Come realizzare un semplice circuito tester Milliohm

Volevo un circuito tester milliohm che potesse essere utilizzato per misurare la resistenza su circuiti stampati per rintracciare componenti in cortocircuito. Ho esaminato diversi design e combinato diverse idee in questo progetto.

Di Henry Bowman

Funzionamento del circuito

Facendo riferimento allo schema, il tester milliohm è alimentato da due celle a secco da 9 volt. L'alimentazione è collegata al circuito da un interruttore bipolare a un tiro S1. Poiché la tensione era pura cc, non ho aggiunto condensatori di filtro. Non ho aggiunto un led per indicare l'accensione perché lo strumento si sposterà a destra non appena verrà applicata l'alimentazione.

Il regolatore 7805 e R1 forniscono una corrente e una tensione costanti alla base di Q1. Alcuni modelli utilizzano un diodo zener per questa funzione, ma anche il 7805 fa un ottimo lavoro. La tensione maggiore +9 è in serie con RH1 all'emettitore e la tensione alla base appare negativa all'emettitore, consentendo il flusso di corrente dell'emettitore, della base e del collettore. RH1 prevede la regolazione della corrente in milliampere attraverso Q1 e R2 per testare il cavo A.

La corrente non supererà la corrente costante alla base di Q1. R2 è stato aggiunto anche al lato del collettore per fornire una certa compensazione della temperatura per Q1. Quando un carico di resistenza è collegato ai terminali del puntale di prova A e B, la tensione al terminale A è collegata a R3 e al pin di ingresso 2 del 741 IC.

La combinazione di R3 e R4 determina il guadagno di tensione dell'amplificatore operazionale (R4 / R3 = 1000). Il pin 2 dell'opamp è l'ingresso invertente, quindi l'uscita sul pin 6 è negativa. RH2 prevede l'azzeramento del contatore a sinistra. La tensione negativa viene fatta passare attraverso RH3 al misuratore analogico di fondo scala 1 ma. RH3 prevede la calibrazione dello strumento sul lato destro (fondo scala). D1 e D2 offrono una protezione da sovratensione. C2 è opzionale.

Ho aggiunto C2 per rallentare il movimento del misuratore. Quando la resistenza si abbassa tra i punti di prova A e B, anche la tensione verrà abbassata all'ingresso dell'amplificatore operazionale. Lo strumento funziona esattamente di fronte a un ohm metro analogico. Con solo le dieci resistenze da 1 ohm in parallelo tra i puntali, lo strumento sarà a fondo scala a destra, indicando 0,1 ohm. Quando una resistenza di zero ohm è collegata ai puntali, il misuratore si sposterà all'estrema sinistra per zero ohm. Se si desidera una maggiore sensibilità alla resistenza, aumentare le resistenze parallele da un ohm da dieci a dodici. Ciò renderà la resistenza di fondo scala di 0,08 ohm invece di .1.

Dettagli costruttivi

Hai bisogno del più grande misuratore da 1mA, o 750uA, che puoi trovare. Ne ho trovato uno da un vecchio analizzatore di motori automobilistici che era largo 5-3 / 4 'e alto 4-1 / 4' (14,6 x 10,8 cm). Ha un'ampia diffusione dal fondo scala allo zero. I resistori possono essere 1/8 o ¼ watt a causa della bassa corrente.

I componenti possono essere montati su una scheda a circuiti stampati di tipo universale o utilizzare un cablaggio punto a punto su una scheda perforata. Ho usato prese per transistor e ic, che li rendono più facili da sostituire. È anche possibile utilizzare il cablaggio 'Dead Bug', dove il circuito integrato viene posizionato capovolto sulla scheda e i fili saldati direttamente ai pin dell'ic.

