Arduino Zener Diode Tester: 6 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

Zener Diode Tester აკონტროლებს არდუინო ნანო. ტესტერი გაზომავს ზენერის ძაბვას დიოდებისთვის 1.8V– დან 48V– მდე. გაზომილი დიოდების გაფრქვევის სიმძლავრე შეიძლება იყოს 250 მგვტ -დან რამდენიმე ვატამდე. გაზომვა მარტივია, უბრალოდ დააკავშირეთ დიოდი და დააჭირეთ ღილაკს დაწყება.

Arduino Nano თანდათან აკავშირებს ძაბვის დიაპაზონს ქვედადან უფრო მაღალზე, ოთხ საფეხურზე. თითოეული ნაბიჯისათვის დენი შემოწმებულია გაზომილი ზენერის დიოდის საშუალებით. თუ დენი აღემატება ნულოვან მნიშვნელობას (არა ნულს), ეს ნიშნავს: გამოვლინდა ზენერის ძაბვა. ამ შემთხვევაში ძაბვა ნაჩვენებია გარკვეული დროის განმავლობაში (პროგრამული უზრუნველყოფის მიხედვით მორგებულია 10 წამზე) და გაზომვა წყდება. დენი თითოეულ საფეხურზე მუდმივია ამ დიაპაზონის ყველა ძაბვის გავლით და მცირდება საფეხურების რიცხვის გაზრდით - ძაბვის დიაპაზონი.

სიმძლავრის გაფრქვევის შესანარჩუნებლად უფრო მაღალი ძაბვისთვის, ამ დიაპაზონში დენი უნდა შემცირდეს. ტესტერი შექმნილია დიოდების გასაზომად 250mW და 500mW. ზენერის დიოდები უფრო მაღალი სიმძლავრის, შეიძლება გაზომოდეს იმავე გზით, მაგრამ გაზომილი ძაბვის მნიშვნელობა უფრო დაბალია დაახლოებით 5%-ით.

გაფრთხილება: ძალიან ფრთხილად იყავით. ამ პროექტში გამოიყენება მაღალი ძაბვის 110/220V. თუ თქვენ არ იცნობთ ძირითად ძაბვასთან შეხების რისკს, არ სცადოთ ეს ინსტრუქცია!

ნაბიჯი 1: ზენერის დიოდი

ზენერის დიოდი არის სპეციალური ტიპის დიოდი, რომელიც ძირითადად გამოიყენება სქემებში, როგორიცაა საცნობარო ძაბვის კომპონენტი ან ძაბვის მარეგულირებელი. ძაბვის მიმართულებით I-V მახასიათებლები იგივეა, რაც ზოგადი დანიშნულების დიოდი. ძაბვის ვარდნა დაახლოებით 0.6 ვ. საპირისპირო მიმართულებით მიკერძოებული, არის წერტილი, სადაც დენი ძალიან მკვეთრად იზრდება - დაშლის ძაბვა. ამ ძაბვას ეწოდება ზენერის ძაბვა. ამ დროს, ზენერის დიოდი, რომელიც უშუალოდ ელექტრომომარაგებასთან არის დაკავშირებული მუდმივი ძაბვის გამომუშავებით, მაშინვე დაიწვება. ეს არის მიზეზი, რის გამოც დენი ზენერის დიოდში უნდა შემოიფარგლოს რეზისტორით.

I-V მახასიათებლები ნაჩვენებია სურათზე. ზენერის დიოდის თითოეული ტიპი განსაზღვრავს მიმდინარე მნიშვნელობას, რომლის დროსაც არის მითითებული სწორი ზენერის ძაბვა. (ეს ძაბვა შეიძლება ოდნავ შეიცვალოს დენის გაზრდით). ტიპიური დენი დიოდებისთვის, რომლის სიმძლავრეა დაახლოებით 250 -დან 500 მგვტ -მდე, არის 3 -დან 10 მგ -მდე და დამოკიდებულია ძაბვის მნიშვნელობაზე.

დაშლის ძაბვა შედარებით სტაბილურია დინების ფართო სპექტრისთვის და ტიპიურია და განსხვავდება თითოეული დიოდისთვის. მისი ღირებულება შეიძლება იყოს 2 ვ -დან 100 ვ -მდე. ზენერის დიოდები, რომლებიც ძირითადად გამოიყენება პრაქტიკულ ჩვეულებრივ სქემებში, დაზუსტებულია 50 ვ -ზე ნაკლები ძაბვით.

ნაბიჯი 2: ნაწილები

მეორადი ნაწილების სია:

• დანართი OKW– დან, შელი ტიპის OKW 9408331
• Hi-Link AC/DC ადაპტერი 220V/12V, 2 ცალი, eBay
• Hi-Link AC/DC ადაპტერი 220V/5V, 2 ცალი, eBay
• AC/DC გადამყვანი 220V/24V 150mA, eBay
• არდუინო ნანო, ბანგგუდი
• კონდენსატორები M1 2 ცალი, M33 1 ცალი, ადგილობრივი მაღაზია
• დიოდები 1N4148 5 ცალი, Banggood
• IC1, LM317T, მაღალი ძაბვის ვერსია, eBay
• IC2, 78L12, eBay
• ტრანზისტორი 2N222 5 ცალი, Banggood
• სარელეო 351, 5V, 4 ცალი, eBay
• რიდის რელე, 5V, eBay
• რეზისტორები 33R, 470R, 1k 4pcs, 4.7k, 10k, 15k 2pcs, ადგილობრივი მაღაზია
• Trimm3296W 100R, 200R, 500R 2 ცალი, eBay
• ხრახნიანი ტერმინალის ბლოკი, Banggood
• კონექტორი Molex 2pins, Banggood
• კონექტორი Molex 3pins, Banggood
• პატარა მინი მთავარი გადამრთველი, eBay
• LED დისპლეი 0-100V, 3 ხაზი, eBay
• დენის დანამატი, eBay
• აუდიო საგაზაფხულო ტერმინალი, eBay
• მიკრო გადამრთველი და ღილაკი, Banggood
• LED 3 მმ მწვანე და წითელი, 2 ცალი, Banggood
• დაუკრავენ 0.5A და დაუკრავენ დამჭერს 5x20 მმ, eBay
• დენის კაბელი მცირე ინსტრუმენტებისთვის

ინსტრუმენტები:

• Საბურღი ძალა
• გასაყიდი რკინა
• სითბოს იარაღი
• ცხელი დნობის წებო იარაღი
• მავთულის სტრიპტიზი და საჭრელი
• ხრახნიანი ნაკრები
• Pliers Set
• მულტიმეტრი

ნაწილების დეტალური სია აქ არის:

ნაბიჯი 3: სქემის აღწერა

მიკროსქემის აღწერა ეხება მიმაგრებული კავშირის დიაგრამას:

მარცხენა მხარეს არის მაღალი ძაბვის ნაწილი. ტერმინალური ბლოკი 220V კავშირისთვის და ხუთივე AC/DC გადამყვანი. გადამყვანები აწვდიან გაზომვის ძაბვებს ოთხ საფეხურზე - დიაპაზონი: 12V, 24V, 36V, 48V.

მოდულები 5VA და 5VB ეძღვნება MCU Arduino Nano და ციფრული ლედ ვოლტმეტრისათვის. მოდულები 12VA ამარაგებს პირველ დიაპაზონს 12V და მოდული 12VB ამატებს კიდევ 12V მეორე დიაპაზონის მნიშვნელობას 24V. შემდეგი მოდული 24V დაამატეთ კიდევ 24V ჯამში მეოთხე დიაპაზონის ძაბვას 48V. ბოლო 24 ვ მოდულის შიგნით არის 12 ვ რეგულატორის წრე, რომელიც უზრუნველყოფს 12 ვ, როგორც მესამე დიაპაზონის მნიშვნელობას 36 ვ. ეს გადაწყვეტა აუცილებელი იყო, რადგან დაფის ზომა არ აძლევდა მასზე ექვსი მოდულის დამონტაჟების საშუალებას.

შუა ნაწილში მდებარეობს IC1 LM317. IC1 უნდა იყოს ვერსიაში უფრო მაღალი ძაბვისთვის (50V). იგი დაკავშირებულია როგორც მუდმივი დენის მარეგულირებელი წრე და უზრუნველყოფს მუდმივ დენს თითოეული ძაბვის საფეხურის მთელ დიაპაზონში. ეს დენი სტაბილურია ერთ დიაპაზონში, მაგრამ განსხვავებულია თითოეულ საფეხურზე. მნიშვნელობები რეგულირებადია და არის 20mA (12V), 10mA (24V), 7mA (36V), 5mA (48V). ღირებულებები არჩეულია დიოდის ზედა ზღვრებად 250mW სიმძლავრით და ისინი საკმარისად კარგია უფრო მძლავრი დიოდებისთვის.

IC1- ის ორივე მხარეს არის რელეები, რომლებიც დაკავშირებულია ძაბვის სწორ საფეხურთან მის შემყვანთან და მარჯვენა ტრიმერის რეზისტორი მის გამოსავალთან. ტრიმერის რეზისტორი განსაზღვრავს მიმდინარე მნიშვნელობას გამომავალზე და ეს დენი მიეწოდება გაზომილ ზენერის დიოდს რეზისტორის R14 მეშვეობით. დენი შემოწმებულია ამ რეზისტორზე არდუინოს მიერ. ძაბვის გამყოფი R1, R2 იღებს ძაბვის შემცირებულ ნიმუშს R2– ზე და აერთებს მას ანალოგი A1– ზე.

ანალოგური გრუნტი GND საერთოა ძაბვის ყველა გადამყვანისთვის, ციფრული ვოლტმეტრის ადაპტერისთვის და IC1. ფრთხილად იყავით, არსებობს კიდევ ერთი საფუძველი, ციფრული არდუინოსთვის და მისი ადაპტერისთვის. ციფრული საფუძველი აუცილებელია არდუინოსთვის და მისი ანალოგური შეყვანისთვის, როგორც გაზომვის საცნობარო წერტილი.

Arduino ციფრული გამომავალი D4 to D7 კონტროლის რელე თითოეული ნაბიჯისათვის, D8 კონტროლის ციფრული ვოლტმეტრი და D9 კონტროლის ERROR წითელი ფერით. ERROR led ჩართულია, თუ რომელიმე საფეხურზე არ არის გამოვლენილი დენი. ამ შემთხვევაში ზენერის დიოდი შეიძლება იყოს უფრო მაღალი ზენერის ძაბვით 48V, ან შეიძლება იყოს დეფექტური (ღია). თუ არის მოკლე ჩართვა გაზომვის ტერმინალებში, ERROR led არ არის გააქტიურებული და გამოვლენილი ძაბვა ძალიან მცირეა, 1 ვ -ზე დაბალი.

პროექტის დასრულების შემდეგ გადავწყვიტე კიდევ ერთი LED- ის დამატება - POWER, რადგან თუ ვოლტმეტრი მუქი (გამორთულია), არ არის ძალიან ნათელი, ჩართულია თუ გამორთულია თავად ინსტრუმენტი. Led Power სერიულად არის დაკავშირებული 470 რეზისტორთან PCB– ის გარეთ მდებარე წერტილებს შორის, დაწყებული X3-1– დან Zener X2-1– მდე. რეზისტორი დამონტაჟებულია პატარა დაფაზე, ღილაკზე დაჭერით.

ნაბიჯი 4: მშენებლობა

როგორც პროექტის ყუთი, მე გამოვიყენე კორპუსი OKW, რომელიც ძველი ელექტრონული ნაწილების მაღაზიაშია ნაპოვნი. ეს ყუთი ჯერ კიდევ ხელმისაწვდომია OKW– ში, როგორც გარსი ტიპის დანართი. ყუთი არ არის ძალიან შესაფერისი, რადგან ძალიან პატარაა დაფისთვის, მაგრამ თავად ყუთისა და PCB- ის ზოგიერთი განახლება საშუალებას გაძლევთ ჩაყაროთ ყველა ნაწილი შიგნით. PCB შეიქმნა Eagle– ში, როგორც მაქსიმალური ზომა უფასო ვერსიისთვის 8x10 სმ. პირველ მომენტში, როგორც ჩანს, შეუძლებელია ყველა კომპონენტის ბორტზე განთავსება, მაგრამ საბოლოოდ მე წარმატებული ვიყავი.

