Персональный сайт Пьяных А.В.

Одним из самых полезных приборов, который я хотел собрать, является тестер транзисторов Маркуса Фрейека. Элементарный в изготовлении и очень функциональный прибор с неплохой точностью при правильном подборе элементов.

   На AliExpress можно купить уже готовый тестер, выполненный по схеме Маркуса, или его клоны. Но это не интересно. Кроме того не думаю, что Китайцы подбирали резисторы с небольшим отклонением. Самому спаять куда интереснее.

Итак, возможности прибора:

Определение элемента с указанием порядка подключенных выводов.

• NPN транзисторы
• PNP транзисторы
• N-канальные-обогащенные MOSFET - N-E-MOS
• P-канальные-обогащенные MOSFET- P-E-MOS
• N-канальные-обедненные MOSFET - N-D-MOS
• P-канальные-обедненные MOSFET - P-D-MOS
• N-канальные JFET
• P-канальные JFET
• Тиристоры
• Симисторы
• Диоды
• Двухкатодные сборки диодов
• Двуханодные сборки диодов
• Два последовательно соединенных диода
• Диоды симметричные
• Резисторы
• Конденсаторы
• Индуктивности

   Измеряемые параметры:

• H21e (коэффициент усиления по току) — диапазон до 10000
• Обнаружение защитного диода в биполярных и MOSFET транзисторах 
• Прямое напряжение – Uf [mV]
• Напряжение открытия (для MOSFET) — Vt [mV]
• Емкость затвора (для MOSFET) — C= [nF]
• Разрешение измерения сопротивления до 0.01 Ω, величина измерения - до 50 МΩ.(на экране отображаются 4 знака)
• Измеряемая емкость конденсаторов 25pF - 10000uF.
• ESR конденсатора измеряется с разрешением 0.01 Ω для конденсаторов ёмкостью более 0.18 uF
• Для конденсаторов ёмкостью выше 5000 pF может быть определена потеря напряжения после воздействия импульса зарядки. Потеря напряжения дает оценку добротности (качества) конденсатора.
• Стабилитроны могут быть определены, если их обратное напряжение пробоя ниже 4.5V.
• Для резисторов сопротивлением ниже 2100 Ω измеряется индуктивность. Диапазон измерений от 0.01 mH до 20 H.

   Официальный сайт с прошивкой, схемами, описанием.

 http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR_Transistortester

   Детали: 

• Микроконтроллер ATMEGA328P-PU DIP-28 - 1 шт- куплен на Али за 90р;
• Высокоточные резисторы на 680 Ом и 470кОм - 3 шт каждого номинала;
• Кварц на 8 МГц;
• LCD экран 2х16;
• Остальную мелочевку найти легко.

Схема:

Я собирал тестер по упрощенной схеме. Выкинул всю левую часть. Она отвечает за автоотключение-включение. Сначала схема была собрана на беспаечной макетке. Проверена работоспособность прошивки микроконтроллера. Тестер просто дико пи%дел был немного не точен. Иногда отказывался калиброваться. Я списал все на резисторы, которые воткнул нужного номинала, не подбирая одинаковое сопротивление. Потом выяснил первый косяк. На макетной плате почему-то было сильное падение напряжения питания. В точке подсоединения питания на макетку было 5,1В, а к противоположному концу макетки падало до 4,6В. Может в китайских макетках используют металл с большим сопротивлением?!?! Решил проблему подключением питания параллельно к обеим сторонам макетки. Стало лучше. Остальное списал на резисторы. На Али купил по 100 резисторов номиналами 680 Ом и 470 кОм. От этих резисторов зависит точность измерения. У тестера есть режим самотестирования. В этом режиме тестер калибруется с учетом неточности этих резисторов, напряжения питания и сопротивления проводов, идущих к щупам. Мультиметром Agilent U1251B (внесен в Госреестр средств измерения и поверен) с погрешностью измерения сопротивления 0,08% выбрал наиболее подходящие резисторы. Из сотни резисторов оказались всего 3 одинаковых (в пределах точности прибора) сопротивлением 680 Ом и из другой сотни 4 резистора 470 кОм. остальные резисторы и конденсаторы измерял и наиболее подходящие использовал в схеме, хотя это не так важно. Желательно поточнее выбрать резисторы R11 и R12 (достаточно точности обычного мультиметра). На этих резисторах собран делитель для измерения напряжения на батарее питания. Внимательно отнеситесь к блокировочному конденсатору С4. Его наличие обязательно. В начале я его не припаял, подумал, что он не очень нужен, так как после стабилизатора L7805 стоит конденсатор на 47uF. Измерения были не точны. Погрешность была небольшой, порядка 3-5 Ом на 100 измеряемых. Вспомнив статью о полезности и необходимости блокировочных конденсаторов, которую читал полгодика назад, решил надо ставить. После подпайки конденсатора тестер стал показывать 100,1 Ом. Погрешность в 0,1% меня устраивает. Единственное, что осталось доделать по электрической части, - это установить кварц по частоте наиболее близкий к 8 МГц (пока точно частоту измерять нечем) и установить источник опорного напряжения на 27 ногу микроконтроллера. Без ИОН 27 ногу необходимо притянуть к VCC через резистор 47кОм. В этом случае тестер будет калиброваться относительно внутреннего ИОН 1,1В.

   В конечном варианте схема собрана на плате для прототипирования. С печатной платой решил не заморачиваться. На плате распаян разъем ISP для программирования МК. Через него залил программу и данные EEPROM. Использовал программатор USBasp и программу для заливки SinaProg 2.1.1. 

Бутерброд из платы и экрана

Плата с подключенным SPI

Файлы прошивки МК

SinaProg 2.1.1 драйвер USBasp в комплекте

Прошивка

   Запускаем программу SinaProg. Выставляем тип программатора и микроконтроллера и нажимаем Search. Если программа увидела МК в правой части будет написано AVR device initialized....... Если напишет Error.... ищите ошибку в подключении, распайке, драйверах...

SinaProg

    Далее нажимаем кнопку Открыть файл, указываем на hex-файл прошивки и нажимаем Program в блоке Flash

   Ждем пока зальется прошивка.

Готово

   Далее снова нажимаем Открыть и выбираем eep-файл и жмем Program в блоке EEPROM

EEPROM прошит

   На сайте http://arduino-project.net/tester-poluprovodnikov-arduino/ Вы можете найти прошивку для ардуино nano с поддержкой русского языка. Ресурс рекомендую, много полезных вещей можно найти. У меня LCD экран без поддержки русского, поэтому мне эта прошивка не подходит. Да и размеры ардуино nano сопоставимы с размерами готовой платы тестера. 

   При повторении устройства внимательно смотрите на какой частоте работает МК и какая прошивка у Вас. В моем варианте это 8 МГц, как и в оригинале. В прошивке с arduino-project.net это частота работы arduino nano 16 МГц. При попытке залить прошивку с mikrocontroller.net в ардуино будут искажены показания, связанные с измерениями емкости, в два раза. Я пытался залить прошивку на 8 МГц в ардуино и выставить фьюзами внутреннее тактирование 8 МГц вместо 16 от внешнего кварца ардуино. У меня ничего не получилось, скорее всего что-то не то делал. Калькулятор фьюзов брал тут http://www.engbedded.com/fusecalc/

   Теперь необходимо откалибровать тестер. Для этого нужно замкнуть все три вывода тестера. Тестер спросит о калибровке. Нажимаем кнопку. Запустится процесс калибровки. Когда тестер попросит, размыкаем выводы. Потом для калибровки попросит подключить между 1 и 3 выводом конденсатор емкостью от 100nF до 20uF. Калибровка на этом завершена. 

Примеры работы тестера

Тестирование транзистора

Светодиода

Еще одного транзистора

Конденсатора

Резистора

Диодной сборки

конденсатора на 10000uF

   Корпус уже заказан и находится во власти Почты России. Когда приедет не знает никто.