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Medidor de ESR DIY: Tudo o que se deve saber sobre um medidor de ESR de bricolage

Medidor de ESR DIY-Sobre o DIY ESR Meter, Cada comércio tem o seu conjunto único de ferramentas. No caso da electrónica, deve ter pelo menos um multímetro, uma chave de fendas, um cortador, um soldador de ferro e fios.

A melhor parte é que pode encontrar estas ferramentas em qualquer loja de electrónica e por um preço acessível. No entanto, existem outras ferramentas importantes mas dispendiosas de que necessitará à medida que for percorrendo o caminho das eleições.

E entre estas ferramentas encontra-se o medidor ESR.

Assim, neste artigo, mostrar-lhe-emos como construir o seu medidor ESR com uma tábua pronta a ser feita/ Vero com o mesmo resultado que os medidores ESR no mercado.

Pronto? Vamos aprender!

Medidor de ESR DIY 1

Tábua de tiras

Fonte: 

Wikimedia Commons

O Que é an ESR?

Os condensadores não são imunes à degradação. Quando se vêem alguns efeitos indesejáveis, é por causa da Equivalent Series Resistance (ESR). Porquê? Os condensadores têm uma resistência interna limitada devido aos materiais que os fabricantes utilizam para os construir. 

Além disso, vários tipos de condensadores vêm com diferentes gamas de ESR. Portanto, é fundamental medir a resistência equivalente em série dos seus condensadores.

O que é um ESR Meter?

Quando se trata de medir condensadores, os capacitadores (digitais ou analógicos) podem induzir em erro. Com esta ferramenta, pode pensar que um condensador defeituoso é bom. Além disso, se não testar o ESR num condensador, perderá um condensador defeituoso e não efectuará quaisquer reparações.  Portanto, o que vai precisar é de um medidor de ESR.

Um medidor ESR é uma ferramenta de medição de dois terminais com o objectivo principal de medir o ESR de condensadores. Normalmente, os maus condensadores têm leituras elevadas de ESR que não se podem medir com um condensador digital normal ou um multímetro.

Isso não é tudo.

Pode usar um medidor ESR sem remover os condensadores do seu circuito

Aqui está a melhor parte.

Pode usar um ESR para outras experiências como verificar resistências baixas ohms, tais como 0,33 ohm e 0,22 ohm, localizar curtos circuitos em placas de circuito impresso, amplificadores de altifalantes, e verificar o estado das baterias tanto normais como recarregáveis.

Como funciona o ESR Meter?

Vários factores contribuem para a perda de energia nos condensadores. Pode resumir estes factores como ESR. Para compreender completamente como funciona um medidor ESR, vamos dar uma vista de olhos aos componentes:

Medidor de ESR DIY-Oscilador 

O oscilador é responsável pelo fornecimento do sinal CA necessário para conduzir a corrente através do condensador que está a testar. Um bom exemplo de um circuito do oscilador funciona a aproximadamente 100 kHz. 

Além disso, 100 kHz é o padrão da indústria para a realização de medições ESR. Uma secção deste circuito actua como um oscilador de mudança de fase. É fácil de implementar, e mostra uma excelente aproximação de uma onda sinusoidal.

A outra secção funciona como um amplificador e um tampão. Devido ao oscilador de mudança de fase ter uma impedância de saída elevada, esta secção evita que o circuito do oscilador fique sobrecarregado. Também se pode ajustar o nível do sinal de 100 kHz com o potenciómetro de controlo de ganho.

Medidor de ESR DIY-O Detector ESR

O detector ESR é onde a maior parte da acção acontece. A primeira secção é um conversor de tensão para corrente que converte o sinal de 100 kHz do oscilador para uma corrente de pico a pico de cerca de 7Ma. 

Assim, pode-se ligar o CUT (condensador em teste) dentro do laço de realimentação desta fase. Também o pode fazer com dois postes de ligação do painel frontal para que o CUT receba a mesma corrente.

