Конструктор LCR-транзистор тестера YD-CS с корпусом в комплекте.

Приветствую всех читателей на страницах сайта!
Многие радиолюбители наслышаны или уже пользуются LCR тестерами или транзистор тестерами, и вряд ли назовут эти приборы бесполезными.
Интерпретаций упомянутых тестеров сегодня существует множество – это и конструктор, и готовый модуль с питанием от кроны, и модули с литиевыми аккумуляторами, и эти же модели, но уже в корпусе из оргстекла/акрила и т.д и т.п.
Сегодня в нашей студии как раз конструктор тестера YD-CS. В результате сборки получим не только плату с элементами, а функционально и конструктивно законченный прибор, ведь в наборе присутствуют элементы корпуса.
Кому данная тема интересна, приглашаю под кат.

Сначала пара слов для тех, кто еще не знает, для чего служат подобные приборы.
Как правило, большую часть радиокомпонентов можно проверить обычным мультиметром. Однако есть и те, которые мультиметром не протестировать вовсе или удастся это сделать лишь частично. Например, полевые транзисторы MOSFET, J-FET. Кроме того, не все мультиметры могут измерять емкость конденсаторов, а те которые могут это делать, не могут измерять ESR – эквивалентное последовательное сопротивление и Vloss – напряжение утечки.
И вот в этих случаях очень может выручить многофункциональный тестер, которым можно тестировать резисторы сопротивлением до 50 МОм, диоды, светодиоды, npn и pnp биполярные транзисторы, N и P канальные полевые транзисторы MOSFET, J-FET, тиристоры, симисторы, измерять индуктивность, емкость, ESR, Vloss конденсаторов. Запитать прибор можно как от кроны, так и от внешнего источника напряжением 9 Вольт и, что не маловажно, питание в приборе отключается выключателем. Это значит, что прибор не уходит в спящий режим, продолжая понемногу разряжать элемент питания, а полностью от него отключается. Информация о результатах теста выводится на дисплей LCD 1602 (по шестнадцать символов в каждой из двух строк) с зеленой подсветкой.
В наборе имеется небольшая инструкция на английском языке со схемой. Есть плата с шелкографией и кучка радиодеталей. На плате подписаны все элементы, их номиналы, полярность электролитических конденсаторов, указано как устанавливать транзисторы и стабилизаторы питания. Для сборки требуются минимальные базовые познания в электронике. Т.е. конструктор рассчитан на людей, делающих первые шаги в радиоделе – не сложная конструкция и гарантированный положительный результат на выходе. Просто, интересно, наглядно и познавательно.
Вот такую конструкцию мы должны получить в финале.



Характеристики тестера привожу со страницы товара в слегка подправленном виде:

«1. Операция измерения ключа, автоматическая задержка выключения. Отключение тока — только 20 нА, чтобы поддерживать работу батареи.
2.Автоматическое определение биполярных транзисторов PNP и NPN, MOSFET-транзисторов N, P, JFET FET, диодов, двойных диодов, тиристоров, резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности. Автоматическое определение выводов.
3. Измерение коэффициента усиления тока транзисторов (B) и напряжения включения светодиодов (Uf). Дарлингтонский транзистор может быть идентифицирован с помощью высокого порогового напряжения и коэффициента усиления высокого тока.
4. В биполярных транзисторах и МОП-транзисторах могут быть обнаружены внутренние защитные диоды и отображены на экране.
5. Определение порогового напряжения и емкости затвора полевого МОП-транзистора.
6.Возможность измерения сопротивления потенциометров. Если потенциометр отрегулирован на одном конце тестера, тестер не может отличить средний и два штифта.
7. Разрешающая способность измерения сопротивления составляет 0,1 Ом, а наибольшее измеренное значение составляет 50 МОм.
8. Измерения емкости варьируются от 25 пФ до 100 мФ (100 тыс. UF). Разрешение 1 пФ, диапазон измерения индуктивности 0.01MH-20H, меньше 0.01MH будет отображаться как резистор.
9. Эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) конденсатора выше 2UF может быть измерено с разрешением 0,01 Ом. Эта функция очень важна для обнаружения емкостных характеристик.
10. Возможность определения сдвоенных диодов и падения напряжения на каждом.
11.LED детектируется как диод, прямое падение напряжения выше, чем нормальное значение. Двойное светодиодное детектирование для двойного диода. Обнаружение светоизлучающего диода будет сиять.»

Приехал конструктор вот в таком прозаичном пакете с липкой застежкой. Приехал он в кУпе с другими товарами, и все это было упаковано в воздухонаполненный пакет, благодаря чему в пути ничего не пострадало.



Вообще все составляющие конструктора оказались тщательно упакованы – ничего в пути не потерялось, не помялось, не сломалось. Покупатель просто обязан в финале получить исправно работающий и прилично выглядящий прибор).


Начну с платы, а корпус рассмотрим после, когда будет что в него устанавливать.
Плата была вложена в инструкцию, радиокомпоненты в небольшой пакет с застежкой, дисплей завернули в пупырку, микроконтроллер с панелями воткнули во вспененный материал.



Инструкция сделана на обычном листе формата А4 с двух сторон и включает в себя схему и перечень всех элементов.



Здесь электронная версия, которую можно скачать и подробно изучить.

Плата имеет размеры 80 на 60 мм, геометрическая форма ее правильная – прямоугольник, искажает его на фото мой фотоаппарат в режиме макросъемки. Качество платы хорошее, отверстия имеют металлизацию, на верхнюю сторону нанесена шелкография, места для установки подписаны и чтобы ошибиться нужно крепко постараться.



Легкая заминка может возникнуть лишь при установке транзисторов – на плате они пронумерованы, а наименование нужно подсмотреть в инструкции.
Микроконтроллер, панелька под него и панель для тестируемых компонентов водружены на вспененный материал, чтобы не отломились ножки во время транспортировки.



За мозговую деятельность тут отвечает микроконтроллер Atmega328p. В нем находится прошивка с алгоритмами работы.



Следующим крупным элементом набора является дисплей.



В конструкторе применен часто и повсеместно применяемый дисплей LCD 1602.



Чуть кривовато наклеена транспортировочная пленка, но она есть. Плата чистая и выполнена аккуратно.



Сбоку видим выводы светодиода подсветки экрана.



Контактные площадки для подключения подсветки на нижней стороне платы дисплея, но голову ломать, куда подключать подсветку не нужно, не смотря на контактные площадки на плате – питание +5 Вольт заведено на 15 пин, на 16 пине масса. Через резистор 100 Ом питание подается на светодиод подсветки.



Тут можно ознакомиться с даташитом дисплея.

Ну, и групповое фото остальных компонентов.



Нужно отдать должное китайским товарищам – резисторов положили по одному больше в каждом номинале и не поленились подписать их (но при сборке проверим)).



Крупным планом наиболее выдающиеся элементы.

Фото 16

Кварцевый резонатор применили на 8 Мгц, конденсаторы 10 мкф (2 шт) по напряжению взяли с запасом более чем в два раза, что похвально.
Переменное сопротивление на 10 Ком для регулировки контрастности дисплея.
Стабилизатор напряжения 78L05.
Биполярный транзистор S8050 структуры n-p-n (2 шт)
Биполярный транзистор S8550 структуры p-n-p (1 шт)
А вот с источником опорного напряжения обнаружилось несоответствие с перечнем элементов и схемой.
По схеме и в перечне указан источник опорного напряжения LM336Z25, а в наличии видим LM336Z5. У первого номинальное выходное напряжение 2, 5 Вольта, у второго 5 Вольт.
С походом положили и коннекторов.



Неэлектролитические конденсаторы ровно под счет.



Остальные комплектующие особого интереса не представляют, лишь отмечу, что разъем для подключения внешнего питания имеет типоразмер 5,5*2,1 мм.
Приступаем к сборке.
Инструкция рекомендует следующий порядок пайки компонентов:
1. Резисторы
2. Кварцевый резонатор и конденсаторы 22 пФ
3. С6, С3, С1, С5, С2 и панель микроконтроллера
4. Светодиод, транзисторы T1 и T2 (S8050), транзистор T3 (S8550), стабилизатор 7805, конденсаторы C10, C9, источник опорного напряжения LM336Z25(50), подстроечное сопротивление 10 КОм
5. Коннекторы, соединяющие плату с блоком индикации, гнездо питания 9 Вольт, выключатель.

Т.е. сначала предлагается установить все мелкие элементы, а уж потом все что крупнее. Со всем, в целом, я согласен, кроме светодиода и стабилизатора 7805.
Светодиод лучше устанавливать в момент сборки корпуса, когда станет ясно какой длины оставлять выводы светодиода, чтобы он выглядывал из отверстия в корпусе.
И второй момент это стабилизатор 7805.
Плата размечена под LM7805 в корпусе ТО220, что подтверждает трассировка и шелкография на плате.



Этот стабилизатор имеет следующую цоколевку выводов.



У нас же в конструкторе применена 78L05 в корпусе ТО-92 и устанавливать ее следует в точности до наоборот.



Сначала думал паять, как есть, с LM336Z5 – п.18 же, сгорит, так сгорит, но все же купил LM336Z25 и впаял его. Если не будет работать, то комплектный LM336Z5 я всегда успею поставить.
В результате сборки получилось аккуратная плата. Планку для подключения кроны подключил без выключателя – его нужно устанавливать сначала в корпус, а уже потом подключать в схему.



В очередной раз во время пайки убедился в отвратительном качестве флюса RMA-223 и на местном радиорынке купил «зеленый» флюс, неожиданно отечественный и превосходного качества.



Сразу после включения дисплей засветился без всяких знаков – просто ровное зеленое свечение.



Как и указано в инструкции, подстроечным резистором отрегулировал свечение экрана. Следующие показания на экране чередуются постоянно, когда в панель не вставлен какой либо тестируемый элемент.



Можно заметить, что прибор проверяет не только напряжение на источнике питания, но и на выходе стабилизатора 78L05. К сожалению, прибор не уходит в спящий режим при длительном бездействии и не следует забывать о выключении питания. Забыть об этом не даст светящийся экран.
Важное замечание: поскольку по питанию нет защитного диода от переполюсовки, то следует быть внимательным и не перепутать полярность подключения источника напряжения.
Прибор работает и можно приступать к сборке корпуса и упаковке платы в него.
Детали корпуса из оргстекла лежат во втором пакет набора, вместе с крепежом.



Должно получиться приблизительно так. Перепутать что либо сложно).



Сборку, после удаления защитных бумажных наклеек, начал с верхней панели.



Первым делом на плату дисплея следует установить разрезанную деталь и накрыть ее цельной.



Полученный сендвич кладется сверху лицевой панели и все вместе стягивается винтами.



К плате тестера крепятся проставки и вместе с ними плата крепится к днищу корпуса.



Остается вставить выключатель в боковую стенку и подключить его в разрез плюсового провода питания.



Дальше примерка для светодиода. Устанавливаем стенки и верхнюю крышку с дисплеем, и видим, что светодиод слишком высоко завис над крышкой.



Снова пришлось плату снять и отрегулировать длину выводов светодиода.
В финале получаем тестер в корпусе размером 9,5 см (ширина) * 10, 3 см (длина) * 3,5 см (высота).


Детали корпуса размечены точно, все отверстия совпадают с расположением подстроечного резистора, разъема для подключения внешнего питания и рычага зажимной панели.



На верхней крышке корпуса имеются надписи номеров контактов зажимной панели, DC-9V, LED и кнопки Test. Если посмотреть фото в начале, то на плате можно заметить площадки для тестирования SMD компонентов и контакты для подключения внешних щупов – после сборки корпуса они будут недоступны. Уж коли они нужны, то придется что-то придумывать. Например, переходник к панели мастерить и отверстия под провода щупов сверлить.



После сборки остались три мелких винта и три гайки. Не сразу сообразил, куда их устанавливать, но в финале по два винта и две гайки пристроил.



Оказывается, так дополнительно крышка крепится к остальной части конструкции посредине боковых стенок.
И в завершении немного измерений и фото показаний прибора.



Тестирование элементов начинается после установки их в панель и нажатия кнопки.
Сначала бонусные резисторы из комплекта конструктора, плюс резистор из запасов на 2,2 МОм.



Конденсаторы 5100 pF, 68 nF, 0.1 мкФ, 1 мкФ.



Электролитические конденсаторы 22 мкФ 16 Вольт, 47 мкф 25 В, 100 мкФ 25 В, 220 мкф 35В, 1000 мкФ 25 В. Показатели ESR, как обычно, сравниваем с табличными значениями.



На номиналах ближе к 1000 мкФ и выше тестер исследует конденсатор чуть медленнее, что нормально.
Важно: перед измерением емкости конденсаторов, их следует разрядить. Иначе микроконтроллер выйдет из строя.
Далее какой-то светодиод из закромов (моргает при тестировании, прибор показывает напряжение, при котором светодиод начинает светиться), 1N4007, FR102, сдвоенный диод F12C20C.



Стабилитроны тестер определяет как диоды.
Транзисторы BC547C, S8550, 13003 с диодом, N-канальный MOSFET APM3055L, JFET LD1010D.



Тиристор MAC97, симистор BT137, дроссель из энергосберегающей лампы.



В итоге, за совсем небольшие деньги получаем вполне годный многофункциональный тестер радиокомпонентов и не просто плату, как Т4, а уже в корпусе.
Прибор довольно точно определяет номиналы сопротивлений, конденсаторов и индуктивность. Пусть он не рисует изображение транзисторов, тиристоров и симисторов, как тестер ТС-1, но он точно определяет выводы и пригодность элементов. Не умеет определять напряжение стабилизации стабилитронов как ТС-1, но поможет определить их обрыв или пробой. В корпусе много свободного места, а значит, есть где разместить литиевый аккумулятор и плату контроллера его зарядки в случае дальнейшей модернизации тестера. Прибор не требует калибровки.
Ситуацию с источником опорного напряжения LM336Z5 вместо LM336Z25 объяснить не могу. Может и с LM336Z5 будет работать, но рисковать не стал. Если у кого уже есть такой прибор, собранный из конструктора, то прошу вспомнить, заглянуть внутрь и прояснить ситуацию.
И последнее, что хотел бы сказать – конструктор точно поможет освоить азы электроники начинающим и не на свистелках, мигалках, а уже на довольно серьезном и полезном приборе. Родителям поможет оттянуть подростков от игр на ПК, а детям, подросткам (да и людям старше) увлекательно и с пользой провести время.
Заинтересовавшимся, удачи в сборке!