Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Budowa analogowego miernika ESR

megabit 04 Sty 2011 20:33 11851 14
  • Budowa analogowego miernika ESR

    Przedstawione urządzenie służy do pomiaru zastępczej rezystancji (impedancji) szeregowej (ESR) różnych kondensatorów. Umożliwia on dobranie kondensatorów o najlepszych parametrach do pracy w ciężkich warunkach, bądź ocenę kondycji wylutowanych lub starych kondensatorów, które ze względu na różne czynniki (jak np. wysychanie elektrolitu) będą nagrzewały się, miały duży prąd upływu i słabe właściwości filtrujące. Dodatkową zaletą miernika jest możliwość (w prawie wszystkich przypadkach) pomiaru ESR bezpośrednio w układzie, bez konieczności wylutowania kondensatora, co daje duże możliwości serwisowania sprzętu bez konieczności jego demontażu.

    Zasada działania opiera się na prostym mierniku rezystancji, tyle że zamiast napięcia stałego używa zmiennego 200mV o częstotliwości 50kHz. Zastosowany ustrój pomiarowy to mikroamperomierz o zakresie 50uA ze zmienioną skalą(podłączony przez trymerek kalibrujący). Zasilanie układu jest możliwe z napięć z zakresu 7-15V, wewnętrzny stabilizator 78L05 obniża je do poziomu 5V. Autor poleca zasilanie baterią 9V, która powinna wystarczyć na koło 100h pracy. Jedyną częścią mogącą sprawić problemy jest transformatorek ferrytowy. Autor zastosował rdzeń typu EE o oznaczeniu EA-77-188 (przekrój: 22mm^2, wymiary: 19x16x5mm) na który nawinięto 400 zwojów drutu AWG36 (0,13mm) oraz 20 zwojów AWG26 (0,4mm). Kalibrację przeprowadza się za pomocą rezystorów 1-22om, ołówkiem nanosząc na skalę wychylenia wskazówki. Następnie możemy zaprojektować nową elegancką skalę na komputerze :)

    Schemat:
    Budowa analogowego miernika ESR

    Budowa analogowego miernika ESR

    Źródło: http://ludens.cl/Electron/esr/esr.html

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
  • #2
    stayout
    Poziom 13  
    Złożyłem miernik - a raczej tester na szybko na płytce stykowej. Działa tak jak powinien tylko ustój pomiarowy miałem pod ręką jedynie 300µA przez co odczytanie wartości poniżej 1Ω jest trochę utrudnione. Gdyby ktoś szukał transformatorka do tego to odpowiedni można znaleźć w świetlówkach energooszczędnych. Nawet przełożenie jest to samo więc obyło się bez przewijania.
  • #3
    DarkLeon
    Poziom 14  
    Witam, przepraszam że się czepiam szczegółu ale w schemacie nie ma trymera tylko jest potencjometr. Nawet na stronie autor projektu pisze że użył potencjometru.
    Pozdrawiam
  • #4
    megabit
    Poziom 18  
    Trymer to również poprawna nazwa potencjometru (montażowego), ale faktycznie - kiedyś nazywano tak kondensatorki montażowe o zmiennej pojemności.
  • #5
    szyko1
    Poziom 15  
    Witam
    Cytat:
    Dodatkową zaletą miernika jest możliwość (w prawie wszystkich przypadkach) pomiaru ESR bezpośrednio w układzie, bez konieczności wylutowania kondensatora

    Nie za bardzo rozumiem w jaki sposób, dlaczego reszta układu nie będzie wpływała na pomiar ?
  • #6
    gasak
    Poziom 17  
    Pewnie z tego względu, że dla przebiegów zmiennych kondensator stanowi niemalże zwarcie więc nawet połączony równolegle z np. rezystorem da wypadkową jeszcze mniejszą.
  • #7
    wkopacz
    Poziom 12  
    Witam,
    na stronie "źródłowej" napisano, że amplituda sygnału pomiarowego nie przekracza 200mV, stąd układy aktywne (tranzystory i diody, itp) nie powinny wpływać na jego działanie, ponieważ jest to wartość poniżej progu ich zadziałania (od 0,4 do 0,6 V).
    pozdr, wk
  • #8
    zorg666
    Poziom 21  
    - gdzie można znależć ten transformatorek, opócz świetlówkek energooszczędnych ?
    - w jakim sklepie wysyłkowym.
  • #9
    pudzianowski
    Poziom 29  
    Zastanawiam się nad budową tego typu urządzenia. Nasuwa mi się kilka pytań, może ktoś z Kolegów Elektrodowiczów "oświeci" mnie. :D
    Jak w praktyce wygląda sprawdzenie danego kondensatora? Odczytujemy wynik pomiaru i jak dokładnie wygląda jego interpretacja? Kondensatory posiadają różne pojemności, mają różne dopuszczalne napięcia i temperatury pracy, bywają zwykłe, LOW ESR, LOW ESR tzw. złote i zapewne istnieją jeszcze inne podtypy. Czy różne kombinacje owych parametrów/właściwości nie dają rozrzutu odczytów dla danej pojemności? Ile wynoszą wskazania, dla np. kondensatora 1000µF zwykłego, zwykłego z dopuszczalną temperaturą pracy 105, kondensatora ESR itd.
    Czy w praktyce nie jest potrzebne wykonanie tarczy z kilkoma podziałkami? Jedna podziałka dla kondensatorów zwykłych, druga ESR, trzecia dla innego podtypu?

    stayout napisał:
    Działa tak jak powinien tylko ustój pomiarowy miałem pod ręką jedynie 300µA przez co odczytanie wartości poniżej 1Ω jest trochę utrudnione .

    Czy tak niski zakres ma znaczenie przy ocenie kondensatorów po stronie wtórnej przetwornicy? Posiadam miernik analogowy o zakresie 500µA i czy tyle wystarczy do budowy uproszczonego miernika, najprostszego wskaźnika uszkodzenia tych konkretnych kondensatorów?

    stayout napisał:
    Gdyby ktoś szukał transformatorka do tego to odpowiedni można znaleźć w świetlówkach energooszczędnych. Nawet przełożenie jest to samo więc obyło się bez przewijania.

    Czy taki może być:
    Budowa analogowego miernika ESR
    :?:
    Pochodzi z żarówki energooszczędnej POLUX 20W.
    Na stronie tego projektu znalazłem też opis takiego miernika zbudowanego z wykorzystaniem transformatora z zasilacza komputerowego. Jednak opis jest w języku angielskim i nie dużo z tego rozumiem. Czy znalazłby się ktoś chętny do przetłumaczenia fragmentu tego dotyczącego?
    Mam pytanie odnośnie możliwości zastosowania innego wzmacniacza operacyjnego. Jakie właściwości, że tak to ujmę, musi posiadać? Nie posiadam TL062, ale mam LM358 oraz UA741. Czy można je zastosować?
  • #10
    inventco.eu

    Poziom 29  
    Witam.

    Tłumaczenie takie trochę z głowy :

    Ja zrobiłem swój transformatorek używając rdzenia z Amidonu (ferryt), typ rdzenia EA-77-188. Jest to mały rdzeń o kształcie dwóch liter E. Wewnętrzna sekcja ma przekrój 22mm2 a całkowite wymiary zewnętrzne (około) 19x16x5 mm.
    Użyty został karkas z nylonu (oryginalnie dostarczany z rdzeniem).

    Pierwotne uzwojenie nawinięte jest drutem numer AWG #36 i ma 400zwojów.
    Wtórne uzwojenie nawinięte jest drutem AWG #26 i ma 20 zwojów.

    Jeśli masz większy lub mniejszy rdzeń możesz dopasować liczbę zwojów odwrotnie do przekroju kolumny środkowej rdzenia.

    Średnica drutu nie jest krytyczna gdyż ja użyłem mniejszych rozmiarów niż są zalecane (autor pisze tu o kilku liczbach mniejszy rozmiar niż potrzeba posługując się skalą AWG).

    Autor podaje, że karkas ma dużo więcej miejsca na uzwojenia.

    Podsumowując transformator nie jest tu krytyczny ponieważ pracuje na niskiej częstotliwości i tak naprawdę można użyć prawie dowolny dopasowując odpowiednio uzwojenia by zachować przełożenia.

    Niestety nie znalazłem informacji co do parametrów indukcyjności uzwojeń.

    Informacja dodatkowa NIE należy używać rdzeni metalowych (bo prawdopodobnie nie będą działać przy częstotliwościach 50kHz).


    Pozdrawiam i polecam się do poprawiania mojej wersji.

    p.s.

    AWG # xx to jest "ichnia" klasyfikacja i należy znaleźć przelicznik na mm2

    Marek
  • #12
    Krzysztof Kamienski
    Poziom 43  
    Witam
    Troche to wszystko naciagane. Przyrzad pracuje praktycznie jako omomierz, tyle ze z napieciem pomiarowym przemiennym ~50 KHz. Przy tej czestotliwosci kondensator elektrolityczny np. 10µF bedzie przedstawial soba praktycznie zwarcie (kto chce niech policzy impedancje takiego kondensatora dla 50 KHz :D. )Dodatkowo kondensator elektrolityczny musi do pracy byc odpowiednio spolaryzowany napieciem stalym (wyjatek stanowia kondensatory elektrolityczne bipolarne).
    Mozna tym przyrzadem mierzyc impedancje pojemnosciowa kondensatorow np. typu MKS do ok. 1 µF. Interpretacja wynikow w zasadzie jest malo przydatna, bo jezeli kondensator badany jest omomierzem przy pradzie stalym i nie wykazuje uplywu, oraz posiada swoja fabryczna pojemnosc(vide pomiar pojemnosci), mozna go by uznac za dobry, a zastepcza impedancje, gdy to potrzebne mozna sobie wyliczyc. Dodatkowo, jezeli kondensator badany w ukladzie bedzie polaczony z jakas cewka, to wynik pomiaru ESR bedzie z ksiezyca, wiadomo.

    Posiadam taki przyrzad produkcji fabrycznej (Taiwan) kupiony na jakiejs wyprzedarzy za pare groszy, pare razy uzylem do sprawdzenia watpliwych kondensatorow i generalnie w praktyce bardziej sprawdza sie miernik pojemnosci (wiele multimetrow taki posiada) jak rownierz zwykly omomierz.
  • #13
    pudzianowski
    Poziom 29  
    Witam.
    :arrow: inventco.eu
    Dzięki za przetłumaczenie. Tym nie mniej chodziło o część dotyczącą stosowania innych transformatorów.
    Krzysztof Kamienski napisał:
    ...Troche to wszystko naciagane. Przyrzad pracuje praktycznie jako omomierz, tyle ze z napieciem pomiarowym przemiennym ~50 KHz. Przy tej czestotliwosci kondensator elektrolityczny np. 10µF bedzie przedstawial soba praktycznie zwarcie

    Mowa tu o sprawnym egzemplarzu. Jednym z możliwych uszkodzeń kondensatora elektrolitycznego jest występowanie zwiększonego parametru ESR. Przy pomocy tego miernika możemy, tak zakłada ten projekt, zbadać kondensator pod względem tego parametru. W praktyce wykorzystywane to może być do odnajdywania uszkodzonego kondensatora powodującego nieprawidłowe funkcjonowanie szczególnie w przypadku zasilaczy impulsowych.


    Krzysztof Kamienski napisał:
    Dodatkowo kondensator elektrolityczny musi do pracy byc odpowiednio spolaryzowany napieciem stalym

    Test tym przyrządem nie polega na badaniu sprawności kondensatora pod względem jego pojemności. Tutaj chodzi o badanie innego parametru.

    Krzysztof Kamienski napisał:
    Interpretacja wynikow w zasadzie jest malo przydatna, bo jezeli kondensator badany jest omomierzem przy pradzie stalym i nie wykazuje uplywu, oraz posiada swoja fabryczna pojemnosc(vide pomiar pojemnosci), mozna go by uznac za dobry,

    Kondensator elektrolityczny, przede wszystkim używany, może wykazywać prawidłową pojemność z jednoczesnym podwyższonym współczynnikiem ESR. Tym samy może być przyczyną usterki, mimo braku zewnętrznych oznak oraz posiadania prawidłowej pojemności.

    Krzysztof Kamienski napisał:
    Posiadam taki przyrzad produkcji fabrycznej (Taiwan) kupiony na jakiejs wyprzedarzy za pare groszy, pare razy uzylem do sprawdzenia watpliwych kondensatorow i generalnie w praktyce bardziej sprawdza sie miernik pojemnosci (wiele multimetrow taki posiada) jak rownierz zwykly omomierz.

    Czy Kolega byłby uprzejmy zamieścić zdjęcie wnętrza (układu elektroniki) Swojego przyrządu lub w inny sposób opisać zastosowane tam rozwiązania konstrukcyjne?
    Pozdrawiam.
    Mateusz.
  • #14
    Romanes
    Poziom 11  
    Witam!
    Zmontowałem sobie też ten przyrządzik, zastosowałem transformatorek wylutowany z jakiegoś zasilacza komputerowego (miałem go już w szufladzie, nie znam typu zasilacza). Wybrałem go z trzech podobnych biorąc pod uwagę ilość zwojów uzwojenia wtórnego żeby było jak najwięcej. Na powiększeniu płytki (uniwersalna) widać dokładnie jak jest fabrycznie opisany. Miernik wskazówkowy jaki użyłem to wskaźnik wysterowania z jakiegoś sprzętu RTV o mniejszej czułości, podłączony jak na oryginalnym schemacie przy zwarciu gniazda pomiarowego (ESR=0 Ω) wychylał się do 1/3 skali. Zastosowałem dodatkowy wzmacniacz na 1/2 LM358 - schemat narysowany niebieskim długopisem - włączony za potencjometrem do rezystora 1k5 wmontowanego zamiast mikroamperomierza (wartość dobrana eksperymentalnie, aby uzyskać maksymalne wychylenie wskaźnika przy zwarciu gniazda pomiarowego (ESR=0 Ω) dla skręcenia potencjometru na ok. 60%).

    Budowa analogowego miernika ESR Budowa analogowego miernika ESR

    Na zdjęciu ze schematem umieściłem oryginalną "skalę" ze wskaźnika oraz odręczny szkic opisujący punkty zaznaczone rysikiem na "skali" podczas skalowania przyrządu rezystorami.
    Moja uwaga co do pomiarów ESR kondensatorów na płytce w układzie - kondensatory filtrujące zasilanie, wpięte między + a -, są połączone równolegle, co przekłada sie na równoległe połączenie "rezystancji ESR", co spowoduje że jeden dobry kondensator wykaże dobry wynik pomiaru. Lepiej jednak będzie mierzyć wylutowane (przynajmniej jedna końcówka) kondensatory.

    A, jeszcze: przy zasilaniu przyrządu napięciem 9V pobór prądu wynosił 4 do 5 mA.
  • #15
    Krzysztof Kamienski
    Poziom 43  
    Schematu nie posiadam. Przy okazji otworzę ten przyrząd i wrzucę tu foto ,,bebechów". Rozwiązany układowo chyba podobnie, bo na wyjściu pomiarowym mam 3,8 ÷ 4V RMS przy 44KHz.