Arduino Zener Diode Tester: 6 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:49

Zener Diode Tester- ը վերահսկվում է Arduino Nano- ի կողմից: Փորձարկիչը չափում է 1.8V- ից մինչև 48V դիոդների համար Zener- ի լարումը: Չափվող դիոդների ցրման հզորությունը կարող է լինել 250 մՎտ -ից մինչև մի քանի Վտ: Չափումը պարզ է, պարզապես միացրեք դիոդը և սեղմեք START կոճակը:

Arduino Nano- ն աստիճանաբար միացնում է ավելի ցածրից ավելի բարձր լարման շրջանակը `չորս քայլով: Յուրաքանչյուր քայլի համար հոսանքը ստուգվում է չափված Zener դիոդի միջոցով: Եթե հոսանքը գերազանցում է զրոյական արժեքը (ոչ զրո), դա նշանակում է. Zener Voltage- ը հայտնաբերվել է: Այս դեպքում լարումը որոշակի ժամանակ ցուցադրվում է (ծրագրակազմով ճշգրտվում է մինչև 10 վայրկյան) և չափումը դադարում է: Յուրաքանչյուր քայլի մեջ հոսանքը հաստատուն է այդ տիրույթի բոլոր լարման միջոցով և նվազում է `ավելացնելով քայլի թիվը` լարման տիրույթը:

Էլեկտրաէներգիայի ցրումը բարձր լարման դեպքում պահպանելու համար այս տիրույթում հոսանքը պետք է կրճատվի: Փորձարկիչը նախատեսված է 250 մՎտ և 500 մՎտ հզորությամբ դիոդներ չափելու համար: Ավելի մեծ հզորությամբ Zener դիոդները կարող էին չափվել նույն կերպ, բայց չափված լարման արժեքը ցածր է մոտ 5%-ով:

ARԳՈՇԱՈՄ. Խնդրում ենք շատ զգույշ լինել: Այս նախագծում օգտագործվում է 110/220V բարձր լարման: Եթե դուք ծանոթ չեք հիմնական լարման վրա դիպչելու վտանգին, մի փորձեք այս հրահանգը:

Քայլ 1: Zener դիոդ

Zener դիոդը հատուկ տիպի դիոդ է, որը հիմնականում օգտագործվում է այնպիսի սխեմաներում, ինչպիսիք են հղման լարման բաղադրիչը կամ լարման կարգավորիչը: Առաջ լարման ուղղությամբ I-V բնութագրերը նույնն են, ինչ ընդհանուր նշանակության դիոդը: Լարման անկումը կազմում է մոտ 0.6 Վ: Հակառակ ուղղությամբ կողմնակալ լինելու դեպքում կա մի կետ, որտեղ հոսանքը շատ կտրուկ աճում է `խափանման լարումը: Այս լարումը կոչվում է enեներ լարում: Այս պահին Zener դիոդը, որն անմիջականորեն միացված է մշտական լարման ելքով հոսանքի աղբյուրին, անմիջապես կայրվի: Սա է պատճառը, թե ինչու Zener դիոդի միջոցով հոսանքը պետք է սահմանափակվի ռեզիստորով:

I-V բնութագրերը ցուցադրվում են նկարի վրա: Zener դիոդի յուրաքանչյուր տեսակ սահմանում է ընթացիկ արժեքը, որի դեպքում ճիշտ է նշված Zener լարումը: (Այս լարումը կարող է փոքր -ինչ փոխվել հոսանքի ավելացման միջոցով): Տիպիկ հոսանքը մոտ 250 -ից 500 մՎտ էներգիա ծախսող դիոդների համար 3 -ից 10 մԱ է և կախված է լարման արժեքից:

Խզման լարումը համեմատաբար կայուն է հոսանքների լայն շրջանակի համար և բնորոշ է և տարբերվում է յուրաքանչյուր դիոդի համար: Դրա արժեքը կարող է լինել մոտ 2 Վ -ից մինչև 100 Վ: Zener դիոդները, որոնք հիմնականում օգտագործվում են գործնական սովորական սխեմաներում, նշվում են 50V- ից պակաս լարման դեպքում:

Քայլ 2: Մասեր

Օգտագործված մասերի ցուցակ

• Պարիսպ OKW- ից, Shell տիպի OKW 9408331
• Hi-Link AC/DC ադապտեր 220V/12V, 2 հատ, eBay
• Hi-Link AC/DC ադապտեր 220V/5V, 2 հատ, eBay
• AC/DC ադապտեր 220V/24V 150mA, eBay
• Արդուինո Նանո, Բանգգուդ
• Կոնդենսատորներ M1 2 հատ, M33 1 հատ, տեղական խանութ
• Դիոդներ 1N4148 5 հատ, Banggood
• IC1, LM317T, բարձր լարման տարբերակ, eBay
• IC2, 78L12, eBay
• Տրանզիստորներ 2N222 5 հատ, Banggood
• Ռելե 351, 5V, 4 հատ, eBay
• Reed ռելե, 5V, eBay
• Ռեզիստորներ 33R, 470R, 1k 4 հատ, 4.7k, 10k, 15k 2 հատ, տեղական խանութ
• Trimm3296W 100R, 200R, 500R 2 հատ, eBay
• Պտուտակային տերմինալների բլոկ, Banggood
• Միակցիչ Molex 2 պին, Banggood
• Միակցիչ Molex 3 պին, Banggood
• Փոքր մինի հիմնական անջատիչ, eBay
• LED էկրան 0-100V, 3 տող, eBay
• Էլեկտրական վարդակից, eBay
• Աուդիո գարնանային տերմինալ, eBay
• Միկրոսչակ և կոճակ, Banggood
• LED 3 մմ կանաչ և կարմիր, 2 հատ, Banggood
• Ապահովիչ 0.5A և ապահովիչի ամրակ 5x20 մմ, eBay
• Փոքր գործիքների հիմնական հոսանքի լարը

Գործիքներ:

• Էլեկտրական փորվածք
• Sոդման երկաթ
• Heերմային ատրճանակ
• Hot Melt Glue Gun
• Մետաղապլաստիկ և կտրիչ
• Պտուտակահանների հավաքածու
• Տափակաբերան աքցան հավաքածու
• Բազմաչափ

Մասերի մանրամասն ցանկը ՝ այստեղ.

Քայլ 3: Շրջանի նկարագրություն

Շղթայի նկարագրությունը վերաբերում է կցված միացման սխեմային.

Ձախ կողմում կա բարձր լարման մաս: 220V միացման տերմինալային բլոկ և AC/DC բոլոր հինգ ադապտերներ: Ադապտերները չափման լարումները փոխանցում են չորս քայլով `միջակայք` 12V, 24V, 36V, 48V:

5VA և 5VB մոդուլները նվիրված են MCU Arduino Nano և Digital Led Voltmeter- ի համար: 12VA մոդուլները մատակարարում են առաջին միջակայքը 12V, իսկ մոդուլը ՝ 12VB, ավելացնում են ևս 12V երկրորդ տիրույթի 24V արժեքին: Հաջորդ մոդուլը 24 Վ ավելացրեք ևս 24 Վ ընդհանուր չորրորդ տիրույթի 48 Վ լարման ընդհանուր գումարի վրա: Վերջին 24 Վ մոդուլի ներսում կա 12 Վ կարգավորիչ միացում, որն ապահովում է 12 Վ որպես երրորդ տիրույթի արժեք 36 Վ: Այս լուծումը անհրաժեշտ էր, քանի որ տախտակի չափը թույլ չի տալիս վեց մոդուլ տեղադրել դրա վրա:

Միջին մասում գտնվում է IC1 LM317: IC1- ը պետք է լինի տարբերակով `ավելի բարձր լարման համար (50V): Այն միացված է որպես կայուն հոսանքի կարգավորիչ միացում և ապահովում է կայուն հոսանք յուրաքանչյուր լարման քայլի ամբողջ տիրույթում: Այս հոսանքը կայուն է մեկ տիրույթում, բայց տարբեր է յուրաքանչյուր քայլում: Արժեքները կարգավորելի են և կազմում են 20 մԱ (12 Վ), 10 մԱ (24 Վ), 7 մԱ (36 Վ), 5 մԱ (48 Վ): Արժեքներն ընտրվում են որպես 250 մՎտ հզորությամբ դիոդի վերին սահմաններ, և դրանք բավական լավ են ավելի հզոր դիոդների համար:

IC1- ի երկու կողմերում էլ գտնվում են ռելեներ, որոնք միացված են լարման ճիշտ աստիճանը դրա մուտքին և աջ կտրիչի դիմադրիչը `ելքին: Հարմարվողական ռեզիստորը սահմանում է ելքի ընթացիկ արժեքը, և այս հոսանքը սնվում է չափված Zener դիոդով ՝ R14 դիմադրիչի միջոցով: Այս դիմադրության վրա հոսանքը ստուգվում է Arduino- ի կողմից: Լարման բաժանարար R1, R2 վերցրեք R2- ի լարման նվազեցված նմուշը և միացրեք այն անալոգային P1 կապին:

Անալոգային հիմք GND- ն տարածված է բոլոր լարման ադապտերների, թվային վոլտմետրերի ադապտերի և IC1- ի համար: Carefulգույշ եղեք, Arduino- ի և դրա ադապտերի համար թվային այլ հիմք կա: Թվային հիմքն անհրաժեշտ է Arduino- ի և դրա անալոգային մուտքի համար `որպես չափման հղման կետ:

Arduino- ի թվային ելքերը թողարկում են D4- ից D7 կառավարման ռելեներ յուրաքանչյուր քայլի համար, D8 հսկիչ Թվային վոլտմետրը և D9 կառավարման ERROR- ը `կարմիր գույնով: ERROR led- ը միացված է, եթե որևէ քայլում հոսանք չի հայտնաբերվում: Այս դեպքում Zener դիոդը կարող է լինել ավելի բարձր Zener լարման դեպքում, ինչպես 48V, կամ կարող է լինել թերի (բաց): Եթե չափիչ տերմինալներում կարճ միացում կա, ERROR led- ը միացված չէ, և հայտնաբերված լարումը շատ փոքր է ՝ 1 Վ -ից ցածր:

Նախագիծն ավարտելուց հետո որոշեցի ավելացնել ևս մեկ լեդ `POWER, որովհետև եթե վոլտմետրը մութ է (անջատված), այնքան էլ պարզ չէ` գործիքը ինքնին միացված է, թե անջատված: Led Power- ը միացված է 470 ռեզիստորով `PCB- ից դուրս գտնվող կետերի միջև` Start X3-1- ից մինչև Zener X2-1: Ռեզիստորը տեղադրված է փոքր տախտակի վրա `սեղմիչ կոճակով:

Քայլ 4: Շինարարություն

Որպես նախագծի տուփ, ես օգտագործել եմ OKW պարիսպը, որը հայտնաբերվել է հին էլեկտրոնային մասերի խանութում: Այս տուփը դեռ հասանելի է OKW- ում ՝ որպես պատյան տեսակի պատյան: Տուփը այնքան էլ հարմար չէ, քանի որ չափազանց փոքր է տախտակի համար, բայց տուփի և PCB- ի որոշ արդիականացում թույլ է տալիս ներդնել բոլոր մասերը ներսում: PCB- ն նախագծվել է Eagle- ում ՝ որպես առավելագույն չափս ՝ 8x10 սմ անվճար տարբերակի համար: Առաջին պահին թվում է, թե անհնար է բոլոր բաղադրիչները դնել նավի վրա, բայց վերջապես ես հաջողակ էի:

Տուփի արդիականացումը պահանջում է հեռացնել պլաստմասե որոշ մասեր ներսում և ամրացնել պտուտակները: Մասերի արդիականացման համար անհրաժեշտ է փոփոխել պլաստիկ տուփը թվային վոլտաչափի համար և կատարել երկու անկյուններում կլոր անջատում `Սխալ և Հիմնական հոսանքի միակցիչների մոտ: Թարմացումները տեսանելի են նկարների վրա: Կարևորն այն է, որ վոլտմետրի պատուհանը հնարավորինս մոտ լինի տուփի եզրին: Սեղմեք կոճակը START- ը գտնվում է փոքր տախտակի վրա և տեղադրված է մետաղական անկյան տակ:

Պատուհանները և վերին շապիկի անցքերը պատրաստված են թվային վոլտաչափի, կոճակի, գարնանային տերմինալի, LED սխալի, LED հոսանքի և USB Arduino Nano միակցիչի համար: Ստորին հատվածում կա անջատիչի և հոսանքի վարդակից մուտքի անջատում: Թվային վոլտմետրը և հոսանքի անջատիչը տեղում ամրացված են տաք հալվող սոսինձով: Նույն ձևով ամրագրված են 3 մմ Led դիոդի ցուցիչները:

Չափված դիոդը միացված է, ոչ այնքան սովորական, աուդիո գարնանային միակցիչով: Ես պարզ և արագ կապ էի փնտրում: Թվում է, թե այս լուծումը լավագույնն է:

Գրատախտակին բոլոր բաղադրամասերը միացնելուց հետո ես մեկուսացրել եմ երկու 220 Վ լարի ներքևի մասում `տաք հալվող սոսինձ ատրճանակով: Տախտակից հոսանքի անջատիչ և հոսանքի վարդակից հոսող լարերը մեկուսացված են ջերմակայուն խողովակով: Դա արեք ուշադիր, չպետք է լինի բաց 220V լարի կամ պատյան ուղու վրա:

Առջեւի վահանակի վրա կա կպչուն լուսանկարչական թղթի վրա պիտակի տպագրություն: Պիտակը կատարվում է Paint- ում, որը գործիք է Windows 10 -ի աքսեսուարների մեջ: Այս գործիքը հարմար է գործիքների պիտակներ պատրաստելու համար, քանի որ պիտակը կարող է կատարվել իրական չափերով:

PCB- ն նախագծված է Eagle անվճար ծրագրակազմի կողմից: Տախտակը պատվիրվել է JLCPCB ընկերությունում `լավ գնով: Տանը դա անելու պատճառ չկա: Ես խորհուրդ եմ տալիս պատվիրել տախտակը և այդ պատճառով կցվում է Gerber zip- ը: ֆայլը:

Քայլ 5: mingրագրավորում և կարգավորում:

Arduino ծրագրակազմ. Ino ֆայլը կցված է: Ես փորձում եմ փաստաթղթավորել կոդի բոլոր հիմնական մասերը և հուսով եմ, որ այն ավելի լավ հասկանալի է, քան իմ անգլերենը: Կոդից բացատրվելու կարիք ունի «ծառայություն» գործառույթը: Այն սպասարկման ռեժիմ է և կարող է օգտագործվել գործիքն առաջին անգամ փոխելու դեպքում:

Ընթացիկ «readCurrent» ընթերցման գործառույթը ներկայացվել է ծածկագրին `պատահական ընթացիկ ընթերցումը կանխելու համար: Այս գործառույթում ընթերցումը կատարվում է տասն անգամ, և առավելագույն արժեքը ընտրվում է տասը արժեքներից: Ընթացքի առավելագույն արժեքը վերցվում է որպես օրինակ Arduino- ի անալոգային մուտքագրման համար:

Serviceառայության ռեժիմում դուք կարգավորում եք չորս կարգավորելի ռեզիստոր R4- ից R7: Յուրաքանչյուր հարմարվող պատասխանատու է հոսանքի համար մեկ լարման տիրույթում: R4 for12V, R5 24V- ի համար, R6 36V- ի համար և R7 48V- ի համար: Այս ռեժիմում նշված լարումները աստիճանաբար ներկայացվում են ելքային տերմինալներում և թույլ են տալիս կարգավորել հոսանքի պահանջվող արժեքը (20 մԱ, 10 մԱ, 7 մԱ, 5 մԱ):

Serviceառայության ռեժիմ մտնելու համար 2 վայրկյանում գործիքը միացնելուց անմիջապես հետո սեղմեք START: Առաջին քայլը (12V) ակտիվացված է, և ERROR- ի լույսը մեկ անգամ թարթում է: Այժմ ժամանակն է կարգավորել հոսանքը: Եթե հոսանքը ճշգրտված է, ակտիվացրեք հաջորդ քայլը (24 Վ) ՝ կրկին սեղմելով START: ERROR լուսարձակը երկու անգամ թարթում է: Կրկնեք հաջորդ քայլերը նույն կերպ ՝ օգտագործելով START կոճակը: Leaveառայության ռեժիմից դուրս գալ START կոճակով: Ամեն անգամ, START- ը սեղմելու լավագույն պահը ժամանակն է, եթե led ERROR- ը մթնում է մի քանի անգամ թարթելուց հետո:

Ընթացիկ ճշգրտումը կատարվում է ցանկացած Zener դիոդի միացման միջոցով միջակայքի միջակայքում, 12V տիրույթի դեպքում այն պետք է լինի 6 -ից 7V դիոդ: Այս Zener դիոդը պետք է շարքով միացված լինի ամպերմետրով կամ բազմաչափով: Ընթացիկ ուժի ճշգրտված արժեքը չպետք է ճշգրիտ լինի, մինուս 15% -ից գումարած 5% -ը նորմալ է:

Քայլ 6: Եզրակացություն

Arduino- ի կողմից Zener դիոդների չափման ներկայացված լուծումը լիովին նոր է: Դեռևս կան որոշ թերություններ, ինչպիսիք են էլեկտրամատակարարումը 220 Վ, Led վոլտմետրը և առավելագույն չափված լարումը 48 Վ: Գործիքը կարող է բարելավվել նշված թույլ կողմերի դեպքում: Ի սկզբանե ես պլանավորում էի այն սնուցել մարտկոցով, բայց Arduino- ի և համեմատաբար բարձր չափման լարման մեկ կամ մի քանի լարման փոխարկիչով սնուցումը պահանջում է մեծ մարտկոց, իսկ գործիքը ավելի մեծ չափի:

Շուկայում շատ շատ լավ բաղադրիչ փորձարկողներ կան: Նրանք կարող են փորձարկել բոլոր տեսակի տրանզիստորներ, դիոդներ, այլ կիսահաղորդիչներ և շատ պասիվ բաղադրիչներ, սակայն Zener լարման չափումը խնդրահարույց է մարտկոցի փոքր լարման պատճառով: Հուսով եմ, որ ձեզ դուր կգա իմ նախագիծը և հաճելի ժամանակ կանցկացնեիք շինարարության հետ: