В этой статье представлено устройство - тестер полупроводниковых элементов. Прототипом этого устройства послужила статья размещенная на одном из немецких сайтов. Тестер с высокой точностью определяет номера и типы выводов транзистора, тиристора, диода и др. Будет очень полезен начинающему радиолюбителю.
Типы тестируемых элементов
(имя элемента - индикация на дисплее):
- NPN транзисторы - на дисплее "NPN"
- PNP транзисторы - на дисплее "PNP"
- N-канальные-обогащенные MOSFET - на дисплее "N-E-MOS"
- P-канальные-обогащенные MOSFET - на дисплее "P-E-MOS"
- N-канальные-обедненные MOSFET - на дисплее "N-D-MOS"
- P-канальные-обедненные MOSFET - на дисплее "P-D-MOS"
- N-канальные JFET - на дисплее "N-JFET"
- P-канальные JFET - на дисплее "P-JFET"
- Тиристоры - на дисплее "Tyrystor"
- Симисторы - на дисплее "Triak"
- Диоды - на дисплее "Diode"
- Двухкатодные сборки диодов - на дисплее "Double diode CK"
- Двуханодные сборки диодов - на дисплее "Double diode CA"
- Два последовательно соединенных диода - на дисплее "2 diode series"
- Диоды симметричные - на дисплее "Diode symmetric"
- Резисторы - диапазон от 0,5 К до 500К [K]
- Конденсаторы - диапазон от 0,2nF до 1000uF
При измерении сопротивления или емкости устройство не дает высокой точности
Описание дополнительных параметров измерения:
- H21e (коэффициент усиления по току) - диапазон до 10000
- (1-2-3) - порядок подключенных выводов элемента
- Наличие элементов защиты - диода - "Символ диода"
- Прямое напряжение – Uf
Напряжение открытия (для MOSFET) - Vt
Емкость затвора (для MOSFET) - C=
Схема устройства:
Схема устройства без транзисторов:
Программирование микроконтроллера
Если вы используйте программу AVRStudio достаточно в настройках fuse-битов записать 2 конфигурационных бита: lfuse = 0xc1 и hfuse = 0xd9. Если Вы используйте другие программы настройте fuse-биты в соответствие с рисунком. В архиве находятся прошивка микроконтроллера и прошивка EEPROM, а также макет печатной платы.
Fuse-биты mega8
Процесс измерения достаточно прост: подключите тестируемый элемент к разъему (1,2,3) и нажмите кнопку "Тест". Тестер покажет измеренные показания и через 10 сек. перейдет в режим ожидания, это сделано для экономии заряда батареи. Батарея используется напряжением 9V типа "Крона".
Тестирование симистора
Тестирование диода
Тестирование светодиода
Тестирование сдвоенного диода
Тестирование MOSFET
Тестирование транзистора NPN
Но, среди радиодеталей есть и такие, проверить которые рядовым мультиметром сложно, а порой и невозможно. К таким можно отнести полевые транзисторы (как MOSFET , так и J-FET ). Также, обычный мультиметр не всегда имеет функцию замера ёмкости конденсаторов, в том числе и электролитических. И даже если таковая функция имеется, то прибор, как правило, не измеряет ещё один очень важный параметр электролитических конденсаторов - эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС или ESR ).
С недавнего времени стали доступны по цене универсальные измерители R, C, L и ESR. Многие из них обладают возможностью проверки практически всех ходовых радиодеталей.
Давайте узнаем, какими возможностями обладает такой тестер. На фото универсальный тестер R, C, L и ESR - MTester V2.07 (QS2015-T4). Он же LCR T4 Tester. Приобрёл я его на Алиэкспресс . Не удивляйтесь, что прибор без корпуса, с ним он стоит куда дороже. вариант без корпуса, а с корпусом.
Тестер радиодеталей собран на микроконтроллере Atmega328p. Также на печатной плате имеются SMD-транзисторы с маркировкой J6 (биполярный S9014), M6 (S9015), интегральный стабилизатор 78L05, TL431 - прецизионный регулятор напряжения (регулируемый стабилитрон), SMD-диоды 1N4148, кварц на 8,042 МГц. и "рассыпуха" - планарные конденсаторы и резисторы.
Прибор запитывается от батарейки на 9V (типоразмер 6F22). Впрочем, если такой нет под рукой, прибор можно запитать и от стабилизированного блока питания .
На печатной плате тестера установлена ZIF-панель. Рядом указаны цифры 1,2,3,1,1,1,1. Дополнительные клеммы верхнего ряда ZIF-панели (те, которые 1,1,1,1) дублируют клемму под номером 1. Это для того, чтобы было легче устанавливать детали с разнесёнными выводами. Кстати, стоит отметить, что нижний ряд клемм дублирует клеммы 2 и 3. Для 2 отведено 3 дополнительных клеммы, а для 3 уже 4. В этом можно убедиться, осмотрев разводку печатных проводников на другой стороне печатной платы.
Итак, каковы же возможности данного тестера?
Замер ёмкости и параметров электролитического конденсатора.
Также советую заглянуть на страничку, где рассказывается о разновидностях полевых транзисторов и их обозначении на схеме . Это поможет понять, что же вам показывает прибор.
Проверка биполярных транзисторов.
В качестве подопытного "кролика" возьмём наш КТ817Г. Как видим, у биполярных транзисторов измеряется коэффициент усиления hFE (он же h21э ) и напряжение смещения Б-Э (открытия транзистора) Uf . Для кремниевых биполярных транзисторов напряжение смещения находится в пределах 0,6 ~ 0,7 вольт. Для нашего КТ817Г оно составило 0,615 вольт (615mV).
Составные биполярные транзисторы тоже распознаёт. Вот только параметрам на дисплее я бы верить не стал. Ну, действительно. Не может составной транзистор иметь коэффициент усиления hFE = 37. Для КТ973А минимальный hFE должен быть не менее 750.
Как оказалось, структуру для КТ973А (PNP) и КТ972А (NPN) определяет верно. Но вот всё остальное замеряет некорректно.
Стоит учесть, что если хотя бы один из переходов транзистора пробит, то тестер может определить его как диод.
Проверка диодов универсальным тестером.
Образец для испытаний - диод 1N4007.
Для диодов указывается падение напряжения на p-n переходе в открытом состоянии Uf . В техдокументации на диоды указывается как V F - Forward Voltage (иногда V FM ). Замечу, что при разном прямом токе через диод величина этого параметра также меняется.
Для данного диода 1N4007 : V F =677mV (0,677V). Это нормальное значение для низкочастотного выпрямительного диода. А вот у диодов Шоттки это значение ниже, поэтому их и рекомендуют применять в устройствах с низковольтным автономным питанием.
Кроме этого тестер замеряет и ёмкость p-n перехода (C =8pF).
Результат проверки диода КД106А. Как видим, ёмкость перехода у него во много раз больше, чем у диода 1N4007. Аж 184 пикофарады!
Если вместо диода установить светодиод и включить проверку, то во время тестирования он будет задорно помигивать.
Для светодиодов тестер показывает ёмкость перехода и минимальное напряжение, при котором светодиод открывается и начинает излучать. Конкретно для этого красного светодиода оно составило Uf = 1,84V.
Как оказалось, универсальный тестер справляется и с проверкой сдвоенных диодов, которые можно встретить в компьютерных блоках питания, преобразователях напряжения автоусилителей, всевозможных блоках питания.
Проверка сдвоенного диода MBR20100CT .
Тестер показывает падение напряжения на каждом из диодов Uf = 299mV (в даташитах указывается как V F ), а также цоколёвку. Не забываем, что сдвоенные диоды бывают как с общим анодом, так и общим катодом.
Проверка резисторов.
Данный тестер отлично справляется с замером сопротивления резисторов, в том числе переменных и подстроечных. Вот так прибор определяет подстроечный резистор типа 3296 на 1 кОм. На дисплее переменный или подстроечный резистор отображается в виде двух резисторов, что не удивительно.
Также можно проверить постоянные резисторы с сопротивлением вплоть до долей ома. Вот пример. Резистор сопротивлением 0,1 Ома (R10).
Замер индуктивности катушек и дросселей.
На практике не менее востребована функция замера индуктивности у катушек и дросселей . И если на крупногабаритных изделиях наносят маркировку с указанием параметров, то вот на малогабаритных и SMD-индуктивностях такой маркировки нет. Прибор поможет и в этом случае.
На дисплее результат измерения параметров дросселя на 330 мкГ (0,33 миллиГенри).
Кроме индуктивности дросселя (0,3 мГ) тестер определил его сопротивление постоянному току - 1 Ом (1,0Ω).
Маломощные симисторы данный тестер проверяет без проблем. Я, например, проверял им MCR22-8 .
А вот более мощный тиристор BT151-800R в корпусе TO-220 прибор протестировать не смог и отобразил на дисплее надпись "? No, unknown or damaged part" , что в вольном переводе означает "Отсутствует, неизвестная или повреждённая деталь".
Кроме всего прочего, универсальный тестер может замерять напряжение батареек и аккумуляторов.
Я был обрадован ещё и тем, что данным прибором можно проверить оптопары. Правда, проверить такие «составные» детали можно только в несколько этапов, поскольку они состоят минимум из двух изолированных между собой частей.
Покажу на примере. Вот внутреннее устройство оптопары TLP627.
Излучающий диод подключается к выводам 1 и 2. Подключим их к клеммам прибора и посмотрим, что он нам покажет.
Как видим, тестер определил, что к его клеммам подключили диод и отобразил напряжение, при котором он начинает излучать Uf = 1,15V. Далее подключаем к тестеру 3 и 4 выводы оптопары.
На этот раз тестер определил, что к нему подключили обычный диод. В этом нет ничего удивительного. Взгляните на внутреннюю структуру оптопары TLP627 и вы увидите, что к выводам эмиттера и коллектора фототранзистора подключен диод. Он шунтирует выводы транзистора и тестер "видит" только его.
Так мы проверили исправность оптопары TLP627. Похожим образом мне удалось проверить и маломощное твёрдотельное реле типа К293КП17Р.
Теперь расскажу о том, какие детали этим тестером НЕ проверить.
Мощные тиристоры. При проверке тиристора BT151-800R прибор показал на дисплее биполярный транзистор с нулевыми значениями hFE и Uf. Другой экземпляр тиристора определил как неисправный. Возможно, это действительно так и есть;
Стабилитроны . Определяет как диод. Основных параметров стабилитрона вы не получите, но можно удостовериться в целостности P-N перехода. Производителем заявлено корректное распознавание стабилитронов с напряжением стабилизации менее 4,5V.
При ремонте всё-таки рекомендую не полагаться на показания прибора, а заменять стабилитрон новым, так как бывает, что стабилитроны исправны, но напряжение стабилизации «гуляет»;
Любые микросхемы, такие как интегральные стабилизаторы 78L05, 79L05 и им подобные. Думаю, пояснения излишни;
Динисторы . Собственно, это понятно, так как динистор открывается только при напряжении в несколько десятков вольт, например, 32V, как у распространённого DB3;
Ионисторы прибор также не распознаёт. Видимо из-за большого времени заряда;
Варисторы определяет как конденсаторы;
Однонаправленные супрессоры определяет как диоды.
Универсальный тестер не останется без дела у любого радиолюбителя, а радиомеханикам сэкономит кучу времени и денег.
Стоит понимать, что при проверке неисправных полупроводниковых элементов, прибор может определить тип элемента некорректно. Так, биполярный транзистор с одним пробитым p-n переходом, он может определить как диод. А вздувшийся электролитический конденсатор с огромной утечкой распознать как два встречно-включенных диода. Такое бывало. Думаю, не надо объяснять, что это свидетельствует о негодности радиодетали.
Но, стоит учесть тот факт, что также имеет место и некорректное определение значений из-за плохого контакта выводов детали в ZIF-панели. Поэтому в некоторых случаях следует повторно установить деталь в панель и провести проверку.
Подобный тестер уже собирал, но решил сделать еще один походный вариант, так как иногда требуется такой приборчик вне дома - например на ремонтах радиоаппаратуры по вызову. Принципиальная схема показана далее, так как размер большой, то это уменьшенная копия. Кликните по ней.
Схема тестера на atmega328
Для питания прибора решено было использовать литий-ионную батарейку от старого мобильника, телефон китаец уже умер, а вот батарейка еще была полна емкости и готова питать устройства. Так вот, убрав контроллер и подпаяв выводы, она как раз была успешно размещена в корпусе будущего прибора и прекрасно подходила для данной схемы как по параметрам, так и по размерам.
Часть преобразователя на плате, который изначально был предусмотрен под измерение стабилитронов с применением 328 меги с большим объемом памяти и большим функционалом, решено было использовать как преобразователь для работы от такой батарейки. Подобрав номиналы добился оптимального коэффициента полезного действия и напряжения, которое преобразуется примерно с 4 вольт в 9 вольт.
Дисплей соединяется через специально запаянный разъем, а соединение дисплея через стойки и болты делают конструкцию более прочными, тем более против откручивания и расшатывания соединений все фиксируется прочным клеем.
Плата имеет небольшое количество малодефицитных запчастей, сердце прибора - микроконтроллер мега-8, преобразователь на микросхеме 34063.
Разъемы для измерения более мелких запчастей - это дип панелька (кроватка) для микросхем, а для более крупных - сборный клемник 2+2 зажима, которые запаяны параллельно с панелькой.
Для того, чтобы батарейка полностью не садилась, используется режим автоматического отключения заложенного в прошивке после 5 измерений, если деталь не подключена, прибор проходит в режим ожидания, при этом дисплей прибора отключается и прибор потребляет не 150 мА, а 10-15 мА - то есть работает только преобразователь уже и не более, но чтоб исключить разрядку окончательно, когда прибор уже собрались положить в карман, есть выключатель питания, который разъединяет при нажатии на кнопку батарею с платой окончательно.
Кнопка "тест", используемая при тестировании деталей, не фиксированная, она с самовозвратом. Пластиковый корпус был куплен в хозяйственном магазине за 15 рублей, завезли хорошие не выпуклые мыльницы, все платы как раз влезли и свободного места почти не осталось внутри.
Разъем для зарядки при подключение внешнего разъема отключает схему прибора и подключается только к батарее для зарядки (своеобразный встроенный переключатель в приборе). Все нужные для повторения тестера файлы вы можете скачать в общем
Я собирал этот тестер используя информацию с разных форумов. Схем существует несколько вариантов (но не столько, сколько прошивок)
В итоге получился компактный, недорогой не требующий точных деталей в схеме, удобный и функциональный приборчик!
Типы тестируемых деталей:
(имя элемента - индикация на дисплее):
- NPN транзисторы - на дисплее "NPN"
- PNP транзисторы - на дисплее "PNP"
- N-канальные-обогащенные MOSFET - на дисплее "N-E-MOS"
- P-канальные-обогащенные MOSFET - на дисплее "P-E-MOS"
- N -канальные-обедненные MOSFET - на дисплее "N-D-MOS"
- P -канальные-обедненные MOSFET - на дисплее "P-D-MOS"
- N-канальные JFET - на дисплее "N-JFET"
- P-канальные JFET - на дисплее "P-JFET"
- Тиристоры - на дисплее "Tиристор"
- Симисторы - на дисплее "ТРИАК"
- Диоды - на дисплее "Диод"
- Двухкатодные сборки диодов - на дисплее "Дв диод CA"
- Двуханодные сборки диодов - на дисплее " Дв диод CС"
- Два последовательно соединенных диода - на дисплее "2 диода послед."
- Диоды симметричные - на дисплее "2 диода встречные"
- Резисторы - диапазон от 1 Ом до 10 МОм [Ом,KОм]
- Конденсаторы - диапазон от 0,2nF до 5000uF
Описание дополнительных параметров измерения:
- H21e (коэффициент усиления по току) - диапазон до 1000
- (1-2-3) - порядок подключенных выводов элемента
- Наличие элементов защиты - диода - "Символ диода"
- Прямое напряжение – Uf
- Напряжение открытия (для MOSFET) - Vt
- Емкость затвора (для MOSFET) - C=
Фьюзы для PonyProg
Так-же можно, с помощью PonyProg откорректировать константы измерения C и R на фото отмечены ячейки.
Число в средней ячейке буфера меняем с шагом + или - 1 (зависит в какую сторону нужно вносить правку и на сколько, это может быть и число 10),
после изменения числа в ячейке, программируем МК, затем делаем тест известной детали, сравниваем до и после.
Повторяем при необходимости процедуру.
Прошивка для ATmega8 и ATmega8А, в архиве (английский и русский
EEPROM, правильное отображение в кирилице µ
и Omega
) Tr-TestNew_11_01_2011.rar
Печатная плата lay, под индикатор 1602В, скачать архив здесь Tester_P-P.rar
По большому счёту, наладки и настройки прибора особой нет, любители конечно могут подстроить показания R и C так вроде это уже подробно расписано и проблем тоже не должно быть.
Вот и на сайте автора, я посмотрел на что нужно обратить внимание при запуске и настройке прибора.
Перевод мой вольный но смысл я думаю полностью одинаков.
Поиск и устранение неисправностей
Если что-то стало показывать на дисплее, проверить следующие параметры:
Правильность подключения к LCD (проверяем по датшиту разводку ЖК индикатора)?
С HD44780 ЖК-совместимый контроллер?
Проверить фьюзы бит ATMega8, правильно (внутренний генератор на 1 МГц)?
Прошит ли ЕЕР. файл, считать в EEPROM контроллера?
Возможно LCD нуждаются в подстройке напряжение контраста. Сопротивление должно быть отрегулировано в любом случае LCD настраивается для получения хорошего контраста (при необходимости использовать потенциометр).
Если собрана плата на компонентах правильной комплектации, и правильный порядок подключения к щупам, показывает что компонент обнаружен, хотя он не подключен или такие данные, такие как коэффициент усиления для различных последовательностей подключения существенно расходятся, смотреть остаток флюса на дорожках, плохой состав флюса или аналогичные компоненты для пайки, нужно пересмотреть и очистить. Между дорожек на изм. щупы не должно оставаться остаточного компонента флюса. Флюс обычно немного проводящий, приведёт к утечке протекающего тока через флюс, и к искажению результата.
Все, вот такие всемирные рекомендации,
ничего нового и ничего особенного,(условие применение номиналов деталей соблюдается в первую очередь) смотреть нужно только ошибки монтажа, а это скажу я вам, не всегда просто, ведь легче найти ошибку у других, чем признать свою ошибку (шутка)........
Данный прибор предназначен для измерения параметров радиодеталей. тестер умеет определять вывода диодов, транзисторов, светодиодов. Показывает емкость конденсаторов и резисторов в определенном диапазоне. Ниже в архиве есть несколько вариантов печатных плат, в том числе и для SMD монтажа.
Характеристики прибора следующие:
Сопротивления: от 1 Ома до 10 МОм
Конденсаторы: от 190пФ до 10000мкф чем больше ёмкость, тем дольше длятся измерения. Разряжайте конденсаторы перед измерениями!
Диоды, светодиоды - показывает где какие выводы и один параметр
Определение и индикация наличия защитных диодов в транзисторах и MOSFET
Тринисторы, тиристоры - просто показывает что это тиристор и где какие выводы
Транзисторы - показывает где какие выводы и пару параметров
Точность измерений правильнособранного дэвайса зависит от точности шести резисторов, думаю понятно каких. Чем они точнее и по параметрам одинаковые, тем точность и правильность измерений будет верной.
Схема тестера:
Рисунок печатной платы в варианте DIP:
Расшифровка выводимой информации на дисплее данного прибора:
NPN - Transistor NPN
PNP - Transistor PNP
N-E-MOS N-Kanal - обогащенный канал
P-E-MOS P-Kanal - обогащенный канал
N-D-MOS N-Kanal - обедненный канал
P-D-MOS P-Kanal - обедненный канал
N-JFET N-Kanal - JFET
P-JFET P-Kanal - JFET
Thyristor - Тиристор
Triac - Симистор
Vt Напряжение открытия (для MOSFET)
C= Емкость затвора (для MOSFET)
H21e (коэффициент усиления по току) - диапазон до 10000
Uf Прямое напряжение
Diode Диод
В разных версиях прошивок выводимая информация может отличаться. В данной статье рассмотрен проект на микроконтроллере Atmega8, в сети есть доработанные варианты прошивок и на других микроконтроллерах. Данный прибор достаточно точен, полный фотоотчет делать не стал, для примера несколько фоток сделал...
Диодная сборка (два диода в одном корпусе)
Транзистор КТ819:
Светодиод:
файлы прошивок (~8кб.)
Скачать файлы печатной платы: , варианты.