Универсальный тестер электронных компонентов

Каждый радиолюбитель не раз и не два сталкивался со следующей задачей: некий транзистор, или другой электронный компонент выпаян из печатной платы, или вынут из любимой коробки для САМЫХ НУЖНЫХ ВЕЩЕЙ. Если на нем есть маркировка, имеется паспорт на этот компонент, или можно получить документацию на него, то все в порядке. Но если маркировка не позволяет идентифицировать компонент, а документация отсутствует, то вы можете понятия не иметь, что же это за радиодеталь.

Традиционный подход к измерению всех параметров, который может помочь в определении типа компонента, сложный и трудоемкий. Он может быть N-P-N, P-N-P, N или P-канальным MOSFET транзистором, сдвоенным диодом, тиристором, симистором и т.д., и т.п.

Где-то в 2005 году, когда стали доступны достаточно мощные микроконтроллеры, умного человека по имени Markus Frejek из Германии осенила идея, заключавшаяся в том, чтобы переложить на микроконтроллер нудную ручную работу по определению типа электронного компонента, а также его основных параметров.

Его проект был подхвачен несколькими энтузиастами, такими, например, как Karl-Heinz Kübbeler, который внес несколько полезных усовершенствований в практическую реализацию проекта.

В результате получился прибор, работа которого выглядит как некое волшебство, особенно для непосвященных. Вы втыкаете в разъем некий неизвестный электронный компонент с двумя или тремя выводами, и через пару секунд на экране появляется информация о том, что это за компонент, и каковы его основные электрические параметры.

Конечно, не все радиодетали могут быть определены корректно, и не все параметры будут измерены точно, но помощь такого прибора радиолюбителю просто неоценима.

Любому, кто работает с электроникой, требуется тестер радиоэлектронных компонентов. В большинстве случаев электронщики всех мастей обходятся цифровым мультиметром. Им можно проверить с достаточной точностью самые часто используемые электронные компоненты: диоды, биполярные транзисторы, конденсаторы, резисторы и пр.

Но среди радиодеталей есть и такие, проверить которые рядовым мультиметром сложно, а порой и невозможно. К таким компонентам можно отнести, например, полевые транзисторы (как MOSFET, так и J-FET). Также обычный мультиметр не всегда имеет функцию замера ёмкости конденсаторов, в том числе, и электролитических. И даже если таковая функция имеется, то прибор, как правило, не измеряет ещё один очень важный параметр электролитических конденсаторов – эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС или ESR).

Компания Мастер Кит предлагает MP700 – тестер параметров и исправности электронных компонентов (R/L/C, N/P/M, ESR) – один из вариантов доработанного произведения Маркуса.

Тестер радиодеталей MP700 собран на микроконтроллере Atmega328p. Прибор питается от батарейки на 9 В (типоразмер 6F22, «Крона»). Впрочем, если такой нет под рукой, прибор можно запитать и от стабилизированного блока питания, такого как PW1245, например. На печатной плате тестера установлена ZIF-панель. Рядом указаны цифры 1,2,3,1,1,1,1. Дополнительные клеммы верхнего ряда ZIF-панели (т.е., обозначенные 1,1,1,1) дублируют клемму под номером 1. Это сделано для того, чтобы было легче устанавливать детали с разнесёнными выводами. Кстати, стоит отметить, что нижний ряд клемм дублирует клеммы 2 и 3. Для 2 отведено три дополнительных клеммы, а для 3 уже четыре.

Каковы же возможности данного тестера?

1. Измерение ёмкости и параметров электролитического конденсатора

Для начала проверим электролитический конденсатор на 1000 мкФ × 16 В. Подключаем один вывод электролита к выводу 1, а другой к выводу 3.

Внимание! Перед тестированием конденсаторов, особенно электролитических, их необходимо разрядить, иначе можно повредить прибор высоким остаточным напряжением. Особенно это относится к электролитам, выпаянным из плат.

Можно подключить один из выводов к клемме 2. Прибор сам определит, к каким выводам подключен конденсатор. Далее жмём на красную кнопку.

На экране результат: ёмкость – 1004 мкФ (1004 μF); ЭПС – 0.05 Ом (ESR = 0,05Ω); Vloss = 1.4%.

Тестер можно использовать для замера ёмкости у обычных конденсаторов с ёмкостью примерно от 20 пикофарад (20pF). Если подключить к ZIF-Панели выносные щупы, то можно проверять и детали, выполненные в корпусах для поверхностного (SMD) монтажа.

При проверке конденсаторов, кроме ёмкости и ESR, универсальный тестер показывает ещё такой параметр, как Vloss. Что же он означает? Этот параметр косвенно указывает на уровень утечки конденсатора. Как известно, реальный конденсатор имеет сопротивление диэлектрика между обкладками. Оно высокое, но не бесконечно большое. Благодаря этому сопротивлению конденсатор медленно разряжается из-за так называемого тока утечки.

Так вот, при заряде конденсатора коротким импульсом тока напряжение на его обкладках достигает определённого уровня. Но, как только заряд конденсатора прекращается, напряжение на заряженном конденсаторе падает на очень небольшую величину. Разность между максимальным напряжением на конденсаторе и тем, что наблюдается после завершения заряда, и выражают как Vloss. Чтобы было удобней, Vloss выражают в процентах.

Падение напряжения на обкладках конденсатора объясняется как внутренним рассеиванием заряда, так и сопротивлением между обкладками, которое имеется у всех конденсаторов, так как любой диэлектрик имеет, пусть и большое, но сопротивление.

Для керамических и электролитических конденсаторов высокий показатель Vloss в несколько процентов свидетельствует о плохом качестве конденсатора.

2. Проверка J-FET и MOSFET транзисторов

Теперь давайте протестируем широко известный MOSFET IRFZ44N. Вставляем его в панель так, чтобы его выводы были подключены к клеммам 1,2,3.

Никаких правил подключения соблюдать не надо; как уже говорилось, прибор сам определить цоколёвку детали и выдаст результат на дисплей.

На дисплее, кроме цоколёвки транзистора и его типа (n-канальный MOSFET), тестер указывает величину порогового напряжения открытия транзистора VGS(th) (Vt = 3.74V) и ёмкость затвора транзистора Ciis (C = 2.51nF). Если заглянуть в даташит на IRFZ44N и найти там значение VGS(th), то можно обнаружить, что оно находится в пределах 2 - 4 вольт.

3. Проверка биполярных транзисторов

В качестве подопытного «кролика» возьмём отечественный КТ817Г. Как видим, у биполярных транзисторов измеряется коэффициент усиления hFE (он же h21э) и напряжение смещения Б-Э (открытия транзистора) Uf. Для кремниевых биполярных транзисторов напряжение смещения находится в пределах 0.6 – 0.7 вольт. Для нашего КТ817Г оно составило 0.615 вольт (615mV).

Составные биполярные транзисторы прибор тоже распознаёт. Вот только параметры определяются неточно. В данном случае составной транзистор не может иметь коэффициент усиления hFE = 37. Для КТ973А минимальный hFE должен быть не менее 750. Хотя, возможно транзистор неисправен.

То же для КТ972А (NPN) – структура определяется верно.

Кстати, стоит иметь в виду, что если хотя бы один из переходов транзистора пробит, то тестер может определить его как диод.

4. Проверка диодов

Образец для испытаний – диод 1N4007.

Для диодов указывается падение напряжения на p-n переходе в открытом состоянии Uf. В техдокументации на диоды указывается как VF – Forward Voltage (иногда VFM). Заметим, что при разном прямом токе через диод величина этого параметра также меняется.

Для данного диода 1N4007: VF=677mV (0.677V). Это нормальное значение для низкочастотного выпрямительного диода. А вот у диодов Шоттки это значение ниже, поэтому их и рекомендуют применять в устройствах с низковольтным автономным питанием.

Кроме этого тестер замеряет и ёмкость p-n перехода (C=8pF).

Результат проверки диода КД106А. Как видим, ёмкость перехода у него во много раз больше, чем у диода 1N4007. Аж 184 пикофарады!

Как оказалось, универсальный тестер справляется и с проверкой сдвоенных диодов, которые можно встретить в компьютерных блоках питания, преобразователях напряжения автоусилителей, всевозможных блоках питания.

Тестер показывает падение напряжения на каждом из диодов Uf = 299mV (в даташитах указывается как VF), а также цоколёвку. Не забываем, что сдвоенные диоды бывают как с общим анодом, так и общим катодом.

5. Проверка резисторов

Тестер отлично справляется с замером сопротивления резисторов, в том числе переменных и подстроечных. Вот так прибор определяет подстроечный резистор типа 3296 на 1 кОм. На дисплее переменный или подстроечный резистор отображается в виде двух резисторов, что не удивительно.

Также можно проверить постоянные резисторы с сопротивлением вплоть до долей ома.

6. Замер индуктивности катушек и дросселей

На практике не менее востребована функция замера индуктивности у катушек и дросселей. И если на крупногабаритных изделиях наносят маркировку с указанием параметров, то вот на малогабаритных и SMD-индуктивностях такой маркировки нет. Прибор поможет и в этом случае.

На дисплее результат измерения параметров дросселя на 330 мкГ (0.33 миллигенри).

Кроме индуктивности дросселя (0.3 мГн) тестер определил его сопротивление постоянному току – 1 Ом (1,0Ω).

7. Симисторы и тиристоры

Маломощные симисторы данный тестер проверяет без проблем. Пример – проверка симистора MCR22-8.

А вот более мощный тиристор BT151-800R в корпусе TO-220 прибор протестировать не смог и отобразил на дисплее надпись «? No, unknown or damaged part», что в вольном переводе означает «Отсутствует, неизвестная или повреждённая деталь».

8. Прибором можно проверить также и оптопары

Правда, проверять такие «составные» детали приходится в несколько этапов, поскольку они состоят минимум из двух изолированных между собой частей.

Проверим оптопару TLP627 со стороны излучающего диода (выводы 1 и 2).

Как видим, тестер определил, что к его клеммам подключили диод и отобразил напряжение, при котором он начинает излучать Uf = 1.15V. Далее подключаем к тестеру 3 и 4 выводы оптопары – это сторона фототранзистора.

На этот раз тестер определил, что к нему подключили обычный диод. В этом нет ничего удивительного. Взгляните на внутреннюю структуру оптопары TLP627 и вы увидите, что к выводам эмиттера и коллектора фототранзистора подключен диод. Он шунтирует выводы транзистора и тестер «видит» только его.

Так мы проверили исправность оптопары TLP627. Похожим способом можно проверить и маломощное твёрдотельное реле типа К293КП17Р.

9. Кроме всего прочего, универсальный тестер может замерять напряжение батареек и аккумуляторов

Теперь о том, какие детали этим тестером проверить невозможно.

Мощные тиристоры. При проверке тиристора BT151-800R прибор показал на дисплее биполярный транзистор с нулевыми значениями hFE и Uf. Другой экземпляр тиристора прибор определил как неисправный. Возможно, это действительно так и есть.

Стабилитроны. Определятся как диод. Основных параметров стабилитрона вы не получите, но можно удостовериться в целостности P-N перехода. Производителем заявлено корректное распознавание стабилитронов с напряжением стабилизации менее 4.5 В.

При ремонте всё-таки рекомендуется не полагаться на показания прибора, а заменять стабилитрон новым, так как бывает, что стабилитроны исправны, но напряжение стабилизации «гуляет».

Любые микросхемы, такие как интегральные стабилизаторы 78L05, 79L05 и им подобные.

Динисторы. Собственно, это понятно, так как динистор открывается только при напряжении в несколько десятков вольт, например, 32 В, как у распространённого DB3.

Ионисторы прибор также не распознаёт. Видимо, из-за большого времени заряда.

Варисторы определяются как конденсаторы.

Однонаправленные супрессоры определяются как диоды.

Стоит понимать, что при проверке неисправных полупроводниковых элементов прибор может определить тип элемента некорректно. Так, биполярный транзистор с одним пробитым p-n переходом он может определить как диод. А вздувшийся электролитический конденсатор с огромной утечкой распознать как два встречно-включенных диода. Такие показания явно свидетельствует о негодности радиодетали.

Стоит также учесть тот факт, что имеет место некорректное определение значений из-за плохого контакта выводов детали в ZIF-панели. Поэтому рекомендуется повторно установить деталь в панель и провести еще одну или две проверки.

Поскольку прибор выполнен в классическом бескорпусном стиле DIY (что, кстати, уменьшает его стоимость), счастливые обладатели 3D-принтера, такого, например, как 3D MC7 Prime mini M - Модульный 3D принтер-конструктор, 3D START v2.0, могут напечатать для тестера корпус, специально для него разработанный. Файлы в формате .stl можно скачать на страничке сайта, посвященной тестеру.

В целом, прибор имеет значительно больше преимуществ, чем недостатков. Мы уверены, что тестер электронных компонентов MP700 займет почетное место в лаборатории любого электронщика, как начинающего, так и профессионала.

masterkit.ru