Простой карманный тестер непрерывности: 4 шага (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

За последние несколько недель я начал понимать, что мне нужно приложить много усилий, чтобы проверить целостность цепи … Обрезанные провода, обрыв кабелей - такая большая проблема, когда каждый раз возникает необходимость вытащить мультиметр из коробки, включить его, переключить в режим «диод»… Итак, я решил построить сам, очень простым способом, на изготовление которого у меня ушло бы 2-3 часа.

Итак, давайте построим!

Шаг 1. Детали и инструменты

I. Полный список компонентов, некоторые из них являются необязательными из-за ненужной функциональности (например, светодиодный индикатор включения / выключения). Но выглядит неплохо, поэтому рекомендуется добавить.

А. Интегральные схемы:

• Операционный усилитель LM358 - 1 шт.
• 1 x схема таймера LM555

Б. Резисторы:

• 1 триммер 10 кОм (малая упаковка)
• 2 x 10 кОм
• 1 х 22 кОм
• 2 х 1 кОм
• 1 х 220 Ом

C. Конденсаторы:

• 1 x 0,1 мкФ керамический
• 1 х 100 мкФ тантал

D. Другие компоненты:

• 1 диод Шоттки HSMS-2B2E (можно использовать любой диод с небольшим падением напряжения)
• 1 x 2N2222A - малосигнальный транзистор NPN
• 1 х светодиод синего цвета - (маленькая упаковка)
• 1 х зуммер

E. Механические и интерфейс:

• 2 батарейки типа «таблетка» на 1,5 В
• Клеммная колодка 1 x 2 контакта
• 1 х SPST Push-putton
• 1 х тумблер SPST
• 2 x контактных провода
• 2 ручки конечной точки

II. Инструменты:

1. Паяльник
2. Напильник для заточки
3. Пистолет для горячего клея
4. провода стандартного сечения
5. Олово для пайки
6. Электрическая отвертка

Шаг 2: Схема и работа

Чтобы упростить понимание работы схемы, схемы разделены на три части. Каждое объяснение части соответствует отдельному операционному блоку.

A. Этап сравнения и объяснение идеи:

Чтобы проверить целостность провода, необходимо замкнуть электрическую цепь, чтобы через провод проходил стабильный ток. Если провод оборван, целостности не будет, поэтому ток будет равен нулю (случай отключения). Идея схемы, представленной на схемах, основана на методе сравнения напряжения между напряжением опорной точки и падением напряжения на тестируемом проводе (Наш проводник).

Два входных кабеля устройства подключены к клеммной колодке, так как заменить кабели намного проще. Подключенные точки обозначены на схемах буквами «A» и «B», где «A» сравнивается с цепью, а «B» - с цепью заземления схемы. Как видно на схемах, когда есть разрыв между «A» и «B», на компонентах, разделенных на «A», произойдет падение напряжения, поэтому напряжение на «A» станет больше, чем на «B», таким образом, компаратор выдаст 0 В. на выходе. Когда тестируемый провод закорочен, напряжение «A» становится равным 0 В, и компаратор выдает 3 В (VCC) на выходе.

Электрический режим:

Поскольку тестируемый проводник может быть любого типа: дорожка печатной платы, линии питания, обычные провода и т. Д. Необходимо ограничить максимальное падение напряжения на проводнике, в случае, если мы не хотим закрывать компоненты, чтобы через них протекал ток. в цепи (если батарея 12 В используется в качестве источника питания, падение напряжения 12 В на части FPGA очень вредно). Диод Шоттки D1, подтянутый резистором 10 кОм, поддерживает постоянное напряжение ~ 0,5 В, максимальное напряжение, которое может присутствовать на проводнике. При укорачивании проводника V [A] = 0 В, при обрыве V [A] = V [D1] = 0,5 В. R2 разделяет части падения напряжения. Подстроечный резистор 10K помещается на положительный вывод компаратора - V [+], чтобы определить минимальный предел сопротивления, который заставит блок компаратора выставить «1» на своем выходе. Операционный усилитель LM358 используется в этой схеме в качестве компаратора. Между «A» и «B» находится кнопка SPST SW2, чтобы проверить работу устройства (работает ли оно вообще).

B: Генератор выходного сигнала:

Схема имеет два состояния, которые можно определить: «короткое замыкание» или «отключение». Таким образом, выход компаратора используется как разрешающий сигнал для генератора прямоугольных импульсов 1 кГц. Микросхема LM555 (доступная в небольшом 8-контактном корпусе) используется для обеспечения такой волны, когда выход компаратора подключен к выводу RESET LM555 (т.е. включение микросхемы). Значения резисторов и конденсаторов настроены на выходной сигнал прямоугольной формы 1 кГц в соответствии со значениями, рекомендованными производителем (см. Техническое описание). Выход LM555 подключен к транзистору NPN, используемому в качестве переключателя, заставляя зуммер выдавать звуковой сигнал на соответствующей частоте каждый раз, когда «короткое замыкание» присутствует в точках «A» - «B».

C. Электропитание:

Чтобы сделать устройство как можно меньше, используются две последовательно соединенные плоские батарейки на 1,5 В. Между батареей и цепью VCC в цепи (см. Схемы) есть тумблер включения / выключения SPST. В качестве регулирующей части используется танталовый конденсатор емкостью 100 мкФ.

Шаг 3: Пайка и сборка

Этап сборки разделен на 2 основные части: первая описывает пайку основной платы со всеми внутренними компонентами, а вторая подробно описывает интерфейсный корпус со всеми внешними компонентами, которые должны присутствовать - светодиодный индикатор включения / выключения, тумблер включения / выключения, зуммер, 2 фиксированных провода зонда и кнопка проверки устройства.

Часть 1: Пайка:

Как видно на первом рисунке в списке, цель состоит в том, чтобы сделать доску как можно меньше. Таким образом, все микросхемы, резисторы, конденсаторы, подстроечный резистор и клеммная колодка припаяны на очень близком расстоянии в соответствии с размером корпуса (зависит от общего размера корпуса, который вы выберете). Убедитесь, что направление клеммной колодки указано ВНЕ платы, чтобы можно было отсоединить фиксированные провода датчика от устройства.

Часть 2: Интерфейс и корпус:

Компоненты интерфейса должны быть размещены в соответствующих местах на границе корпуса, чтобы между ними было возможно соединение с основной внутренней платой. Чтобы источник питания мог управляться тумблером, соединительные провода между тумблером и батарейками для цепей / таблеток размещены за пределами основной платы. Чтобы разместить прямоугольные объекты, такие как тумблер и входы клеммной колодки, там, где они расположены, его просверливали сверлом относительно большого диаметра, когда прямоугольная форма вырезалась с помощью файла для заточки. Для зуммера, кнопки и светодиода, поскольку они имеют круглую форму, процесс сверления был намного проще, просто с помощью сверл другого диаметра. Когда все внешние компоненты размещены, необходимо соединить их толстыми многопроволочными проводами, чтобы сделать соединения устройств более надежными. На рисунках 2.2 и 2.3 показано, как выглядит готовое устройство после сборки. Для батарей типа «таблетка» на 1,5 В я купил на eBay небольшой пластиковый корпус, он помещается прямо под основной платой и подключается к тумблерному переключателю в соответствии с описанием схемы.

Шаг 4: Тестирование

Теперь, когда устройство готово к использованию, последним этапом является калибровка состояния, которое можно определить как «Короткое замыкание». Как было ранее описано в шаге схемы, цель триммера определить пороговое значение сопротивления, ниже которого будет определяться состояние короткого замыкания. Алгоритм калибровки прост, когда порог сопротивления может быть получен из набора соотношений:

1. V [+] = Rx * VCC / (Rx + Ry),
2. Измерение напряжения V [диод]
3. V [-] = V [диод] (ток в операционный усилитель не учитывается).
4. Rx * VCC> Rx * V [D] + Ry * V [D];

Rx> (Ry * V [D]) / (VCC - V [D])).

Так определяется минимальное сопротивление тестируемого устройства. Я откалибровал его для достижения 1 Ом и ниже, поэтому устройство будет указывать провод как «Короткое замыкание».

Надеюсь, вы найдете это поучительное дело полезным.

Спасибо за прочтение!