A Secção de Conversão de Potência

Nesta secção, uma abordagem de fornecimento único requer que forneça uma referência virtual do terreno ao longo do contador ESR. Assim, nesta fase, um regulador de tensão convencional de três terminais (na entrada) fornece um autocarro de +5v. 

Por outro lado, o autocarro -5v obtém o seu fornecimento a partir de um componente de dança que serve uma tensão DC igual à magnitude (mas com uma polaridade invertida) para a entrada.

Medidor de ESR DIY-Como Funciona

Medidor de ESR DIY 2

Diagrama do circuito ESR

Fonte: 

Auto-desenhado

Primeiro, a TR1 no diagrama acima e o transístor NPN fixado criam um feedback simples que desencadeia um oscilador de bloqueio. O oscilador de bloqueio começa a oscilar a uma alta frequência. 

Além disso, as oscilações criam uma magnitude consistente da tensão ao longo das 5 voltas do transformador secundário. Além disso, o oscilador aplica a alta frequência induzida através da UTC. 

Também se pode ver um op-amp unido com a alimentação de alta frequência de baixa tensão. Além disso, funciona aí como um amplificador de voltagem.

Se o ESR estiver ausente ou se tiver um condensador de funcionamento, então o medidor irá sugerir uma deflexão completa. Assim, mostra um pequeno ESR sobre o condensador, que por sua vez desce a zero para vários condensadores – com diferentes níveis de ESR.

Agora, um ESR mais baixo pode causar uma corrente moderadamente mais alta sobre a entrada de detecção de inversão do op-amp. Além disso, apresenta correspondentemente no medidor, juntamente com um elevado grau de deflexão e vice-versa.

Além disso, o transistor BC547 mais elevado funciona como um colector e regulador de voltagem normal. Por esta razão, o transístor pode lidar com o estágio oscilador com um mínimo de 1,5 volts. Além disso, outros dispositivos electrónicos à volta do CUT não sofrerão qualquer tensão devido à frequência de ensaio do contador ESR.

Medidor de ESR DIY-Além disso, é fácil calibrar o medidor. Além disso, se mantiver os cabos de teste baixos, os 100k pré-ajustados perto do medidor uA ajustam-se até atingir uma deflexão salutar no mostrador do medidor.

Posteriormente, pode verificar vários condensadores com valores de ESR elevados no medidor e aproximadamente graus de deflexão menores.

Finalmente, o transformador fica em cima de um anel de ferrite. Além disso, utiliza um magneto fino com várias voltas no diagrama.

Como construir o seu medidor de ESR

Esquema do circuito ESR

Fonte: 

Wikimedia Commons

Nesta secção, o circuito acima é o que vamos aprender a fazer. O circuito recebe a sua energia de uma única bateria de 9V. Pode utilizar um LDO de baixo custo como substituto para que possa obter a duração máxima da bateria à medida que a voltagem cai ao longo do tempo. 

Além disso, a LM2936 não é tão cara e realizará operações mesmo quando cair para 5,5V. Além disso, adicionámos um indicador LED on/off após o interruptor – embora não o tenhamos mostrado no diagrama acima.

Medidor de ESR DIY-Componentes do circuito

C1- 100uf

C2 – 470PF

C3 – 10uf

C4 – 0,1uf

C5 – 100nf

C8 – 100nf

R1 – 1K

R2 – 10K

R3 – 150

R4 – 12

R5 – 12

R6 – 27K

R7 – 100K

R8 – 2.2K

R9 – 100

R10 – Pote 10K

ICI – 555

TR1 – 3904

T1 – 2.1 transformador

D1 – IN4007

D2- IN4007

D3 – IN4148

D4 – IN4148

Medidor de ESR DIY-Funcionamento do circuito

Vejamos algumas ilustrações para compreender melhor como funciona este circuito. Assim, vamos ilustrar com as formas de onda nos pontos 1, 2, e 3 com um chumbo encurtado de ESR (0) e com um ESR elevado (5,6) Ohm. Aqui, as formas de onda correspondem a canais relacionados e ao disparo do osciloscópio. 

Além disso, o sinal na saída do divisor do condensador/resistor é de cerca de 232 mV pico a pico. Além disso, o transístor multiplica o valor de saída por um factor superior a 10. Medidor de ESR DIY-Além disso, o canal 3 detém o sinal filtrado e rectificado (cerca de 1,35 V).

Medidor de ESR DIY 3

Formas de onda com ESR (0)

Fonte: 

Wikimedia Commons

Assim, eis como é que o medidor fica em pleno esgotamento depois de ajustar o potenciómetro de 10k.

Medidor de ESR DIY 4

Esgotamento total do ESR (0)

Fonte: 

Wikimedia Commons

Por outro lado, quando um condensador tem um ESR elevado (5,6 Ohm), pode inseri-lo através dos cabos de teste. Assim, a tensão de saída do ponto 2 reduz, e também o nível DC resultante no ponto 3.

Medidor de ESR DIY 5

Formas de onda com ESR (5,6 Ohm)

Fonte: 

Wikimedia Commons

Eis o aspecto do medidor com esgotamento do ESR = 5,6 Ohm.

Medidor para o esgotamento do ESR (5,6 Ohm)

Fonte: 

Wikimedia Commons

Medidor de ESR DIY-Construção do Circuito

Este circuito é tão fácil que se pode usar uma placa perfurada para montagem. Embora não seja fácil encontrar um transformador de sinal adequado para ligações de transmissão T1/E1, poderá ter um na sua caixa de peças. 

Uma grande alternativa e solução para este problema são os transformadores de comutação de fontes de alimentação (fontes PC ATX). Outra alternativa é uma maior taxa de rotação. Mas, há um senão. Teria de ajustar a resistência da série 150 Ohm a um valor superior. 

Eis o aspecto do circuito totalmente montado:

Montagem do Circuito 

Fonte: 

Wikimedia Commons

Uma vez montado o circuito, pode fazer a montagem final dentro de uma caixa metálica. Também pode utilizar uma tomada de áudio e um cabo de áudio blindado para ligar as suas sondas de teste. Além disso, deve ligar a terra (blindagem) à caixa metálica.

Montagem do Circuito Final

Fonte: 

Wikimedia Commons

Medidor de ESR DIY-Limitações de quase todos os contadores de ESR

Aqui estão algumas limitações de qualquer contador ESR:

1. Se tiver qualquer condensador com um curto-circuito interno, as leituras do medidor ESR irão induzi-lo em erro, levando-o a pensar que tem um ESR de baixo valor.

2. O medidor não é a melhor opção para testar condensadores com menos de 30 microfarads. Se o condensador em teste for demasiado baixo, a frequência da reactância de medição torna-se altamente significativa. Portanto, isto resulta num ESR excessivo.

3. Pode haver erros de longos cabos de teste do CUT. Como? Porque o ESR é um ohmímetro de gama baixa.

Arredondamento para cima

A construção de um ESR é um projecto fácil e divertido. A melhor parte é que se pode conseguir isto com peças normalmente encontradas num laboratório electrónico. O medidor ESR é a ferramenta ideal para qualquer técnico de reparação electrónica, hobbistas, designers e engenheiros.

O ESR é um importante atributo de condensadores maiores do que 1 microfarad. Além disso, precisará do medidor de ESR se quiser fazer medições impossíveis com o capacitómetro digital padrão.

Bem, isso completa tudo o que precisa de saber sobre os medidores de ESR e como construí-los. Se tiver dúvidas ou sugestões, sinta-se à vontade para nos contactar. Teremos todo o prazer em ajudar.

Hommer Zhao
Hola, soy Hommer, el fundador de WellPCB. Hasta ahora tenemos más de 4.000 clientes en todo el mundo. Si tiene alguna pregunta, no dude en ponerse en contacto conmigo. Gracias por adelantado.

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