Схема самодельного прибора для измерения стабилитронов. Методы проверки стабилитрона мультиметром и тестером. В набор необходимого для изготовления входят
Давно снимал видео на тему тестера для стабилитронов, устройство довольно популярно и пользуется спросом среди радиолюбителей, поэтому решил написать эту статью.
В отличие от ранее указанного ролика, в этом проекте использованы готовые модули из Китая, что облегчает сборку.
Итак для начала о компонентах, забегая вперед скажу, что затрат всего на пару долларов, а все ссылки на покупку нужных компонентов будут в конце статьи.
Понадобиться нам повышающий DC-DC конвертор на базе микросхемы MT3608.
Плата позволяет получить выходное напряжение 28-30 Вольт, минимальное входное напряжение 2-2,5Вольт.
Вторая платка тоже из китая, это контроллер заряда для одной банки литий-ионного аккумулятора с защитой, построен на базе микросхемы TP4056.
Литий ионный аккумулятор, подойдет любой стандарт, хоть от мобильного телефона.
В моем же варианте аккумулятор заменен на перезаряжаемые никель-металл-гидридный аккумулятор, батарейки стандарта ААА, взял 3 штуки, потом подключил последовательно, в итоге получил аналог одной банки литий-ионного аккумулятора. Обусловлено такое решение ограниченным пространством в корпусе.
Сам корпус решил сделать компактным, донором послужил дешевый power bank за доллар, позже корпус местами подточил, чтобы начинка влезла.
Нам также нужен мини цифровой вольтметр, в моем случае этот вольтметр измеряет напряжение до 32-х вольт, и не имеет третьего провода (измерительный), т.е. подключается напрямую к источнику питания, в нашем случае к стабилитрону, чтобы измерить напряжение стабилизации последнего.
Нужно помнить, что вольтметр потребляет некоторый ток, поэтому, чтобы не перегружать стабилитрон, желательно использовать вольтметр с тремя проводками - два провода питания и один для измерителя.
Именно мой вольтметр легко переделать под три провода, китайцы просто замкнули плюс питания с измерительным проводом.
Кстати, для работы таких вольтметров нужно напряжение не мене 4-х вольт, для того, чтобы показания были корректными, минимальное напряжение питания должно быть в районе 4,5-5 вольт, максимальное - 32 вольта, поэтому вольтметр питается напрямую с выхода повышающего преобразователя, напряжение аккумулятора недостаточно.
В связи с этим наш прибор может тестировать стабилитроны, напряжение стабилизации которых не более 30 вольт.
Выключатель или кнопка без фиксации, на любой ток, нужна кнопка для включения прибора, тест занимает пару секунд.
Электролитический конденсатор вольт на 50 с емкостью от 10 до 47мкФ, он подключается на выход преобразователя и предназначен для сглаживания пульсаций, это нужно для корректной работы вольтметра.
Резистор 2кОм, нужен для ограничения тока через стабилитрон, иначе последний сгорит. Расчет этого резистора делается исходя из нескольких величин, именно для нашего случая нужен резистор от 2-х до 2,2кОм, мощность 0,25ватт.
Панелька беспаечного монтажа для микросхем в корпусе DIP8, DIP14 или DIP16, особой разницы нет.
В эту панельку ставиться тестируемый стабилитрон.
Итак, модуль повышающего преобразователя на микросхеме MT3608 как уже сказал, может обеспечить максимальное выходное напряжение 28-30В, которое легко можно поднять до 40В.
Смотрим на схему модули этой платки. Видим постоянный резистор подключенный последовательно с подстроечным.
А теперь выпаиваем и на его место ставим перемычку.
Следующим делом подаем на вход платы напряжение около 4-х вольт, имитируя подключенный литиевый аккумулятор, на выход платы подключаем мультиметр, потом и вращаем подстроечный резистор 10 шагов против часовой стрелки.
Должен заметить, что только после 10 шагов модуль начнет повышать напряжение (да, странно, но это не я придумал). Потом смело вращаем подстроечник до напряжение в 35 вольт, после 35 вращаем крайне аккуратно и медленно пока мультиметр не покажет напряжение в 40 Вольт, если повышать дальше, мгновенно растет ток потребления и микросхема сгорит (случится это при напряжении 45-50 Вольт).
Таким образом, наша плата на 30 вольт стала выдавать целых 40вольт, но я крайне не советую так поступать, лучше оставить все как есть.
Дело за малым, собираем все по схеме.
Выключатель был установлен сбоку, панелька и вольтметр были расположены на задней крышке, которая теперь стала лицевой панелью.
Измерение напряжения стабилизации стабилитронов до 40В было рассмотрено в статье « ?», а чтобы проверить высоковольтный стабилитрон (ВВС), нужен источник высокого напряжения (ВН). Напряжение стабилизации ВВС, применяемых радиолюбителем в своих конструкциях, может иметь величину до 200В и более. Это уже довольно опасное напряжение. Измерительный ток при проверке ВВС небольшой (5 – 15мА), но при касании щупов, находящихся под напряжением, может вызвать неприятные ощущения, проверено и не раз.
Смертельным для человека является ток величиной 100 мА (0,1 А) переменного тока (0,3А постоянного тока). Так что будьте внимательны и осторожны при работе с устройством. Напряжение стабилизации ВВС будем проверять с помощью несложной схемы, приведенной на рисунке:Микросхема серии 555 включена по типовой схеме автогенератора. Резисторами R1, R2 и конденсатором С1 задаётся частота импульсов. Импульсы напряжения с вывода 3 через конденсатор С2 подаются на обмотку 1 повышающего трансформатора ТV1. Напряжение на выходе трансформатора зависит от количества витков вторичной обмотки. Диод VD1 выпрямляет импульсное напряжение вторичной обмотки трансформатора. Выпрямленное напряжение заряжает конденсатор С4 примерно до 200В. Переключатель S2 служит для выбора измерительного тока, который задаётся резисторами R3 и R4. Переключателем S1 можно изменять величину напряжения, подаваемого на стабилитрон. Если отвод от обмотки трансформатора не предусматривается, то этот переключатель не устанавливается. Проверяемый стабилитрон VDx подключается к зажимам Х1 и Х2. Контактами К1 и К2 устройство подсоединяется к гнёздам мультиметра, включённого в режим измерения постоянного напряжения.
Питание приставки осуществляется от источника постоянного тока напряжением от 5В до 12В. Пропорционально с изменением напряжения питания будет изменяться выходное напряжение. Так при 5В выходное напряжение было 84В, при 9В – 203В, а при 12В – 303В. Частота импульсов напряжения на выводе 3 микросхемы составила 9-10 кГц при номиналах резисторов и конденсатора, указанных на схеме.
Конструктивно приставка выполнена аналогично рассмотренной в статье « ?». Отличие только в наличии повышающего трансформатора. Трансформатор TV1 намотан на ферритовом кольце с внешним диаметром 23мм. Первичная обмотка содержит 20 витков провода ПЭВ диаметром 0,3–0,4мм. Вторичная (повышающая обмотка) – 250–300 витков провода ПЭВ диаметром 0,2–0,3мм. При намотке витки равномерно распределяются по кольцу. Кому лень заниматься намоткой обмоток, можно применить стандартные согласующие трансформаторы от переносных радиоприёмников или малогабаритные трансформаторы, применяемые в радиотрансляционных громкоговорителях. Обмотку с низким сопротивлением подключаем к выходу микросхемы, а обмотку с высоким сопротивлением используем в качестве повышающей. Проверял, работает нормально. Но есть нюанс. Так как сердечники этих трансформаторов изготовлены из стали, то эффективно работать на высокой частоте, да ещё в импульсном режиме они не могут. Необходимо выбрать другие номиналы частотозадающих резисторов и конденсатора, чтобы понизить частоту примерно до 1000Гц. В этом случае надо воспользоваться для расчёта частотозадающей цепи на NE555.
Для сборки устройства необходимы следующие радиокомпоненты:
Микросхема NE555 или её аналог КР1006ВИ1;
- резисторы R1 – 7k5, R2 – 3k, R3 – 22k, R4 – 10k;
- конденсаторы C1 – 100n, C2 – 1m, C3 – 10m*315V, C4,C5– 100n, C6 – 470m*16V;
- диод VD1 – 1N4007;
- переключатели – любые малогабаритные.
При монтаже в первую очередь устанавливаем перемычку, затем резисторы, диод, конденсаторы. Соблюдайте полярность при установке диода и электролитических конденсаторов. Трансформатор устанавливаем после того, как проверим работу схемы без него, проконтролировав наличие импульсов напряжения на выводе 3 микросхемы с помощью осциллографа, частотомера или мультиметра. Напряжение должно быть в пределах 1,7…2,0В, а частота – 8…10кГц. Устанавливаем трансформатор и проверяем величину напряжения на повышающей обмотке, не подключая её к диоду. Если измеренное напряжение составляет 160…180В, то у вас всё получилось, устройство должно работать в соответствии с его назначением. Окончательно производим сборку схемы и можно приступать к измерению напряжения стабилизации высоковольтных стабилитронов.
Вид собранного устройства сверху
Здравствуйте уважаемые посетители. За сорок лет увлечения радиотехникой скопилась целая куча стабилитронов и отечественных, и импортных, и с маркировкой и без, в связи с этим появилась необходимость в изготовлении приставки для мультиметра для определения целостности и параметров стабилитронов. По крайней мере напряжения стабилизации. На изготовление приставки ушло пару часов, это с травлением платы. За основу взял схемку стабилизатора тока (см. рис. 1)из документации на микросхему LM431, аналог 142ЕН19.
Схема получившейся приставки представлена на рисунке 2. На транзисторе VT1 и микросхеме DA1 142ЕН19 собран стабилизатор тока, при номиналах резисторов, указанных на схеме, ток стабилизации равен примерно семнадцати миллиамперам. В качестве индикатора прохождения тока при измерении с схему включен светодиод. Можно использовать любой светодиод с прямым током не менее 20ма. Для изготовления приставки потребуется сетевая вилка от какой ни будь не нужной китайской хрени(см. фото 1, 2).
Вернее запчасть от нее, показанная на фото 2. Приставка собрана на небольшой печатной платке из стеклотекстолита. Внешний вид платы показан на фото 3 и 4. Конструкция приставки надеюсь тоже понятна. Что бы контактные штыри бывшей сетевой вилки свободно входили в гнезда прибора, припаивают их к платке будучи вставленными в них.
На схеме указано максимально возможное входное напряжение для данных элементов – 35В. Но если при этом напряжении проверять, например стабистор КС107А, то на нем упадет напряжение 0,7В, а 34,3В — I Ur2 упадет на транзисторе VT1. Где I Ur2 – падение напряжения на резисторе R2 = 0,017А 200 = 3,4В. 34,3 – 3,4 = 30,9В – это такое напряжение упадет на транзисторе VT1, отсюда мощность коллектора транзистора составит U I = 30,9В 0,017А? 0,525Вт. Мощность коллектора транзистора КТ503 – 0,35Вт. Так, что замер надо производить очень быстро или заменить транзистор более мощным, или уменьшить напряжение питания приставки, что уменьшит количество марок проверяемых стабилитронов. Ну я думаю вы для себя это решите. Скачать рисунок печатной платы.
Да, ток стабилизации зависит от номинала резистора R2, R2 = 2,5/Iст, где Iст – величина тока стабилизации. До свидания. К.В.Ю.
Еще одно дополнение. С помощью этой приставки можно определять диоды с барьером Шоттки, у которых, как известно маленькое прямое падение напряжения. На снимке показана проверка 1N5819 — с барьером Шоттки. Uпр. = 0,24В. Отлично!
Информация для начинающих радиолюбителей:
функции проверки стабилитронов в мультиметрах нет.
И не ищите мультиметр со стабилитронометром. Но понятно, что проверять надо. Более того, надо тестировать даже исправный компонент на предмет параметра фактического напряжения стабилизации. Истина прописная. Вот только как, чтобы не собирать отдельного прибора и не использовать одну из существующих методик, занимающих, пусть и не очень, но относительно продолжительное время, причём не только по времени проведения проверки, но и по подготовки к ней. Но прав оказался один известный юморист, утверждающий, что на всём постсоветском пространстве проблем с «соображалкой» у народа нет.
Собрать решил устройство как приставку к мультиметру, причём компактную. Корпус от упаковки безопасных лезвий «Schick ». Розетка для оконечника телефонного кабеля подошла и по размеру и по цвету, а к ней удалось приладить кнопку включения питания. Учитывая некоторое своеобразие корпуса, сборку пришлось выполнять, так сказать, «пошаговым» способом.
Шаг первый
Шаг второй - уборка в нишу корпуса всего выше перечисленного и установка по месту штырей (образующих импровизированную вилку для соединения пробника с мультиметром) путём использования на них резьбового соединения и двух гаек М4 на каждый. Расстояние между центров штырей 18,5 мм.
Шаг третий - установка светодиодов и ограничительных резисторов.
Спрятал содержимое «от глаз подальше» и сверху прикрутил подходящие контакты для подсоединения проверяемых стабилитронов. Контакты можно поворачивать вокруг своей оси и тем самым менять расстояние между ними в зависимости от длины проверяемого компонента. Пробую в деле:
Импортный стабилитрон BZX85C18 - чуток не дотянул до заявленного параметра.
Зато отечественный КС515А не подкачал, как говориться «в яблочко». И вот теперь имею в арсенале Schick арный тестер стабилитронов.))
Видео
Сам мультиметр конечно можно заменить любым, даже стрелочным, вольтметром - это будет полезно, если по ходу работы в мастерской вам часто приходится проверять такие детали. Желаю успехов, Babay. Россия, Барнаул.