Arduino Zener диодты сынаушы: 6 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Zener Diode Tester Arduino Nano басқарады. Тексеруші 1,8 В -тан 48 В дейінгі диодтар үшін Зенердің кернеуін ажыратады. Өлшенген диодтардың таралу қуаты 250 мВт -тан бірнеше ваттқа дейін болуы мүмкін. Өлшеу қарапайым, диодты жалғап, СТАРТ түймесін басыңыз.

Arduino Nano кернеулер диапазонын төменнен жоғарыға біртіндеп төрт қадаммен қосады. Әр қадам үшін ток өлшенетін зенер диоды арқылы тексеріледі. Егер ток нөлден жоғары болса (нөл емес), бұл: Зенер кернеуі анықталды. Бұл жағдайда кернеу белгілі бір уақыт бойы көрсетіледі (бағдарламалық жасақтама арқылы 10 секундқа дейін реттеледі) және өлшеу тоқтатылады. Әр қадамдағы ток осы диапазондағы барлық кернеулер бойынша тұрақты болады және қадам санын - кернеу диапазонын ұлғайту арқылы азаяды.

Жоғары кернеулер үшін қуаттың таралуын қолдау үшін осы диапазондағы токты азайту қажет. Сынағыш 250 мВт және 500 мВт диодтарды өлшеуге арналған. Қуаты жоғары зенер диодтарын дәл осылай өлшеуге болады, бірақ өлшенген кернеудің мәні шамамен 5%төмен.

ЕСКЕРТУ: Өте абай болыңыз. Бұл жобада 110/220В жоғары кернеу қолданылады. Егер сіз негізгі кернеуге қол жеткізу қаупін білмесеңіз, бұл нұсқаулықты қолдануға тырыспаңыз!

1 -қадам: Зенер диод

Зенер диоды - бұл диодтың ерекше түрі, негізінен кернеудің эталондық компоненті немесе кернеу реттегіші сияқты тізбектерде қолданылады. I-V кернеудің тура бағытында сипаттамалар жалпы мақсаттағы диодқа ұқсас. Кернеудің төмендеуі шамамен 0,6 В құрайды. Кері бағытта ток өте күрт өсетін нүкте бар - бұзылу кернеуі. Бұл кернеу Zener кернеуі деп аталады. Бұл кезде тұрақты кернеу шығысымен қуат көзіне тікелей қосылған зенер диоды бірден жанып кетеді. Дәл осы себептен ток зенер диод арқылы резистормен шектелуі керек.

I-V сипаттамалары суретте көрсетілген. Zener диодының әрбір түрі Zener кернеуі дұрыс көрсетілген ток мәнін анықтайды. (Бұл кернеуді ток күшейту арқылы аздап өзгертуге болады). Қуаты шамамен 250-500 мВт болатын диодтар үшін типтік ток 3 - 10 мА құрайды және кернеудің мәніне байланысты.

Ажырату кернеуі токтардың кең диапазоны үшін салыстырмалы түрде тұрақты және әр диодқа тән және әр түрлі. Оның мәні шамамен 2 В -тан 100 В -тан жоғары болуы мүмкін. Әдетте практикалық қарапайым тізбектерде қолданылатын зенерлік диодтар кернеуі 50В төмен.

2 -қадам: Бөлшектер

Қолданылған бөлшектердің тізімі:

• OKW корпусы, Shell түрі OKW 9408331
• Hi-Link айнымалы/тұрақты ток адаптері 220В/12В, 2 дана, eBay
• Hi-Link айнымалы/тұрақты ток адаптері 220В/5В, 2 дана, eBay
• Айнымалы ток/тұрақты ток адаптері 220В/24В 150мА, eBay
• Ардуино Нано, Банггуд
• М1 конденсаторлары 2 дана, M33 1 дана, жергілікті дүкен
• Диодтар 1N4148 5 дана, Banggood
• IC1, LM317T, жоғары вольтты нұсқа, eBay
• IC2, 78L12, eBay
• 2N222 транзисторлары 5 дана, Banggood
• Реле 351, 5В, 4 дана, eBay
• Қамыс релесі, 5V, eBay
• Резисторлар 33R, 470R, 1k 4pcs, 4.7k, 10k, 15k 2pcs, жергілікті дүкен
• Trimm3296W 100R, 200R, 500R 2 дана, eBay
• Бұрандалы терминал блогы, Banggood
• Қосқыш Molex 2 істікшелері, Banggood
• Қосқыш Molex 3pin, Banggood
• Шағын шағын негізгі қосқыш, eBay
• Жарықдиодты дисплей 0-100В, 3 желі, eBay
• Қуат ашасы, eBay
• Дыбыстық серіппелі терминал, eBay
• Mikroswitch және түйме, Banggood
• LED 3 мм жасыл және қызыл, 2 дана, Banggood
• Сақтандырғыш 0,5А және сақтандырғыш ұстағыш 5х20мм, eBay
• Кіші аспаптарға арналған негізгі қуат сымы

Құралдар:

• Қуат бұрғы
• Пісіру темірі
• Жылулық мылтық
• Ыстық балқытылатын мылтық
• Сым тартқыш пен кескіш
• Бұрауыштар жинағы
• Пышақ жиынтығы
• Мультиметр

Бөлшектердің толық тізімі мына жерде:

3 -қадам: Схеманың сипаттамасы

Схеманың сипаттамасы қоса берілген байланыс схемасына сілтеме жасайды:

Сол жақта жоғары кернеулі бөлік орналасқан. 220В қосылымға арналған терминалды блок және барлық бес айнымалы ток/адаптер. Адаптерлер өлшеу кернеуін төрт қадаммен береді - диапазондар: 12В, 24В, 36В, 48В.

5VA және 5VB модульдері MCU Arduino Nano мен Digital Led вольтметрге арналған. 12ВА модульдері 12В бірінші диапазонды қамтамасыз етеді, ал 12ВВ модуль 24В екінші диапазонға тағы 12В қосады. Келесі 24В модулі 48В кернеудің төртінші диапазонына тағы 24В қосады. Соңғы 24В модулінің ішінде 12В реттегіш схемасы бар, ол 12В -ты 36В -қа дейінгі үшінші диапазон мәні ретінде қамтамасыз етеді. Бұл шешім қажет болды, себебі тақтаның өлшемі оған алты модульді орнатуға мүмкіндік бермеді.

Ортаңғы бөлігінде IC1 LM317 орналасқан. IC1 жоғары кернеуге арналған нұсқада болуы керек (50В). Ол тұрақты ток реттегіш тізбегі ретінде қосылған және кернеудің әр қадамының барлық диапазоны бойынша тұрақты ток береді. Бұл ток бір диапазонда тұрақты, бірақ әр қадамда әр түрлі. Мәндер реттеледі және 20мА (12В), 10мА (24В), 7мА (36В), 5мА (48В). Мәндер 250 мВт қуаты бар диодтың жоғарғы шегі ретінде таңдалады және олар қуатты диодтар үшін жеткілікті жақсы.

IC1 -дің екі жағында кернеудің дұрыс қадамын оның кірісіне және шығысына оң жақ қайшының резисторын қосқан реле орналасқан. Триммер резисторы шығыс ток мәнін көрсетеді және бұл ток R14 резисторы арқылы өлшенетін Зенер диодына беріледі. Бұл резистордағы токты Arduino тексереді. R1, R2 кернеу бөлгіштері R2 кернеуінің төмендетілген үлгісін алады және оны аналогтық A1 түйреуішіне қосады.

GND аналогтық аналогы барлық кернеу адаптерлері, вольтметрдің цифрлық адаптері және IC1 үшін ортақ. Сақ болыңыз, Arduino мен оның адаптері үшін цифрлық басқа жер бар. Сандық жер Arduino және оның аналогты кірісі үшін өлшеу нүктесі ретінде қажет.

Arduino цифрлық шығысы әр қадам үшін D4 - D7 басқару релесі, D8 басқару цифрлық вольтметр және D9 басқару қатесі қызыл түсті. Ешқандай қадамда ток анықталмаса, ERROR шамы қосылады. Бұл жағдайда Zener диоды 48 В жоғары кернеумен болуы мүмкін немесе ақаулы (ашық) болуы мүмкін. Егер өлшеу терминалдарында қысқа тұйықталу болса, ERROR светодиод қосылмайды және анықталған кернеу өте аз, 1В төмен.

Жобаны аяқтағаннан кейін мен тағы бір светодиодты қосуды шештім - POWER, себебі егер вольтметр қараңғы болса (өшірулі), құралдың өзі қосулы немесе өшірулі екені анық емес. Led Power 470 резисторымен ПХД-ден тыс нүктелер арасында, Start X3-1-ден Zener X2-1-ге дейін қосылады. Резистор батырмасы бар шағын тақтаға орнатылады.

4 -қадам: құрылыс

Жобаның қорабы ретінде мен ескі электронды бөлшектер дүкенінен табылған OKW корпусын қолдандым. Бұл қорап OKW -де қабық түріндегі қоршау ретінде әлі де бар. Қорап өте қолайлы емес, себебі тақта үшін тым кішкентай, бірақ қораптың өзі мен ПХД -нің кейбір жаңартулары барлық бөлшектерді ішке салуға мүмкіндік береді. ПХД Eagle -де 8x10 см ақысыз нұсқа үшін максималды өлшем ретінде жасалған. Бірінші сәтте барлық компоненттерді бортқа қою мүмкін емес сияқты, бірақ мен сәтті болдым.

Қорапты жаңарту үшін ішіндегі кейбір пластикалық бөлшектерді және бұрандаларды бекітуді талап етеді. Бөлшектерді жаңарту цифрлық вольтметрге арналған пластикалық қорапты өзгертуді және қате және негізгі қуат қосқыштарының жанында екі бұрышта дөңгелек кесуді қажет етеді. Жаңартулар суреттерде көрінеді. Маңыздысы - вольтметрге терезені қораптың шетіне мүмкіндігінше жақындату. START батырмасы шағын тақтада орналасқан және металл бұрышпен бекітілген.

Терезелер мен үстіңгі қақпақтағы тесіктер сандық вольтметрге, түймеге, серіппелі терминалға, жарықдиодты қатеге, жарықдиодты қуатқа және USB Arduino Nano қосқышына арналған. Төменгі бөлігінде қуат қосқышы мен штепсельдік розеткаға арналған үзік бар. Сандық вольтметр мен қуат қосқышы ыстық еріген желіммен бекітілген. 3мм жарық диодты индикаторлардың екеуі де дәл осылай бекітіледі.

Өлшенген диод, әдетте, аудио серіппелі қосқыш арқылы қосылмайды. Мен қарапайым және жылдам қосылуды іздедім. Бұл шешім ең жақсы болып көрінеді.

Тақтадағы барлық компоненттерді дәнекерлегеннен кейін, мен төменгі бөлігінде 220 вольтты екі жолды ыстық балқытылған мылтықпен оқшауладым. Тақтадан қуат қосқышына және штепсельдік розеткаға кіретін сымдар жылуға төзімді құбырлармен оқшауланған. Мұны абайлап жасаңыз, кернеуі 220 В болатын сым немесе коперлік жол болмауы керек. ПХБ резеңке аралықтармен бекітіледі, бұл оның тік қозғалуына жол бермейді.

Алдыңғы панельде жабысқақ фото қағазға жапсырма басылған. Жапсырма Windows 10 аксессуарларының құралы болып табылатын Paint -те жасалған. Бұл құрал құрал жапсырмаларын жасауға жарамды, себебі жапсырманы нақты өлшемде жасауға болады.

ПХД Eagle тегін бағдарламалық жасақтамасымен жасалған. Басқарма JLCPCB компаниясында жақсы бағаға тапсырыс берілді. Мұны үйде жасауға ешқандай себеп жоқ. Мен тақтаға тапсырыс беруді ұсынамын және осы себептен Гербер zip бекітілген. файл

5 -қадам: Бағдарламалау және баптау

Arduino бағдарламалық жасақтамасы - ino файлы қосылады. Мен кодтың барлық негізгі бөліктерін құжаттауға тырысамын және бұл менің ағылшын тілімнен жақсы түсінікті деп үміттенемін. Кодтан түсіндіру керек - бұл «қызмет» функциясы. Бұл қызмет көрсету режимі және егер сіз оны бірінші рет ауыстырсаңыз, құралды баптау үшін қолдануға болады.

Кездейсоқ токтың кездейсоқ оқылуын болдырмау үшін кодқа ағымдағы «readCurrent» оқу функциясы енгізілді. Бұл функцияда оқу он рет орындалады және максималды мән он мәннен таңдалады. Токтың максималды мәні Arduino аналогтық кірісіне үлгі ретінде алынады.

Қызмет көрсету режимінде сіз R4 -тен R7 -ге реттелетін төрт резисторды реттейсіз. Әрбір триммер бір кернеу диапазонындағы ток үшін жауап береді. 12В үшін R4, 24В үшін R5, 36В үшін R6 және 48В үшін R7. Бұл режимде көрсетілген кернеулер біртіндеп шығыс терминалдарында көрсетіледі және қажетті ток мәнін реттеуге мүмкіндік береді (20мА, 10мА, 7мА, 5мА).

Қызмет көрсету режиміне өту үшін аспапты қосқаннан кейін 2 секунд ішінде START түймесін басыңыз. Бірінші қадам (12V) іске қосылады және ERROR шамы бір рет жыпылықтайды. Енді ток күшін реттейтін уақыт келді. Егер ток реттелген болса, келесі қадамды (24В) БАСТАУ түймесін қайтадан басыңыз. ERROR шамы екі рет жыпылықтайды. БАСТАУ түймесін басу арқылы келесі әрекеттерді қайталаңыз. БАСТАУ түймесі арқылы қызмет көрсету режимінен шығыңыз. Әр уақытта, БАСТАУ түймесін басудың ең жақсы сәті, егер қате жыпылықтағаннан кейін ERROR қараңғы болса.

Ағымдық реттеу кернеуі орташа диапазондағы кез келген Zener диодын қосу арқылы жүзеге асады, 12В диапазон үшін ол 6-7В диод болуы керек. Бұл Zener диодты амперметрмен немесе мультиметрмен тізбектей қосу керек. Токтың реттелген мәні дәл болмауы керек, минус 15% -дан плюс 5% -ға дейін.

6 -қадам: Қорытынды

Zdu диодтарын өлшеуге арналған Arduino ұсынған шешім мүлдем жаңа. Әлі де кейбір кемшіліктер бар, мысалы, 220В қуат көзі, жарықдиодты вольтметр және максималды кернеу 48В. Құралды аталған әлсіз жақтарда жақсартуға болады. Мен бастапқыда оны батареямен қуаттауды жоспарлап отырмын, бірақ Arduino -ны және бір немесе бірнеше кернеу түрлендіргішімен салыстырмалы түрде жоғары кернеуді қосу үлкен батареяны қажет етеді және құрал үлкенірек болады.

Нарықта көптеген өте жақсы компоненттерді тексерушілер бар. Олар транзисторлардың барлық түрлерін, диодтарды, басқа да жартылай өткізгіштерді және көптеген пассивті компоненттерді тексере алады, бірақ аккумулятордың шағын кернеуіне байланысты Зенердің кернеуін өлшеу қиын. Сізге менің жобам ұнады деп үміттенемін және сіз құрылыспен ойнауға қуанышты боласыз.