Merač zenerových diód
Ďalší šikovný pomocník do dielne
Dali2, 25.01.2016-00:01
Poobzeral som sa troška po svojich šuflíkových zásobách a na základe nájdených pokladov padlo nasledujúce rozhodnutie:
Schéma
Takže základné stavebné kamene by sme mali, môžeme si popísať zapojenie a funkciu zariadenia.
Napájacie napätie 8-15V (môžete použiť ľubovoľný sieťový adaptér s zatažiteľnosťou cca 500mA) je privedené cez konektor J1, dióda D1 slúži ako ochrana pred prepólovaním. Za ňou je jednoduchá filtrácia a nasleduje menič s MC34063, ktorý má za úlohu vytvoriť potrebné vyššie napätie pre meranie Uz. Zapojenie je triviálne, v podstate z katalógového listu. Ako externý tranzistor (keďže samotný obvod má povolené max. výstupné napätie 40V, čo pre naše účely nestačí) je možné použiť ľubovoľný N-MOSFET, ktorý zvládne výstupné napätie, IRF540 som vybral, keďže má povolené Vds 100V a mal som ho doma.
Cievka L1 výpočtom vyšla na cca 330uH, v prototype však dosť pískala (čo by naznačovalo presýtenie), zmenšil som ju na 220uH, pískanie ustalo, výstupné napätie bolo v poriadku. Nasleduje jednoduchý prúdový zdroj zložený z dvoch PNP tranzistorov Q5 a Q6, dimenzovaných tak, aby sa zbytočne neprehrievali aj pri vyššom stratovom výkone a nebolo nutné ich intenzívne chladiť. Prepínač SW1 má tri pakety - jeden je použitý na prepínanie rozsahov prúdového zdroja, jeden na prepínanie LED, ktoré indikujú zvolený prúdový rozsah. „Záťažou“ prúdového zdroja je nami meraná zenerova dióda, na jej svorkách pri pretekajúcom zvolenom prúde nameriame zenerovo napätie, ktoré nás zaujíma.
Nasleduje stabilizátor U1, ktorý zabezpečuje +5V pre napájanie digitálnej časti prístroja. Z neho je napájaný samotný obvod U3, čo je integrovaný 3-miestny A/D prevodník s multiplexovaným výstupom priamo na 3-miestny LED displej. Zapojenie opäť z katalógového listu, tu skutočne nie je čo špekulovať. Použitý obvod má pre naše účely viac ako dostatočnú presnosť a linearitu. O dekódovanie číslic pre 7-segmentovky v displeji sa stará U4, kde môžeme použiť takmer ľubovoľný 7-segmentový dekodér - ja som použil opäť "dederónsku" verziu - D146 (vyhovie v podstate čokoľvek z rodiny 7446/7447/D146/D147/D34X). Displej je zložený z troch kusov muzeálnych jednomiestnych displejov - MAN72A. Odpory obmedzujúce prúd segmentami (R18-R24) sú pomerne malé - 100R - keďže tieto staršie displeje potrebujú dosť vysoký prúd na to, aby ich jas bol dostatočný.
Mechanická konštrukcia
Chcel som, aby zariadenie bolo kompaktné a nezaberalo veľa miesta, takže som prehrabal krabicu s plastovými krabičkami. Do oka mi padla krabička KP5, ktorá je dosť veľká na to, aby sa tam všetko v pohode vošlo a je pekne plochá, takže nebude problém s umiestnením displeja (aj tak som sedemsegmentovky musel dat na vysoké dutinkové lišty). Plošný spoj bol navrhnutý práve pre túto krabičku. Všetky podklady nájdete v pripojených zip súboroch (súbory so schémou a plošným spojom pripravené v programe KiCad, gerbery a pdf súbory pre priamu tlač podkladov k výrobe plošného spoja v negatívnom aj pozitívnom prevedení). Na opracovanie krabičky stačí minimum nástrojov - ostrý rezák, vŕtačka a lupienková pílka. Na vrchnú stranu som vyviedol precízne dutinkové lišty, aby bolo kam pripojiť meranú zenerku, paralelne k nim sú pripojené dve plôšky z tenkej medenej fólie, ktoré slúžia pre meranie diód v SMD prevedení.
Oživenie
Dosku osadzujeme a oživujeme postupne - najprv osadíme vstupný konektor, filtráciu a súčiastky okolo meniča. Pripojíme napájacie napätie a na kondenzátore C8 pomocou RV3 nastavíme napätie 65V. Potom osadíme prúdový zdroj, k svorkám ZD pripojíme miliampérmeter, pri prepínaní SW sa musí meniť pretekajúci prúd medzi 5, 10, 20 a 50mA. Prúd nemusí byť úplne presný, odchylka v rámci 10-15% je úplne v poriadku. Teraz môžeme osadiť zvyšok prístroja. Pri starostlivom spájkovaní musí zariadenie vzhľadom na svoju jednoduchosť pracovať na prvé zapojenie.
Nastavenie prístroja
Celé nastavenie je veľmi jednoduché, potrebujeme k nemu len voltmeter. Najprv pri najnižšom nastavenom prúde skratujeme svorky ZD, trimrom RV1 nastavíme na displeji nulu. Svorky opäť rozpojíme, pripojíme k nim voltmeter a údaj, ktorý nám zobrazuje nastavíme trimrom RV2 na našom displeji, tým je nastavenie kompletne hotové.
Na záver ešte niekoľko fotografií prototypu a finálnej verzie prístroja.
tento článok je z mikroZONE
( https://www.mikrozone.sk/pluginy/content/content.php?content.139 )
Ďalší šikovný pomocník do dielne
Dali2, 25.01.2016-00:01
Poobzeral som sa troška po svojich šuflíkových zásobách a na základe nájdených pokladov padlo nasledujúce rozhodnutie:
- viac prúdových rozsahov (5, 10, 20 a 50mA), keďže som našiel pekný teslácky miniatúrny 4-polohový otočný prepínač;
- menič s osvedčenou MC34063 ponecháme. Z bezpečnostných dôvodov som sa rozhodol pre maximálne testovacie napätie 65V (nie je problém zvýšiť až na 100V)
- prúdový zdroj - z dôvodu jednoduchosti konštrukcie a vzhľadom na to, že na jeho stabilitu nie sú kladené žiadne vysoké nároky - postačí štandardný z dvoch tranzistorov
- na meranie výsledného Zenerovho napätia som sa rozhodol použiť starý dobrý C520D z „dederónskej“ produkcie (východonemecká kópia AD2020 resp. CA3162).
Schéma
Takže základné stavebné kamene by sme mali, môžeme si popísať zapojenie a funkciu zariadenia.
Napájacie napätie 8-15V (môžete použiť ľubovoľný sieťový adaptér s zatažiteľnosťou cca 500mA) je privedené cez konektor J1, dióda D1 slúži ako ochrana pred prepólovaním. Za ňou je jednoduchá filtrácia a nasleduje menič s MC34063, ktorý má za úlohu vytvoriť potrebné vyššie napätie pre meranie Uz. Zapojenie je triviálne, v podstate z katalógového listu. Ako externý tranzistor (keďže samotný obvod má povolené max. výstupné napätie 40V, čo pre naše účely nestačí) je možné použiť ľubovoľný N-MOSFET, ktorý zvládne výstupné napätie, IRF540 som vybral, keďže má povolené Vds 100V a mal som ho doma.
Cievka L1 výpočtom vyšla na cca 330uH, v prototype však dosť pískala (čo by naznačovalo presýtenie), zmenšil som ju na 220uH, pískanie ustalo, výstupné napätie bolo v poriadku. Nasleduje jednoduchý prúdový zdroj zložený z dvoch PNP tranzistorov Q5 a Q6, dimenzovaných tak, aby sa zbytočne neprehrievali aj pri vyššom stratovom výkone a nebolo nutné ich intenzívne chladiť. Prepínač SW1 má tri pakety - jeden je použitý na prepínanie rozsahov prúdového zdroja, jeden na prepínanie LED, ktoré indikujú zvolený prúdový rozsah. „Záťažou“ prúdového zdroja je nami meraná zenerova dióda, na jej svorkách pri pretekajúcom zvolenom prúde nameriame zenerovo napätie, ktoré nás zaujíma.
Nasleduje stabilizátor U1, ktorý zabezpečuje +5V pre napájanie digitálnej časti prístroja. Z neho je napájaný samotný obvod U3, čo je integrovaný 3-miestny A/D prevodník s multiplexovaným výstupom priamo na 3-miestny LED displej. Zapojenie opäť z katalógového listu, tu skutočne nie je čo špekulovať. Použitý obvod má pre naše účely viac ako dostatočnú presnosť a linearitu. O dekódovanie číslic pre 7-segmentovky v displeji sa stará U4, kde môžeme použiť takmer ľubovoľný 7-segmentový dekodér - ja som použil opäť "dederónsku" verziu - D146 (vyhovie v podstate čokoľvek z rodiny 7446/7447/D146/D147/D34X). Displej je zložený z troch kusov muzeálnych jednomiestnych displejov - MAN72A. Odpory obmedzujúce prúd segmentami (R18-R24) sú pomerne malé - 100R - keďže tieto staršie displeje potrebujú dosť vysoký prúd na to, aby ich jas bol dostatočný.
Mechanická konštrukcia
Chcel som, aby zariadenie bolo kompaktné a nezaberalo veľa miesta, takže som prehrabal krabicu s plastovými krabičkami. Do oka mi padla krabička KP5, ktorá je dosť veľká na to, aby sa tam všetko v pohode vošlo a je pekne plochá, takže nebude problém s umiestnením displeja (aj tak som sedemsegmentovky musel dat na vysoké dutinkové lišty). Plošný spoj bol navrhnutý práve pre túto krabičku. Všetky podklady nájdete v pripojených zip súboroch (súbory so schémou a plošným spojom pripravené v programe KiCad, gerbery a pdf súbory pre priamu tlač podkladov k výrobe plošného spoja v negatívnom aj pozitívnom prevedení). Na opracovanie krabičky stačí minimum nástrojov - ostrý rezák, vŕtačka a lupienková pílka. Na vrchnú stranu som vyviedol precízne dutinkové lišty, aby bolo kam pripojiť meranú zenerku, paralelne k nim sú pripojené dve plôšky z tenkej medenej fólie, ktoré slúžia pre meranie diód v SMD prevedení.
Oživenie
Dosku osadzujeme a oživujeme postupne - najprv osadíme vstupný konektor, filtráciu a súčiastky okolo meniča. Pripojíme napájacie napätie a na kondenzátore C8 pomocou RV3 nastavíme napätie 65V. Potom osadíme prúdový zdroj, k svorkám ZD pripojíme miliampérmeter, pri prepínaní SW sa musí meniť pretekajúci prúd medzi 5, 10, 20 a 50mA. Prúd nemusí byť úplne presný, odchylka v rámci 10-15% je úplne v poriadku. Teraz môžeme osadiť zvyšok prístroja. Pri starostlivom spájkovaní musí zariadenie vzhľadom na svoju jednoduchosť pracovať na prvé zapojenie.
Nastavenie prístroja
Celé nastavenie je veľmi jednoduché, potrebujeme k nemu len voltmeter. Najprv pri najnižšom nastavenom prúde skratujeme svorky ZD, trimrom RV1 nastavíme na displeji nulu. Svorky opäť rozpojíme, pripojíme k nim voltmeter a údaj, ktorý nám zobrazuje nastavíme trimrom RV2 na našom displeji, tým je nastavenie kompletne hotové.
Na záver ešte niekoľko fotografií prototypu a finálnej verzie prístroja.
 |  |
 |  |
 |  |
 |  |
 |  |
 |  |
tento článok je z mikroZONE
( https://www.mikrozone.sk/pluginy/content/content.php?content.139 )