0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Тестер — прозвонка с питанием от USB своими руками

Тестер — прозвонка с питанием от USB своими руками

Электронные гаджеты прочно вошли в нашу жизнь. И если само устройство способно исправно служить какое-то время, то зарядки и кабели ломаются и рвутся. По этой причине на том же Aliexpress они являются ходовым товаром. Но, несмотря на всё многообразие, есть в этой бочке мёда и китайская ложка дёгтя: качество не всегда соответствует заявленному, а уж ожиданиям — и подавно. Красочные иллюстрации, изображающие толстые жилы проводов внутри кабеля — зачастую не более, чем просто картинки. Заявленные амперы на деле куда-то исчезают.

Народ придумал проверять кабели при помощи USB-доктора и нагрузки из мощных резисторов. Всё это можно найти там же, на Али. Но можно собрать и простое устройство, схема которого приводится здесь. Данный тестер работает очень просто. Питаясь через проверяемый кабель, он постепенно нагружает его, отслеживая напряжение и ток. Когда потери в кабеле превысят 0,5 вольт (соответственно, напряжение просядет до 4,5 вольт), значение напряжения и тока зафиксируются на экране. Тестирование будет продолжаться до падения напряжения до 4 вольт. Таким образом станет понятно, какой ток держит тот или иной кабель.


Основой схемы является микроконтроллер ATTiny85, который можно найти на том же Али в виде готового модуля Digispark. Отдельно найти только микроконтроллер там сложнее, проще выпаять. Задача микроконтроллера — генерировать ШИМ-сигнал, который управляет затвором полевого транзистора. Нагрузкой его являются резисторы Rн1 и Rн2. Напряжение с низкоомного резистора Rш замеряется через АЦП микроконтроллера и по закону Ома переводится в ток. Чтобы результаты измерения не зависели от напряжения питания схемы, образцовым напряжением служит внутренний источник микроконтроллера с напряжением 1,1 вольт. От ширины импульсов управляющего сигнала будет зависеть напряжение на резисторах нагрузки, а значит — и ток в этой цепи. Через делитель напряжения на резисторах R4R5 измеряется напряжение питания. Для отображения информации используется маленький OLED дисплейчик.

Данный тестер не имеет органов управления, включается сразу после подачи питания. Первый замер проходит, как уже говорилось, до 4,5 вольт, второй — до 4.

О замене деталей: транзистор можно использовать любой p-канальный с логическим уровнем управления затвором (logic level). Такие можно встретить на неисправных материнских платах от компьютеров. Сопротивление нагрузочных резисторов может быть увеличено или уменьшено, от этого будет зависеть максимальный ток тестирования. При указанных на схеме номиналах (два последовательно соединённых резистора по 0,8 Ом) — это порядка 2,6 ампер.


Печатная плата кривовата, может быть кто-нибудь доведёт её до ума. Жёлтым проводом показана перемычка в виде кусочка провода. Плата разведена под МК в корпусе SO8, для SOIC8 с Digispark нужно подогнуть выводы вниз.

печатная плата (eagle): usb_tester.zip
прошивка: usb_tester.hex

Кабельный тестер своими руками версия 2.0

В первой версии тестера передатчик был собрана на ATmega8 в паре с ULN2003 установленными в качестве защиты выходов контроллера. В принципе все просто и без лишних деталей, но на такую работу был призван такой «жирный» контроллер как ATmega8, что вызвало негодование у некоторых читателей моей статьи. У одного из них тогда возник вопрос (человек занимается ремонтом электроники и электрики в автомобилях) о переделке передатчика и приемника так что бы общий был минус, а не плюс как в прошлой версии прибора. Так как в автомобиле общий это минус и он идет по кузову авто и очень удобно в любом месте на кузове подключил приемник и передатчик и прозванивай провода не тратя время на поиски провода которым можно соединить общий на приборах прозвонки. В этой версии общий минус, и с подключения не должно возникнуть ни каких проблем.

Что касается характеристик прибора, в приемнике так и остался МК Attiny13, но уже в паре с одним сдвиговым регистром 74HC595, что позволило уменьшить размер печатной платы и использовать динамическую индикацию. Индикатор семисегментный с общим анодом.

Мозгом же передатчика теперь тоже стал МК Attiny13 вкупе с тремя 74НС595, это позволило увеличить количество прозваниваемых жил на 2, теперь прибор прозванивает 24 жилы. Это количество можно увеличить навесив еще 74HC595. Так же по просьбе трудящихся появилась версия прошивки для приемника в которой выходы 22, 23, 24 определяются им как А, b и С соответственно.

