Измеритель эпс конденсаторов своими руками

Измерители ЭПС и емкости электролитических конденсаторов. Как дефектовать электролитические конденсаторы.

Все эти измерители ЭПС позволяют производить измерение непосредственно в электронной плате без демонтажа электролитического конденсатора. Cейчас я расскажу о каждом из этих измерителей.

На фотографии показан мой первый измеритель ЭПС — ESR конденсаторов.

Cделал я его еще в 2009 году, схему взял из журнала «Радио» за 2008 год номер 7 страница 26-27, статья называется «Индикатор ЭПС оксидных конденсаторов».

Основные технические характеристики измерителя ЭПС.

Теперь о конструкция этого измерителя ЭПС. Корпус взял готовый, измерительная головка, к сожалению, в корпус не вошла, поэтому я просто головку поднял над корпусом на втулках. Делать шкалу в омах не стал, сделал таблицу, соответствия показания микроамперметра и значение ЭПС конденсаторов. В корпусе так же находится выключатель питания и ручка переменного резистора для установки нуля. Щупы у прибора самодельные, сделаны из корпуса авторучки и иголок.

Внутренности измерителя ЭПС: электронная плата, батарейка, тумблер и переменный резистор.

Работа с этим прибором не вызывает никаких сложностей. Включается питание, щупы надо замкнуть, установить регулятором «0» и можно уже производить измерение ЭПС или ESR конденсаторов.

Конструкцию этого прибора также повторил мой отец с коллегами, когда он работал в компании ФГУП «Российская телевизионная и радиовещательная сеть». Этот прибор на конкурсе рационализаторов и изобретателей, который проводила компания, занял первое место. И мой отец вместе с коллегами за первое место получил бутылку кока-колы и бутылку коньяка.

Еще два самодельных измерителей ESR.

Конструкцию этих измерителей ESR разработал miron63. Берёте, в Яндексе, делаете запрос: «miron63 измеритель ESR», и в поиске находится документация. Вся документация и прошивки микроконтроллеров лежат в открытом доступе.
В отличие от предыдущего измерителя ESR, этот измеритель ESR так же может мерить индуктивность, емкость, частоту, считать число импульсов. Для этого у измерителя сделаны три разъема для проведения измерений данных параметров. Верхний разъем — ЭПС и емкость, средний разъем — индуктивность и емкость обычных конденсаторов, нижний разъем — частота и счетчик импульсов.
У miron63 несколько версий измерителя: я изготовил в начале версию 2, затем версию 3. В основном различия только по используем в них деталях и немного другая схемотехника, в принципе, параметры все у них одинаковые.

Основные технические характеристики измерителя ЭПС и емкости конденсаторов от miron63.

Конструкция измерителей: корпуса я делал для этих измерителей сам, сделаны они из стали, так же к измерителям сделал комплект щупов под разные нужды. Платы изготовлены методом ЛУТ.

Вместо разъемов тюльпан, которые применял автор в своих конструкциях, я применил разъемы BNC. Они более надежные по сравнению с тюльпанами. Окошко жидкокристаллических индикаторов я защитил стёклышком, изготовив его из пластиковой упаковки.

Измеритель ЭПС и емкости конденсаторов, версия 2.0. от miron63.

Вместо батареи на 9 вольт, который применил у себя автор, я в своем измерителе ЭПС применил металл гидридный аккумулятор и заряжаю его с помощью 12 вольтового блока питания. В корпусе сделано гнездо для подключения зарядного устройства. Точно такая же доработка применена в измерителе ЭПС версии 3.0.

Измеритель ЭПС и емкости конденсаторов, версия 3.0. от miron63.

Как дефектовать конденсаторы?

Видео. Измеритель ESR и емкости конденсаторов.

Измеритель ESR (ЭПС) конденсаторов — приставка к цифровому мультиметру

Сразу предупреждаю, статью пишу как любитель для любителей, так что уровень и стиль изложения соответствующий. Итак, к сути вопроса.

Существует масса схем для измерения, или же оценки эквивалентного последовательного сопротивления (equivalent series resistance) конденсаторов, особо желающие могут ознакомиться с ними, например, здесь:

Останавливаться на теории, а также полезности устройства — не буду, данную информацию несложно найти на просторах интернет.

Перейду сразу к делу — существует множество причин, по которым для меня интерес представляли простые схемы, без использования трансформаторов, микроконтроллеров, с готовыми печатными платами, и очень желательно — на имеющейся у меня в наличии элементной базе.

Таким образом, выбор был между схемами на базе микросхем К155ЛА3 (четыре логических элемента 2И-НЕ), К561ЛА7 (четыре логических элемента 2И-НЕ), таймера 555 (NE555, LC555, LM555, LC7555).

В результате я остановился на схеме, разработанной финским радиолюбителем, и подробно описанной на следующем сайте:

Там же имеются ссылки на схему и архив с файлами проекта для программы Eagle, при помощи которых в несколько нажатий мышью получаем готовую печатную плату.

Совсем ленивые могут скачать готовый PDF файл здесь.

Плату собирал по схеме №2:

Но за ненадобностью не запаивал операционный усилитель LM358 и его обвязку, так как мне не требуется подключать схему к стрелочному амперметру, то есть получать на выходе зависимость мА/Ом, а достаточно получить зависимость В/Ом.

В основном схема выбрана по причине того, что в её основе лежит высокостабильный генератор прямоугольных импульсов, или просто — таймер. Таким образом, не требуется специальных ухищрений, чтобы получить необходимую для измерения ESR частоту, в данном случае — 100кГц.

У данной схемы, конечно же, есть недостатки, как например:

— узкий диапазон измерений: от 0,1 мОм, до 1 Ом, что накладывает ограничение на нижний порог диапазона емкостей конденсаторов — он начинает где-то от 100мкФ, ниже справочная информация:

— автор часто забывал указывать номиналы деталей, так что приходилось сверять два варианта схемы, а также фотографию готовой платы на оригинальном сайте;

— наличие в схеме стабилизатора напряжения, для получения 12В, что во-первых — требует питания устройства от двух батареек типа «крона», и во-вторых — означает бОльшее потребление, за счет потерь на стабилизаторе (забегая вперед, хочу отметить, что в итоге устройство потребляет 40-42мА).

Далее всё просто — при помощи прямых рук и технологии лазерного утюга, была получена следующая печатная плата:

Которая была сразу же вручную залужена при помощи канифоли и самого обычного припоя, а предварительно не иначе как сдуру — засверлены отверстия:

И были запаяны детали, резисторы и конденсаторы в подавляющем большинстве в SMD исполнении, размера 0805:

Таймер NE555N вставил на запаянную ранее панельку.

Также были сделаны следующие отступления от оригинала:

— D3 — диод Шоттки 1N5819 (40В, 1А);

— диоды D2 и D5 — вместо стандартных выпрямительных BY255 (1300В, 3А) использовал ультрабыстродействующие HER308 (1000В, 3А);

— D4 — вместо универсального выпрямительного диода 1N4004 (400В, 1А) использовал RL205 (600В, 2А);

— вместо подстроечного резистора на 1 МОм использовал переменный на 220кОм (по факту

190кОм), и один постоянный резистор на 820кОм (чтобы выставить «0» понадобилось, чтобы между земляным полигоном и 1N5819 было постоянно

190кОм, а между землёй и «+» выходом на мультиметр была возможность регулировки от нуля до 190+820=1010кОм);

— транзисторы использовал рекомендованные, так как они остались в закромах после ремонта одного из усилителей, ну а у кого нет ВС547С (NPN, 50V, 0.1A, 300MHz, h=420-800), хочу успокоить — это аналоги наших родных и знакомых КТ3102Г (NPN, 20V, 0.1A, 300MHz, h=400-1000), КТ3102Е (NPN, 20V, 0.1A, 300MHz, h=400-1000), но рассчитаны на более высокое напряжение, что в нашей схеме не принципиально. Только не забудьте сверить цоколевку выводов. Возможно подойдут маломощные универсальные 2SC945 (NPN, 50V, 0.1A, 250MHz), по всей видимости желательно с буквой «P» (h=200-400), а лучше — «К» (h=300-600) на конце маркировки;

— конденсаторы C1, C2 и C4 — 100мкФ (C1, C2 — на напряжение где-то на 1/3 больше 18В, лично я взял то, что было под рукой — 100мкФ, 50В и 63В);

— в качестве стабилизатора 12В использовал К142ЕН8Б (итоговое напряжение 11,87В).

В итоге устройство запустилось сразу, после описанных ранее манипуляций с подстроечным резистором — показания при измерении стали похожи на правду, в действии выглядит следующим образом:

В принципе я доволен, хоть и осталось нерешенными несколько вопросов:

1) Думаю над вариантами питания схемы от блока питания, после чего определюсь в какой из имеющихся корпусов упаковать данный девайс. Возможно попробую собрать повышающий DC-DC преобразователь на MC34063, чтобы выбросить из схемы стабилизатор, и оставить для питания только одну батарейку.

2) Не могу придумать каким образом правильно откалибровать устройство, и есть подозрение, что точность измерения страдает, вот пример:

— выставляю 0,1 В по постоянному резистору 0,1 Ом (на фото), но при измерении сопротивления 1 Ом — получаю около 0,8 В;

— выставляю 1 В по резистору 1 Ом, измеряю сопротивление резистора 0,1 Ом — получаю около 0,2 В.

В общем, устройство работает, свою функцию отбраковки негодных электролитических конденсаторов выполняет, но без калибровки это не измерительное устройство, а «показометр», с возможностью приблизительной оценки состояния измеряемого конденсатора.

Прибор во временном корпусе:

Надеюсь мой опыт кому-нибудь будет полезен. Благодарю за терпение и внимание.

ПРИСТАВКА К МУЛЬТИМЕТРУ ESR МЕТР

То, что такой измеритель необходим радиолюбителю не только узнал от других, но и сам прочувствовал, когда взялся ремонтировать старинный усилитель — тут нужно достоверно проверить каждый электролит стоящий на плате и найти пришедший в негодность или произвести 100% их замену. Выбрал проверку. И чуть не купил через интернет разрекламированный приборчик под названием «ESR – mikro». Остановило то, что уж больно здорово хвалили – «через край». В общем, решился на самостоятельные действия. Так как на микроконтроллерные устройства замахиваться не хотелось — выбрал самую простую, если не сказать примитивную схему, но с очень хорошим (тщательным) описанием. Вник в информацию и имея некоторую склонность к рисованию принялся разводить свой вариант печатной платы. Чтобы помещалась в корпус от толстого фломастера. Не получилось – не все детали входили в планируемый объём. Одумался, нарисовал печатку по образу и подобию авторской, протравил и собрал. Собрать получилось. Всё вышло очень продумано и аккуратно.

Вот только работать пробник не захотел, сколько с ним не бился. А мне не захотелось отступать. Для лучшего восприятия схемы перечертил её на «свой лад». И так «родная» (за две недели мытарств), стала она и более понятной визуально.

Схема ESR метра

А печатную плату доделал по-хитрому. Стала она «двухсторонней» — со второй стороны расположил детали, не уместившиеся на первой. Для простоты решения, возникшего затруднения, разместил их «навесом». Тут не до изящества — пробник нужен.

Протравил печатную плату и запаял детали. Микросхему в этот раз поставил на панельку, для подачи питания приспособил разъем, который можно надёжно укрепить на плате при помощи пайки и корпус в дальнейшем уже можно «вешать» на него. А вот подстроечный резистор, с которым пробник заработал лучше всего, нашёл у себя только такой – далеко не миниатюрный.

Обратная сторона – плод прагматичности и вершина аскетизма. Что-то сказать здесь можно только про щупы, несмотря элементарность исполнения они вполне удобны, а функциональность так вообще выше всяческих похвал — способны на контакт с электролитическим конденсатором любого размера.

Всё поместил в импровизированный корпус, место крепления – резьбовое соединение разъёма питания. На корпус, соответственно пошёл минус питания. То есть он заземлён. Какая ни есть, а защита от наводок и помех. Подстроечник не вошёл, зато всегда «под рукой», будет теперь потенциометром. Вилка от радиотрансляционного динамика, раз и навсегда, позволит избежать путаницы с гнёздами мультиметра. Питание от лабораторного БП, но при помощи персонального провода с вилкой от ёлочной гирлянды.

И оно, это чудо неказистое, взяло и заработало, причём сразу и как надо. И с регулировкой никаких проблем – соответствующий одному ому, один милливольт выставляется легко, примерно в среднем положении регулятора.

А 10 Ом соответствует 49 мВ.

Исправный конденсатор, соответствует примерно 0,1 Ом.

Неисправный конденсатор, соответствует более 10 Ом. С поставленной задачей пробник справился, неисправные электролитические конденсаторы на плате ремонтируемого устройства были найдены. Все подробности относительно этой схемы найдёте в архиве. Максимально допустимые значения ESR для новых электролитических конденсаторов указаны в таблице:

А некоторое время спустя захотелось придать приставке более презентабельный вид, однако усвоенный постулат «лучшее — враг хорошего» трогать его не позволил – сделаю другой, более изящный и совершенный. Дополнительная информация, в том числе и схема исходного прибора, имеется в приложении. Про свои хлопоты и радости поведал Babay.

Форум по обсуждению материала ПРИСТАВКА К МУЛЬТИМЕТРУ ESR МЕТР

Пайка SMD компонентов 1206, 0805, MELF, SO8, SO14, SO28, TQFP32 в домашних условиях обычным паяльником.

Как правильно выбрать резистор для LED, а также способы питания светодиодов.

Изучим теорию работы и проведём несколько опытов с 1N4148 — диодом быстрого переключения.

Самодельный светодиодный драйвер для фотосъёмки с возможностью переключения цветовой температуры.