Arduino Zener Diode Tester: 6 кадам (Сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:41

Zener Diode Tester Arduino Nano тарабынан башкарылат. Сыноочу 1.8Vдан 48Vге чейинки диоддор үчүн Zener чыңалуусун өлчөйт. Ченелген диоддордун таралуу күчү 250 мВттан бир нече Ваттка чейин болушу мүмкүн. Өлчөө жөнөкөй, диодду туташтырып, БАШТОО баскычын басыңыз.

Arduino Nano чыңалуу диапазонун акырындык менен төмөндөн жогоруга төрт кадам менен байланыштырат. Ар бир кадам үчүн ток Zener диодунун жардамы менен текшерилет. Эгерде ток нөлдөн жогору болсо (нөл эмес), бул: Зенердин чыңалуусу аныкталды. Бул учурда чыңалуу белгилүү убакытка чейин көрсөтүлөт (программалык камсыздоо менен 10 секундга чейин туураланып) жана өлчөө токтотулат. Ар бир кадамдагы ток ошол диапазондогу бардык чыңалуу аркылуу туруктуу жана кадам санын көбөйтүү менен азаят - чыңалуу диапазону.

Жогорку чыңалуу үчүн электр энергиясынын таралышын сактоо үчүн, бул диапазондогу токту азайтуу керек. Тестер 250мВт жана 500мВт диоддорду өлчөө үчүн иштелип чыккан. Жогорку кубаттуулуктагы зенер диоддору дал ушундай эле өлчөнүшү мүмкүн, бирок чыңалуу чыңалуусу болжол менен 5%га төмөн.

ЭСКЕРТҮҮ: Өтө этият болуңуз. Бул долбоордо жогорку чыңалуу 110/220В колдонулат. Эгерде сиз негизги чыңалууга тийүү коркунучу менен тааныш эмес болсоңуз, анда бул инструкцияны колдонууга аракет кылбаңыз!

1 -кадам: Zener Diode

Zener диоду - диоддун өзгөчө түрү, негизинен чыңалуу чыңалуусу же чыңалуу жөндөгүчү сыяктуу схемаларда колдонулат. Алдыңкы чыңалуу багытында I-V мүнөздөмөлөрү жалпы багыттагы диодго окшош. Voltage төмөндөшү болжол менен 0.6V болуп саналат. Тескери багытта, ток абдан кескин жогорулаган чекит бар - бузулуу чыңалуусу. Бул чыңалуу Zener чыңалуусу деп аталат. Бул жерде, туруктуу чыңалуудагы электр энергиясы менен түз байланышкан Zener диоду дароо күйүп кетет. Бул себеп, эмне үчүн ток Zener диод аркылуу резистор менен чектелиши керек.

I-V мүнөздөмөлөрү сүрөттө көрсөтүлөт. Зенердин диодунун ар бир түрү учурдагы маанини аныктайт, анда Зенердин чыңалышы көрсөтүлгөн. (Бул чыңалуу токту жогорулатуу менен бир аз өзгөртүлүшү мүмкүн). Кубаттуулугу 250-500 мВт болгон диоддор үчүн типтүү ток 3тан 10мАга чейин жана чыңалуу маанисине жараша болот.

Бузулуу чыңалуусу токтун кеңири диапазону үчүн салыштырмалуу туруктуу жана ар бир диод үчүн типтүү жана ар түрдүү. Анын мааниси болжол менен 2Vдан 100Vга чейин болушу мүмкүн. Көбүнчө практикалык кадимки микросхемаларда колдонулган Zener диоддору 50Втан төмөн чыңалуу менен көрсөтүлөт.

2 -кадам: Бөлүктөр

Колдонулган бөлүктөрдүн тизмеси:

• OKW тиркемеси, Shell түрү OKW 9408331
• Hi-Link AC/DC адаптери 220V/12V, 2шт., EBay
• Hi-Link AC/DC адаптери 220V/5V, 2шт., EBay
• AC/DC адаптери 220V/24V 150mA, eBay
• Arduino Nano, Banggood
• Capacitors M1 2pcs, M33 1pc, жергиликтүү дүкөн
• Диоддор 1N4148 5шт, Banggood
• IC1, LM317T, жогорку чыңалуудагы версия, eBay
• IC2, 78L12, eBay
• Транзисторлор 2N222 5шт, Banggood
• Реле 351, 5V, 4шт., EBay
• Камыш релеси, 5V, eBay
• Резисторлор 33R, 470R, 1k 4pcs, 4.7k, 10k, 15k 2pcs, жергиликтүү дүкөн
• Trimm3296W 100R, 200R, 500R 2шт, eBay
• Бурамалуу терминалдык блок, Banggood
• Connector Molex 2pins, Banggood
• Connector Molex 3pins, Banggood
• Кичинекей мини негизги алмаштыргыч, eBay
• LED дисплей 0-100V, 3 линия, eBay
• Электр розеткасы, eBay
• Жазгы аудио терминалы, eBay
• Microswitch жана баскыч, Banggood
• LED 3мм жашыл жана кызыл, 2шт, Banggood
• Сактандыргыч 0.5А жана сактандыргыч кармагыч 5x20mm, eBay
• Чакан приборлор үчүн негизги электр зымы

Куралдар:

• Power Drill
• Кандооч
• Heat Gun
• Hot Melt Glue Gun
• Wire Stripper жана Cutter
• Бурагыч топтому
• Кычкачтар топтому
• Мультиметр

Бөлүктөрдүн деталдуу тизмеси бул жерде:

3 -кадам: Circuit Description

Райондун сүрөттөлүшү тиркелген туташуу схемасына шилтеме кылат:

Сол жагында жогорку чыңалуу бөлүгү бар. 220В туташуу үчүн терминалдык блок жана бардык AC/DC адаптерлери. Адаптерлер өлчөө чыңалуусун төрт этапта жеткиришет - диапазондор: 12V, 24V, 36V, 48V.

5VA жана 5VB модулдары MCU Arduino Nano жана Digital Led Voltmeter үчүн арналган. 12VA модулдары биринчи диапазонду 12В менен камсыз кылат жана 12VB модулу 24V экинчи диапазонго дагы 12В кошот. Кийинки модуль 24V төртүнчү диапазондогу 48В башка 24V кошот. Акыркы 24V модулунун ичинде 12V жөнгө салуучу схемасы бар, 12V үчүнчү диапазонду 36Vга чейин камсыздайт. Бул чечим зарыл болгон, анткени тактанын өлчөмү ага алты модулдун орнотулушуна жол бербейт.

Орто бөлүгүндө IC1 LM317 жайгашкан. IC1 жогорку чыңалуу үчүн версияда болушу керек (50V). Ал туруктуу токту жөнгө салуучу схема катары туташкан жана ар бир чыңалуу кадамынын бардык диапазону аркылуу туруктуу токту камсыз кылат. Бул ток бир диапазондо туруктуу, бирок ар бир баскычта ар башка. Маанилер жөнгө салынат жана 20mA (12V), 10mA (24V), 7mA (36V), 5mA (48V). Баалар 250 мВт кубаттуулуктагы диоддун жогорку чектери катары тандалат жана алар күчтүү диоддор үчүн жетиштүү.

IC1дин эки тарабында тең керектүү чыңалуу кадамын анын киришине жана оң триммердин каршылыгын чыгуусуна туташтырган реле бар. Триммер резистору өндүрүштүн учурдагы маанисин көрсөтөт жана бул ток R14 резистору аркылуу ченелген Зенер диодуна берилет. Бул резистордо токту Arduino текшерет. Чыңалуу бөлүүчү R1, R2 R2 боюнча чыңалуунун кыскарган үлгүсүн алып, аны аналогдук A1 пинге туташтырат.

Аналогдук жер GND бардык чыңалуу адаптерлери, санарип вольтметр адаптери жана IC1 үчүн жалпы болуп саналат. Абайлаңыз, Arduino жана анын адаптери үчүн санарип дагы бир жер бар. Санариптик жер Arduino жана аналогдук киргизүү үчүн өлчөө таянычы катары зарыл.

Ардуино санариптик чыгуулары D4төн D7ге ар бир кадам үчүн реле, D8 контролдоо Санарип вольтметр жана D9 башкаруу ERROR кызыл түскө алып келди. Кандайдыр бир кадамда агым аныкталбаса, ERROR LED күйүп турат. Бул учурда, Zener диоду 48 В сыяктуу Зенердин жогорку чыңалуусунда болушу мүмкүн же бузук (ачык) болушу мүмкүн. Эгерде терминалдарда кыска туташуу бар болсо, ERROR LED иштетилген эмес жана аныкталган чыңалуу өтө кичине, 1Вдан төмөн.

Долбоорду бүтүргөндөн кийин мен дагы бир LED - POWER кошууну чечтим, анткени вольтметр караңгы болсо (өчүк), прибордун өзү күйүк же өчүк экени так эмес. Led Power 470 каршылыгы менен ПХБдан тышкаркы пункттар арасында, X3-1 Startтан Zener X2-1ге чейин туташкан. Резистор баскыч менен кичинекей тактага орнотулган.

4 -кадам: Курулуш

Долбоордун кутусу катары мен эски электрондук тетиктер дүкөнүндө табылган OKW корпусун колдондум. Бул кутуча дагы эле OKWде снаряд түрүндөгү корпус катары бар. Коробка анча ылайыктуу эмес, анткени такта үчүн өтө кичине, бирок кутунун өзү менен ПХБнын айрым жаңыртуулары бардык бөлүктөрдү ичине салууга мүмкүндүк берет. ПХБ 8х10см акысыз версиясы үчүн максималдуу өлчөм катары Eagleде иштелип чыккан. Биринчи учурда бардык компоненттерди бортко коюу мүмкүн эмес окшойт, бирок акыры мен ийгиликтүү болдум.

Кутунун жаңыртуусу ичиндеги пластикалык бөлүктөрдү алып салууну талап кылат жана бурамалар үчүн турат. Бөлүктөрдү жаңыртуу үчүн санариптик вольтметрдин пластикалык кутучасын өзгөртүү жана эки бурчта, Error жана Main power коннекторлорунун жанында тегерек кесүү керек. Жаңыртуулар сүрөттөрдө көрүнүп турат. Маанилүү нерсе - вольтметрдин терезесин мүмкүн болушунча кутунун четине жакын кылуу. START баскыч баскычы кичинекей тактада жайгашкан жана металл бурчу менен орнотулган.

Терезелер жана үстүңкү капкактагы тешиктер Digital вольтметр, баскыч, жазгы терминал, LED Error, LED Power жана USB Arduino Nano коннектору үчүн жасалган. Төмөнкү бөлүгүндө кубат которгуч жана электр розеткасынын кирүүсү бар. Санарип вольтметр жана кубат которгуч ысык эритилген клей менен бекитилет. Ошол эле жол менен 3мм диоддук индикаторлор бекитилет.

Ченелген диод, адатта, аудио жазгы коннектор менен туташкан эмес. Мен жөнөкөй жана тез байланышты издеп жүрдүм. Бул чечим эң жакшы окшойт.

Тактадагы бардык компоненттерди ширеткенден кийин, мен ылдыйкы бөлүгүндө 220В эки тректи ысык эритилген желим тапанча менен бөлүп алдым. Тактан электр өткөргүчкө жана электр розеткасына кирүүчү зымдар жылуулукка чыдамдуу түтүктөр менен бөлүнгөн. Кылдаттык менен кылгыла, эч кандай ачык 220V зым же coper track. PCB тигинен кыймылга жол бербөөчү, желим резина аралыгы менен жерге бекитилген болушу керек.

Алдыңкы панелде чаптама фото кагазга этикетка басылышы бар. Этикетка Windows 10 аксессуарларынын куралы болгон Paint программасында жасалат. Бул курал приборлордун этикеткаларын жасоого ылайыктуу, анткени этикетка чыныгы өлчөмдө жасалышы мүмкүн.

PCB Eagle бекер программасы менен иштелип чыккан. Такта JLCPCB компаниясына жакшы баада заказ кылынган. Муну үйдө жасоого эч кандай себеп жок. Мен тактайга заказ кылууну сунуштайм жана ушул себептен Гербер zip тиркелет. файл.

5 -кадам: Программалоо жана жөндөө

Arduino программасы - ino файлы тиркелет. Мен коддун бардык негизги бөлүктөрүн документтештирүүгө аракет кылам жана бул менин англис тилиме караганда жакшыраак түшүнүлөт деп үмүттөнөм. Коддон түшүндүрүлүшү керек болгон нерсе - "кызмат" функциясы. Бул тейлөө режими жана аспапты биринчи жолу которгондо орнотуу үчүн колдонулушу мүмкүн.

Учурдагы "readCurrent" окуу функциясы кокус кокус токтун окулушун алдын алуу үчүн кодго киргизилген. Бул функцияда окуу он жолу жасалат жана он мааниден максималдуу маани тандалат. Токтун максималдуу мааниси Arduino аналогдук киришине үлгү катары алынат.

Кызмат режиминде сиз төрт жөнгө салынуучу резисторду R4төн R7ге тууралайсыз. Ар бир триммер бир чыңалуу диапазонунда ток үчүн жооптуу. 12V үчүн R4, 24V үчүн R5, 36V үчүн R6 жана 48V үчүн R7. Бул режимде айтылган чыңалуу акырындык менен терминалдарда көрсөтүлөт жана керектүү токтун маанисин жөнгө салууга мүмкүндүк берет (20мА, 10мА, 7мА, 5мА).

Кызмат режимине кирүү үчүн 2 секунддун ичинде аспапты күйгүзгөндөн кийин START баскычын басыңыз. Биринчи кадам (12V) жандандырылган жана ERROR жетеги бир ирет өчүп күйөт. Азыр токту тууралоого убакыт келди. Эгерде ток жөнгө салынса, кайра баштоо менен кийинки кадамды (24V) жандырыңыз. ERROR дисплейи эки ирет өчүп турат. СТАРТ баскычын колдонуу менен кийинки кадамдарды кайталаңыз. БАШТОО баскычы менен тейлөө режиминен чыгыңыз. Ар бир убакта, START басуу үчүн эң жакшы учур - бул ERROR караңгы болсо, бир нече ирмелүүдөн кийин.

Учурдагы тууралоо орточо диапазондогу чыңалуусу бар Zener диодуна туташуу жолу менен жүргүзүлөт, 12В диапазондо 6-7В диод болушу керек. Бул Zener диод амперметр же мультиметр менен катар туташтырылышы керек. Токтун туураланган мааниси так болбошу керек, минус 15% дан плюс 5% га чейин.

6 -кадам: Жыйынтык

Arduino тарабынан Zener диоддорун өлчөө үчүн сунушталган чечим таптакыр жаңы. Электр менен камсыздоо 220В, LED вольтметр жана максималдуу чыңалуу 48В сыяктуу кээ бир кемчиликтер дагы деле бар. Курал жогоруда айтылган кемчиликтерде жакшыртылышы мүмкүн. Мен башында аны батарейка менен иштетүүнү пландап жатам, бирок Arduino жана салыштырмалуу жогорку чыңалууну бир же бир нече баскычка жогорулатуу чоң батареяны талап кылат жана инструмент чоңураак болмок.

Базарда көптөгөн жакшы компоненттерди текшерүүчү бар. Алар транзисторлордун, диоддордун, башка жарым өткөргүчтөрдүн жана көптөгөн пассивдүү компоненттердин бардык түрүн текшере алышат, бирок батареянын кичине чыңалуусунан улам Зенердин чыңалуусун өлчөө көйгөй жаратат. Мен ишенем, сиз менин долбоорумду жактырасыз жана курулуш менен ойноп, жакшы убакыт өткөрөсүз.