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

Mikroprocesorowy miernik ESR kondensatorów elektrolitycznych

Steryd3 29 Sty 2014 16:58 35658 74
  • Mikroprocesorowy miernik ESR kondensatorów elektrolitycznych
    Witam szanownych kolegów!
    Do zaprezentowania mam swoją nową konstrukcje tj. Mikroprocesorowy miernik ESR.

    Parametrami które w pierwszym przybliżeniu charakteryzują kondensator elektrolityczny i mogą podlegać nieniszczącym pomiarom są: pojemność kondensatora oraz szeregowa ekwiwalentna rezystancja - ESR (Equivalent Series Resistance).
    Często w praktyce serwisowej przy naprawach sprzętu RTV oraz sprzętu komputerowego zachodzi potrzeba stwierdzenia czy dany kondensator elektrolityczny pracujący w urządzeniu (najczęściej w układzie zasilania) jest sprawny, czy jego parametry nie odbiegają od prawidłowych. Do tego celu dobrze nadaje się właśnie parametr ESR gdyż jego podwyższona wartość sugeruje konieczność wymiany.
    Budowa urządzenia
    Oglądając na YouTube filmiki z EEV- bloga natrafiłem na interesujący miernik ESR mk II. Znalazłem opis tego układu z dokładnym wyjaśnieniem idei pomiaru parametru ESR.
    Pierwotny układ zbudowany był w oparciu o 8-bitowy mikrokontroler Z86E0412 firmy Zilog. Nawet gdybym zdobył ten mikrokontroler oraz "wsad" do tego niego, nie miał bym czym go zaprogramować. Z tych powodów postanowiłem przerobić układ pod popularny mikrokontroler AVR ATmega8.
    Idea pomiaru przedstawiona w opisie wspomnianego miernika ESR mkII polegała generacji krótkich 8µs szpilek prądu co 500µs, które to na rozładowanym kondensatorze (kondensator rozładowany stanowi zwarcie dla prądu stałego) dawały impulsy napięcia proporcjonalne do wartości ESR (kondensator jest rozładowywany przez pozostałą część okresu czyli 492 µs). Dobór czasu impulsu testującego oraz czasu rozładowania został dokonany przez autora pierwotnej konstrukcji jako taki, który z zapasem zapewnia poprawne działanie urządzenia przy pomiarze kondensatora 1 µF (jako skrajnego przypadku). Chodzi bowiem o to by impuls prądu badający ESR był na tyle krótki by nie spowodował przyrostu napięcia w skutek ładowania pojemności tego kondensatora.
    Idea ta wydała mi się dość interesująca i łatwa do realizacji. Dokładność tej metody wydaje się być wystarczająca by w celach serwisowych stwierdzić czy kondensator „dokonał już swego żywota” czy jeszcze jest w stanie pracować w układzie.
    W pierwotnym projekcie amplituda impulsów napięcia, która to wartość jest proporcjonalna do wartości parametru ESR, była mierzona w oparciu o przetwornik zbudowany na bazie komparatora oraz napięcia, które w liniowy sposób narastało w czasie (kondensator ładowany ze źródła prądowego). Przyczyną takiego podejścia do przetwarzania analogowo-cyfrowego w pierwotnym układzie był zapewne fakt, iż wspomniany mikrokontroler Zilog’a nie był wyposażony w wewnętrzny przetwornik ADC.




    W mojej konstrukcji zdecydowałem się skorzystać z znajdującego się na pokładzie ATmega8, 10-bitowego przetwornika ADC z sukcesywną aproksymacją. Trochę tak "na wszelki wypadek" przy projektowaniu płytki drukowanej powieliłem na niej także rozwiązanie z komparatorem i liniowo narastającym napięciem, gdyby z jakichś przyczyn moja koncepcja okazała się być niewystarczająca. Dodatkowo w moim rozwiązaniu zdecydowałem się zastąpić dwu cyfrowy wyświetlacz LED wyświetlaczem alfanumerycznym LCD 2x16 znaków.

