Светодиодный омметр своими руками

Звуковой омметр не ошибется

ON Semiconductor 2N6028

Один из самых любимых моих диагностических инструментов – простой самодельный звуковой омметр (audible ohmmeter – AudOhm). Эта схема хорошо служила мне в течение многих лет, позволяя проводить «предварительное» тестирование жгутов проводов и управляющего оборудования, а также различных компонентов, таких как транзисторы, реле, резисторы, светодиоды и переключатели. Я создал этот гаджет (Рисунок 1), потому что меня не устраивали ложные показания одного тона на сопротивлениях в несколько Ом или более при использовании стандартного цифрового вольтметра в звуковом режиме. Плохие соединения могут обмануть цифровой вольтметр, но не мой AudOhm.

Теория работы

В AudOhm используются уникальные свойства необычного полупроводникового прибора, известного как программируемый однопереходный транзистор. Эти устройства, такие как показанный на Рисунке 1 транзистор 2N6028, уникальны тем, что проводят ток только после того, как напряжение на анодном выводе опустится ниже напряжения, приложенного к затвору. Транзистор закрывается, когда анодный ток падает ниже удерживающего уровня, и тока, идущего через резистор 22 кОм, становится недостаточно, чтобы зафиксировать транзистор в состоянии устойчивой проводимости. При питании затвора от мостовой схемы, подключенной к тестируемой цепи, однопереходный транзистор будет генерировать импульсы с частотой, напрямую связанной с падением напряжения в тестируемой цепи.

При использовании в схеме на Рисунке 1 конденсатора 20 мкФ и подстроечного резистора 50 Ом рабочий диапазон составляет порядка 150 Ом. После сборки устройство калибруется только один раз, для чего нужно, замкнув измерительные щупы, вращать подстроечный резистор до тех пор, пока излучаемый звук не начнет становиться прерывистым, после чего, немного повернув движок в противоположную сторону, вернуться к непрерывному тону. Сделать это будет проще, если использовать 10-оборотный потенциометр. Выключатель питания не требуется; батареи прослужат столько же, как и при хранении на полке. Я использовал три соединенные последовательно батарейки AAA.

AudOhm в действии

Когда щупы закорочены, AudOhm издает непрерывный тон, а при увеличении сопротивления его звук становится прерывистым. Частота модуляции зависит от сопротивления цепи. При правильной настройке можно «прослушивать» сопротивления порядка долей ома. Пользователь, не глядя, может сказать, является ли путь проводником или нет, и не примет компонент или катушку за проводное соединение. Он также может оценить емкость цепи, которая звучит как короткий «пип», который будет повторяться только в том случае, если щупы поменяются местами.

Если вам необходимы измерения сопротивлений за пределами рабочего диапазона этой схемы, можно подобрать номиналы подстроечного резистора и конденсатора в соответствии с вашими требованиями. Не бойтесь экспериментировать!

Материалы по теме

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

Источник

ОММЕТР СО СВЕТОДИОДНЫМ ИНДИКАТОРОМ

Он позволяет контролировать сопротивление различных цепей, проверять резисторы, катушки индуктивности, обмотки трансформаторов и другие детали, обладающие сопротивлением. Диапазон измеряемых сопротивлений — от единиц ом до 25 МОм.

Основу омметра (рис. 6) составляет усилитель постоянного тока (УПТ), выпол­ненный на транзисторах VT1-VT3. Благодаря применению в первом каскаде усили­теля составного транзистора VT1VT2 входное сопротивление омметра получилось высокое. Конденсатор С1 шунтирует эмиттерный переход транзистора VT1 по пе­ременному току и исключает ложную индикацию от наводок. Резисторы R1 и R2 ограничивают ток базы составного и выходного транзисторов, предохраняя их от насыщения. А резистор R1, кроме того, защищает входной транзистор от повреж­дения при случайном подключении щупов к цепям, находящимся под напряже­нием.

Выходной транзистор УПТ совместно со светодиодом представляет своеобраз­ный электронный ключ, «срабатывающий» при определенном напряжении между базой и эмиттером транзистора. Оно, в свою очередь, снимается с делителя, образованного сопротивлением участка коллектор — эмиттер транзистора VT2, резисторами R2, R3 и одним из резисторов R4-R6, подключаемым параллельно резистору R3 в зависимости от диапазона измерений.

Пока щупы Х1 и Х2 пробника никуда не подключены, все транзисторы закрыты и потребления тока от источника практически нет. Но стоит подключить щупы, например, к выводам резистора, и в цепи базы составного транзистора потечет ток. Сопротивление участка ко л л е кто р —э м итте р транзистора VT2 уменьшится и В его цепи также потечет ток, который создаст на эмиттерном переходе транзисто­ра VT3 падение напряжения. Оно будет тем больше, чем меньше сопротивление проверяемого резистора и чем больше сопротивление нижнего плеча делителя (резистора R3 и одного из резисторов R4-R6). В показанном на схеме положении кнопочных выключателей SB1-SB3 этого напряжения будет достаточно для откры­вания транзистора VT3 и зажигания светодиода при сопротивлении резистора (или проверяемой цепи) менее 25 МОм. Если же нажать кнопку выключателя SB1, светодиод зажжется только при сопротивлении до 1 МОм. При нажатии остальных кнопок светодиод будет реагировать лишь на сопротивление, не превышающее обозначенного у кнопки предела.

Все транзисторы можно применить серий КТ306, КТ312, КТ315; светодиод — АЛ102А, АЛ102Г, АЛ307А; резисторы — МЛТ-0,125, МЛТ-0,25; конденсатор — КЛС, К10-7; кнопочные выключатели — КМ1-1, КМД1-1 или самодельные, изготовлен­ные на базе микропереключателя МПЗ-1 (рис. 3).

Детали пробника размещены в корпусе (рис. 7) размерами 95x50x22 мм, изго­товленном из цветного органического стекла. На верхней стенке корпуса укрепле­ны кнопочные выключзтели (или расположены кнопки самодельных выключателей) и светодиод. Через переднюю стенку выступает щуп Х2, на задней стенке установлено гнездо ХЗ, в которое вставляют вилку, соединенную многожильным монтажным проводом достаточ­ной длины со щупом Х1.

Налаживание пробника сводится к установ­ке выбранных пределов измерения. Сначала подключают щупы пробника к цепочке последо­вательно соединенных резисторов общим со­противлением 25 МОм и подбором резистора R3добиваются минимальной яркости свечения светодиода. Затем щупы подключают к резис­тору со п р от и в л е н и е м 1 МОм и тех же результа­тов добиваются подбором резистора R4 при нажатой кнопке выключателя SB1. Аналогично поступают на оставшихся пределах измерения.

Следует заметить, что светодиод вспыхивает при подключении щупов к резисторутем резче, чем больше коэффициент передачи тока тран­зистора VT3.

Возможно, этим пробником заинтере­суются электрики, которым приходится проверять сопротивление изоляции раз­личных цепей и отыскивать неисправно­сти в цепях постоянного и переменного тока напряжением до 250 В, Тогда имеет смысл несколько доработать пробник, введя в него индикатор напряжения на неоновой лампе (рис. 8). Она вспыхивает только в том случае, если щупы случайно окажутся подключенными к деталям или цепям, находящимся под напряжением.

Резистором R7 устанавливают нужную яркость свечения лампы. Нижний предел определяемого напряжения зависит от используемой лампы.

В заключение следует заметить, что максимальный ток, потребляемый пробни­ком в режиме измерения (когда горит светодиод), не превышает 10 мА.

Журнал «Радио», 1984, №1 .С. 50

Источник: Измерительные пробники. Сост. А. А. Халоян.— М.: ИП РадиоСофт, ЗАО «Журнал «Радио», 2003.— 244 с: ил.— (Радиобиблиотечка. Вып. 20)

Источник

Простой омметр

Более десяти лет назад в журнале «Радио» была опубликована схема весьма простого омметра (см. рисунок), которым можно измерять сопротивление различных деталей в диапазоне от нескольких омов до двух мегаом.

Более десяти лет назад в журнале «Радио» была опубликована схема весьма простого омметра (см. рисунок), которым можно измерять сопротивление различных деталей в диапазоне от нескольких омов до двух мегаом.

Вот уже несколько лет я пользуюсь этим прибором и доволен его работой. Простой омметр Основная деталь омметра, конечно, стрелочный индикатор РА1. Я использовал индикатор М2003-М1 стоком полного отклонения стрелки 100 мкА. Подойдет и другой индикатор, но пределы измерения будут иные. Индикатор подключен к измерительной цепи, составленной из резисторов R1, R2, батареи GB1, выключателя SA1 и гнезд Х1-ХЗ, к которым подключают проверяемые детали.

Когда контакты выключателя разомкнуты, детали, например резисторы, подключают к гнездам Х2 и Х3. Но вначале эти гнезда замыкают и устанавливают стрелку индикатора переменным резистором R1 на конечное деление шкалы — условный нуль отсчета. После размыкания гнезд к ним можно подключать проверяемый резистор. Это первый поддиапазон, на котором можно отсчитывать сопротивления примерно от 0,9 кОм до 2 МОм. Чем больше сопротивление, тем меньший ток протекает через индикатор и меньше отклонение его стрелки. Установив выключатель в положение замкнутых контактов, устанавливают стрелку индикатора на нуль отсчета, после чего подключают резистор к гнездам Х1, Х2 второго поддиапазона.

Теперь проверяемый резистор будет шунтировать индикатор, стрелка отклонится на меньший угол при меньшем сопротивлении резистора. Пределы измерения на этом поддиапазоне — примерно от 9 Ом до 22 кОм.

Источник

Миллиомметр с ЖК-индикатором на Arduino своими руками

MCP3422 LT3092 ULN2003

У каждого радиолюбителя, инженера, разработчика есть различного рода измерительные приборы. Это могут быть как сложные многофункциональные приборы промышленного изготовления, так и простые вольтметры, амперметры, измерители емкости аккумуляторов, омметры, измерители ESR, которые собраны своими руками. Об одном из таких приборов, который пригодиться любому радиолюбителю, пойдет речь в статье (Рисунок 1).

Миллиомметер – прибор, использующийся для измерения малых сопротивлений резисторов, проводников на печатной плате, обмоток двигателя, катушек индуктивности, обмоток трансформатора, а также может использоваться для расчета длины проводов. Он имеет высокое разрешение, несвойственное обычным мультиметрам, что позволяет получать точные данные измерений в диапазоне миллиом.

В сети Интернет можно встретить много подобных конструкций, но в статье мы рассмотрим версию прибора, которая отличается реализацией аппаратной части. В миллиомметре используется прецизионный приемник тока и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) высокого разрешения. Управление приемником тока (для выбора диапазона измерений) и АЦП осуществляет микроконтроллер (МК) на плате Arduino Nano (Рисунок 2). Полный список компонентов, примененных в приборе, приведен в Таблице 1 ниже.

Микросхема LT3092 представляет собой интегральный прецизионный источник тока, но в данной конструкции используется в режиме приемника тока (или источника втекающего тока). Для управления приемником тока использованы цепи на транзисторах T1, T2, T3 и резисторах R12, R13, R14. Управление транзисторами (выбор диапазона измерения) выполняет МК через микросхему ULN2003 (набор мощных составных ключей).

В качестве АЦП используется микросхема MCP3422A0. Это 18-разрядный двухканальный АЦП последовательного приближения со встроенным источником опорного напряжения и выходным интерфейсом I 2 C. Входные каналы АЦП являются дифференциальными, поэтому в приборе используется только один канал микросхемы (CH1+ и CH1-), который подключается к тестируемому резистору (сигналы S+ и S-). АЦП настроен на разрешение 18 бит, но, поскольку S+ всегда больше чем S-, эффективное разрешение будет 17 бит.

Чтобы уменьшить влияние сопротивления измерительных проводов (щупов) на результаты измерений, в приборе для подключения исследуемого резистора к точке измерения используются специальные тестовые зажимы Кельвина (Рисунок 3). Это 4-проводные щупы предназначенные для измерения сопротивления методом Кельвина.

Прибор имеет три диапазона измерений:

• Диапазон 0m1: от 0.1 мОм до 12.999 Ом;
• Диапазон 1m0: от 1 мОм до 129.999 Ом;
• Диапазон 10m: от 10 мОм до 1299.99 Ом.

Выбор диапазона измерения производится одной из двух кнопок в приборе. Результаты измерений и текущий диапазон измерения отображаются на двухстрочном ЖК индикаторе (стандартный ЖК индикатор 16×2).

Питается прибор от внешнего блока 12 В. Питание измерительных цепей, приемника тока, АЦП, ЖК индикатора осуществляется от встроенного на плату Arduino Nano регулятора напряжения 5 В.

Из-за сложности проекта не рекомендуется выполнять монтаж элементов на монтажной плате, это отнимет много времени и не исключит ошибки. Для прибора была разработана печатная плата в САПР Eagle. Внешний вид проекта печатной платы изображен на Рисунке 4. Схема и проект печатной платы доступны для скачивания в разделе загрузок. Вид готовой платы представлен на Рисунке 5. Как можно заметить (по печатной плате и по списку примененных компонентов), большинство элементов в корпусах для поверхностного монтажа, поэтому для их установки потребуется пинцет, паяльный фен или паяльник с тонким жалом.

Корпус

Чтобы прибор имел презентабельный вид, для него был разработан алюминиевый корпус. Необходимые файлы проекта (Inkscape), шаблоны и трафареты также доступны в разделе загрузок.

На передней панели прибора расположены кнопки управления (выбор диапазона измерения, удержание показаний), разъемы для подключения тестовых щупов и ЖК-индикатор. Внешний вид передней панели прибора и расположение на ней кнопок, разъемов и индикатора изображено на Рисунке 6.

Подключение ЖК-индикатора, разъемов и кнопок указано на Рисунке 7. На рисунке отмечено: 1 – печатная плата прибора, 2 – разъем внешнего питания, 3 – ЖК-индикатор, 4 –разъемы для тестовых щупов Кельвина, 5 –кнопки управления.

Программная реализация

Алгоритм работы прибора и сам код довольно сложны. Необходимо установить диапазон измерения, управляя входами ULN2003 (выходы Arduino D10, D11, D12), который вместе с режимом работы (определяется состоянием кнопок) учитывается в дальнейшем. Затем выполняется считывание АЦП для расчета сопротивления и отображение значения на индикаторе.

С целью упрощения программного кода в скетче было использовано несколько библиотек, в том числе Wire.h, LiquidCrystal_I2C и библиотека для работы с EEPROM. Библиотека Wire используется для облегчения процесса обмена данными по шине I 2 C между Arduino, ЖК индикатором и АЦП. Частота тактового сигнала шины I 2 C выбрана 400 кГц. Библиотека LiquidCrystal_I2C (не предустановленная в Arduino IDE) помогает взаимодействовать с ЖК-индикатором, а библиотека EEPROM используется для доступа к энергонезависимой памяти МК, обеспечивая хранение информации о режиме работы и диапазоне измерения.

Библиотеки Wire и EEPROM предуставновлены в среде Arduino IDE, библиотеку LiquidCrystal_I2C можно установить с помощью менеджера билиотек.

Исходный код довольно громоздкий, но снабжен подробными комментариями. Тем не менее, стоит пояснить, что работа с измерительным узлом, АЦП и индикатором в исходном коде строится на основе определений, макросов и функций. Поэтому основные функции setup() и loop() содержат очень мало строк кода. Скетч доступен для скачивания в разделе загрузок.

После компиляции скетча в Arduino IDE загрузите его в плату, и, если все правильно собрано, прибор запустится (Рисунок 8).

Если подключить к измерительным щупам резистор с сопротивлением миллиомного диапазона, то на индикаторе вы увидете значение сопротивления (Рисунок 9).

Ниже вы можете посмотреть видео о работе миллиомметра.

Источник