ყუთის განახლება მოითხოვს პლასტმასის ნაწილების ამოღებას შიგნით და დგას ხრახნებზე. ნაწილების განახლება მოითხოვს ციფრული ვოლტმეტრის პლასტმასის ყუთის შეცვლას და ორ კუთხეში მრგვალი გათიშვას, შეცდომისა და მთავარი კვების კონექტორების მახლობლად. განახლებები ჩანს სურათებზე. მნიშვნელოვანია ვოლტმეტრის ფანჯრის გაკეთება ყუთის კიდეზე რაც შეიძლება ახლოს. დააჭირეთ ღილაკს START მდებარეობს პატარა დაფაზე და დამონტაჟებულია ლითონის კუთხით.

ფანჯრები და ხვრელები ზედა ყდაზე დამზადებულია ციფრული ვოლტმეტრის, ღილაკის, ზამბარის ტერმინალის, LED შეცდომის, LED დენის და USB Arduino Nano კონექტორისთვის. ქვედა ნაწილში არის გამორთვა დენის გადამრთველისა და დენის დანამატის შესასვლელისთვის. ციფრული ვოლტმეტრი და დენის გადამრთველი ფიქსირდება ადგილზე ცხელი დნობის წებოთი. ერთნაირად არის დაფიქსირებული 3 მმ Led დიოდური ინდიკატორები.

გაზომილი დიოდი დაკავშირებულია, არა ჩვეულებრივ, აუდიო ზამბარის კონექტორთან. ვეძებდი მარტივ და სწრაფ კავშირს. როგორც ჩანს, ეს გამოსავალი საუკეთესოა.

დაფაზე ყველა კომპონენტის შედუღების შემდეგ, მე გამოვყავი ორი 220 ვ ბილიკი ქვედა ნაწილში, ცხელი დნობის წებოს იარაღით. მავთულები გამგეობიდან დენის გადამრთველამდე და დენის სადენის შესასვლელთან იზოლირებულია სითბოს შეკუმშვის მილით. გააკეთეთ ეს ფრთხილად, არ უნდა იყოს გამოვლენილი 220V მავთული ან კოპერის ბილიკი. PCB ფიქსირდება ადგილზე წებოვანი რეზინის გამყოფებით, რაც ხელს უშლის ვერტიკალურ მოძრაობას.

წინა პანელზე არის ეტიკეტის ბეჭდვა წებოვანი ფოტო ქაღალდზე. ეტიკეტი კეთდება Paint– ში, რომელიც არის ინსტრუმენტი Windows 10 აქსესუარებში. ეს ინსტრუმენტი შესაფერისია ინსტრუმენტის ეტიკეტების დასამზადებლად, რადგან ეტიკეტი შეიძლება გაკეთდეს ზუსტად რეალურ ზომებში.

PCB შექმნილია Eagle– ის უფასო პროგრამული უზრუნველყოფის მიერ. დაფა შეუკვეთეს JLCPCB კომპანიაში კარგ ფასად. არანაირი მიზეზი არ არსებობს ამის გაკეთება სახლში. მე გირჩევთ შეუკვეთოთ დაფა და ამ მიზეზით ერთვის Gerber zip. ფაილი

ნაბიჯი 5: პროგრამირება და დაყენება

Arduino პროგრამული უზრუნველყოფა - ino ფაილი თან ერთვის. მე ვცდილობ დოკუმენტის ყველა ძირითადი ნაწილის დოკუმენტირება და ვიმედოვნებ, რომ ის უფრო გასაგებია, ვიდრე ჩემი ინგლისური. კოდის ახსნა არის ფუნქცია "სერვისი". ეს არის სერვისის რეჟიმი და შეიძლება გამოყენებულ იქნას ინსტრუმენტის დასაყენებლად, თუ მას პირველად შეცვლით.

მიმდინარე კითხვის ფუნქცია "readCurrent" დაინერგა კოდში, რათა თავიდან აიცილოს შემთხვევითი მიმდინარე კითხვა. ამ ფუნქციაში, კითხვა ხდება ათჯერ და მაქსიმალური მნიშვნელობა არჩეულია ათი მნიშვნელობიდან. დენის მაქსიმალური მნიშვნელობა აღებულია არდუინოს ანალოგურ შესასვლელად.

მომსახურების რეჟიმში თქვენ რეგულირებთ ოთხ რეგულირებად რეზისტორს R4- დან R7- მდე. თითოეული ტრიმერი პასუხისმგებელია დენის ერთ ძაბვის დიაპაზონში. R4 for 12V, R5 24V, R6 36V და R7 48V. ამ რეჟიმში აღნიშნული ძაბვები თანდათანობით წარმოიქმნება გამომავალ ტერმინალებში და საშუალებას აძლევს შეცვალოს დენის საჭირო მნიშვნელობა (20mA, 10mA, 7mA, 5mA).

სერვისის რეჟიმში შესასვლელად დააჭირეთ დაწყებას ინსტრუმენტის ჩართვის შემდეგ მხოლოდ 2 წამში. პირველი ნაბიჯი (12V) გააქტიურებულია და ERROR led ერთხელ აციმციმდება. ახლა დროა შეცვალოთ დენი. თუ დენი მორგებულია, გაააქტიურეთ შემდეგი ნაბიჯი (24V) ხელახლა დაჭერით START. ERROR led ორჯერ აციმციმდება. გაიმეორეთ შემდეგი ნაბიჯები ანალოგიურად, ღილაკის დაწყება. დატოვეთ სერვისის რეჟიმი START ღილაკით. ყოველ ჯერზე, დაწყების დაჭერის საუკეთესო მომენტი არის დრო, თუ led ERROR ბნელია ციმციმების სერიის შემდეგ.

მიმდინარე კორექტირება ხდება ნებისმიერი ზენერის დიოდის მიერთებით დიაპაზონის შუაგულში, 12V დიაპაზონისთვის ეს უნდა იყოს 6 -დან 7V დიოდამდე. ეს ზენერის დიოდი უნდა იყოს დაკავშირებული სერიულად ამმეტრით ან მულტიმეტრით. დენის მორგებული მნიშვნელობა არ უნდა იყოს ზუსტი, მინუს 15% -მდე პლუს 5% -ზე კარგია.

ნაბიჯი 6: დასკვნა

არდუინოს მიერ ზენერ დიოდების გაზომვის წარმოდგენილი გადაწყვეტა სრულიად ახალია. ჯერ კიდევ არსებობს უარყოფითი მხარეები, როგორიცაა ელექტროენერგიის მიწოდება 220V, Led ვოლტმეტრი და მაქსიმალური გაზომილი ძაბვა 48V. ინსტრუმენტი შეიძლება გაუმჯობესდეს აღნიშნულ სუსტ მხარეებში. თავდაპირველად ვგეგმავდი მისი ბატარეით დატვირთვას, მაგრამ არდუინოს და შედარებით მაღალი გაზომვის ძაბვა ერთი ან მეტი ძაბვის გადამყვანით მოითხოვს დიდ ბატარეას და ინსტრუმენტი უფრო დიდი ზომის იქნება.

ბაზარზე ბევრი ძალიან კარგი კომპონენტის ტესტერია. მათ შეუძლიათ შეამოწმონ ყველა სახის ტრანზისტორი, დიოდები, სხვა ნახევარგამტარები და მრავალი პასიური კომპონენტი, მაგრამ ზენერის ძაბვის გაზომვა პრობლემურია ბატარეის მცირე ძაბვის გამო. ვიმედოვნებ, რომ მოგეწონათ ჩემი პროექტი და გაერთობდით მშენებლობაში.