Arduino Zener Diode Test cihazı: 6 addım (şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Zener Diode Tester Arduino Nano tərəfindən idarə olunur. Test cihazı, 1.8V -dən 48V -dək diodlar üçün Zener gərginliyini ölçür. Ölçülmüş diodların yayılma gücü 250 mVt -dan bir neçə Vata qədər ola bilər. Ölçmə sadədir, sadəcə diod bağlayın və START düyməsini basın.

Arduino Nano tədricən dörd addımda aşağıdan yuxarıya doğru gərginlik aralığını birləşdirir. Hər addım üçün cərəyan ölçülmüş Zener diodundan yoxlanılır. Əgər cərəyan sıfırdan artıqdırsa (sıfır deyil), bu o deməkdir: Zener Gərginliyi aşkar edildi. Bu vəziyyətdə müəyyən bir müddət ərzində gərginlik göstərilir (proqram tərəfindən 10 saniyəyə qədər tənzimlənir) və ölçmə dayandırılır. Hər bir addımdakı cərəyan bu aralığın bütün gərginliklərində sabitdir və addım sayını - gərginlik aralığını artıraraq azalır.

Daha yüksək gərginlik üçün güc itkisini qorumaq üçün bu aralığdakı cərəyanı azaltmaq lazımdır. Test cihazı 250 mW və 500 mW diodları ölçmək üçün hazırlanmışdır. Daha yüksək gücə malik Zener diodları eyni şəkildə ölçülə bilər, lakin ölçülmüş gərginlik dəyəri təxminən 5%daha aşağıdır.

XƏBƏRDARLIQ: Çox diqqətli olun. Bu layihədə yüksək gərginlikli 110/220V istifadə olunur. Əsas gərginliyə toxunma riski ilə tanış deyilsinizsə, bu Təlimatı sınamayın!

Addım 1: Zener Diod

Zener diodu, əsasən istinad gərginliyi komponenti və ya gərginlik tənzimləyicisi kimi sxemlərdə istifadə olunan xüsusi bir diod növüdür. İrəli gərginlik istiqamətində I-V xüsusiyyətləri ümumi təyinatlı diod ilə eynidir. Gərginlik təxminən 0,6 V -dir. Əks istiqamətdə cərəyanın çox kəskin artdığı bir nöqtə var - parçalanma gərginliyi. Bu gərginliyə Zener gərginliyi deyilir. Bu nöqtədə, sabit gərginlik çıxışı olan birbaşa enerji təchizatına qoşulan Zener diodu dərhal yanar. Zener diodundan keçən cərəyanın rezistorla məhdudlaşdırılmasının səbəbi budur.

Şəkildə I-V xüsusiyyətləri göstərilir. Hər bir Zener diodu, doğru Zener gərginliyinin təyin olunduğu cərəyan dəyərini təyin edir. (Bu gərginlik cərəyanın artması ilə bir qədər dəyişə bilər). Təxminən 250-500 mVt gücündə olan diodlar üçün tipik cərəyan 3 ilə 10 mA arasındadır və gərginlik dəyərindən asılıdır.

Qırılma gərginliyi geniş cərəyanlar üçün nisbətən sabitdir və hər bir diod üçün tipik və fərqlidir. Onun dəyəri təxminən 2V -dən 100V -ə qədər ola bilər. Əsasən praktik adi sxemlərdə istifadə olunan zener diodları 50V -dən aşağı gərginliklə təyin olunur.

Addım 2: hissələr

İstifadə olunan hissələrin siyahısı:

• OKW, Shell tipli OKW 9408331 korpusu
• Hi-Link AC/DC adapteri 220V/12V, 2 ədəd, eBay
• Hi-Link AC/DC adapteri 220V/5V, 2 ədəd, eBay
• AC/DC adapteri 220V/24V 150mA, eBay
• Arduino Nano, Banggood
• Kondansatörler M1 2 ədəd, M33 1 ədəd, yerli mağaza
• Diodlar 1N4148 5 ədəd, Banggood
• IC1, LM317T, yüksək gərginlikli versiya, eBay
• IC2, 78L12, eBay
• Transistorlar 2N222 5 ədəd, Banggood
• Röle 351, 5V, 4 ədəd, eBay
• Qamış rölesi, 5V, eBay
• Rezistorlar 33R, 470R, 1k 4 ədəd, 4.7k, 10k, 15k 2 ədəd, yerli mağaza
• Trimm3296W 100R, 200R, 500R 2 ədəd, eBay
• Vida terminal bloku, Banggood
• Bağlayıcı Molex 2pins, Banggood
• Bağlayıcı Molex 3pins, Banggood
• Kiçik mini əsas açar, eBay
• LED ekran 0-100V, 3 xətt, eBay
• Elektrik fişi girişi, eBay
• Audio yaylı terminal, eBay
• Mikro açar və düymə, Banggood
• LED 3mm yaşıl və qırmızı, 2 ədəd, Banggood
• Sigorta 0.5A və qoruyucu tutacaq 5x20mm, eBay
• Kiçik alətlər üçün əsas elektrik kabeli

Alətlər:

• Güc Matkabı
• Lehimleme dəmir
• İstilik silahı
• İsti əriyən yapışqan tabancası
• Tel çıxarıcı və kəsici
• Tornavida dəsti
• Kəlbətin dəsti
• Multimetr

Parçaların ətraflı siyahısı burada:

Addım 3: Dövrə Təsviri

Dövrə təsviri əlavə edilmiş əlaqə diaqramına istinad edir:

Sol tərəfdə yüksək gərginlikli hissə var. 220V bağlantısı üçün terminal bloku və bütün AC/DC adapterləri. Adaptorlar ölçmə gərginliyini dörd addımda verirlər: 12V, 24V, 36V, 48V.

5VA və 5VB modulları MCU Arduino Nano və Digital Led Voltmetr üçün ayrılmışdır. 12VA modulları birinci sıra 12V təchiz edir və 12VB modulu 24V ikinci diapazon dəyərinə başqa 12V əlavə edir. Növbəti modul 24V, dördüncü diapazonlu 48V gərginliyə başqa 24V əlavə edin. Son 24V modulun içərisində 12V tənzimləyici dövrəsi var və 36V üçün üçüncü diapazon dəyəri olaraq 12V təmin edir. Bu həll lazım idi, çünki lövhənin ölçüsü ona altı modulun quraşdırılmasına icazə vermirdi.

Orta hissədə IC1 LM317 yerləşir. IC1 daha yüksək gərginlik (50V) üçün versiyada olmalıdır. Daimi bir cərəyan tənzimləyicisi dövrəsi olaraq bağlanır və hər bir gərginlik addımının bütün aralığında sabit bir cərəyan təmin edir. Bu cərəyan bir diapazonda sabitdir, lakin hər addımda fərqlidir. Dəyərlər tənzimlənir və 20mA (12V), 10mA (24V), 7mA (36V), 5mA (48V) təşkil edir. Dəyərlər 250 mVt gücə malik olan diod üçün yuxarı hədd olaraq seçilir və daha güclü diodlar üçün kifayət qədər yaxşıdır.

IC1 -in hər iki tərəfində doğru gərginlik addımını girişinə və sağ trimmer müqavimətini çıxışına bağlayan röleler var. Trimmer rezistoru çıxışdakı cari dəyəri təyin edir və bu cərəyan R14 rezistoru vasitəsilə ölçülmüş Zener dioduna verilir. Bu müqavimətdə cərəyan Arduino tərəfindən yoxlanılır. Gərginlik bölücü R1, R2, R2 üzərindəki azalmış gərginlik nümunəsini götürür və onu analog pin A1 -ə bağlayır.

Analog topraklama GND bütün gərginlik adapterləri, rəqəmsal voltmetr adapteri və IC1 üçün ortaqdır. Ehtiyatlı olun, Arduino və onun adapteri üçün rəqəmsal olan başqa bir yer var. Arduino və onun analoq girişi üçün istinad nöqtəsi olaraq rəqəmsal torpaq lazımdır.

Arduino rəqəmsal çıxışları hər bir addım üçün D4 -dən D7 -ə qədər idarəetmə rölesi, D8 -dən idarəetmə rəqəmsal voltmetr və D9 nəzarət ERROR -u qırmızı rəngdədir. Heç bir addımda cərəyan aşkar edilmədikdə ERROR led yanır. Bu vəziyyətdə Zener diyotu 48V daha yüksək Zener gərginliyi ilə ola bilər və ya qüsurlu ola bilər (açıq). Mesuring terminallarında qısa qapanma varsa, ERROR led aktiv deyil və aşkarlanan gərginlik çox kiçikdir, 1V -dən aşağıdır.

Layihəni bitirdikdən sonra daha bir LED əlavə etmək qərarına gəldim - GÜÇ, çünki voltmetr qaranlıqdırsa (sönürsə), alətin özünün açılıb -sönməməsi çox aydın deyil. Led Power, PCB xaricindəki nöqtələr arasında Start X3-1-dən Zener X2-1-ə qədər olan müqavimət 470 ilə ardıcıl olaraq bağlanır. Rezistor düymə ilə kiçik bir lövhəyə quraşdırılmışdır.

Addım 4: Tikinti

Layihə üçün bir qutu olaraq, köhnə elektron hissələr mağazasında tapılan OKW korpusundan istifadə etdim. Bu qutu hələ də OKW -də qabıq tipli bir korpus olaraq mövcuddur. Qutu çox kiçik olduğu üçün qutu çox uyğun deyil, ancaq qutunun özü və PCB -nin bəzi təkmilləşdirilməsi bütün hissələri içəriyə qoymağa imkan verir. PCB, 8x10cm pulsuz versiyası üçün maksimum ölçü olaraq Eagle dizayn edilmişdir. İlk anda bütün komponentləri taxmaq mümkünsüz görünür, amma nəhayət uğur qazandım.

Qutunun təkmilləşdirilməsi üçün içərisində bəzi plastik hissələr və vintlər üçün dayaqlar çıxarılmalıdır. Parçaların təkmilləşdirilməsi, rəqəmsal voltmetr üçün plastik qutunun dəyişdirilməsini və Xəta və Əsas güc bağlayıcılarının yaxınlığında iki küncdə yuvarlaq kəsiklər etməyi tələb edir. Yeniləmələr şəkillərdə görünür. Voltmetr üçün pəncərəni qutunun kənarına mümkün qədər yaxın etmək vacibdir. START düyməsi kiçik bir lövhədə yerləşir və metal açı ilə quraşdırılmışdır.

Pəncərələr və yuxarı qapaqdakı deliklər Digital voltmetr, düymə, yay terminalı, LED xətası, LED Gücü və USB Arduino Nano konnektoru üçün hazırlanmışdır. Aşağı hissədə elektrik açarı və elektrik girişi üçün kəsiklər var. Rəqəmsal voltmetr və güc açarı isti əriyən yapışqan ilə yerə sabitlənir. Eyni şəkildə hər 3 mm Led diod göstəricisi də sabitlənir.

Ölçülmüş diod çox yayılmış deyil, audio yay konnektoru ilə bağlanır. Sadə və sürətli bir əlaqə axtarırdım. Bu həll ən yaxşısı kimi görünür.

Lövhədə bütün komponentləri lehimlədikdən sonra, alt hissədə, isti əriyən yapışqan tabancası ilə iki 220V izi ayırdım. Lövhədən elektrik açarına və elektrik fişinin girişinə gedən tellər istiliklə büzülən borularla təcrid olunur. Diqqətlə edin, heç bir açıq 220V tel və ya kopçalı iz olmamalıdır. PCB, şaquli hərəkət etməsinə mane olan yapışan kauçuk boşluqlar ilə yerə sabitlənir.

Ön paneldə yapışqan foto kağız üzərində etiket çapı var. Etiket Windows 10 aksesuarlarının vasitəsi olan Paint -də aparılır. Bu alət alət etiketləri hazırlamaq üçün əlverişlidir, çünki etiket tam olaraq real ölçüdə edilə bilər.

PCB, Eagle pulsuz proqramı tərəfindən hazırlanmışdır. Lövhə JLCPCB şirkətindən yaxşı bir qiymətə sifariş edildi. Evdə bunu etmək üçün heç bir səbəb yoxdur. Lövhəni sifariş etməyi məsləhət görürəm və bu səbəbdən Gerber zip əlavə olunur. fayl.

Addım 5: Proqramlaşdırma və Ayarlama

Arduino proqramı - ino faylı əlavə olunur. Kodun bütün əsas hissələrini sənədləşdirməyə çalışıram və ümid edirəm ingilis dilimdən daha yaxşı başa düşülür. Koddan izah edilməli olan şey "xidmət" funksiyasıdır. Xidmət rejimidir və cihazı ilk dəfə dəyişdirsəniz cihazın qurulması üçün istifadə edilə bilər.

Təsadüfi təsadüfi cərəyanın oxunmasının qarşısını almaq üçün cari "readCurrent" oxumaq funksiyası koda daxil edildi. Bu funksiyada oxu on dəfə edilir və maksimum dəyər on dəyərdən seçilir. Maksimum cərəyan dəyəri, Arduinonun analog girişinə nümunə olaraq alınır.

Xidmət rejimində dörd tənzimlənən müqavimətçi R4 -dən R7 -ə düzəldirsiniz. Hər bir trimmer bir gərginlik aralığında cərəyandan məsuldur. 12V üçün R4, 24V üçün R5, 36V üçün R6 və 48V üçün R7. Bu rejimdə göstərilən gərginliklər tədricən çıxış terminallarında təqdim olunur və cərəyanın lazımi dəyərini (20mA, 10mA, 7mA, 5mA) tənzimləməyə imkan verir.

Xidmət rejiminə keçmək üçün cihazı işə saldıqdan 2 saniyə sonra START düyməsini basın. İlk addım (12V) aktivləşdirilir və ERROR led bir dəfə yanıb -sönür. İndi cərəyanı tənzimləmək vaxtıdır. Cari tənzimlənirsə, START düyməsini yenidən basaraq növbəti addımı (24V) aktivləşdirin. ERROR led iki dəfə yanıb -sönür. START düyməsini istifadə edərək növbəti addımları eyni şəkildə təkrarlayın. START düyməsini basaraq xidmət rejimindən çıxın. Hər dəfə START düyməsinə basmaq üçün ən yaxşı məqam, ERROR -un yanıb sönmə seriyasından sonra qaranlıq olmasıdır.

Cari tənzimləmə, orta gərginlik aralığında olan hər hansı bir Zener dioduna qoşularaq aparılır, 12V diapazonu üçün 6 ilə 7V arasında olmalıdır. Bu Zener diyotu ampermetr və ya multimetr ilə ardıcıl olaraq bağlanmalıdır. Düzəldilmiş cərəyan dəqiq olmamalıdır, mənfi 15% -dən 5% -ə qədər yaxşıdır.

Addım 6: Nəticə

Arduino tərəfindən Zener diodlarının ölçülməsi üçün təqdim olunan həll tamamilə yenidir. Hələ də bəzi çatışmazlıqlar var, məsələn 220V enerji təchizatı, Led voltmetr və maksimum ölçülmüş gərginlik 48V. Göstərilən zəif cəhətlərdə alət təkmilləşdirilə bilər. Əvvəlcə batareyadan istifadə etməyi planlaşdırıram, ancaq Arduino və bir və ya daha çox gərginlik çeviricisi ilə nisbətən yüksək ölçülü gərginliyi işə salmaq üçün böyük batareya və cihazın ölçüsü daha böyük olardı.

Bazarda çox yaxşı komponent test cihazı var. Hər növ tranzistorları, diodları, digər yarımkeçiriciləri və bir çox pasif komponentləri yoxlaya bilərlər, lakin kiçik batareya gərginliyi səbəbindən Zener gərginliyinin ölçülməsi problemlidir. Ümid edirəm ki, layihəmdən zövq alırsınız və tikinti ilə oynayaraq gözəl vaxt keçirəcəksiniz.