Se saldi il circuito integrato e il transistor, assicurati di afferrare ogni cavo con pinze a becco d'ago per fornire un dissipatore di calore per i pin. Assicurati di posizionare il lato negativo del misuratore sul potenziometro RH3. Il lato positivo del misuratore si collega a terra. I vasi RH1 e RH3 richiedono che il loro perno di connessione centrale sia fissato al perno destro. Le connessioni del potenziometro vengono visualizzate con l'albero della pentola rivolto verso di te.

RH2 ha fili collegati a tutte e tre le connessioni. Non posso enfatizzare eccessivamente la necessità di giunti saldati perfetti in questo progetto. Il tester è molto sensibile a piccolissime variazioni di resistenza. I tre potenziometri e l'interruttore di alimentazione devono essere montati esternamente con lo strumento. Fornire un supporto a due terminali per i puntali A e B e i due fili di collegamento dalla scheda a circuiti stampati.

Fornire un ulteriore scarico della trazione per i cavi di prova utilizzando una fascetta o un serracavo per fissare le estremità all'interno della custodia. I puntali devono essere fili di rame intrecciati isolati e di sezione # 12 - # 14. Ho usato un pezzo di cavo di alimentazione da una vecchia sega elettrica. La saldatura deve fondere perfettamente sui puntali per assicurare una buona connessione. I cavi di prova dovrebbero estendersi di 16 pollici (41 cm) dallo chassis. Installare le dieci (o 12) resistenze da 1 ohm sui cavetti di prova a circa 8 pollici (20 cm) dallo chassis.

Il numero di resistori che scegli dipende dalla lettura di fondo scala richiesta. Dieci forniranno un fondo scala di 0,1 ohm e 12 forniranno un fondo scala di 0,08 ohm. Le resistenze possono essere da 1/4 o 1/8 di watt. Le resistenze possono essere collegate insieme e ogni lato saldato prima di essere posizionati sui puntali.

Ancora una volta, assicurati di avere un ferro caldo e un buon flusso di saldatura sui conduttori della resistenza ai fili di rame sui puntali. Non isolare le resistenze finché non si è calibrato il tester e si è accertati che le connessioni di saldatura siano buone. Dopo aver completato l'installazione dei resistori, spostati alla fine dei puntali. Rimuovere circa 1,3 cm di isolamento da ciascuna estremità del cavo di prova. Una volta pronto per l'accensione, vai su Calibrazione e segui le istruzioni passo passo per evitare danni allo strumento.

Calibrazione

Si presume qui che le resistenze da 1 ohm siano collegate ai puntali e che le estremità siano state spellate. Assicurati di aver lasciato abbastanza tempo affinché le resistenze si raffreddino dalla saldatura. Prendi le due estremità nude dei cavi di prova e attorcigliali insieme in modo che siano corti.

Prima di accendere, impostare la regolazione dello zero. e cal agg. potenziometri a gamma media. Imposta il ma agg. potenziometro in posizione completamente in senso orario. Ricorda prima di accendere che zero ohm è a sinistra e 0,1 (o 0,08) è a destra. Accendere il tester e osservare lo strumento. Se devia a sinistra, sotto zero ohm, regolare il potenziometro zero in senso orario finché il puntatore non si trova sullo zero.

Se è andato a destra, di zero, regolare il piatto dello zero in senso antiorario fino a quando non è sullo zero. Rimuovere le estremità in corto e il misuratore dovrebbe spostarsi sul lato destro. Dovrai regolare il potenziometro Cal per portare il misuratore sul fondo scala del lato destro. Ora posiziona la parte posteriore corta sui cavi e verifica se è necessaria un'ulteriore regolazione dello zero. Se è stato necessario riaggiustare di nuovo lo zero, rimuovere nuovamente il corto e regolare nuovamente il cal pot. Ripetere l'operazione finché il cortocircuito e la rimozione del corto non richiedono ulteriori regolazioni. Ora hai la calibrazione nel parco palline.

Costruzione dopo la pre-calibrazione

Ora che hai completato la pre-calibrazione, devi aggiungere alcune estremità di metallo appuntite ai puntali. Questi possono essere chiodi di rame affilati o estremità affilate della sonda di prova rimosse da apparecchiature spazzatura. Queste estremità affilate dovrebbero essere lunghe circa 2,5 cm. Il rame intrecciato sulle estremità dei cavi di prova deve essere avvolto e saldato attorno all'estremità opposta dei perni metallici. Anche in questo caso, la saldatura deve fondersi completamente in modo che aderisca al rame intrecciato e ai perni.

Sarà necessario fornire una guaina termorestringente o nastro adesivo sulle estremità saldate dei pin di prova. Poiché ora abbiamo aggiunto la resistenza dei perni, dobbiamo ricalibrare ancora una volta. Sarà necessario utilizzare una buona superficie conduttiva su cui posizionare i pin per la calibrazione.

È possibile utilizzare una corsa di saldatura del circuito stampato, una moneta di rame o diversi strati di carta stagnola per il conduttore. Cerca di evitare di toccare i pin durante il test poiché piccole tensioni CA dal contatto con la pelle potrebbero influenzare le letture del misuratore. Posizionare i perni di prova il più vicino possibile sul conduttore.

Accendere il tester e regolare il potenziometro zero finché non registra zero ohm (sul lato sinistro). Potrebbe essere necessaria una certa pressione sui pin di prova per ottenere zero ohm. Rimuovere i perni dal conduttore e controllare l'ago del misuratore per la scala completa a destra. Se il cal pot richiede una regolazione, dovrai ripetere di nuovo il corto sul conduttore e ricontrollare lo zero.

La calibrazione sarà completata quando non è richiesta alcuna regolazione cortocircuitando o rimuovendo il corto. Non ci dovrebbe essere alcun movimento del puntatore del misuratore quando i fili di test vengono mossi o spostati. Se hai questo problema, è dovuto a una cattiva connessione di saldatura. Riscaldare tutti i giunti saldati sui cavetti di prova, i resistori del punto medio, i punti A e B e il problema dovrebbe essere corretto.

Alcuni tipi di isolamento possono ora essere installati sui resistori del cavo di prova. Ora sarà necessario contrassegnare la piastra frontale del misuratore con il maggior numero possibile di graduazioni.

Per un fondo scala .1, la scala ¾ è 0,075, la scala media è 0,05, la scala ¼ è 0,025. Se hai spazio sul tuo misuratore per fornire una scala 1/8, sarà 0,012 ohm. Con il mio misuratore così grande, sono stato in grado di utilizzare 12 resistenze e .08 come fondo scala, .04 mezza scala, .02 come ¼ scala e .01 come scala 1/8.

Come testare

Per testare la resistenza con questo circuito milliohmetro, ho preso una lunghezza di 2 pollici (5 cm) di saldatura e ho appiattito le estremità con una pinza. Ho posizionato le sonde di prova a ciascuna estremità e il puntatore del misuratore era a metà tra zero e 0,01 e ha misurato 0,005 ohm. Con il mio tester, posso rilevare una resistenza fino a .002-.003 ohm.

Ora sei pronto per eseguire i cortocircuiti sui circuiti stampati su vari articoli elettronici. Sono stato in grado di restringere una scheda di potenza corta a due transistor di potenza montati in superficie che erano montati fianco a fianco. C'erano diversi componenti che avrebbero potuto essere il problema, ma attraverso i test di resistenza, ho ristretto il problema a due componenti.

Ho agganciato l'emettitore su uno e il corto è rimasto, ho agganciato l'emettitore sul secondo e il corto è andato via. Prima di ogni utilizzo, accendere e lasciare riscaldare il tester per alcuni minuti. Esegui un rapido controllo del fondo scala e della calibrazione di zero ohm e sei pronto per la risoluzione dei problemi. Il consumo di corrente sul +9 è di circa 30ma. L'assorbimento di corrente sul -9 è di 2-3 ma.

Immagine prototipo