УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС

   Как извесно, ни одна радиолюбительская лаборатория не может обойтись без средств измерения и наблюдения за процессами протекающими в электронном устройстве. Современный рынок предлагает нам целые линейки измерительных приборов от самых простых до профессиональных, но не каждый, даже самый опытный самодельщик, позволит иметь в составе своей лаборатории полный набор доступного оборудования. Все это — следствие высоких цен на приборы, обусловленное реалиями современного рынка. Но радиолюбители как всегда находят выход из положения — самостоятельно конструируют и изготовливают измерительное оборудование для своих потребностей. С опытом повторения одного из таких приборов, конструкции Андрея Владимировича Остапчука (Andrew) и предлагаю вам ознакомиться. 

   Универсальный измерительный комплекс АВО-2006 содержит минимальное количество недифицитных и недорогих деталей, а учитывая функциональные возможности прибора,рискну назвать его самым простым, что мне доводилось встречать в своей практике! Итак, какими же функциями обладает прибор?

— Наличие функции измерения сопротивления в интервале от 0 до 200000000 ОМ;

— Наличие функции измерения емкости конденсаторов в интервале от 0,00001 до 2000 мкф;

— Наличие функции однолучевого осциллографа, позволяющей визуализировать форму сигнала, измерять его амплитудное значение и напряжение;

— Наличие функции генератора частотного сигнала в интервале от 0 до 100000 Гц с возможностью пошагового изменения частоты с шагом 0-100Гц и выводом значения частоты и длительности на дисплей;

— Наличие функции измерения частоты в интервале от 0,1 до 15000000 Гц с возможностью изменения времени измерения и выводом значения частоты и длительности на дисплей.

 

   Если вас впечатлил список функций, поддерживаемых прибором, предлагаю перейти к рекомендациям по его изготовлению. Прежде всего несколько замечаний по комплектующим прибора. Самая дорогая и ответственная деталь — ЖК индикатор на 2 строки по 16 символов, со встроенным контроллером HD44780 или его аналогом. Самые распространенные — индикаторы фирм Winstar и МЭЛТ (хотя мое личное предпочтение — Winstar с русским и латинским шрифтом). Конденсатор С5 следует выбрать как можно более термостабильный, пленочный — от неизменности его параметров будет зависеть точность измерений параметров сопротивлений.

   Другая ответственная деталь — защитный стабилитрон VD1. Сразу оговорюсь — применение отечественных стабилитронов КС156 невозможно, поскольку они имеют малое обратное сопротивление, а ведь именно от него зависит работоспособность прибора — чем выше обратное сопротивление стабилитрона, тем лучше. Идеально для этих целей подходят импортные стабилитроны с маркировкой на корпусе 5V6 или 5V1. Для изготовления прибора идеально подходят микроконтроллеры Atmega8A-PU (аналог старых Atmega8-16PI и Atmega8-16PU), но так как на сегодняшний момент появилось много китайских аналогов этих контроллеров, причем со старыми маркировками, не исключены и отказы в работе устройства — здесь мы вам помочь, увы, не можем. 

   Прежде чем приступать к изготовлению прибора, советую поближе познакомиться с ЖК индикатором. Лучше скачать даташит с сайта производителя (Winstar-www.winstar.com.tw или МЭЛТ-www.melt.com.ru). Далее, строго следуя даташиту подключаем экран к блоку питания устройства (это может быть простейший трансформаторный блок питания со стабилизатором LM317 (К142ЕН5А) 

   или 6-ти вольтовый гелевый (или любой другой малогабаритный и легкий) аккумулятор с тем же стабилизатором (если кому то понадобится изготовить измеритель для полевых работ). Напряжение +5 вольт подаем на вывод 2 индикатора (смотри даташит — выводы питания могут менятся!), минус подаем на выводы 1 и 5. Вывод 3 индикатора подключаем через подстроечный резистор 10кОм к минусу питания. Вращая резистор, добиваемся четкого и контрастного отображения всей верхней строки индикатора. Снимаем резистор, замеряем его сопротивление и подбираем такой же постоянный — вот мы и подобрали резистор R4 для нашей схемы. Подобную процедуру проводим и при подключении подсветки дисплея — добившись оптимальной яркости свечения, подбираем постоянный резистор — это будет резистор R5 нашей схемы. Другая важная процедура-прошивка микроконтроллера. Качаем HEX файл с сайта автора и зашиваем в наш контроллер при помощи программатора, не забывая при этом про фьюз-биты контроллера.

   Собрать прибор можно на макетной плате, настолько проста его обвязка. После первого запуска прибора приступаем к его калибровке. Для этого, в режиме измерения сопротивления, при калибровке на ноль, замыкаем измерительные щупы (крокодилы) между собой, нажимаем и удерживаем кнопку 1 и одновременно нажимаем кнопку 2 (заносим в память — на экране надпись ОК).

   Далее производим калибровку по номиналу 1000Ом — навешиваем прецизионный резистор, нажимаем и удерживаем кнопку 2 и одновременно нажимаем кнопку 1 (заносим в память). Переключение режимов прибора осуществляется по кольцу при помощи кнопки 3. Для калибровки прибора в режиме измерения емкостейвыполняем следующие действия. При калибровке на 0 — размыкаем щупы измерителя и нажимаем и удерживаем кнопку 1 и выполняем запись в память кнопкой 2. При калибровке на 1000пФ — навешиваем прецизионный конденсатор, нажимаем и удерживаем кнопку 2 и выполняем запись в память кнопкой 1. Все, прибор готов к работе. В остальных режимах никаких калибровок не производится.

   Проверить работу осциллографа и частотомера, можно подключив прибор в какую нибудь рабочую схему, результаты измерений с которой были сняты заранее при посредстве других осциллографа и частотомера. Проверить работу генератора частоты можно просто подключив к выходу прибора обычный динамик и плавно изменяя частоту клавишами регулировок (1 и 2). Этими же клавишами производится и изменение времени развертки в режиме осциллограф. Изменение времени измерения частоты (в режиме частотомер) осуществляется кнопкой 1, позволяющей измерять частоту с точностью до 0,1Гц.

   Одно небольшое замечание — измерения, калибровки и настройки производить только с уже готовыми экранированными щупами (а не с кусочками монтажного провода) — практика показывает что разные типы кабеля могут внести значительные искажения в результаты измерений. 

   В качестве калибровочных конденсаторов отлично подходят прецизионные К71-7, а в качестве калибровочных резисторов — С2-33Н.

   Все детали с отклонением от номинала не более 1 процента. Если в результате первичных контрольных замеров выяснится что линейность измерений емкости слишком мала, изменяем сопротивление резистора R3 в пределах 50-220кОм (чем больше номинал этого резистора, тем выше будет точность измерений малых емкостей, но соответственно вырастет в разы время измерения больших емкостей); если линейность измерения сопротивлений мала, то придется подобрать емкость конденсатора С5 (разумеется менять его можно только на тако же термостабильный).

   Вот вкратце и все рекомендации по сборке и наладке устройства. Свой прибор отдал для испытаний знакомому, работающему в цехе КИПиА местного предприятия, а для сравнения передал ему еще китайский измерительный прибор XC4070L (LCR-метр). Так вот — по результатам контрольных замеров, произведенных на прецизионной аппаратуре предприятия, прибор АВО-2006 превзошел китайский измеритель по точности измерения емкостей и сопротивлений! Так что делайте выводы и следите за дальнейшими публикациями в этой области. Автор: Электродыч.

Originally posted 2018-11-08 03:42:37. Republished by Blog Post Promoter