เครื่องวัด ESR DIY-เกี่ยวกับ DIY ESR Meter ทุกการค้ามีชุดเครื่องมือที่เป็นเอกลักษณ์ ในกรณีของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ อย่างน้อยคุณควรมีมัลติมิเตอร์ ไขควง คัตเตอร์ หัวแร้งและสายไฟ
ส่วนที่ดีที่สุดคือคุณสามารถหาเครื่องมือเหล่านี้ได้ในร้านขายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และราคาไม่แพง อย่างไรก็ตาม มีเครื่องมือที่สำคัญแต่มีราคาแพงอื่นๆ ที่คุณจำเป็นต้องใช้เมื่อคุณเดินไปตามเส้นทางการเลือกตั้ง
และในบรรดาเครื่องมือเหล่านี้คือเครื่องวัด ESR
ดังนั้น ในบทความนี้ เราจะแสดงให้คุณเห็นถึงวิธีการสร้างเครื่องวัด ESR ของคุณด้วยแถบสำเร็จรูป/บอร์ด Vero ซึ่งให้ผลลัพธ์เช่นเดียวกับเครื่องวัด ESR ในตลาด
พร้อม? มาเรียนรู้กันเถอะ!
Stripboard
แหล่งที่มา:
วิกิมีเดียคอมมอนส์
เครื่องวัด ESR DIY-ESR คืออะไร?
ตัวเก็บประจุไม่มีภูมิคุ้มกันต่อการเสื่อมสภาพ เมื่อคุณเห็นผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์ นั่นเป็นเพราะการต้านทานแบบอนุกรมเทียบเท่า (ESR) ทำไม ตัวเก็บประจุมีความต้านทานภายในจำกัดเนื่องจากผู้ผลิตวัสดุใช้ในการสร้าง
นอกจากนี้ ตัวเก็บประจุประเภทต่างๆ ยังมาพร้อมกับช่วง ESR ที่แตกต่างกัน การวัดความต้านทานอนุกรมที่เทียบเท่ากันของตัวเก็บประจุของคุณจึงเป็นสิ่งสำคัญ
เครื่องวัด ESR DIY-เครื่องวัด ESR คืออะไร?
เมื่อพูดถึงการวัดตัวเก็บประจุ มิเตอร์วัดความจุ (ดิจิตอลหรือแอนะล็อก) อาจทำให้คุณเข้าใจผิด ด้วยเครื่องมือนี้ คุณอาจคิดว่าตัวเก็บประจุที่ผิดพลาดนั้นดี นอกจากนี้ ถ้าคุณไม่ทดสอบ ESR บนตัวเก็บประจุ คุณจะพลาดตัวเก็บประจุที่ไม่ดีและไม่สามารถซ่อมแซมได้ ดังนั้น สิ่งที่คุณต้องการคือเครื่องวัด ESR
เครื่องวัด ESR เป็นเครื่องมือวัดแบบสองขั้วโดยมีวัตถุประสงค์หลักในการวัด ESR ของตัวเก็บประจุ โดยปกติ ตัวเก็บประจุที่ไม่ดีจะมีค่า ESR ที่สูง ซึ่งคุณไม่สามารถวัดได้ด้วยเครื่องวัดความจุไฟฟ้าแบบดิจิตอลหรือมัลติมิเตอร์แบบปกติ
นั่นไม่ใช่ทั้งหมด.
คุณสามารถใช้เครื่องวัด ESR โดยไม่ต้องถอดตัวเก็บประจุออกจากวงจรของคุณ
นี่คือส่วนที่ดีที่สุด
คุณสามารถใช้ ESR สำหรับการทดลองอื่นๆ เช่น การตรวจสอบตัวต้านทานโอห์มต่ำ เช่น 0.33 โอห์มและ 0.22 โอห์ม ค้นหาการลัดวงจรบนแผงวงจรพิมพ์ เครื่องขยายเสียงของลำโพง และตรวจสอบสภาพของแบตเตอรี่ทั้งแบบปกติและแบบชาร์จไฟได้
เครื่องวัด ESR ทำงานอย่างไร
ปัจจัยต่างๆ มีส่วนทำให้สูญเสียพลังงานในตัวเก็บประจุ คุณสามารถรวมปัจจัยเหล่านี้เป็น ESR เพื่อให้เข้าใจอย่างถ่องแท้ว่าเครื่องวัด ESR ทำงานอย่างไร มาดูส่วนประกอบกัน:
เครื่องวัด ESR DIY-ออสซิลเลเตอร์
ออสซิลเลเตอร์มีหน้าที่จัดหาสัญญาณ AC ที่จำเป็นสำหรับการขับกระแสผ่านตัวเก็บประจุที่คุณกำลังทดสอบ ตัวอย่างที่ดีของวงจรออสซิลเลเตอร์ทำงานที่ประมาณ 100 kHz
นอกจากนี้ 100 kHz ยังเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับการวัด ESR ส่วนหนึ่งของวงจรนี้ทำหน้าที่เป็นตัวเปลี่ยนเฟส ใช้งานง่าย และแสดงค่าประมาณคลื่นไซน์ที่ยอดเยี่ยม
ส่วนอื่น ๆ ทำงานเป็นเครื่องขยายเสียงและบัฟเฟอร์ เนื่องจากออสซิลเลเตอร์แบบเปลี่ยนเฟสมีอิมพีแดนซ์เอาต์พุตสูง ส่วนนี้จึงป้องกันวงจรออสซิลเลเตอร์จากการโอเวอร์โหลด นอกจากนี้ คุณสามารถปรับระดับของสัญญาณ 100 kHz ด้วยโพเทนชิออมิเตอร์ควบคุมเกนได้
เครื่องตรวจจับ ESR
เครื่องตรวจจับ ESR เป็นที่ที่เกิดการกระทำส่วนใหญ่ ส่วนแรกคือตัวแปลงแรงดันเป็นกระแสที่แปลงสัญญาณ 100 kHz จากออสซิลเลเตอร์เป็นกระแสสูงสุดถึงยอดประมาณ 7Ma
ดังนั้น คุณสามารถเชื่อมต่อ CUT (ตัวเก็บประจุภายใต้การทดสอบ) ภายในลูปป้อนกลับของขั้นตอนนี้ นอกจากนี้ คุณสามารถทำได้ด้วยเสายึดแผงด้านหน้าสองเสา เพื่อให้ CUT ได้รับกระแสไฟเท่ากัน
เครื่องวัด ESR DIY-ส่วนการแปลงกำลัง
ในส่วนนี้ คุณจะต้องให้ข้อมูลอ้างอิงภาคพื้นดินเสมือนในเครื่องวัด ESR แบบจ่ายครั้งเดียว ดังนั้น ในขั้นตอนนี้ ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบสามขั้วทั่วไป (ที่อินพุต) จะจ่ายบัส +5v
ในทางกลับกันรถบัส -5V ได้รับการจัดหาจากส่วนประกอบที่น่าเบื่อที่ทำให้แรงดันไฟฟ้า DC เท่ากับขนาด (แต่มีขั้วกลับด้าน) ไปยังอินพุต
เครื่องวัด ESR DIY-มันทำงานอย่างไร
ไดอะแกรมวงจร ESR
แหล่งที่มา:
การวาดตัวเอง
ก่อนอื่น TR1 บนแผนภาพด้านบนและทรานซิสเตอร์ NPN ที่ยึดติดตั้งสร้างข้อเสนอแนะง่าย ๆ ที่กระตุ้นให้เกิดการปิดกั้นออสซิลเลเตอร์ การปิดกั้นออสซิลเลเตอร์เริ่มสั่นด้วยความถี่สูง
นอกจากนี้การแกว่งยังสร้างขนาดที่สอดคล้องกันของแรงดันไฟฟ้าในช่วง 5 รอบของหม้อแปลงรอง นอกจากนี้ออสซิลเลเตอร์ยังใช้ความถี่สูงที่เกิดขึ้นกับ CTU
นอกจากนี้คุณสามารถเห็น op-amp ที่เข้าร่วมกับฟีดความถี่สูงแรงดันไฟฟ้าต่ำ นอกจากนี้ยังใช้งานได้เป็นเครื่องขยายเสียงแรงดันไฟฟ้า
หาก ESR ขาดหายไปหรือคุณมีตัวเก็บประจุที่ใช้งานได้มิเตอร์จะแนะนำการโก่งตัวที่สมบูรณ์ ดังนั้นจึงแสดง ESR เล็ก ๆ เหนือตัวเก็บประจุซึ่งจะลดลงเป็นศูนย์สำหรับตัวเก็บประจุต่างๆ – ด้วยระดับ ESR ที่แตกต่างกัน
ตอนนี้ ESR ที่ต่ำกว่าอาจทำให้กระแสไฟฟ้าสูงขึ้นในระดับปานกลางที่จะสร้างขึ้นเหนืออินพุตการตรวจจับการรับรู้ op-amp นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นอย่างสม่ำเสมอในมิเตอร์พร้อมกับระดับการเบี่ยงเบนและในทางกลับกัน
นอกจากนี้ทรานซิสเตอร์ BC547 ที่สูงขึ้นทำงานเป็นตัวสะสมแรงดันไฟฟ้าและระยะควบคุมปกติ ด้วยเหตุนี้ทรานซิสเตอร์จึงสามารถจัดการกับสเตจออสซิลเลเตอร์ด้วย 1.5 โวลต์น้อยที่สุด นอกจากนี้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ รอบ ๆ การตัดจะยังคงอยู่ภายใต้ความเครียดจากความถี่ทดสอบของเครื่องวัด ESR
นอกจากนี้ยังง่ายต่อการปรับเทียบมิเตอร์ นอกจากนี้หากคุณเก็บการทดสอบไว้ต่ำการตั้งค่าล่วงหน้า 100K ใกล้กับ UA Meter จะปรับจนกว่าจะได้รับการเบี่ยงเบนที่ดีต่อสุขภาพบนหน้าปัดมิเตอร์
หลังจากนั้นคุณสามารถตรวจสอบตัวเก็บประจุต่างๆที่มีค่า ESR สูงส่งบนเครื่องวัดและการโก่งตัวที่เล็กลงประมาณ
ในที่สุดหม้อแปลงยืนอยู่ด้านบนของแหวนเฟอร์ไรต์ นอกจากนี้ยังใช้แม่เหล็กบาง ๆ ที่มีการเลี้ยวต่าง ๆ บนแผนภาพ
วิธีสร้าง ESR Meter ของคุณ
ไดอะแกรมวงจร ESR
แหล่งที่มา:
Wikimedia Commons
ในส่วนนี้วงจรข้างต้นคือสิ่งที่เราจะเรียนรู้วิธีการทำ วงจรได้รับพลังงานจากแบตเตอรี่ 9V เดียว คุณสามารถใช้ LDO ที่มีต้นทุนต่ำเป็นการทดแทนเพื่อให้คุณสามารถอายุการใช้งานแบตเตอรี่สูงสุดได้เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าลดลงเมื่อเวลาผ่านไป
นอกจากนี้ LM2936 นั้นไม่แพงนักและจะดำเนินการแม้ว่าจะลดลงถึง 5.5V นอกจากนี้เรายังเพิ่มตัวบ่งชี้เปิด/ปิด LED หลังจากสวิตช์ – แม้ว่าเราจะไม่แสดงในแผนภาพด้านบน
เครื่องวัด ESR DIY-ส่วนประกอบวงจร
C1- 100UF
C2 – 470pf
C3 – 10UF
C4 – 0.1UF
C5 – 100NF
C8 – 100NF
R1 – 1K
R2 – 10K
R3 – 150
R4 – 12
R5 – 12
R6 – 27K
R7 – 100K
R8 – 2.2K
R9 – 100
R10 – หม้อ 10k
ICI – 555
TR1 – 3904
T1 – 2.1 Transformer
D1 – In4007
D2- In4007
D3 – In4148
D4 – In4148
การทำงานของวงจร
มาดูภาพประกอบบางอย่างเพื่อให้เข้าใจว่าวงจรนี้ทำงานอย่างไร ดังนั้นเราจะแสดงให้เห็นถึงรูปคลื่นที่จุด 1, 2 และ 3 ด้วยตะกั่วที่สั้นลงของ ESR (0) และด้วย ESR สูง (5.6) OHM ที่นี่รูปคลื่นสอดคล้องกับช่องทางที่เกี่ยวข้องและการยิงออสซิลโลสโคป
นอกจากนี้สัญญาณที่เอาต์พุตของตัวเก็บประจุ/ตัวต้านทานอยู่ที่ประมาณ 232 mV สูงสุดถึงจุดสูงสุด นอกจากนี้ทรานซิสเตอร์ทวีคูณค่าเอาท์พุทด้วยปัจจัยมากกว่า 10 นอกจากนี้ช่อง 3 ถือสัญญาณที่กรองและแก้ไข (ประมาณ 1.35 V)
รูปคลื่นด้วย ESR (0)
แหล่งที่มา:
Wikimedia Commons
ดังนั้นนี่คือสิ่งที่มิเตอร์ดูเหมือนการพร่องเต็มหลังจากปรับโพเทนชิออมิเตอร์ 10K
การพร่องเต็มรูปแบบของ ESR (0)
แหล่งที่มา:
Wikimedia Commons
ในทางกลับกัน เมื่อตัวเก็บประจุมี ESR สูง (5.6 โอห์ม) คุณสามารถเสียบผ่านสายทดสอบได้ ดังนั้นแรงดันไฟขาออกของจุดที่ 2 จะลดลงและระดับ DC ที่เป็นผลลัพธ์ที่จุดที่ 3
รูปคลื่นพร้อม ESR (5.6 โอห์ม)
แหล่งที่มา:
วิกิมีเดียคอมมอนส์
นี่คือสิ่งที่มิเตอร์ดูเหมือนกับการสูญเสีย ESR = 5.6 โอห์ม
มิเตอร์วัดค่า ESR (5.6 โอห์ม)
แหล่งที่มา:
วิกิมีเดียคอมมอนส์
เครื่องวัด ESR DIY-การสร้างวงจร
วงจรนี้ง่ายมาก คุณสามารถใช้บอร์ดที่สมบูรณ์แบบสำหรับการประกอบ แม้ว่าจะไม่ใช่เรื่องง่ายในการค้นหาหม้อแปลงสัญญาณที่เพียงพอสำหรับลิงค์ส่งสัญญาณ T1/E1 แต่คุณอาจมีหนึ่งในถังอะไหล่ของคุณ
ทางเลือกที่ดีและวิธีแก้ปัญหานี้คือหม้อแปลงจากแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง (อุปกรณ์ PC ATX) อีกทางเลือกหนึ่งคืออัตราส่วนการเลี้ยวที่ใหญ่ขึ้น แต่มีการจับ คุณจะต้องปรับตัวต้านทานซีรีย์ 150 โอห์มให้เป็นค่าที่สูงขึ้น
นี่คือลักษณะของวงจรที่ประกอบอย่างสมบูรณ์:
การประกอบวงจร
แหล่งที่มา:
วิกิมีเดียคอมมอนส์
เมื่อคุณประกอบวงจรแล้ว คุณสามารถประกอบขั้นสุดท้ายภายในกล่องโลหะได้ นอกจากนี้ คุณสามารถใช้แจ็คเสียงและสายสัญญาณเสียงที่มีฉนวนหุ้มเพื่อเชื่อมต่อโพรบทดสอบของคุณ นอกจากนี้ คุณควรเชื่อมต่อกราวด์ (ชิลด์) กับเคสโลหะ
การประกอบวงจรสุดท้าย
แหล่งที่มา:
วิกิมีเดียคอมมอนส์
ข้อจำกัดของ ESR Meter เกือบทุกชนิด
นี่คือข้อจำกัดบางประการของเครื่องวัด ESR:
1. หากคุณมีตัวเก็บประจุที่มีไฟฟ้าลัดวงจรภายใน การอ่านค่ามิเตอร์ ESR จะทำให้คุณเข้าใจผิดคิดว่ามีค่า ESR ต่ำ
2. มิเตอร์ไม่ใช่ตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการทดสอบตัวเก็บประจุที่มีไมโครฟารัดน้อยกว่า 30 ไมโครฟารัด หากตัวเก็บประจุที่ทดสอบต่ำเกินไป ความถี่รีแอกแตนซ์ของการวัดจะมีนัยสำคัญอย่างมาก ส่งผลให้ ESR มากเกินไป
3. อาจมีข้อผิดพลาดจากสายวัดทดสอบที่ยาวของ CUT ยังไง? เนื่องจาก ESR เป็นโอห์มมิเตอร์ช่วงต่ำ
ปัดเศษขึ้น
การสร้าง ESR เป็นโครงการที่ง่ายและสนุก ส่วนที่ดีที่สุดคือ คุณสามารถทำสิ่งนี้ได้ด้วยชิ้นส่วนที่พบได้ทั่วไปในห้องปฏิบัติการอิเล็กทรอนิกส์ เครื่องวัด ESR เป็นอุปกรณ์สำหรับช่างซ่อมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ งานอดิเรก นักออกแบบ และวิศวกร
ESR เป็นคุณลักษณะที่สำคัญของตัวเก็บประจุที่ใหญ่กว่า 1 ไมโครฟารัด นอกจากนี้ คุณจะต้องใช้เครื่องทดสอบ ESR หากคุณต้องการทำการวัดที่เป็นไปไม่ได้ด้วยเครื่องวัดความจุไฟฟ้าแบบดิจิตอลมาตรฐาน
นั่นคือทั้งหมดที่คุณจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับเครื่องวัด ESR และวิธีสร้างมิเตอร์เหล่านี้ หากคุณมีคำถามหรือข้อเสนอแนะ โปรดติดต่อเรา เรายินดีที่จะช่วยเหลือ