    Schemat urządzania przedstawia poniższy rysunek.
    Mikroprocesorowy miernik ESR kondensatorów elektrolitycznych
    Na schemacie wyróżniono bloki z których składa się urządzenie. Są to: mikrokontroler ATmega8A wraz z wyświetlaczem, zespół trzech źródeł prądowych wraz z tranzystorem rozładowującym, blok tranzystorowego wzmacniacza impulsów napięcia oraz blok służący wytworzeniu liniowo narastającego napięcia, który ostatecznie nie jest wykorzystywany (można go pominąć w ewentualnych kolejnych wersjach układu) .
    Program mikrokontrolera został napisany w języku C w środowisku Atmel Studio 6.
    Miernik ESR może dokonywać pomiaru w trzech automatycznie przełączanych zakresach : 0-5 Ω, 5-50 Ω oraz 50-600 Ω z rozdzielczością odpowiednio 0,01 Ω; 0,1 Ω oraz 1 Ω. Za pomocą tego urządzenia może także z powodzeniem być mierzona rezystancja rezystora. Miernikiem tym dzięki zastosowaniu niskiego napięcia pomiarowego ograniczonego do ok. 0.5-0.7V (ograniczonego przez diody D3 i D4) można mierzyć ESR kondensatorów elektrolitycznych bez wylutowywania ich z układu. Oczywiście sytuacja gdy wiele kondensatorów elektrolitycznych połączonych jest na płycie diagnozowanego układu równolegle uniemożliwia takie zastosowanie. Dodatkowo szczególną uwagę należy zwrócić na fakt, by kondensatory były rozładowane przed przystąpieniem do ich pomiarów- zwłaszcza gdy może na nich występować wysokie napięcie. Niezastosowanie się do tego zalecenia grozi poważnym uszkodzeniem urządzenia.
    Obsługa miernika
    Pomiar:
    Po włączeniu urządzenia miernik po wyświetleniu ekranu powitalnego gotowy jest do pracy.
    Przed przystąpieniem do pomiarów należy dokonać zerowania urządzenia zwierając wykorzystywane sondy pomiarowe i naciskając przycisk ZERO. W ten sposób dodatkowa rezystancja sond zostaje zapamiętana i nie jest uwzględniana w wyniku pomiaru. Gdy zależy nam na dokładnym pomiarze operacji zerowania należy dokonywać po każdym włączeniu miernika, gdyż wartość uzyskanej przy tej czynności rezystancji sond nie jest zapisywana do pamięci nieulotnej EEPROM. Procedurę zerowania można w razie potrzeby powtórzyć pomiędzy kolejnymi pomiarami. Można ją także anulować naciskając przycisk ZERO gdy wejścia miernika są rozwarte (zakres 50-600 Ω - OL). Po wykonaniu zerowania można już przystąpić do pomiarów parametru ESR upewniając się, że poddawany pomiarom kondensator jest rozładowany. Uzyskany wynik pomiaru oraz zakres na którym został on dokonany widnieje na wyświetlaczu miernika. Pomiar wykonywany jest cyklicznie co około pół sekundy.
    Kalibracja:
    W razie potrzeby miernik został „obdarzony” również procedurą kalibracji. By dokonać takowej należy wyposażyć się w 3 rezystory o rezystancji 5,1 Ω 51 Ω i 510 Ω oraz zworę z miedzianego przewodu (0 Ω). Oczywiście rezystory powinny cechować się tolerancją minimum 1% a czym ich wartość będzie bliższa podanym wartością tym lepiej.
    By skorzystać z procedury kalibracyjnej należy w czasie wyświetlania ekranu powitalnego nacisnąć przycisk ZERO. Można to też uczynić trzymając przycisk ZERO wciśniętym podczas włączania miernika. Po wygaśnięciu ekranu powitalnego pojawią się komunikaty o tym jakie rezystancje mają być podłączone do wejść miernika (kolejno 0 Ω; 5,1 Ω; 51 Ω; 510 Ω). Po podłączeniu wymaganej rezystancji należy potwierdzić wciskając przycisk ZERO. Gdy zostanie odczytana ostatnia wartość 510 Ω miernik zapisuje uzyskane w procesie kalibracji wyniki do pamięci EEPROM wyświetlając je przez 5 sekund na ekranie i od tej chwili pomiary dokonywane są w oparciu o punkty uzyskane z przeprowadzonej kalibracji. Powrót do wcześniejszych danych kalibracyjnych nie jest już możliwy.

    Poniżej zdjęcia prezentujące płytę drukowaną, wnętrze urządzenia oraz wygląd gotowego miernika w akcji:
    Mikroprocesorowy miernik ESR kondensatorów elektrolitycznych Mikroprocesorowy miernik ESR kondensatorów elektrolitycznych Mikroprocesorowy miernik ESR kondensatorów elektrolitycznych Mikroprocesorowy miernik ESR kondensatorów elektrolitycznych Mikroprocesorowy miernik ESR kondensatorów elektrolitycznych Mikroprocesorowy miernik ESR kondensatorów elektrolitycznych

    Montaż mechaniczny nigdy nie był moją mocną stroną ale myślę, że jak na prototyp nie jest tragicznie.

    Podsumowanie:
    Urządzenie wykonane wg. zmodyfikowanego projektu miernika ESR mkII działa poprawnie i mierzy ESR zgodnie z założeniami. Jest to jednak urządzenie prototypowe i choć w tej formie nadaje się już do praktycznego wykorzystania w warsztacie serwisanta, to autor dostrzega (wg. jednego z praw Murphe’ego) potrzeby zmian i ulepszeń.
    W ewentualnych przyszłych wersjach urządzeniach czy też kolejnych implementacjach tej koncepcji przez innych użytkowników układu można by pokusić się o kilka udoskonaleń. Po pierwsze można by zaimplementować (co nie jest zbyt skomplikowane) pomiar napięcia baterii który wydaje się być dość przydatną funkcją. Kolejnym udogodnieniem, mogło by być wprowadzenie automatycznego wyłączania układu w celu oszczędności baterii.


    Koszty projektu:

    ok. 5-10 zł -koszt wykonania płyty (metoda termotransferu, laminat + środki trawiące)
    ok. 15zł –wyświetlacz LCD,
    ok. 6zł- obudowa,
    ok. 20zł części (mikrokontroler, stabilizator, elementy bierne, gniazda, przełączniki, kable),
    Szacunkowy koszt całości to 40-50zł –w zależności od dostawcy.

    By ustrzec się dalszych pytań -mogę udostępnić "wsad" czyli pliki hex oraz eep (ze wstępną kalibracją urządzenia) natomiast nie udostępnię źródeł.
    Co do wzorów płytek - płytka zawierała pewne błędy oraz nadmiarowość(o której wspomniałem) tak więc z oczywistych względów także nie udostępniam.

    Proszę o komentarze - zwłaszcza konstruktywną krytykę oraz pytania. W miarę możliwości będę się starał odpowiadać.
    Paweł W.


    Fajne!
  • Semicon
  • #2 29 Sty 2014 19:07
    premier93
    Poziom 16  

    Cytat:
    kondensator rozładowany stanowi zwarcie dla prądu stałego

    Czy aby napewno ?

  • #3 29 Sty 2014 19:11
    perlon
    Poziom 19  

    krzychu20 napisał:
    fajny projekt a czy mozna gdzies dostac wzór płytki oraz schemat

    No to chyba kolega nie doczytał do końca albo doczytał bez zrozumienia, a schemat jest załączony w poście.
    Ja to bym poprosił ewentualnie o link do strony źródłowej z opisem urządzenia ESR mk II.

  • #4 29 Sty 2014 19:13
    Steryd3
    Poziom 31  

    W pierwszej chwili czasu-a o taką tu chodzi tak właśnie jest. Proszę rozbudować pytanie wtedy ja rozbuduję odpowiedź:)
    Co do źródeł :wystarczy w google wpisać ESR mk2 :)

  • #5 29 Sty 2014 19:37
    szczodros
    Poziom 18  

    Skoro jesteśmy Polakami na polskim forum to ciężko było dać napisy po polsku? ;)

    Moderowany przez trymer01:

    Regulamin, pkt 3.1.11. Nie wysyłaj wiadomości, które nic nie wnoszą do dyskusji. Wprowadzają w błąd, są niebezpieczne czy nie rozwiązują problemu użytkownika.

  • #6 29 Sty 2014 19:55
    Steryd3
    Poziom 31  

    szczodros napisał:
    Skoro jesteśmy Polakami na polskim forum to ciężko było dać napisy po polsku? :wink:

    Nie wiem czy mam się do tego odnieść na poważnie czy z przymrużeniem oka:) Ogólnie może i racja ale współcześnie obowiązującym językiem na sprzęcie pomiarowym jest właśnie angielski. Każdy multimetr, oscyloskop czy generator opisy ma właśnie w tym języku - wszyscy używają i nikt do producenta nie pisze o spolszczenie przedniego panelu . Zmiana komunikatów na polskie nie stanowi problemów ale nie sądzę by było to konieczne. Z pewnością mogę w przyszłych projektach uwzględnić tę uwagę.

  • #8 29 Sty 2014 22:02
    pier
    Poziom 23  

    Freddy napisał:
    szczodros napisał:
    Skoro jesteśmy Polakami na polskim forum to ciężko było dać napisy po polsku? ;)

    To proszę przetłumaczyć ESR meter.


    Miernik impedancji?

  • #9 29 Sty 2014 22:13
    I.T.I
    Poziom 16  

    pier napisał:
    Freddy napisał:
    szczodros napisał:
    Skoro jesteśmy Polakami na polskim forum to ciężko było dać napisy po polsku? ;)

    To proszę przetłumaczyć ESR meter.


    Miernik impedancji?


    Miernik rezystancji wewnętrznej

  • Semicon
  • #10 29 Sty 2014 22:14
    szczodros
    Poziom 18  

    pier napisał:
    Freddy napisał:
    szczodros napisał:
    Skoro jesteśmy Polakami na polskim forum to ciężko było dać napisy po polsku? ;)

    To proszę przetłumaczyć ESR meter.


    Miernik impedancji?


    Ewentualnie jeszcze miernik zastępczej rezystancji szeregowej.

  • #11 29 Sty 2014 22:37
    silvvester
    Poziom 24  

    I.T.I napisał:
    pier napisał:
    Freddy napisał:
    szczodros napisał:
    Skoro jesteśmy Polakami na polskim forum to ciężko było dać napisy po polsku? ;)

    To proszę przetłumaczyć ESR meter.


    Miernik impedancji?


    Miernik rezystancji wewnętrznej



    Ani jedno, ani drugie. Radzę sięgnąć do układu zastępczego kondensatora.
    Na rysunku Rs. Pozostaje jeszcze dopisać że układ może służyć co najwyżej do oszacowania esr które to jest inne dla pracy przy 50Hz a inne dla 200kHz.
    Mogę się mylić.

  • #12 29 Sty 2014 23:03
    2291468
    Użytkownik usunął konto  
  • #13 30 Sty 2014 00:19
    silvvester
    Poziom 24  

    Kręcisz kolego z tą Rp, nie mówimy o Rp, tylko o Rs, a ona zależy od częstotliwości, niewiele ale jednak, na co zwracam uwage.

  • #14 30 Sty 2014 01:24
    szulat
    Poziom 23  

    Steryd3 napisał:
    można by pokusić się o kilka udoskonaleń

    pożytecznym udoskonaleniem byłoby zabezpieczenie układu tak żeby nie dało się go uszkodzić naładowanym kondensatorem.
    użytkownik teoretycznie wie, że ma wcześniej rozładować, no ale to tylko znaczy, że nie wiemy za którym razem zapomni, bo że kiedyś zapomni to pewne!

    Freddy napisał:
    szczodros napisał:
    Skoro jesteśmy Polakami na polskim forum to ciężko było dać napisy po polsku? ;)

    To proszę przetłumaczyć ESR meter.

    miernik ESR :)

  • #15 30 Sty 2014 06:14
    Steryd3
    Poziom 31  

    Panowie!
    Co to jest ESR wyjaśniłem już w jednym z pierwszych zdań

    Steryd3 napisał:
    szeregowa ekwiwalentna rezystancja - ESR (Equivalent Series Resistance).

    Miałem wstawić rysuneczek-model z szeregowo połączoną rezystancjią ESR i pojemnością C ale stwierdziłem, że karmienie was czymś tak trywialnym nie ma sensu i chcę wierzyć, że się nie mylę.
    Mój miernik nie mierzy impedancji gdyż ta jak głosi elektrotechnika składa się ze składowej rzeczywistej (czyli rezystancji) i urojonej (czyli reaktancji).
    Co do modelu zaprezentowanego przez kolegę silvvester - jest mi on znany dlatego też na początku napisałem:
    Steryd3 napisał:
    Parametrami które w pierwszym przybliżeniu charakteryzują kondensator elektrolityczny


    Stwierdzenie " w pierwszym przybliżeniu" sugeruje, że nie jest to pełny model elektryczny kondensatora elektrolitycznego.

    Prezentowany miernik Ekwiwalentnej Rezystancji Szeregowej -jak pisałem- jest prostym urządzeniem które ma dać szybką odpowiedź czy kondensator w przetwornicy kwalifikuje się do wymiany czy też nie. Nie jest układ o złożoności wektorowego analizatora obwodów tylko pudełeczko za 40-50zł.

    Mam nadzieje, że tematykę lingwistyczną oraz rozszyfrowanie nazwy mamy już za sobą:)

  • #17 30 Sty 2014 20:54
    kejza
    Poziom 12  

    Witam gratuluję udanego projektu, miernik ESR przyda się pewnie w każdej pracowni elektronika. Można prosić o udostępnienie softu do procesora chętnie bym wykonał sobie taki miernik.

  • #18 30 Sty 2014 21:54
    1861421
    Użytkownik usunął konto  
  • #19 30 Sty 2014 22:16
    Elektronik223
    Poziom 17  

    Cytat:
    szeregowa ekwiwalentna rezystancja - ESR (Equivalent Series Resistance).


    zdecydowanie
    szeregowy pomiar serii rezystancji, raczej rezystancja kondensatora Xc zwie się jak?
    reaktancja pojemnościowa.

    A dzieje się tak za sprawą oporu zależnego od częstotliwości, który jest nazywany właśnie reaktancja pojemnościowa!

    Nic innego jak powyższe posty w zakresie tłumaczenia powielają błędy tychże tłumaczeń.

  • #20 31 Sty 2014 06:27
    Steryd3
    Poziom 31  

    kejza napisał:
    Można prosić o udostępnienie softu do procesora chętnie bym wykonał sobie taki miernik.
    Wieczorem postaram się umieścić pliki programujące.

    milosek napisał:
    Decyzję czy dany kondensator jest uszkodzony podejmujesz w oparciu o konkretną wartość z katalogu czy intuicyjnie?

    W internecie można odszukać odpowiednie uogólnione orientacyjne zestawienia poprawnych wartości parametru ESR dla konkretnych pojemności i napięć na które kondensator został zaprojektowany( Google odpowie odpowiednią tabelą na hasło:"ESR table"). Decyzje o tym czy kondensator nadaje się do dalszej pracy można oprzeć o te informacje. Oczywiście -jak już wspominałem to jest przyrząd warsztatowy a nie laboratoryjny więc wymagania metrologiczne przed nim stawiane są na dość niskim poziomie.
    Zachęcam do oglądnięcia wspomnianego opisu oryginału oraz jego działania (choćby na wspomnianym EEVblog'u na YouTube).
    Spróbuję wyciągnąć z szuflady kilka kondensatorów, odszukam ich noty, porównam co uzyskałem i o wynikach poinformuje -ale to tylko w ramach ciekawostki. Ciężko będzie zrobić coś bardziej miarodajnego bo nie dysponuje profesjonalnym(ani jakimkolwiek innym) sprzętem do pomiarów w tym zakresie.

    Co do wypowiedzi kolegi Elektronik223 - rezystancja to rezystancja(część rzeczywista), reaktancja to reaktancja(część urojona). Parametr ESR kondensatora elektrolitycznego (bo o takim tutaj mowa) oraz reaktancja pojemnościowa mają ze sobą jakiś związek ale z pewnością nie jest to to samo. Oczywiście w obu przypadkach jest on zależny od częstotliwości ale w przypadku ESR' u nie jest to tak dramatycznie mocna zależność. Mogę kolegę uspokoić- kończyłem Elektronikę i Telekomunikację i na wykładzie z Projektowania Układów Analogowych II przy omawianiu parametrów elementów biernych a w tym i kondensatorów parametr ESR też się pojawił więc nie jest to jakiś bluźnierczy czy wymyślony parametr. Jest to element modelu kondensatora elektrolitycznego który w prosty sposób próbuje określić jakie straty mocy będą się pojawiać na kondensatorze podczas jego cyklicznego ładowania i rozładowania co ma miejsce-jak już wspominałem- w zasilaczach.