При включении приемника на индикаторе высвечивается число «88» светится 2 секунды и потом полностью гаснет, после чего приемник готов к работе. Это так называемая диагностика индикатора. В моей практике были случаи выхода из сторя сегментов индикатора и что бы сразу на это обратить внимание был реализован такой алгоритм включения. Так же сделана небольшая экономия потребляемого тока приемником, теперь если приемник отключить от прозваниваемой жилы то через некоторое время порядка 3-х секунд, индикатор полностью гаснет, только останется светиться центральный сегмент второй цифры. Что касается передатчика, то тут все тривиально просто, после включения моргает периодически светодиод сигнализируя об исправной работе передатчика. Может кому не понравится отсутствие защиты выходов 74HC595, с которой я заморачиваться не стал, но при испытаниях на производстве ни одна микросхема не вышла из строя. В работе тестера изменился алгоритм передачи данных передатчиком, что позволило теперь приемнику распознавать замкнутые между собой прозваниваемые жилы. Они будут отображаться на индикаторе друг за другом по кругу, но есть один минус, чем ближе номера жил к друг другу тем быстрее будут меняться значения на индикаторе и не всегда можно отчетливо их разглядеть. Суть в том что передатчик передает импульсы с номерами жил провода по очереди от 1 и до 24. Это не много замедляет работу по прозвонке, но есть возможность увидеть какие жилы замкнуты между собой. В ситуации когда допустим 15 и 21 жилы замкнуты на индикаторе приемника будут эти значения бегать по кругу, если жил замкнутых между собой будет больше то и отображаемых цифр друг за другом на индикаторе будет больше. Есть версия прошивки в которой реализовано более удобное отображения замкнутых жил по нажатию на кнопку. В этой статье такой прошивки выложено не будет, все дело в том что кнопка подключается к ножке RESET она же и PB 5, так как остальные ножки МК заняты, а это может стать проблемой для некоторых людей которые соберутся повторить данный проект и кучей угробленных Attiny13. В данном случае МК прошить стандартным способом можно будет только один раз, и если допустить ошибку при выставлении ФЬЮЗОВ, а с ними не все дружат, второй раз прошить МК уже не удастся, так как RESET станет простым портом ввода/вывода и поможет тут либо ФЬЮЗ-доктор который не у всех есть либо любой другой программатор поддерживающий режим высоковольтного параллельное программирования. Контроллер генератора работает на частоте 9.6 Мгц, а контроллер приемника на 4.8 Мгц эти параметры нужно учесть и выставить соответствующие фьюзы во время прошивки МК. По моим некоторым соображениям в статье не будут представлены исходники проекта, а будут только две версии прошивок для приемника и одна для передатчика, всем спасибо за внимание.

Читать еще:  Лонгборд на радиоуправлении своими руками

Тестер — прозвонка с питанием от USB своими руками

Простой USB-тестер с OLED дисплеем

Автор: SSMix
Опубликовано 21.09.2015
Создано при помощи КотоРед.

В статье описан простой USB-тестер для замера закачиваемой в аккумулятор ёмкости при зарядке. С помощью данного прибора можно проверить работоспособность цепи зарядки гаджета, а также оценить ёмкость встроенного в него аккумулятора.

В настоящее время в китайских Интернет-магазинах можно встретить разнообразные USB-тестеры для замера напряжения и тока зарядки гаджета, а также закачанной в аккумулятор ёмкости.
Наиболее продвинутые USB-тестеры выполнены на графическом OLED индикаторе разрешением 128×32 пиксел и стоят в районе 7-10$.

Было довольно познавательно опробовать на практике такой OLED дисплей, а заодно и сделать на нём полезную в хозяйстве вещь.
Разработанный USB-тестер по своему назначению аналогичен китайскому, собран на доступном дешевом микроконтроллере ATtiny44A (flash-память 4 кБ), который был выбран за малогабаритный и легкий для пайки корпус SOIC-14, а также наличие встроенного (в блок АЦП) дифференциального усилителя х20, позволившего отказаться от дополнительного внешнего ОУ в токовом канале.
В качестве индикатора использован готовый модуль OLED дисплея для Arduino 0.96» 128×64 с интерфейсом SPI, заказанный в Китае на AliExpress за 3,71$ с доставкой.

