M3 на это значение (примечание: Q0 должно быть Q-показанием с DUT с разомкнутой цепью. Умножьте это число на 1000).
2, Соедините резистор 1k как DUT, измерьте Q в диапазоне 1k, запишите Q. Вычитайте Q с Q0, установите M4 на это значение.
3, Соедините резистор 10k как DUT, измерьте Q в диапазоне 10k, запишите Q. Вычитайте Q с Q0, установите M5 на это значение.
4, Соедините резистор 10k как DUT, измерьте Q в диапазоне 100k, запишите Q. Вычитайте Q с Q0, установите M6 на это значение.
5, Соедините резистор 330R как DUT, измерьте Q в диапазоне 1k, запишите Q. Вычитайте Q с Q0, установите M7 на это значение. Это калибрует коэффициент усиления PGA = 3x.
6, Соедините резистор 100R как DUT, измерьте Q в диапазоне 1k, запишите Q. Вычитайте Q с Q0, установите M8 на это значение. Это калибрует коэффициент усиления PGA = 9x.
Например, чтобы получить M8, измерьте резистор 100R, запишите Q. Например, Q = 0.020, затем установите M8 = 20.
Примечание: на частоте 1 кГц, 1 кГц, когда DUT находится между 640R ~ 1k, это (1, 1) (примечание: WTF? Я не могу понять, что он имеет в виду), когда R = 440R ~ 640R, он находится в области гистерезиса, Когда R = 280R ~ 440R, оно (0, 1), когда R = 250R ~ 280R, находится в области гистерезиса. Когда R = 85R ~ 250R, это (0, 2), то R = 75R ~ 85R находится в режиме гистерезиса, когда R <75, это (0, 3).
Калибровка амплитуды для преобразователя VI и PGA (точка M3 до точки M8)
Умножьте значения ошибок на 10000.
В соответствующих диапазонах на 1 кГц подключите резисторы 20R, 1k, 10k и 100k, измерьте ошибку, затем сохраните калибровочные значения до точки M3 до точки M8 соответственно.
Этот процесс аналогичен описанному ранее.

На этом пока все, в планах сделать небольшое продолжение, где я собираюсь все таки засунуть все это в корпус, а заодно рассказать о впечатлениях после длительного пользования.

На данный момент я пользуюсь прибором несколько дней и у меня пока только хорошие впечатления.
Из преимуществ:
1. Удовольствие от процесса сборки
2. Отличное качество печатной платы и пайки.
3. Высокая точность работы
4. Наличие частоты 7.8 кГц и больший диапазон измерений на частоте 1 кГц чем у Е7-22.
5. Четырехпроводная схема подключения
6. Малое потребление.
7. Отсутствие необходимости в отладке, с базовой калибровкой декларируют точность 0.5%, при ручной калибровке пишут о 0.3%
8. Довольно большое сообщество пользователей, хотя и иностранных.
9. Низкая цена.

Из недостатков
1. В некоторых ситуациях не совсем адекватные показания на частоте 7.8 кГц. Но здесь я буду еще пробовать.

Суммарно могу сказать, что обозреваемый прибор как функционально, так и в плане точности не хуже, а скорее всего даже лучше, чем более дорогой Е7-22. Но есть конечно и разница, Е7-22 можно поверить, а обозреваемый только для личного пользования.

Покупал через посредника yoybuy.com, стоимость набора около 32 доллара, стоимость доставки зависит от страны, в обзоре указан вес составных частей.

Как обычно жду вопросов, советов, предложений тестов и просто комментариев, надеюсь что обзор был полезен.

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Измеритель всего, что попадется под руку (RLC-метр)

РадиоКот >Схемы >Цифровые устройства >Измерительная техника >

Измеритель всего, что попадется под руку (RLC-метр)

В процессе создания радиолюбительских конструкций и ремонта радиоаппаратуры довольно часто приходится сталкиваться с необходимостью измерить тот или иной элемент схемы или подобрать номинал. Обычно присутствующий на столе тестер тут может помочь лишь в измерении сопротивлений, иногда емкости с плохой точностью. Это и явилось причиной создания такого прибора, который был бы способен с приемлемой точностью замерить все возможные параметры электронного компонента, попавшего в руки радиолюбителя, но при этом был достаточно прост по конструкции, недорог в сборке и компактен. В результате была придумана конструкция на мк stm32f100c4t6 с такими параметрами:

позволяет измерять:

резисторы в диапазоне от 0,001Ом до 500кОм
конденсаторы 1нФ – 10000мкф
индуктивности 1мкГн – 10Гн

Для конденсаторов и индуктивностей дополнительно оценивается значение внутреннего сопротивления ( ESR ) и добротность Q

Измерение производится на частоте 1кГц. На измеряемую деталь подается сигнал синусоидальной формы. Амплитуда сигнала зависит от многих факторов. Максимальное ее значение составляет 1В. Во время измерения электролитических конденсаторов данное напряжение не превышает 10мВ, что позволяет производить измерения без выпайки элемента из платы (при этом измеряемая схема не должна быть под напряжением, а сам измеряемый конденсатор должен быть разряжен, те его выводы необходимо ненадолго замкнуть перед измерением, если этого не сделать, то прибор с большой вероятностью сломается).

Прибор потребляет:

в режиме измерения с включенной подсветкой прибора — 20ма,
в выключенном состоянии — 15мка.

Питание прибора осуществляется от LiIon аккумулятора, который можно зарядить подсоединив прибор USB кабелем к компьютеру или сетевой зарядке 5В.

Схема прибора

Для включения прибора необходимо нажать и удерживать кнопку PWR в течение 2 секунд. После чего наэкране появится приветствие и начнется калибровка. На первом шаге калибровки измеряется сопротивление разомкнутых щупов, в случае если это не так прибор выведет подсказку «Open leads», после размыкания щупов или отсоединения от них детали прибор начнет процесс калибровки. Вторым шагом калибровки оценивается сопротивление щупов в замкнутом состоянии, для начала калибровки необходимо замкнуть щупы, до тех пор пока это не сделано на экране будет показываться подсказка «Close leads» . После проведения всех калибровок прибор сразу переходит в режим измерения и показывает на экране результаты замеров.

Управление осуществляется тремя кнопками (PWR, S/P, REL), присутствующими сбоку платы. Во включенном состоянии короткое нажатие кнопки PWR позволяет включать/выключать подсветку. По умолчанию при включении она включена. Длительное удержание кнопки приведет к выключению прибора. Кнопка S/P позволяет переключать режим замещения между двумя режимами:

— последовательный , когда измеряемый элемент представлен активным сопротивлением включенным последовательно с емкостью/индуктивностью. Данный режим обозначен на экране значком SER в верхней части экрана, а замеренные значения отображаются с именами Rs,Cs,Ls. Это основной режим прибора и позволяет замерять внутреннее сопротивление конденсаторов(ESR) и катушек одновременно с их номиналом.

— параллельный режим замещения, когда измеряемый элемент представлен активным сопротивлением включенным параллельно с емкостью/индуктивностью. Режим в основном используется для оценки элементов с большим внутренним сопротивлением, например .когда требуется оценить ток утечки конденсатора или паразитную емкость высокоомного резистора.

Кнопка REL позволяет включить режим относительных измерений, в этом режиме можно вычесть вклад отдельного элемента в измерение. Используя данный режим можно например замерять элементы, находящиеся под постоянным напряжением. Сам прибор не допускает подключения источников напряжения к щупам, однако, если последовательно со щупами включить емкость, то можно замерять например внутреннее сопротивление аккумуляторов. Схема измерения при этом такая – разделительную емкость необходимо подсоединить к щупам прибора и произвести измерение, затем нужно включить режим относительных измерений, при этом показания на экране обнулятся . После этого необходимо отсоединить один из щупов от разделительной емкости и включить аккумулятор между этим щупом и свободным выводом разделительной емкости. Прибор при этом отобразит внутреннее сопротивление аккумулятора. ( Это все касается низковольтных аккумуляторов. Напряжение аккумулятора не должно быть выше 3 вольт!)

Сборка прибора не должна представлять особых проблем. Возможно самое сложное это изготовление платы, но ее можно сделать в домашних условиях с ипользованием как ЛУТ технологии так и с помощью фоторезиста. Плата двухсторонняя, вторая сторона ее представляет собой просто слой фольги, желательно позаботиться о нем при травлении верхнего слоя с проводниками. Все те контактные площадки, которые обозначены внутренним серым кружком на рисунке платы необходимо запаять перемычками на нижний слой платы, он служит землей и экраном для схемы. К этой статье также прикреплено фото собраной платы для того, чтобы можно было сориентироваться что и как припаивается.

После сборки необходимо будет прошить МК. Это можно сделать двумя способами:

Если есть программатор/отладчик для STM32, то достаточно подключить его к соответствующим пинам на разъеме JP2 (верхние 4, два из них это питание, земля, оставшиеся два это SWD).

Если отладчика нету но есть желание прошить мк, то алгоритм действий таков:

необходимо найти конвертер USB-COM, такой , чтобы его выходные уровни были 3 вольта ,для этого отлично подходят старые кабели от сотовых телефонов.
надо припаять тонким проводком контакт P1 на + питания — верхний пин разъема JP2
С сайта STM необходимо скачать утилиту для прошивки МК через компорт и прошить ей МК. (на случай если ссылка сломается на сайте можно поискать «STM32 and STM8 Flash loader demonstrator (UM0462)»)
Убрать проводок между P1 и питанием.
Использовать прибор

Вот пожалуй и все. Надеюсь, что данная конструкция окажется полезной многим. Возможно, что в программе данного прибора будут производиться какие то изменения, с целью удаления багов, глюков, неудобств в работе и прочих вещей, в таком случае статья будет обновляться.

Видео работы прибора:

В новой прошивке добавлена поддержка нескольких частот ( 1кГц, 9кГц, 25кГц, 49кГц и 97кГц ) . Каждая из этих частот имеет собственную калибровку, поэтому алгоритм работы прибора поменялся. Теперь при первом включении на всех частотах отсутствует калибровка, это обозначается на экране статусом (—). После проведения калибровки она запоминается и при включении/выключении не пропадает, таким образом не требуется каждый раз калибровать прибор при включении, а лишь в случае необходимости. ( Значения запоминаются в озу прибора, так что в случае пропадания питания они все же будут сбрасываться, но зато ресурс flash мк не тратится при любом количестве перекалибровок ). В новой прошивке кроме добротности, одновременно рассчитывается также тангенс угла потерь.

В новой версии прошивки

кнопка S/P , выбирающая режим замещения при долгом нажатии позволяет переключать частоту, на которой производится измерение.
кнопка REL ,при коротком нажатии активирует режим относительных измерений, что отображается на экране значком >.< , долгое нажатие данной кнопки запускает калибровку на текущей частоте. Сама калибровка делается в два этапа аналогично тому , как это было в первой прошивке.

К данной статье кроме новой версии прошивки прикреплен также архив с собранными прошивками для экранов 1110 и версия для 1202 с перевернутым изображением, что может быть удобно в случае самодельной платы или в силу конструкции корпуса.

Файлы:
Прошивка версии 6.03
Версия 6.03 для дисплеев типа 1110 с отзеркаленым изображением и для 1202 но перевернутая
Исходники 6. 03
Измерение электролитического конденсатороа
Фото (почти)собранной платы прибора
Измерение резистора 0,5 ом
Файл печатной платы для SprintLayout 5
Прошивка для МК

Все вопросы в Форум.

Как вам эта статья?	Заработало ли это устройство у вас?

Эти статьи вам тоже могут пригодиться:

LC МЕТР

Представляем оригинальную конструкцию lc-метра от нашего коллеги R2-D2. Далее слово автору схемы: В радиолюбительском деле, особенно при ремонтах, необходимо иметь под рукой прибор для измерения емкости и индуктивности — так называемый lc метр. На сегодняшний день для повторения в интернете можно найти много схем подобных устройств, сложных и не очень. Но решил создать свой вариант устройства. Практически все схемы LC метров с использованием микроконтроллеров представленные в интернете, выглядят одинаково. Идея заключается в расчете номинала неизвестных компонентов по формуле зависимости частоты от емкости и индуктивности. Для простоты своей конструкции решил использовать внутренний компаратор микроконтроллера в качестве генератора. Для отображения информации используется LCD от телефона Nokia 3310 либо ему подобный с контроллером PCD8544 и разрешением 84х48, например Nokia 5110.

Схема lc метра на микроконтроллере

Настройка и функции

Сердцем устройства является микроконтроллер PIC18F2520. Для стабильной работы генератора в качестве С3 и С4 лучше использовать неполярные конденсаторы либо танталовые. Реле можно использовать любое, соответствующее по напряжению (3-5 вольт), но желательно с минимально возможным сопротивлением контактов в замкнутом положении. Для звука используется буззер без встроенного генератора, или обычный пьезоэлемент.

При первом старте собранного устройства, программа автоматически запускает режим настройки контраста дисплея. Кнопками 2/4 необходимо установить приемлемый контраст и нажать кнопку OK (3). После выполнения данных действий устройство следует выключить и включить заново. Для некоторой настройки работы измерителя в меню есть раздел «Setup». В подменю «Capacitor», необходимо указать точный номинал используемого калибровочного конденсатора (С_cal) в пФ. Точность указанного номинала напрямую влияет на точность измерения. Контролировать работу самого генератора можно с помощью частотомера в контрольной точке «B», однако лучше использовать уже встроенную систему контроля частоты в подменю «Oscillator».

С помощью подбора L1 и С1, необходимо добиться стабильных показаний частоты в районе 500-800 кГц. Большая частота положительно влияет на точность измерения в тоже время с ростом частоты может ухудшаться стабильность генератора. Частоту и стабильность генератора, как я уже сказал выше, удобно мониторить в разделе меню «Oscillator». При наличии внешнего калиброванного частотомера можно выполнить калибровку частотомера LC-метра. Для этого необходимо подключить внешний частотомер к контрольной точке «B» и с помощью кнопок +/- в меню «Oscillator» подобрать константу «K» таким образом, чтобы показания обоих частотомеров совпадали. Для корректной работы системы отображения состояния батареи питания, необходимо настроить резистивный делитель, построенный на резисторах R9, R10, после чего установить перемычку S1 и записать значения в поля раздела «Battery».

Порядок настройки

— Измерить напряжение питания микроконтроллера (выводы 19 – 20). Это опорное напряжение “V.ref”
— Измерить напряжение до резистивного делителя = U1
— Измерить напряжение питания после делителя = U2
— Рассчитать коэф. деления “С.div” = U1/U2
— Внести полученные цифры в соответствующие разделы меню сохраняя их нажатием кнопки «ОК».

Также внести напряжения “V.max” – максимальное напряжение батареи питания (заполнены все сегменты отображаемой батарейки) и соответственно “V. min” – минимальное напряжение батареи питания (все сегменты батарейки погашены, прибор сигнализирует о необходимой смене или заряде батареи питания). Значения напряжения питания для отображения промежуточных сегментов на пиктограмме батарейки, будут рассчитаны автоматически после внесения информации о “V.max” и “V.min”.

Использование стабилизатора для питания схемы обязательно, так как опорное напряжение должно быть стабильным и не меняться при разряде батареи.

Работа с устройством

Ещё меню lc-метра содержит разделы Light, Sound, Memory. В разделе Light есть возможность включить либо отключить подсветку LCD. Раздел Sound, для вкл/откл звука. В разделе Memory можно посмотреть результаты последних 10 измерений, а также (для новичков) увидеть полученный результат в разных единицах измерения. Назначение кнопок описывают пиктограммы, размещенные в нижней части экрана.

(F) – “Function” переход в меню Setup
(M) – “Memory” сохранение результатов измерения в памяти
(☼) – “Light” вкл/откл подсветки
(C) – “Calibration” калибровка

Главный экран содержит условную шкалу погрешности в измерениях, которую необходимо контролировать и в случае необходимости своевременно выполнять калибровку.

Измерение емкости

1. Переключить устройство в режим измерения емкости. Выполнить калибровку. Убедиться, что погрешность измерения находится в допустимых пределах. В случае больших отклонений повторить калибровку.

2. Подключить измеряемый конденсатор к клеммам. На экране появится результат измерений. Для сохранения результата в памяти необходимо нажать (M).

Измерение индуктивности

1. Переключить устройство в режим измерения индуктивности. Замкнуть клеммы. Выполнить калибровку. Убедиться, что погрешность измерения находится в допустимых пределах. В случае больших отклонений повторить калибровку.

2. Подключить измеряемую индуктивность к клеммам. На экране появится результат измерений. Для сохранения результата в памяти необходимо нажать (M).

Видео работы измерителя

В качестве корпуса задействовал геройски погибший при ремонте телевизора китайский тестер.

Все файлы — прошивки контроллера, платы в Lay и так далее можно скачать тут или на форуме. Материал предоставил — Савва. Автор схемы R2-D2.

Форум по данному прибору

Измеритель rlc своими руками

Измеритель всего, что попадется под руку (RLC-метр)

Автор: Neekeetos, [email protected]
Опубликовано 16.09.2013
Создано при помощи КотоРед.

В процессе создания радиолюбительских конструкций и ремонта радиоаппаратуры довольно часто приходится сталкиваться с необходимостью измерить тот или иной элемент схемы или подобрать номинал. Обычно присутствующий на столе тестер тут может помочь лишь в измерении сопротивлений, иногда емкости с плохой точностью. Это и явилось причиной создания такого прибора, который был бы способен с приемлемой точностью замерить все возможные параметры электронного компонента, попавшего в руки радиолюбителя, но при этом был достаточно прост по конструкции, недорог в сборке и компактен. В результате была придумана конструкция на мк stm32f100c4t6 с такими параметрами:

резисторы в диапазоне от 0,001Ом до 500кОм
конденсаторы 1нФ – 10000мкф
индуктивности 1мкГн – 10Гн

Для конденсаторов и индуктивностей дополнительно оценивается значение внутреннего сопротивления ( ESR ) и добротность Q

Измерение производится на частоте 1кГц. На измеряемую деталь подается сигнал синусоидальной формы. Амплитуда сигнала зависит от многих факторов. Максимальное ее значение составляет 1В. Во время измерения электролитических конденсаторов данное напряжение не превышает 10мВ, что позволяет производить измерения без выпайки элемента из платы (при этом измеряемая схема не должна быть под напряжением, а сам измеряемый конденсатор должен быть разряжен, те его выводы необходимо ненадолго замкнуть перед измерением, если этого не сделать, то прибор с большой вероятностью сломается).

в режиме измерения с включенной подсветкой прибора – 20ма,
в выключенном состоянии – 15мка.

Питание прибора осуществляется от LiIon аккумулятора, который можно зарядить подсоединив прибор USB кабелем к компьютеру или сетевой зарядке 5В.

Для включения прибора необходимо нажать и удерживать кнопку PWR в течение 2 секунд. После чего наэкране появится приветствие и начнется калибровка. На первом шаге калибровки измеряется сопротивление разомкнутых щупов, в случае если это не так прибор выведет подсказку «Open leads», после размыкания щупов или отсоединения от них детали прибор начнет процесс калибровки. Вторым шагом калибровки оценивается сопротивление щупов в замкнутом состоянии, для начала калибровки необходимо замкнуть щупы, до тех пор пока это не сделано на экране будет показываться подсказка «Close leads» . После проведения всех калибровок прибор сразу переходит в режим измерения и показывает на экране результаты замеров.

Управление осуществляется тремя кнопками (PWR, S/P, REL), присутствующими сбоку платы. Во включенном состоянии короткое нажатие кнопки PWR позволяет включать/выключать подсветку. По умолчанию при включении она включена. Длительное удержание кнопки приведет к выключению прибора. Кнопка S/P позволяет переключать режим замещения между двумя режимами:

– последовательный , когда измеряемый элемент представлен активным сопротивлением включенным последовательно с емкостью/индуктивностью. Данный режим обозначен на экране значком SER в верхней части экрана, а замеренные значения отображаются с именами Rs,Cs,Ls. Это основной режим прибора и позволяет замерять внутреннее сопротивление конденсаторов(ESR) и катушек одновременно с их номиналом.

– параллельный режим замещения, когда измеряемый элемент представлен активным сопротивлением включенным параллельно с емкостью/индуктивностью. Режим в основном используется для оценки элементов с большим внутренним сопротивлением, например .когда требуется оценить ток утечки конденсатора или паразитную емкость высокоомного резистора.

Кнопка REL позволяет включить режим относительных измерений, в этом режиме можно вычесть вклад отдельного элемента в измерение. Используя данный режим можно например замерять элементы, находящиеся под постоянным напряжением. Сам прибор не допускает подключения источников напряжения к щупам, однако, если последовательно со щупами включить емкость, то можно замерять например внутреннее сопротивление аккумуляторов. Схема измерения при этом такая – разделительную емкость необходимо подсоединить к щупам прибора и произвести измерение, затем нужно включить режим относительных измерений, при этом показания на экране обнулятся . После этого необходимо отсоединить один из щупов от разделительной емкости и включить аккумулятор между этим щупом и свободным выводом разделительной емкости. Прибор при этом отобразит внутреннее сопротивление аккумулятора. ( Это все касается низковольтных аккумуляторов. Напряжение аккумулятора не должно быть выше 3 вольт!)

Сборка прибора не должна представлять особых проблем. Возможно самое сложное это изготовление платы, но ее можно сделать в домашних условиях с ипользованием как ЛУТ технологии так и с помощью фоторезиста. Плата двухсторонняя, вторая сторона ее представляет собой просто слой фольги, желательно позаботиться о нем при травлении верхнего слоя с проводниками. Все те контактные площадки, которые обозначены внутренним серым кружком на рисунке платы необходимо запаять перемычками на нижний слой платы, он служит землей и экраном для схемы. К этой статье также прикреплено фото собраной платы для того, чтобы можно было сориентироваться что и как припаивается.

После сборки необходимо будет прошить МК. Это можно сделать двумя способами:

Если есть программатор/отладчик для STM32, то достаточно подключить его к соответствующим пинам на разъеме JP2 (верхние 4, два из них это питание, земля, оставшиеся два это SWD).

Если отладчика нету но есть желание прошить мк, то алгоритм действий таков:

необходимо найти конвертер USB-COM, такой , чтобы его выходные уровни были 3 вольта ,для этого отлично подходят старые кабели от сотовых телефонов.
надо припаять тонким проводком контакт P1 на + питания – верхний пин разъема JP2
С сайта STM необходимо скачать утилиту для прошивки МК через компорт и прошить ей МК. (на случай если ссылка сломается на сайте можно поискать «STM32 and STM8 Flash loader demonstrator (UM0462)»)
Убрать проводок между P1 и питанием.
Использовать прибор

Вот пожалуй и все. Надеюсь, что данная конструкция окажется полезной многим. Возможно, что в программе данного прибора будут производиться какие то изменения, с целью удаления багов, глюков, неудобств в работе и прочих вещей, в таком случае статья будет обновляться.

Видео работы прибора:

Комментарии по обновлению прошивки 6.03:

В новой прошивке добавлена поддержка нескольких частот ( 1кГц, 9кГц, 25кГц, 49кГц и 97кГц ) . Каждая из этих частот имеет собственную калибровку, поэтому алгоритм работы прибора поменялся. Теперь при первом включении на всех частотах отсутствует калибровка, это обозначается на экране статусом (—). После проведения калибровки она запоминается и при включении/выключении не пропадает, таким образом не требуется каждый раз калибровать прибор при включении, а лишь в случае необходимости. ( Значения запоминаются в озу прибора, так что в случае пропадания питания они все же будут сбрасываться, но зато ресурс flash мк не тратится при любом количестве перекалибровок ). В новой прошивке кроме добротности, одновременно рассчитывается также тангенс угла потерь.

Изменение в управлении

В новой версии прошивки

кнопка S/P , выбирающая режим замещения при долгом нажатии позволяет переключать частоту, на которой производится измерение.
кнопка REL ,при коротком нажатии активирует режим относительных измерений, что отображается на экране значком >.

Измеритель всего, что попадется под руку (RLC-метр)

Автор: Neekeetos, [email protected]
Опубликовано 16.09.2013
Создано при помощи КотоРед.

В процессе создания радиолюбительских конструкций и ремонта радиоаппаратуры довольно часто приходится сталкиваться с необходимостью измерить тот или иной элемент схемы или подобрать номинал. Обычно присутствующий на столе тестер тут может помочь лишь в измерении сопротивлений, иногда емкости с плохой точностью. Это и явилось причиной создания такого прибора, который был бы способен с приемлемой точностью замерить все возможные параметры электронного компонента, попавшего в руки радиолюбителя, но при этом был достаточно прост по конструкции, недорог в сборке и компактен. В результате была придумана конструкция на мк stm32f100c4t6 с такими параметрами:

резисторы в диапазоне от 0,001Ом до 500кОм
конденсаторы 1нФ – 10000мкф
индуктивности 1мкГн – 10Гн

Для конденсаторов и индуктивностей дополнительно оценивается значение внутреннего сопротивления ( ESR ) и добротность Q

Измерение производится на частоте 1кГц. На измеряемую деталь подается сигнал синусоидальной формы. Амплитуда сигнала зависит от многих факторов. Максимальное ее значение составляет 1В. Во время измерения электролитических конденсаторов данное напряжение не превышает 10мВ, что позволяет производить измерения без выпайки элемента из платы (при этом измеряемая схема не должна быть под напряжением, а сам измеряемый конденсатор должен быть разряжен, те его выводы необходимо ненадолго замкнуть перед измерением, если этого не сделать, то прибор с большой вероятностью сломается).

в режиме измерения с включенной подсветкой прибора – 20ма,
в выключенном состоянии – 15мка.

Питание прибора осуществляется от LiIon аккумулятора, который можно зарядить подсоединив прибор USB кабелем к компьютеру или сетевой зарядке 5В.

Для включения прибора необходимо нажать и удерживать кнопку PWR в течение 2 секунд. После чего наэкране появится приветствие и начнется калибровка. На первом шаге калибровки измеряется сопротивление разомкнутых щупов, в случае если это не так прибор выведет подсказку «Open leads», после размыкания щупов или отсоединения от них детали прибор начнет процесс калибровки. Вторым шагом калибровки оценивается сопротивление щупов в замкнутом состоянии, для начала калибровки необходимо замкнуть щупы, до тех пор пока это не сделано на экране будет показываться подсказка «Close leads» . После проведения всех калибровок прибор сразу переходит в режим измерения и показывает на экране результаты замеров.

Управление осуществляется тремя кнопками (PWR, S/P, REL), присутствующими сбоку платы. Во включенном состоянии короткое нажатие кнопки PWR позволяет включать/выключать подсветку. По умолчанию при включении она включена. Длительное удержание кнопки приведет к выключению прибора. Кнопка S/P позволяет переключать режим замещения между двумя режимами:

– последовательный , когда измеряемый элемент представлен активным сопротивлением включенным последовательно с емкостью/индуктивностью. Данный режим обозначен на экране значком SER в верхней части экрана, а замеренные значения отображаются с именами Rs,Cs,Ls. Это основной режим прибора и позволяет замерять внутреннее сопротивление конденсаторов(ESR) и катушек одновременно с их номиналом.

– параллельный режим замещения, когда измеряемый элемент представлен активным сопротивлением включенным параллельно с емкостью/индуктивностью. Режим в основном используется для оценки элементов с большим внутренним сопротивлением, например .когда требуется оценить ток утечки конденсатора или паразитную емкость высокоомного резистора.

Кнопка REL позволяет включить режим относительных измерений, в этом режиме можно вычесть вклад отдельного элемента в измерение. Используя данный режим можно например замерять элементы, находящиеся под постоянным напряжением. Сам прибор не допускает подключения источников напряжения к щупам, однако, если последовательно со щупами включить емкость, то можно замерять например внутреннее сопротивление аккумуляторов. Схема измерения при этом такая – разделительную емкость необходимо подсоединить к щупам прибора и произвести измерение, затем нужно включить режим относительных измерений, при этом показания на экране обнулятся . После этого необходимо отсоединить один из щупов от разделительной емкости и включить аккумулятор между этим щупом и свободным выводом разделительной емкости. Прибор при этом отобразит внутреннее сопротивление аккумулятора. ( Это все касается низковольтных аккумуляторов. Напряжение аккумулятора не должно быть выше 3 вольт!)

Сборка прибора не должна представлять особых проблем. Возможно самое сложное это изготовление платы, но ее можно сделать в домашних условиях с ипользованием как ЛУТ технологии так и с помощью фоторезиста. Плата двухсторонняя, вторая сторона ее представляет собой просто слой фольги, желательно позаботиться о нем при травлении верхнего слоя с проводниками. Все те контактные площадки, которые обозначены внутренним серым кружком на рисунке платы необходимо запаять перемычками на нижний слой платы, он служит землей и экраном для схемы. К этой статье также прикреплено фото собраной платы для того, чтобы можно было сориентироваться что и как припаивается.

После сборки необходимо будет прошить МК. Это можно сделать двумя способами:

Если есть программатор/отладчик для STM32, то достаточно подключить его к соответствующим пинам на разъеме JP2 (верхние 4, два из них это питание, земля, оставшиеся два это SWD).

Если отладчика нету но есть желание прошить мк, то алгоритм действий таков:

необходимо найти конвертер USB-COM, такой , чтобы его выходные уровни были 3 вольта ,для этого отлично подходят старые кабели от сотовых телефонов.
надо припаять тонким проводком контакт P1 на + питания – верхний пин разъема JP2
С сайта STM необходимо скачать утилиту для прошивки МК через компорт и прошить ей МК. (на случай если ссылка сломается на сайте можно поискать «STM32 and STM8 Flash loader demonstrator (UM0462)»)
Убрать проводок между P1 и питанием.
Использовать прибор

Вот пожалуй и все. Надеюсь, что данная конструкция окажется полезной многим. Возможно, что в программе данного прибора будут производиться какие то изменения, с целью удаления багов, глюков, неудобств в работе и прочих вещей, в таком случае статья будет обновляться.

Видео работы прибора:

Комментарии по обновлению прошивки 6.03:

В новой прошивке добавлена поддержка нескольких частот ( 1кГц, 9кГц, 25кГц, 49кГц и 97кГц ) . Каждая из этих частот имеет собственную калибровку, поэтому алгоритм работы прибора поменялся. Теперь при первом включении на всех частотах отсутствует калибровка, это обозначается на экране статусом (—). После проведения калибровки она запоминается и при включении/выключении не пропадает, таким образом не требуется каждый раз калибровать прибор при включении, а лишь в случае необходимости. ( Значения запоминаются в озу прибора, так что в случае пропадания питания они все же будут сбрасываться, но зато ресурс flash мк не тратится при любом количестве перекалибровок ). В новой прошивке кроме добротности, одновременно рассчитывается также тангенс угла потерь.

Изменение в управлении

В новой версии прошивки

кнопка S/P , выбирающая режим замещения при долгом нажатии позволяет переключать частоту, на которой производится измерение.
кнопка REL ,при коротком нажатии активирует режим относительных измерений, что отображается на экране значком >.

В радиолюбительской практике часто бывает необходимо измерить емкость конденсатора или индуктивность катушки. Особенно это актуально для SMD компонентов, на которых отсутствует маркировка. Функция измерения емкости есть во многих мультиметрах, но при измерении небольших емкостей, порядка единиц – десятков пФ, погрешность обычно бывает недопустимо велика.

Индуктивность могут измерять далеко не все мультиметры и, аналогично, в большинстве случаев, погрешность при измерении малых индуктивностей довольно большая. Есть, конечно, точные векторные измерители LC, но их стоимость начинается от 150 USD. Сумма для российского радиолюбителя не малая, особенно учитывая, что такой прибор нужен не каждый день.

Выход есть – собрать измеритель LC своими руками. Еще в 2004 году я разработал и изготовил такой прибор. Его описание было опубликовано в журнале «Радио» №7 за 2004 г. Более 10 лет этот измеритель LC исправно выполнял свои функции, но потом вышел из строя индикатор. В приборе был использован самый дешевый и доступный на момент разработки LCD индикатор типа KO-4B. В настоящее время он снят с производства и найти его почти невозможно.

Поэтому я решил собрать новый вариант измерителя LC на современной элементной базе. Принцип работы прибора остался тот же самый, он основан на измерении энергии, накапливаемой в электрическом поле конденсатора и магнитном поле катушки. При измерении не нужно манипулировать никакими органами управления, достаточно просто подключить измеряемый элемент и считать показания с индикатора.

Принципиальная схема прибора показана на рисунке. Сейчас стоимость платы Arduino практически равна стоимости установленного на ней контроллера, поэтому в качестве основы я использовал плату Arduino-Pro-Mini. Такие платы выпускаются в двух версиях – с напряжением питания 3,3 В и кварцем на 8 мГц, а также 5 В и 16 мГц. В данном случае подойдет только вторая версия – 5 В, 16 мГц. Индикатор – один из самых распространенных на сегодняшний день, Wh2602A фирмы «Winstar» или его аналог. Он имеет две строки по 16 символов.

С целью упрощения схемы и конструкции я использовал операционный усилитель с однополярным питанием типа MCP6002, который допускает работу с уровнями напряжения от нуля до напряжения питания как по входу, так и по выходу. В англоязычных источниках это называется «Rail-to-Rail Input/Output». Возможная замена MCP6001, AD8541, AD8542 и другие, с минимальным потребляемым током, способные работать от однополярного источника 5 В. При поиске задавайте ключевые слова «rail-to-rail input output».

Если в корпусе более одного ОУ, отрицательные входы всех неиспользуемых усилителей нужно подключить к «земле», а положительные – к питанию +5 вольт.

Измерительная схема с незначительными изменениями взята из первого варианта прибора. Принцип измерения следующий. Сигнал возбуждающего напряжения прямоугольной формы с вывода D10 Arduino (порт PB1 микроконтроллера) поступает на измерительную часть схемы. Во время положительной полуволны измеряемый конденсатор заряжается через резистор R1 и диод VD4, а во время отрицательной – разряжается через R1 и VD3. Средний ток разряда, пропорциональный измеряемой емкости, преобразуется с помощью операционного усилителя DA1 в напряжение. Конденсаторы C1 и C2 сглаживают его пульсации.

При измерении индуктивности во время положительной полуволны ток в катушке нарастает до значения, определяемого номиналом резистора R2, а во время отрицательной – ток, создаваемый ЭДС самоиндукции через VD2 и R3, R4 также поступает на вход DA1. Таким образом, при постоянном напряжении питания и частоте сигнала, напряжение на выходе ОУ прямо пропорционально измеряемой емкости или индуктивности.

Но это справедливо только при условии, что емкость успевает полностью зарядиться в течение половины периода возбуждающего напряжения и полностью разрядиться в течение другой половины. Аналогично и для индуктивности. Ток в ней должен успевать нарастать до максимального значения и спадать до нуля. Это обеспечивается соответствующим выбором номиналов R1. R4 и частоты возбуждающего напряжения.

Напряжение, пропорциональное измеренному значению с выхода ОУ через фильтр R9, C4 подается на встроенный 10-и разрядный АЦП микроконтроллера – вывод A1 Arduino (порт PC1 контроллера). Рассчитанное значение индуктивности или емкости отображается на индикаторе. Кнопка SB1 служит для программной коррекции нуля, что компенсирует начальное смещение нуля ОУ, а также емкость и индуктивность клемм и переключателя SA1.

Для повышения точности прибор имеет 9 диапазонов измерения. Частота возбуждающего напряжения на первом диапазоне равна 1мГц. На такой частоте измеряется емкость до

90 пФ и индуктивность до

90 мкГн. На каждом последующем диапазоне частота снижается в 4 раза, соответственно во столько же раз расширяется предел измерения. На 9 диапазоне частота равна примерно 15 Гц, что обеспечивает измерение емкости до

5 мкФ и индуктивности до

5 Гн. Нужный диапазон выбирается автоматически, причем после включения питания измерение начинается с 9 диапазона.

В процессе переключения диапазонов частота возбуждающего напряжения и результат преобразования АЦП отображаются в нижней строке индикатора. Это справочная информация, которая может помочь оценить корректность измерения параметров. Через несколько секунд после стабилизации показаний эта строка индикатора очищается, чтобы не отвлекать внимание пользователя.

Результат измерения отображается в верхней строке. Измеренное значение напряжения с выхода ОУ интерпретируется как емкость или индуктивность в зависимости от положения переключателя SA1.

Стабилизатор напряжения, смонтированный на плате Arduino, очень маломощный. Чтобы не перегружать его, питание подсветки индикатора подается через резистор R11 непосредственно с блока питания прибора. В качестве блока питания используется стабилизированный сетевой адаптер на 9. 12 В с допустимым током нагрузки не менее 100 мА. Диод VD6 защищает прибор от ошибочного подключения к блоку питания обратной полярности. Номинал резистора R11 определяется током светодиодов подсветки индикатора, т.е. необходимой яркостью его свечения.

Измерительный блок смонтирован на печатной плате размерами 40×18 мм. Ее чертеж показан на рисунке. Все постоянные резисторы и конденсаторы в корпусах для поверхностного монтажа типоразмера 1206. Конденсаторы C1 и C2 составлены из двух, включенных параллельно, по 22 мкФ. Диоды VD1. VD4 – высокочастотные с барьером Шоттки. Подстроечные резисторы R3, R5 и R10 малогабаритные типа СП3-19 или их импортные аналоги. DA1 типа MCP6002 в корпусе SOIC.

Номинал емкостей C1, C2 уменьшать не следует. Тумблер SA1 должен быть малогабаритным и с минимальной емкостью между контактами.

Плата Arduino, плата измерительного блока и индикатор монтируются на основной плате. На ней же установлены регулятор контрастности R10, диод VD6, резистор R11, конденсаторы C5, C6, гнездо питания и кнопка калибровки SB1. Индикатор и конденсаторы монтируются со стороны печатных проводников, все остальное – с противоположной стороны.

Все это размещается в корпусе размерами 120х45х35 мм, спаянном из фольгированного гетинакса. Клеммы для подключения измеряемого элемента и переключатель SA1 крепятся непосредственно на корпус. Проводники до SA1 и входных клемм должны быть минимально возможной длины.

Программа для контроллера написана на Си в среде CodeVisionAVR v2.05.0. Совсем не обязательно программировать Arduino в фирменной среде. В контроллер можно загрузить любой HEX файл без программатора с помощью программы XLoader. Однако на плате Arduino-Pro-Mini отсутствует конвертер USB-COM, поэтому придется использовать для программирования внешний конвертер. СтОит он не дорого, а в дальнейшем такой конвертер вам еще пригодится. Так что рекомендую заказать на Aliexpress вместе с платой Arduino-Pro-Mini (5 V, 16 mHz) и модуль USB-COM для ее программирования.

Скачиваем с сайта http://russemotto.com/xloader/ или по ссылке в конце этой странички с моего сайта программу XLoader и устанавливаем ее. Работа с программой проста и интуитивно понятна. Нужно выбрать тип платы – Nano(ATmega328) и номер виртуального COM порта. Скорость обмена 57600 установится сама, менять ее не нужно. Затем указываем путь к HEX файлу прошивки, который находится в папке «Exe» проекта: . Exelcmeter_2.hex. О FUSE битах можно не беспокоиться, они уже выставлены и возможности испортить их нет. После этого нажимаем кнопку «Upload» и ждем несколько секунд до окончания загрузки.

Разумеется, предварительно модуль USB-COM должен быть подключен к USB порту компьютера и для него должен быть установлен драйвер, так, чтобы виртуальный COM порт определился в системе. Разъем программирования на плате Arduino должен быть подключен к соответствующим выводам на плате модуля USB-COM. Внешнее питание на плату во время программирования можно не подавать, она его получит от USB порта компьютера.

Для наладки измерителя LC необходимо подобрать несколько катушек и конденсаторов в диапазоне измерения прибора, имеющих минимальный допуск по номиналу. Если есть возможность, их точные значения следует измерить с помощью промышленного измерителя LC. Учитывая, что шкала линейная, в принципе достаточно одного конденсатора и одной катушки. Но лучше проконтролировать весь диапазон. В качестве образцовых катушек подходят дроссели типа ДМ, ДП.

Устанавливаем движки резисторов R3 и R5 в среднее положение. Переводим SA1 в положение измерения емкости, подаем питание на прибор (к клеммам ничего не подключено) и контролируем результат преобразования АЦП на частоте 1мГц. Эта информация выводится в нижней строке индикатора. Должно быть не менее 15 и не более 30.

Через несколько секунд в верхней строке появится измеренное значение емкости. Если оно отличается от 0.0 pF, нажимаем кнопку коррекции нуля и вновь ждем несколько секунд.

После этого к входным клеммам подключаем образцовую емкость и, вращая движок R5, добиваемся соответствия показаний истинному значению емкости. Оптимально взять емкость номиналом в пределах 4700. 5100 пФ.

Затем подключаем к клеммам конденсатор емкостью 2. 3 пФ и контролируем точность измерения его емкости. Если измеренное значение меньше истинного более, чем на 0,5. 1 пФ, следует увеличить смещение нуля ОУ. Для этого уменьшаем номинал резистора R7. Напряжение на выходе ОУ и результат АЦП должны увеличиться. Если использован операционный усилитель типа «Rail-to-Rail Input/Output» достаточно смещения нуля около 100 мВ, что соответствует результату преобразования АЦП около 20 (к входным клеммам ничего не подключено).

У меня номинал R7 получился 47 кОм, результат АЦП при этом равен 18. 20.

При проведении калибровки обращайте внимание на результат преобразования АЦП, выводимый в нижней строке индикатора. Желательно в качестве эталонной использовать емкость такого номинала, чтобы результат АЦП был по возможности ближе к верхнему пределу измерения на данном диапазоне. Прибор переключается на следующий диапазон, когда результат АЦП превышает 900. Таким образом, для достижения максимально возможной точности измерения, калибровку следует проводить по эталонной емкости, для которой значение АЦП находится в пределах 700. 850.

Затем необходимо проконтролировать весь диапазон и, при необходимости, уточнить положение движка R5, добиваясь точности не хуже +/- 2. 3%.

Настроив прибор в режиме измерения емкости, следует перевести SA1 в нижнее по схеме положение, закоротить входные гнезда и нажать SB1. После коррекции нуля на вход подключается образцовая катушка и резистором R3 выставляются необходимые показания. Цена младшего разряда 0,1 мкГн. Если нужных показаний достичь не удается, следует изменить номинал R4.

Необходимо стремиться к тому, чтобы R2 и сумма (R3+R4) отличались не более, чем на 20%. Такая настройка обеспечит примерно одинаковую постоянную времени «заряда» и «разряда» катушки и, соответственно, минимальную погрешность измерения.

Погрешность не хуже +/- 2. 3% для емкости обеспечивается без труда, с катушками же все обстоит несколько сложнее. Ведь катушка всегда имеет много паразитных параметров – активное сопротивление обмотки, потери в сердечнике на вихревые токи, на гистерезис и др. Кроме того, магнитная проницаемость ферромагнетиков нелинейно зависит от напряженности магнитного поля. Индуктивность при измерении подвергается воздействию однополярных токов, а все реальные ферромагнетики имеют достаточно высокое значение остаточной индукции.

В результате воздействия всех этих факторов показания прибора при измерении индуктивности некоторых катушек могут существенно отличаться от того, что покажет векторный измеритель LC. Тут следует учитывать особенности принципа измерения. Для катушек без сердечника, для незамкнутых магнитопроводов и для ферромагнитных магнитопроводов с зазором точность измерения вполне удовлетворительна, если активное сопротивление катушки не превышает 20…30 Ом. А это значит, что индуктивность всех ВЧ катушек, дросселей, трансформаторов для импульсных источников питания и т.п. можно измерять достаточно точно.

А вот при измерении индуктивности малогабаритных катушек с большим количеством витков тонкого провода и замкнутым магнитопроводом без зазора, особенно из трансформаторной стали, будет большая погрешность. Но ведь в реальной схеме условия работы катушки могут и не соответствовать тому идеалу, который обеспечивается при измерении комплексного сопротивления. Так что еще неизвестно, показания какого прибора будут ближе к реальности.

Самодельный измеритель rlc

Измеритель всего, что попадется под руку (RLC-метр)

РадиоКот >Схемы >Цифровые устройства >Измерительная техника >

Измеритель всего, что попадется под руку (RLC-метр)

В процессе создания радиолюбительских конструкций и ремонта радиоаппаратуры довольно часто приходится сталкиваться с необходимостью измерить тот или иной элемент схемы или подобрать номинал. Обычно присутствующий на столе тестер тут может помочь лишь в измерении сопротивлений, иногда емкости с плохой точностью. Это и явилось причиной создания такого прибора, который был бы способен с приемлемой точностью замерить все возможные параметры электронного компонента, попавшего в руки радиолюбителя, но при этом был достаточно прост по конструкции, недорог в сборке и компактен. В результате была придумана конструкция на мк stm32f100c4t6 с такими параметрами:

позволяет измерять:

резисторы в диапазоне от 0,001Ом до 500кОм
конденсаторы 1нФ – 10000мкф
индуктивности 1мкГн – 10Гн

Для конденсаторов и индуктивностей дополнительно оценивается значение внутреннего сопротивления ( ESR ) и добротность Q

Измерение производится на частоте 1кГц. На измеряемую деталь подается сигнал синусоидальной формы. Амплитуда сигнала зависит от многих факторов. Максимальное ее значение составляет 1В. Во время измерения электролитических конденсаторов данное напряжение не превышает 10мВ, что позволяет производить измерения без выпайки элемента из платы (при этом измеряемая схема не должна быть под напряжением, а сам измеряемый конденсатор должен быть разряжен, те его выводы необходимо ненадолго замкнуть перед измерением, если этого не сделать, то прибор с большой вероятностью сломается).

Прибор потребляет:

в режиме измерения с включенной подсветкой прибора — 20ма,
в выключенном состоянии — 15мка.