  • #21 31 Sty 2014 08:34
    dolby
    Poziom 13  

    A co powiesz na to: kondensator wygląda normalnie, pomiary parametrów wykazują, że teoretycznie jest to w 100% sprawny kondensator, a pomiary oscyloskopowe przebiegów w urządzeniu, w którym ten kondensator jest zamontowany, są nieprawidłowe. Wymiana kondensatora na nowy powoduje przywrócenie sprawności urządzenia. Okazuje się, ze kondensator to w niektórych przypadkach dość złożony układ elektroniczny, który reaguje w różny sposób na określone przyłożone siły elektryczne i mechaniczne. Miernik ESR może się przydać ludziom, którzy kondensatory konstruują (przy czym na pewno nie miernik takiej jakości, jak ten ze schematu, prawdziwy miernik ESR musi mieć certyfikat zgodności z normami obowiązującymi przy konstruowaniu i testowaniu kondensatorów), ale zupełnie nie ma zastosowania w serwisie. W serwisie mierzy się tylko pojemność i rezystancję(zwykłą, omomierzem). Nie ma czasu na przeprowadzanie długotrwałych badań. Pomiar pojemności zazwyczaj zupełnie wystarczy.


    Moderowany przez ANUBIS:

    3.1.11. Publikowanie wpisów nie zawierających merytorycznej treści, zawierających szkodliwe porady, porady nie będące próbą rozwiązania problemu oraz publikowanie identycznych wpisów następujących po sobie lub powtarzających informacje ujęte w toku dyskusji.

  • #22 31 Sty 2014 08:51
    Steryd3
    Poziom 31  

    Co powiem... uważam inaczej. Pomiar ESR może dać szybką odpowiedź na to czy kondensator jest zły czy potencjalnie dobry. Nie jest to jedyny parametr kondensatora elektrolitycznego więc użycie miernika pojemności w drugim podejściu jest oczywiście wskazane. Później jeżeli dalej jest coś nie tak to używa się oscyloskopu czy czym tam kto dysponuje. To jest jakiś rodzaj sita którym odsiewa się uszkodzone kondensatory. To nie jest niezbędny przyrząd tylko przydatny- zwłaszcza, że do jego zastosowania często nie trzeba wylutowywać kondensatora z płyty. Co do tych certyfikatów.... to jak już pisałem jest przyrząd warsztatowy a nie laboratoryjny. Tak na marginesie- wysyłasz multimetry i oscyloskopy do okresowej kalibracji. Twój warsztat ma akredytacje PCA?? :-)

  • #23 31 Sty 2014 18:38
    Steryd3
    Poziom 31  

    Oto i obiecane pliki z firmware'm do miernika ESR. Mikrokontroler ATmega8A -jak można odczytać ze schematu - korzysta z zewnętrznego oscylatora kwarcowego o częstotliwości 16MHz, co też należy uwzględnić w fuse-bitach podczas programowania układu.

    Załączniki:
  • #24 01 Lut 2014 12:36
    Miałkot
    Poziom 10  

    dolby napisał:
    A co powiesz na to: kondensator wygląda normalnie, pomiary parametrów wykazują, że teoretycznie jest to w 100% sprawny kondensator, a pomiary oscyloskopowe przebiegów w urządzeniu, w którym ten kondensator jest zamontowany, są nieprawidłowe. Wymiana kondensatora na nowy powoduje przywrócenie sprawności urządzenia.

    To prawda, co piszesz. Jednak są to dość rzadkie przypadki. Prowadzę działalność serwisową od wielu lat i mogę stwierdzić, że na tysiące wymienionych elektrolitów, na połowie palców jednej ręki można policzyć przypadki, kiedy kondensator zachowuje się w opisany przez Ciebie sposób.
    A teraz o zasadności budowy mierników ESR:
    - w 99% przypadków pomiar pojemności wskazuje jednoznacznie, czy elektrolit jest sprawny czy niesprawny.
    - o elektrolitach spuchniętych nawet nie wspominam, bo te bez mierzenia od razu wymieniamy na nowe.
    - elektrolity, które pracują w podwyższonej temperaturze ileś tam lat i tak warto wymienić, nawet bez mierzenia.
    Dużo szybciej, prościej i ekonomiczniej (przy dzisiejszych cenach elektrolitów) jest wymienić kondensator od razu na nowy, niż wylutowywać, mierzyć jego ESR, pojemność, oceniać - dobry/niedobry i wlutowywać z powrotem w płytkę.

  • #25 01 Lut 2014 18:21
    Steryd3
    Poziom 31  

    W związku z prośbami umieszczam schemat układu miernika ESR (Eagle v6) z którego można już wykonać płytę. Schemat został obcięty o fragmenty układu które nie były wykorzystane (opisano wcześniej które i czemu).
    Oczywiście zalecam przeglądnięcie zastosowanych obudów elementów bo nie każdemu moje wybory mogą odpowiadać-ktoś może preferować np. by elementy bierne były przewlekane a u mnie tak nie jest. Lub w drugą stronę- ktoś może chcieć zastosować mikrokontroler ATmega8A w wersji SMD.

    Załączniki:
  • #26 02 Lut 2014 12:01
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    dolby napisał:
    A co powiesz na to: kondensator wygląda normalnie, pomiary parametrów wykazują, że teoretycznie jest to w 100% sprawny kondensator, a pomiary oscyloskopowe przebiegów w urządzeniu, w którym ten kondensator jest zamontowany, są nieprawidłowe.
    Gdyby przypadek był tego wart, znalazł byś przyczynę, znając przyczynę można by zbudować tester który ja zidentyfikuje, albo dodać tą funkcję do miernika tytułowego ESR.
    Cytat:
    Okazuje się, ze kondensator to w niektórych przypadkach dość złożony układ elektroniczny, który reaguje w różny sposób na określone przyłożone siły elektryczne i mechaniczne.
    Nie demonizuj, ma kilka parametrów pasożytniczych, i kilka mechanizmów uszkodzenia, wszystkie je można zbadać jeśli będzie to komuś potrzebne, twój punkt widzenia jest blisko stwierdzenia że stanu kondensatora nie można ocenić pomiarami, prawie jak audio-voodoo.
    Cytat:
    Miernik ESR może się przydać ludziom, którzy kondensatory konstruują
    Jako konstruktor układów a nie kondensatorów zaryzykuję stwierdzenie odwrotne, przy budowie przetwornic ESR ma decydujące znaczenie, zresztą w serwisie też mogłeś się z tym spotkać, jeśli przebieg napięcia na kondensatorze wygląda tak samo jak przebieg prądu, to o jakości filtracji decyduje ESR, gdyby nie konieczność wyłapania wyschniętych kondensatorów, miernika pojemności można by się pozbyć bo nawet zmiana pojemności -50% albo +100% nie robi różnicy.
    Cytat:
    (przy czym na pewno nie miernik takiej jakości, jak ten ze schematu, prawdziwy miernik ESR musi mieć certyfikat zgodności z normami obowiązującymi przy konstruowaniu i testowaniu kondensatorów),
    Zaprezentowana impulsowa metoda pomiaru lepiej oddaje zachowanie kondensatora w układzie impulsowym, niż pomiar ESR dla sygnału sinusoidalnego, a że trudniej zbudować dokładny miernik i pomiar na ESR będzie trochę wpływała pojemność trudno, z punktu widzenia praktyka ten miernik jest lepszy, choć naukowcy by się krzywili że nie mierzy dokładnie tego co ma w nazwie.
    Cytat:
    Pomiar pojemności zazwyczaj zupełnie wystarczy.
    Na forum jest wiele wątków gdzie serwisanci spierają się jakie kondensatory są lepsze, jakiego producenta, jakiego typu, a nawet jakiego koloru, gdyby mieli miernik ESR nie było by takich problemów.
    Projekt mi się podoba ale nie zbuduję tego miernika ESR, dlaczego? dlatego że podając sygnał z generatora na kondensator i oglądając na oscyloskopie, widać też ESL, widać kiedy ważniejszym parametrem jest ESR, a kiedy pojemność i mogę dowolnie dobrać częstotliwość.

    Cytat:
    Miernik ESR może dokonywać pomiaru w trzech automatycznie przełączanych zakresach : 0-5 Ω, 5-50 Ω oraz 50-600 Ω z rozdzielczością odpowiednio 0,01 Ω; 0,1 Ω oraz 1 Ω.
    Mógł by się przydać zakres do pomiaru kondensatorów ceramicznych, które mają 10-50mΩ, a zakres 50-600Ω jest zbędny, wystarczy diagnoza kondensator uszkodzony.

  • #27 13 Lut 2014 09:10
    aneuro
    Poziom 16  

    Steryd3 napisał:
    Chodzi bowiem o to by impuls prądu badający ESR był na tyle krótki by nie spowodował przyrostu napięcia w skutek ładowania pojemności tego kondensatora.
    Idea ta wydała mi się dość interesująca i łatwa do realizacji. Dokładność tej metody wydaje się być wystarczająca by w celach serwisowych stwierdzić czy kondensator „dokonał już swego żywota” czy jeszcze jest w stanie pracować w układzie.

    Faktycznie użyteczna zabawka i jako że mam kilka ukladów do sprawdzenia pod kątem jakiej jakości są tam te kondensatory elektrolityczne, to mam zamiar bez wyciągania ich z układu to sprawdzić podobnie jak na tym video, gdzie gość za pomocą miernika ESR spokojnie reanimuje padnięty monitor LCD i jest w stanie bez wylutowywania oszacować to ESR i znaleźć kiepskie kondensatory :D

    Link

    Tyle, że tam używa częstotliwości 100kHz tej jego miernik ESR, bo chyba dla takich wartości są dane katalogowe wielu producentów kondensatorów.
    Tutaj ten czas 500us daje 2kHz tylko a to nie za mało, żeby bez wyciągania z układu sparawdzić taki kondensator?

    Super sprawa i trzeba będzie wytrawić coś podobnego w wolnej chwili, no ale raczej pracujące na wyższych częstotliwościach, chociaż wygląda na to że na filmie z naprawy LCD gość używa właśnie MK-II dobrze opisanego tutaj ESR_meter_MK-II i wygląda identycznie w tej dokumentacji
    Mikroprocesorowy miernik ESR kondensatorów elektrolitycznych jak ten z filmu i wydawało mi się, że o 100kHz jest mowa na filmie.

    A tak na marginesie akumulator 12V 60Ah chyba się nie zmierzy taką zabawką bo ten kondensator musi być rozładowany podczas pomiaru jak widać nawet na ostrzeżeniu na obudowie tego oryginalnego miernika ESR?

  • #28 13 Lut 2014 10:10
    Steryd3
    Poziom 31  

    W dokumentacji miernika mkII łatwo dostrzec, że pracuje on na 2kHz generując 8 µs szpilki prądu-więc i mój miernik właśnie takie czasy przyjął. Zasada działania mojego miernika jest żywcem wyciągnięta z przytoczonej przez Ciebie dokumentacji (oprócz metody przetwarzania analogowo-cyfrowego o czym pisałem). Co do 100kHz częstotliwości pomiaru -owszem występuje ona w notach katalogowych ale i metoda pomiaru jest inna niż zastosowana w tym przypadku. Co do filmiku...tu niestety chyba miernik ESR nie był użyty (chyba nie ten filmik wkleiłeś), ale ja w podobnej sytuacji sięgał bym raczej od razu po lutownice a pomiary zostawił bym na koniec w ramach "ciekawostek". Te kondensatory były ewidentnie uszkodzone i nie ma się co zastanawiać nad ich pozostawieniem w układzie.

  • #29 13 Lut 2014 12:54
    aneuro
    Poziom 16  

    Nie wszystkie były uszkodzone i nie zawsze jest napuchnięty-może na oko wyglądać dobrze a mieć kiepskie parametry po jakimś czasie.
    Nie mam zamiaru wymieniać wszystkich kondesatorów na płycie ATX jakiegoś komputera PC,
    albo w zasilaczu Comsat, o którym pisałem w innym wątku.

    Faktycznie ma w swoim Vblogu 2a podobne filmy gdzie reanimuje LCD.
    Na tym poniżej korzysta z miernika ESR, który wygląda podobnie jak ten z dokumentacji co znalazłem ;)

    Link

  • #30 13 Lut 2014 12:57
    Steryd3
    Poziom 31  

    aneuro napisał:
    Nie wszystkie były uszkodzone i nie zawsze jest napuchnięty

    I właśnie do tego typu sytuacji miernik ESR służy:) Całego filmiku dokładnie nie oglądałem więc możliwe, że któryś kondensator był z wyglądu ok ale elektrycznie już nie.