Вот фото готового прибора в сборе:

Поскольку USB-тестер в радиолюбительской практике предполагает не особо частое использование, он собран без корпуса.
Интерфейс реализован минимально необходимый ввиду ограниченной памяти в ATtiny44A (4кБ).
В верхней строке выводятся входное напряжение и потребляемая мощность, в средней – потребляемый нагрузкой ток и время работы. В нижней строке выводятся закачанная в аккумулятор ёмкость в мАч и текущая контрастность дисплея (0…255). Следует отметить, что даже при нулевой контрастности информация с дисплея вполне нормально считывается даже при ярком солнечном свете

USB-тестер имеет следующие технические характеристики:

Входное напряжение, В………………………………. 3,500÷7,000
Ток нагрузки, А…………………………………………. 0,000÷3,000
Мощность нагрузки, Вт………………..………………..0,00÷21,00
Измеряемая ёмкость, мАч………………………………0÷99999
Счетчик времени работы………………………………..99ч 59мин 59сек
Потребляемый ток:
при минимальной контрастности, мА…………. 8
при максимальной контрастности, мА………….12

Схема электрическая принципиальная:

Схема USB-тестера максимально упрощена и содержит входной X1 и выходной X2 USB-разъёмы, стабилизатор напряжения +3,3В на DA1 MCP1702T-3302, микроконтроллер DD1 ATtiny44A с керамическим резонатором ZQ1 на 4 МГц для точного отсчета времени, токовый шунт на резисторах R3…R8, делитель измеряемого входного напряжения на R11, R12, кнопки SB1…SB3 для управления и калибровки и модуль дисплея Arduino H1. Программатор к микроконтроллеру подключается 6-ю проводами пайкой.
Резисторы шунта и делителя напряжения использованы с обычной точностью (хотя для лучшей температурной стабильности лучше поставить 1%), калибровка каналов напряжения и тока выполняется программно и сохраняется в энергонезависимой памяти микроконтроллера.
Подключение модуля дисплея несколько упрощено – использован аппаратный сброс по выводу RST ввиду отсутствия свободных выводов микроконтроллера, хотя на всякий случай нестабильной работы, на схеме и плате предусмотрено использование для этой цели 4-го вывода PB3 (Reset) ATtiny44A. Но в случае реализации программного сброса после программирования фьюза RSTDISBL микроконтроллер станет недоступен для последующей перепрошивки памяти обычным последовательным программатором.
Резистор R17 на 10кОм добавлен в схему уже на стадии отладки для ускорения разрядки конденсаторов по питанию, иначе если извлечь устройство из USB-разъёма и сразу же подключить вновь, то иногда происходил сбой в работе дисплея.
USB-тестер выполнен на двухсторонней печатной плате из фольгированного стеклотекстолита размерами 47х30мм. На верхней стороне платы фольга не травится, только раззенковываются отверстия под кнопки, резонатор, перемычку и модуль дисплея.
Вид спереди (показанные печатные проводники находятся с противоположной стороны платы):

Читать еще:  Обувница в несколько отсеков своими руками

Вид со стороны печатных проводников и SMD-элементов:

На плате предусмотрено использование керамического резонатора с тремя выводами (со встроенными конденсаторами). В этом случае конденсаторы С7, С8 не нужны. Сам резонатор можно припаивать с обеих сторон платы. В авторском варианте он припаян со стороны печатных проводников, чтобы максимально приблизить модуль дисплея к плате.
Перечень элементов для сборки USB-тестера:

DA1 = MCP1702T-3302E/CB (SOT23-3)
DD1 = ATtiny44A (SO-14)

H1 = Arduino дисплей OLED 0.96» SPI 128X64

SB1…SB3 = Кнопка тактовая 6х3,5мм

X1 = USBA-LP/SMD USB разъем тип A
X2 = USB-A (SMD)

ZQ1 = 4МГц (Керамический резонатор)

Токовый шунт выполнен из 6-ти SMD-резисторов сопротивлением 0,1 Ом каждый типоразмером 0603. Суммарное сопротивление шунта 16,66(6) мОм. Можно использовать другие доступные номиналы и в другом количестве, но так, чтобы расчетное сопротивление составляло указанное значение. В противном случае необходимо корректировать программу.
Модуль дисплея необходим именно с SPI-интерфейсом. Хотя контроллер дисплея SSD1306 можно сконфигурировать для работы с различными интерфейсами (4-SPI, 3- SPI, I²C, параллельный), режим 4-SPI, на мой взгляд, наиболее оптимальный по объему кода, скорости вывода информации и числу задействованных выводов управляющего микроконтроллера.
После сборки USB-тестера необходимо подпаять 6 проводников от программатора к точкам Vcc, GND, MOSI, MISO, SCK, Reset на плате, запрограммировать фьюзы:
CKSEL[3:0]=1100 (Ceramic Resonator 3. 8 МГц),
SUT[1:0]=10 (Ceramic resonator, BOD enabled)
CKDIV8=1 (Divide clock by 8 disabled),
BODLEVEL[2:0]=101 (Схема BOD Ures

Тестер — прозвонка с питанием от USB своими руками

В повседневной работе электрикам, часто требуется проводить измерения напряжения, прозванивать цепи и провода на целостность. Иногда требуется просто узнать, находится ли данная электроустановка под напряжением, обесточена ли розетка, например, прежде чем менять её, и тому подобные случаи. Универсальным вариантом, который подходит для совершения всех этих измерений, является использование цифрового мультиметра, или хотя бы обычного стрелочного советского АВО — метра, часто называемого “Цешкой”.

Такое название вошло в нашу речь от именования прибора Ц-20 и более свежих версий советского производства. Да, современный цифровой мультиметр очень хорошая штука, и подходит для большинства измерений проводимых электриками, за исключением специализированных, но часто нам не требуется весь функционал мультиметра. Электрики часто носят с собой аркашку, которая представляет собой простейшую прозвонку, с питанием от батареек, и с индикацией целостности цепи на светодиоде или лампочке.

На фото выше двухполюсный индикатор напряжения. А для контроля наличия фазы пользуются индикатором отверткой. Также находят применение двух полюсные индикаторы, с индикацией, также как и в случае с индикатором отверткой, на неоновой лампе. Но мы живем сейчас в XXI веке, а такими способами пользовались электрики в 70 — 80 годах прошлого века. Сейчас все это давно устарело. Не желающие заморачиваться с изготовлением, могут купить в магазине прибор, позволяющий прозванивать цепи, а также он может показывать, путем загорания определенного светодиода приблизительное значение напряжения в проверяемой цепи. Иногда бывает встроена функция определения полярности диода.

Но такой прибор стоит не дешево, недавно видел в радиомагазине по цене в пределах 300, а с расширенной функциональностью и 400 рублей. Да, прибор хороший, слов нет, многофункциональный, но среди электриков часто попадаются люди творческие, имеющие знания по электронике, выходящие хотя бы минимально, за рамки базового курса колледжа или техникума. Для таких людей и написана эта статья, потому что эти люди, которые собрали хотя бы одно или пару устройств, своими руками, они обычно могут оценить разницу в стоимости радиодеталей, и готового устройства. Скажу по собственному опыту, если конечно будет возможность подобрать корпус для устройства, разница в стоимости может быть в 3, 5, и более раз низкой. Да придется потратить вечер на сборку, освоить для себя что-то новое, то чего раньше не знал, но эти знания стоят потраченного времени. Для знающих людей, радиолюбителей, давно известно, что электроника в частном случае, это не более чем сборка своего рода конструктора ЛЕГО, правда со своими правилами, на освоение которых придется потратить какое-то время. Зато перед вами откроется возможность самостоятельной сборки, а если потребуется то и починки, любого электронного устройства, начальной, а с приобретением опыта и средней сложности. Такой переход, от электрика к радиолюбителю, бывает облегчен тем, что у электрика уже есть в голове необходимая для изучения база, или хотя бы часть её.

Принципиальные схемы

Перейдем от слов к делу, приведу несколько схем пробников, которые могут быть полезны в работе электрикам, и пригодятся обычным людям при проведении проводки, и других подобных случаях. Пойдем от простого, к сложному. Ниже приведена схема самого простого пробника — аркашки на одном транзисторе:

Этот пробник позволяет прозванивать провода на целостность, цепи на наличие или отсутствие замыкания, а если потребуется, то и дорожки на печатной плате. Диапазон сопротивлений прозваниваемой цепи широкий, и составляет от нуля до 500 и более Ом. В этом отличие этого пробника от аркашки, содержащей только лампочку с батареей питания, или светодиод, включенный с батареей, который не работает с сопротивлениями от 50 Ом. Схема очень простая и её можно собрать даже навесным монтажем, не утруждая себя травлением и сборкой на печатной плате. Хотя если есть в наличии фольгированный текстолит, и позволяет опыт, лучше собрать пробник на плате. Практика показывает, что устройства собранные навесным монтажом, могут перестать работать после первого падения, тогда как на устройстве, собранном на печатной плате, это никак не скажется, если конечно пайка была произведена качественно. Ниже приведена печатная плата этого пробника:

Читать еще:  Бюджетный вариант гидропоники своими руками

Изготовить её можно как путем травления, так и ввиду простоты рисунка, путем отделения дорожек на плате друг от друга бороздкой, прорезанной резаком, сделанным из ножовочного полотна. Изготовленная таким способом плата, будет по качеству не хуже протравленной. Конечно перед подачей питания на пробник, нужно убедиться в отсутствии замыкания между участками платы, например путем прозвонки.

Второй вариант пробника, который совмещает в себе функции прозвонки позволяющей прозванивать цепи до 150 килоОм, и подходящий даже для проверки резисторов, катушек пускателей, обмоток трансформаторов, дросселей и тому подобного. И индикатора напряжения, как постоянного, так и переменного тока. При постоянном токе показывается напряжение уже от 5 вольт и до 48, возможно и более, не проверял. Переменный ток показывает 220 и 380 вольт легко.
Ниже приведена печатная плата этого пробника:

Индикация осуществляется путем загорания двух светодиодов, зеленого при прозвонке, и зеленого и красного при наличии напряжения. Также пробник позволяет определить полярность напряжения при постоянном токе, светодиоды горят только при подключении щупов пробника в соответствии с полярностью. Одним из плюсов прибора является полное отсутствие, каких либо переключателей, например предела измеряемого напряжения, либо режимов прозвонка – индикация напряжения. То есть прибор работает сразу в обоих режимах. На следующем рисунке можно видеть фото пробника в сборе:

Мной было собрано 2 таких пробника, оба до сих пор работают нормально. Одним из них пользуется мой знакомый.

Третий вариант пробника, который может только прозванивать цепи, провода, дорожки на печатной плате, но не может использоваться, как индикатор напряжения, является Звуковой пробник, с дополнительной индикацией на светодиоде. Ниже приведена его принципиальная схема:

Все, думаю, пользовались звуковой прозвонкой на мультиметре, и знают насколько это удобно. Не нужно при прозвонке смотреть на шкалу или дисплей прибора, либо на светодиоды, как это было сделано в предыдущих пробниках. Если цепь у нас звонится, то раздается пищание с частотой примерно 1000 Герц и загорается светодиод. Причем этот прибор, также как и предыдущие позволяет прозванивать цепи, катушки, трансформаторы и резисторы с сопротивлением до 600 Ом, чего бывает достаточно в большинстве случаев.

На рисунке выше приведена печатная плата звукового пробника. Звуковая прозвонка мультиметра, как известно, работает только при сопротивлениях, максимум до десятка Ом или немногим больше, этот прибор позволяет прозванивать значительно в большем диапазоне сопротивлений. Далее можно видеть фото звукового пробника:

Для подключения к измеряемой цепи, этот пробник имеет 2 гнезда, совместимых с щупами мультиметра. Все три пробника, про которые было рассказано выше, я собирал сам, и гарантирую что схемы 100% рабочие, не нуждаются в настройке и начинают работать сразу после сборки. Фото первого варианта пробника показать не представляется возможным, так этот пробник был не так давно подарен знакомому. Печатные платы всех этих пробников для программы sprint–layout можно скачать в архиве в конце статьи. Также, в журнале Радио и на ресурсах в интернете, можно найти множество других схем пробников, идущих иногда сразу с печатными платами. Вот только некоторые из них:

Прибор не нуждается в источнике питания и работает при прозвонке от заряда электролитического конденсатора. Для этого щупы прибора нужно воткнуть на короткое время в розетку. При прозванивании горит LED 5, индикация напряжения LED4 — 36 В, LED3 — 110 В, LED2 — 220 В, LED1 — 380 В, а LED6 это индикация полярности. Похоже, что этот прибор по функциональности, аналог приведенного в начале статьи на фото пробника монтера.

На рисунке выше показана схема пробника – фазоуказателя, который позволяет находить фазу, прозванивать цепи до 500 килоОм, и определять наличие напряжения до 400 Вольт, а также полярность напряжения. От себя скажу, что возможно пользоваться таким пробником менее удобно, чем тем, про который было рассказано выше и который имеет для индикации 2 светодиода. Потому что нет четкой уверенности в том, что показывает этот пробник в данный момент, наличие напряжения или то, что цепь звонится. Из его плюсов могу могу упомянуть только, что им можно определить, как уже было написано выше, фазный провод.

И в заключение обзора приведу фото и схему простейшего пробника, в корпусе маркера, который я собрал давным давно, и который может собрать любой школьник или домохозяйка, если возникнет такая необходимость 🙂 Этот пробник пригодится в хозяйстве, если нет мультиметра, для прозвонки проводов, определения работоспособности предохранителей и тому подобных вещей.

На рисунке выше приведена нарисованная мною схема этого пробника, так чтобы его мог собрать любой человек, даже не знающий школьного курса физики. Светодиод для этой схемы нужно взять советский, АЛ307, который светится от напряжения в 1.5 Вольта. Думаю, прочитав это обзор, каждый электрик сможет выбрать себе пробник по вкусу, и по степени сложности. Автор статьи AKV.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector