ESR-metru, scheme simple..

[BRANCA]

 La mine zice vimeo ca nu gaseste pagina.Deci montajul este ok.Ma intreb ce nu e in regula la Mihai.

 Ar merge facut adaptor pentru un multimetru analogic.

[validae]

Prima dată urcasem filmarea pe Vimeo, dar nu am fost atent că link-ul era ,,de probă,, vizibil doar pentru mine.Am repostat pe YouTube şi acum e OK..

Mihai e posibil să fi greşit la conectarea tranzistorilor sau vreo altă conexiune, mie mi-a mers chiar ,,din prima,, doar o lipitură imperfectă avusesem la traseul dinspre borna de plus şi am remediat-o la probe, dar funcţiona şi aşa cu unele întreruperi .Se pot folosi orice tranzistori NPN cu factor de amplificare de minim 100 sau marcaţi cu litera B.Eu am folosit BC107B că pe ăştia i-am găsit la îndemână.

O să iau montajul acasă să-i măsor frecvenţa de lucru, că momentan nu am acces la un aparat cu frecvenţmetru, chiar sunt curios la ce frecvenţă mi-a ieşit ghiduşia....eventual o ajustez cum îmi place.Dar ideea de bază e că montajul funcţionează bine pentru o schemă aşa de simplă.În lipsă de instrument adecvat, se poate folosi un VU-metru recuperat de prin vechituri şi transformat uşor într-un miliAmpermetru, prin adăugarea unui rezistor în paralel, ca şunt.Valoarea acelui rezistor se poate determina prin calcul, cu legea lui Ohm, sau practic prin tatonare.Se pune un potenţiometru semireglabil de câteva zeci de Ohmi şi cu ajutorul unei surse reglabile se caută aducerea capătului de scală la  o valoare între 1 - 5mA.Se va testa montajul cu diverse valori ale capătului de scală, ideal e să obţinem repere destul de distanţate pentru valorile foarte mici ale ESR-ului, acolo unde se face diferenţierea între condensatorii de capacităţi mari, care au diferenţe de doar câteva zecimi de Ohm.

Uite de exemplu cum arată scala unui ESR-metru făcut mai demult, din instrumentul unui multimetru analogic sovietic.Se şi vede anul fabricaţiei.E un instrument sensibil, cu fir de torsiune.Schema acelui ESR-metru e cea cu 74HC14...

Editat Ianuarie 9, 2021 de validae

[mihai 7]

Domnule validae, vă mulțumesc pentru informațiile de mai sus și pentru că ați testat montajul. Eu l-am realizat pe bredboard si tot nu reusesc să-l fac funcțional. Am să-l realizez pe cablaj de test, dar mai înainte de a lipi componentele, doresc să vă întreb dacă ați încercat să măsurați condensatori în circuit și dacă ați obținut rezultate satisfăcătoare.

Mai menționez că am folosit doi tranzistori BC 547 BK, sunt potriviți?

[validae]

Nu am făcut măsurători în circuit fiindcă montajul e la serviciu, în aşteptarea unei carcase cu instrument.Am de gând să-l bag într-un multimetru ieftin chinezesc, varianta ,,de buzunar,,.Dat fiind că are alimentare cu tensiune redusă, nivelul semnalului la bornele condensatorului măsurat trebuie să fie sub 0,5V probabil, nu am determinat practic asta, dar n-ar trebui să aibă probleme la măsurarea în circuit.Miercuri voi face şi asta şi voi reveni cu amănunte...

Tranzistorii sunt potriviţi, merg orice NPN-uri practic.Cum spuneam în comentarile anterioare, chiar dacă schema e simplă, trebuie ceva ajustări atunci când vei pune un instrument şi-l vei calibra.În primul rând trebuie ca instrumentul folosit să aibă o rezistenţă ,,şunt,, care-l va transforma într-un miliampermetru cu deviaţia la cap de scală între 1 şi 5 mA.Asta trebuie tatonat practic, pentru a avea diviziunile de la zero la 1-5 Ohmi cât mai depărtate, altfel nu poţi deosebi zecimile de Ohm.

Condensatorii de valori mari au ESR foarte mic, de aceea o rezoluţie de minim 0,1 - 0,3 Ohmi trebuie obţinută cel puţin pentru primii 5 Ohmi de pe scală.Exact cum am pus poza ESR-metrului făcut acum mai mulţi ani, din postarea anterioară...

Ca să transformi un instrument (miroampermetru practic) recuperat într-un miliampermetru, trebuie să-i adaugi în paralel cu bornele, un potenţiometru semireglabil de circa 250-500 Ohmi, reglat prima dată pe o valoare mică.Apoi cu un multimetru setat pe un domeniu de miliAmperi curent continuu înseriat, alimentezi instrumentul prin intermediul unei surse de mică tensiune înseriată cu un potenţiometru de câteva zeci de kiloOhmi, reglând potenţiometrele cu atenţie, până când instrumentul de etalonat duce acul la capătul de scală şi curentul indicat de multimetru e de circa 1mA.Apoi înlocuieşti potenţiometrul semireglabil cu o rezistenţă fixă, cu valoarea cât mai apropiată.Pui instrumentul pe montajul ESR-metrului şi reglând potenţiometrul de ,,Zero,, duci acul la capătul de scală, apoi pui în loc de condensatori de test, rezistenţe de valori cunoscute, din Ohm în Ohm.Faci semne provizorii cu un creion pe o hârtie lipită provizoriu pe geamul instrumentului, să vezi cum vor veni indicaţiile.Dacă arată asemănător ca disribuţie cu cel din poza pusă de mine , e OK şi poţi etalona definitiv scala.Dacă nu ies destul de depărtate în primii Ohmi, modifici sensibilitatea instrumentului, punând o rezistenţă mai mică sau mai mare la şunt, în funcţie de cum îţi vin mai bine indicaţiile pe scală.Aici e ceva de muncă...

[mihai 7]

În fine, am realizat montajul pe cablaj de test și funcționează, probabil că pe breadboard existau conexiuni imperfecte. Am folosit un inductor de valoare necunoscută, măsurând frecvența pe bornele acestuia, în circuit, am obținut aprox. 40kH. Am folosit pentru proba un miliampermetru pe scala de 2.5mA, am adus capătul de scală la zero, dar acul nu mai atinge limita superioară (infinit) pe scala amintită. Din cele spuse pe forum înțeleg că acest lucru nu este neobișnuit pentru instrumentul folosit? Aștept noi clarificări legate de funcționarea montajului, mai ales de la d-nul validae. , căruia îi mulțumesc din nou.

[validae]

Sper ca Miercuri să îl asamblez într-o carcasă de multimetru, mâine caut prin zonă unul mic şi ieftin.Ceva de genul ăsta:

Nu vă lăsaţi păcăliţi de mărimea pozei, aparatul e de fapt cât două cutii de chibrituri alăturate..

Editat Decembrie 28, 2020 de validae

[flomar60]

Am eu unul identic, functional... uitasem de el, mi-am amintit cand am vazut poza!... cadou din partea mea asa, de sărbători! 

[validae]

Am testat astăzi prin comparaţie acest ESR-metru simplu cu alimentare la 1,5V cu celălalt ESR-metru pe diverse cablaje şi indică la fel, deci se pot verifica fără probleme şi ,,în circuit,, condensatorii, aşa cum de fapt bănuiam.Faţă de vechiul meu ESR-metru, mi se pare că ăsta are o derivă termică ceva mai redusă, acela avea o punte cu diode cu Germaniu pentru redresarea semnalului pentru miliampermetru şi acele diode îşi schimbau destul de mult căderea de tensiune în funcţie de temperatură, lucru deranjant când aveai mai mult de muncă.O să încerc să-l fac cât mai mic posibil, dacă mai găsesc un multimetru din acela ,,jucărie,, că momentan nu am decât instrumente destul de mari...

Editat Ianuarie 20, 2021 de validae

[icar]

Foarte interesanta scula: simpla si ieftina, cu rezultate bune! Am sa-mi fac si eu unul, din pacate nu mai am instrumente analogice cu scala mare, am doar unul mic. Ma gindesc sa folosesc si eu aparatul de mai sus, pe care il am in dotare, dar e singurul anolog pe care il am, si uneori e nevoie si de el. Ma descurc eu.

Ma gindesc ca, in loc sa folosesti rezistente fixe, pentru etalonare, se poate folosi un helipot de 50 - 100 ohm, la care sa i se determine rezistenta, la valorile dorite, cu un instrument de calitate, apoi rezistenta respectiva se pune pe ESR-metru, si tot asa pentru toate valorile necesare etalonarii.

Determinarea tangentei de pierderi, cu o punte, nu spune cite ceva si despre ESR?

Multumiri pentru schema!!!

 

[flomar60]

Pai.d-l Vali ,am zis mai sus ca am eu un instrument din ala mic! ....si ca v-il fac cadou!....văzând ca nu ați reactionat am crezut ca nu vă interesează!

[validae]

Păi eu vă mulţumesc de ofertă, dar mă gândeam că până ne-om mai întâlni noi, oi găsi o carcasă bună pentru acest ESR-metru.Carcase şi instrumente mari am, dar mă gândeam că aşa schemă micuţă merită ceva miniatură.Ieri am fost prin Filiaşi şi găsisem la un chinez un aparat ceva mai mare, cam de mărimea lui Mavo 1 doar că mult mai plat, dar parcă mi-a fost milă să-l măcelăresc la cum arăta, nu c-ar fi fost scump, era doar 28 Lei....

 

[mihai 7]

Am realizat ESR-metrul de mai sus, folosind ca instrument indicator chiar multimetrul de "jucarie" indicat de dl.validae . Am folosit un inductor de 2mH, iar frecvența la care funcționează aparatul este de circa 14kHz. Ca diode pentru descărcarea condensatorilor am folosit 1n4148. Am folosit deasemenea o rezistență de 163 Ohmi ca sunt pentru miliampermetru (valoare determinată prin metoda descrisă mai sus de dl. validae). Aparatul arată ca în imaginile de mai jos:

https://postimg.cc/gallery/B3Sr0L8

[url=https://postimg.cc/KKxFHbxk][img]https://i.postimg.cc/KKxFHbxk/IMG-0012.jpg[/img][/url]

[url=https://postimg.cc/xk5YrZ1s][img]https://i.postimg.cc/xk5YrZ1s/IMG-0013.jpg[/img][/url]

Scala vi se pare în regulă?  (mie mi se par prea înghesuite valorile din stânga scalei. Nu ar fi indicat să îl realizez în două game, cu două sunturi diferite, pentru a determina cu mai mare precizie și valorile peste 5 Ohmi?). Apoi, o problemă pe care am observat-o este deriva termică de care se vorbește mai sus. Dl. validae  o descrie ca fiind "bună" (deriva termică), însă mie mi se pare deranjantă, pentru o variație de aprox. 10 grade C acul trece de la capătul din dreapta al scalei la cel din stânga (aprox.), este în regulă?

Iar în ceea ce privește frecvența de lucru, nu este aceasta prea mică, am înțeles că măsurătorile standard pentru condensatori se fac la 100 kHz?

 

https://i.postimg.cc/pdnTyVSZ/IMG-0012.jpg
https://i.postimg.cc/DZkzGkkK/IMG-0013.jpg

 

Editat Ianuarie 24, 2021 de validae

[validae]

Scala e suficient de bună, la toate ohmmetrele analogice este ,,înghesuită,, la valorile maximale în stânga .

În mod normal nici nu te prea interesează valorile de peste 5 Ohmi, fiindcă astfel de valori mari de ESR au doar condensatorii de valori foarte mici, de exemplu cei de 1uF/400V până la 10uF/400V.Valorile de condensatori frecvent verificate sunt cu mult peste 10uF, de exemplu la surse în comutaţie 100uF până la 2000uF unde ESR-ul e de la 1 Ohm spre 0,05 Ohmi.La un electrolitic bun între 100uF şi 2000uF nici nu trebuie să depăşească acul valoarea de 1 Ohm, la cei de 1000-2000uF acul trebuie să fie practic aproape lipit de liniuţa de ,,Zero,, fiindcă o rezoluţie de 0,05Ohmi nu e posibilă pe aşa scală.

Deriva termică e absolut normală la orice schemă aşa de simplă, de aceea şi există potenţiometrul de ,,Zero,,.Deranjant ar fi când toată cursa potenţiometrului de zero nu ar ajunge ca să aduci la zero acul, eu aşa păţeam cu vechiul ESR-metru.Şi asta se întâmpla la diferenţe de temperatură sub 10*C.

Iar o diferenţă de temperatură de 10*C e cam mare pentru un aparat care se presupune că lucrează într-o cameră cu temperatură relativ constantă.Eu nici acasă nici la serviciu nu am diferenţe de temperatură aşa de mari.

Referitor la frecvenţa de lucru, ea uzual este  între 50-100kHz la ESR-metrele analogice, dar schema asta e optimizată pentru o frecvenţă mai mică între 12-17kHz.Am încercat să cresc frecvenţa, prin montarea unei bobine de doar 1mH ajungând la circa 70kHz, dar asta a afectat drastic scala, rezistenţa maxim măsurabilă fiind de circa 2 Ohmi, prea puţin totuşi.Autorul a proiectat-o pentru frecvenţe în jurul a 14kHz şi îşi face treaba cu această frecvenţă.

 

Concluzii finale:

Schema asta ridicol de  simplă cu doar două trenzistoare poate face diferenţa clară dintre un condensator bun şi unul inutilizabil, fiindcă în lipsa unui ESR-metru nu poţi deosebi doi condensatori cu aceeaşi valoare dar ESR diferit grav doar folosind un capacimetru.Capacimetrul va indica cel mult o valoare ceva mai scăzută la cel cu ESR-ul mărit, dar dată fiind toleranţa foarte mare la condensatorii electrolitici, diferenţele de +/_ 10% între valorile capacităţii nu reprezintă o problemă.

Când nu ştii ce ESR ar trebui să aibă un condensator bun, cel mai simplu e să-l compari cu unul nefolosit de aceeaşi valoare şi de preferat acelaşi producător, sau cu unul dintr-o schemă care nu e o sursă în comutaţie.Sursele în comutaţie ,,obosesc,, rapid condensatorii prin frecvenţa foarte mare (zeci de kiloHertzi) a impulsurilor ce trebuiesc filtrate, comparativ cu sursele liniare, la care frecvenţa pulsurilor e de 100Hz.

 

 

Editat Ianuarie 9, 2021 de validae

[Zoltanh]

O sa incerc si eu ESR-metru construit de colegul Validae. Am pregatit cablajul. Am de gand sa-l fac si-n varianta smd.

Cu ceva vreme in urma am construit cateva ESR-metre printre care si ESR-metru cu 5 tranzistori - acesta: https://www.eevblog.com/forum/projects/5-transistor-esr-meter-design/ Am experimentat constructia pentru 50 microA, 250 microA, 500 microA si 1 mA. Am reusit ca toate aceste variante sa functioneze impecabil. Este incredibil de precis. L-am testat in comparatie cu un LCR metru de laborator cu frecvente multiple si cu un ESR-metru Miron cumparat de la Doru. Nu pot decat sa va recomand sa-l construiti daca doriti un ESR-metru precis (OK, depinde de clasa de precizie a instrumentului, de acuratetea printarii, pozitionarii si lipirii scalei, etc dar in final, aceste lucruri sunt controlabile).

Pe de alta parte, pentru reparatii, respectiv identificarea pe placa a condensatorilor care trebuie schimbati, din experienta mea, pot spune ca ESR-metru nu trebuie neaparat sa aiba o precizie ridicata. Unul care are o abatere de +/- 20% este inca foarte bun. Ce spunea colegul Validae, din punctul meu de vedere, este important, sa nu aiba drift de temperatura.

[BRANCA]

 Zoltanh.Ai făcut un pcb pentru piese THT la esr metrul cu 5 tranzistori?Sau ai lucrat pe smduri?