Transistor Curve Tracer: 7 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Πάντα ήθελα έναν ανιχνευτή καμπύλης τρανζίστορ. Είναι ο καλύτερος τρόπος για να καταλάβετε τι κάνει μια συσκευή. Έχοντας κατασκευάσει και χρησιμοποιήσει αυτήν, τελικά καταλαβαίνω τη διαφορά μεταξύ των διαφόρων γεύσεων του FET.

Είναι χρήσιμο για

• ταιριαστά τρανζίστορ
• μέτρηση του κέρδους των διπολικών τρανζίστορ
• μέτρηση του κατωφλίου των MOSFET
• μέτρηση της διακοπής των JFET
• μέτρηση της εμπρόσθιας τάσης των διόδων
• μέτρηση της τάσης διάσπασης του Zeners
• και ούτω καθεξής.

Εντυπωσιάστηκα πολύ όταν αγόρασα έναν από τους υπέροχους δοκιμαστές LCR-T4 του Markus Frejek και άλλων, αλλά ήθελα να μου πει περισσότερα για τα εξαρτήματα, οπότε άρχισα να σχεδιάζω τον δικό μου ελεγκτή.

Ξεκίνησα χρησιμοποιώντας την ίδια οθόνη με το LCR-T4 αλλά δεν έχει αρκετά υψηλή ανάλυση, οπότε άλλαξα σε LCD 320x240 2,8 . Συμβαίνει να είναι μια έγχρωμη οθόνη αφής που είναι ωραία. Ο ιχνηλάτης καμπυλών λειτουργεί ένα Arduino Pro Mini 5V Atmega328p 16MHz και τροφοδοτείται από 4 κυψέλες ΑΑ.

Βήμα 1: Πώς να το χρησιμοποιήσετε

Όταν ενεργοποιείτε τον ιχνηλάτη καμπύλης, εμφανίζεται η οθόνη του κύριου μενού.

Επιλέξτε το είδος της συσκευής αγγίζοντας ένα από τα "PNP NPN", "MOSFET" ή "JFET". Μπορείτε να δοκιμάσετε διόδους στη λειτουργία "PNP NPN".

Τοποθετήστε τη συσκευή υπό δοκιμή (DUT) στην υποδοχή ZIF. Η οθόνη του μενού σας δείχνει ποιες καρφίτσες θα χρησιμοποιήσετε. PNPs, p-channel MOSFETS και n-channel JFETS βρίσκονται στην αριστερή πλευρά της πρίζας. NPNs, n-channel MOSFETS και p-channel JFETS βρίσκονται στη δεξιά πλευρά της πρίζας. Κλείστε την υποδοχή ZIF.

Μετά από ένα δευτερόλεπτο περίπου, ο δοκιμαστής θα συνειδητοποιήσει ότι έχει ένα στοιχείο και θα αρχίσει να σχεδιάζει τις καμπύλες.

Για ένα τρανζίστορ PNP ή NPN σχεδιάζει το Vce (την τάση μεταξύ του συλλέκτη και του πομπού) έναντι του ρεύματος που ρέει στον συλλέκτη. Για κάθε διαφορετικό ρεύμα βάσης σχεδιάζεται μια γραμμή - π.χ. 0uA, 50uA, 100uA, κλπ. Το κέρδος του τρανζίστορ εμφανίζεται στο πάνω μέρος της οθόνης.

Για ένα MOSFET σχεδιάζει Vds (την τάση μεταξύ της αποχέτευσης και της πηγής) έναντι του ρεύματος που ρέει στην αποχέτευση. Για κάθε διαφορετική τάση πύλης σχεδιάζεται μια γραμμή - 0V, 1V, 2V, κ.λπ. Το κατώφλι ενεργοποίησης του FET εμφανίζεται στο επάνω μέρος της οθόνης.

Για ένα JFET σχεδιάζει Vds (την τάση μεταξύ της αποχέτευσης και της πηγής) έναντι του ρεύματος που ρέει στην αποχέτευση. Για κάθε διαφορετική τάση πύλης σχεδιάζεται μια γραμμή - 0V, 1V, 2V, κ.λπ. Με JFET εξάντλησης, το ρεύμα ρέει όταν η τάση της πύλης είναι ίση με την τάση πηγής. Καθώς η τάση της πύλης αλλάζει ώστε να είναι πιο μακριά από την τάση αποστράγγισης, το JFET απενεργοποιείται. Το όριο αποκοπής του FET εμφανίζεται στο επάνω μέρος της οθόνης.

Το πιο ενδιαφέρον μέρος μιας καμπύλης MOSFET ή JFET είναι γύρω από την τάση ενεργοποίησης ή διακοπής συν ή μείον μερικές εκατοντάδες mV. Στο κύριο μενού, αγγίξτε το κουμπί Setup και θα εμφανιστεί η οθόνη Setup. Μπορείτε να επιλέξετε την ελάχιστη και τη μέγιστη τάση πύλης: θα σχεδιαστούν περισσότερες καμπύλες σε αυτήν την περιοχή.

Για ένα τρανζίστορ PNP ή NPN, η οθόνη εγκατάστασης σάς επιτρέπει να επιλέξετε το ελάχιστο και το μέγιστο ρεύμα βάσης

Με τις διόδους, μπορείτε να δείτε την τάση προς τα εμπρός και με το Zeners, την αντίστροφη τάση διάσπασης. Στην παραπάνω εικόνα, έχω συνδυάσει τις καμπύλες πολλών διόδων.

Βήμα 2: Πώς λειτουργεί

Ας εξετάσουμε ένα τρανζίστορ NPN. Θα σχεδιάσουμε μια γραφική παράσταση της τάσης μεταξύ του συλλέκτη και του πομπού (ο άξονας x είναι Vce) έναντι του ρεύματος που ρέει στον συλλέκτη (ο άξονας y είναι Ic). Θα σχεδιάσουμε μία γραμμή για κάθε διαφορετικό ρεύμα βάσης (Ib) - π.χ. 0uA, 50uA, 100uA, κ.λπ.

Ο πομπός του NPN συνδέεται με 0V και ο συλλέκτης συνδέεται με μια "αντίσταση φορτίου" 100ohm και στη συνέχεια σε μια τάση που αυξάνεται αργά. Ένα DAC που ελέγχεται από το Arduino σαρώνει την τάση από 0V έως 12V (ή έως ότου το ρεύμα μέσω της αντίστασης φορτίου φτάσει τα 50mA). Το Arduino μετρά την τάση μεταξύ του συλλέκτη και του πομπού και την τάση στην αντίσταση φορτίου και σχεδιάζει ένα γράφημα.

Αυτό επαναλαμβάνεται για κάθε βασικό ρεύμα. Το βασικό ρεύμα παράγεται από ένα δεύτερο DAC 0V έως 12V και μια αντίσταση 27k. Το DAC παράγει 0V, 1.35V (50uA), 2.7V (100uA), 4.05V (150uA) κ.λπ. (Στην πραγματικότητα, η τάση πρέπει να είναι λίγο υψηλότερη λόγω του Vbe - υποτίθεται ότι είναι 0.7V.)

Για ένα τρανζίστορ PNP, ο πομπός συνδέεται με 12V και ο συλλέκτης συνδέεται με μια αντίσταση φορτίου 100ohm και στη συνέχεια σε μια τάση που μειώνεται αργά από 12V σε 0V. Το βασικό ρεύμα DAC ανεβαίνει από τα 12V.

Ένα MOSFET βελτίωσης καναλιού είναι παρόμοιο με ένα NPN. Η πηγή είναι συνδεδεμένη με 0V, η αντίσταση φορτίου είναι συνδεδεμένη στην αποχέτευση και σε τάση που σαρώνει από 0V έως 12V. Το DAC που έλεγχε το ρεύμα βάσης ελέγχει τώρα την τάση της πύλης και τα βήματα 0V, 1V, 2V κ.λπ.

Ένα MOSFET βελτίωσης καναλιού p είναι παρόμοιο με ένα PNP. Η πηγή είναι συνδεδεμένη στα 12V, η αντίσταση φορτίου είναι συνδεδεμένη στην αποχέτευση και σε μια τάση που σαρώνει από 12V έως 0V. Τα βήματα της τάσης της πύλης είναι 12V, 11V, 10V κ.λπ.

Ένα JFET εξάντλησης καναλιού n είναι ελαφρώς πιο δύσκολο. Κανονικά θα φανταζόσασταν την πηγή συνδεδεμένη με 0V, την αποστράγγιση συνδεδεμένη με ποικίλη θετική τάση και την πύλη συνδεδεμένη με μεταβαλλόμενη αρνητική τάση. Ένα JFET κανονικά διεξάγεται και απενεργοποιείται από αρνητική τάση πύλης.

Ο ιχνηλάτης καμπύλης δεν μπορεί να δημιουργήσει αρνητικές τάσεις, οπότε η αποστράγγιση n-JFET συνδέεται με 12V, η πηγή συνδέεται με αντίσταση φορτίου 100ohm και στη συνέχεια σε τάση που μειώνεται αργά από 12V σε 0V. Θέλουμε το Vgs (η τάση πηγής πύλης) να μετακινηθεί από 0V, -1V, -2V, κλπ. Θέλουμε το Vgs να παραμείνει σταθερό καθώς το Vds (η τάση πηγής αποστράγγισης) ποικίλλει. Έτσι το Arduino ρυθμίζει την τάση στην αντίσταση φορτίου και στη συνέχεια προσαρμόζει την τάση πύλης DAC έως ότου η Vgs είναι η απαιτούμενη τιμή. Στη συνέχεια, ορίζει μια νέα τάση στην αντίσταση φορτίου και ρυθμίζει ξανά την τάση της πύλης, κ.λπ.

(Ο ιχνηλάτης καμπύλης δεν μπορεί να μετρήσει την τάση που εφαρμόζεται στην πύλη, αλλά ξέρει τι έχει πει στο DAC να κάνει και αυτό είναι αρκετά ακριβές. Φυσικά, αυτό μετρά μόνο το τμήμα αρνητικής πύλης της απόκρισης JFET. Αν θέλετε να δείτε το θετικό μέρος, αντιμετωπίστε το ως MOSFET.)

Ο JFET εξάντλησης καναλιού p αντιμετωπίζεται παρόμοια, αλλά οι τιμές 0 έως 12V είναι όλες ανεστραμμένες.

(Ο ιχνηλάτης καμπύλης δεν ασχολείται ειδικά με τα MOSFET εξάντλησης ή τα ενισχυτικά JFET, αλλά θα μπορούσατε να τα αντιμετωπίσετε ως εξαντλητικά JFET και ενισχυτικά MOSFET.)

Μόλις ολοκληρώσει το γράφημα, ο ιχνηλάτης καμπύλης υπολογίζει το κέρδος, το κατώφλι ή την αποκοπή του τρανζίστορ.

Για τα διπολικά τρανζίστορ, το Arduino εξετάζει τη μέση απόσταση των οριζόντιων γραμμών των καμπυλών. Καθώς σχεδιάζει την καμπύλη για το ρεύμα βάσης, σημειώνει το ρεύμα συλλέκτη όταν το Vce είναι ίσο με 2V. Η αλλαγή στο ρεύμα συλλέκτη διαιρείται με την αλλαγή στο ρεύμα βάσης για να δώσει το κέρδος. Το κέρδος ενός διπολικού είναι μια αόριστη έννοια. Εξαρτάται από το πώς το μετράς. Δεν υπάρχουν δύο μάρκες πολύμετρων που θα δώσουν την ίδια απάντηση. Γενικά, το μόνο που ρωτάτε είναι "είναι το κέρδος υψηλό;" ή "αυτά τα δύο τρανζίστορ είναι τα ίδια;".

Για τα MOSFET, το Arduino μετρά το όριο ενεργοποίησης. Ρυθμίζει την τάση φορτίου στα 6V και στη συνέχεια αυξάνει σταδιακά Vgs έως ότου το ρεύμα μέσω του φορτίου υπερβεί τα 5mA.

Για JFET, το Arduino μετρά την τάση διακοπής. Ρυθμίζει την τάση φορτίου στα 6V και στη συνέχεια αυξάνει σταδιακά (αρνητικά) Vgs έως ότου το ρεύμα μέσω του φορτίου είναι μικρότερο από 1mA.

Βήμα 3: Το κύκλωμα

Ακολουθεί μια σύντομη περιγραφή του κυκλώματος. Μια πιο ολοκληρωμένη περιγραφή βρίσκεται στο συνημμένο αρχείο RTF.

Ο ιχνηλάτης καμπύλης χρειάζεται τρεις τάσεις:

• 5V για το Arduino
• 3,3V για την οθόνη LCD
• 12V για το κύκλωμα δοκιμής

Το κύκλωμα πρέπει να μετατραπεί σε αυτές τις διαφορετικές τάσεις από τις 4 κυψέλες ΑΑ.

Το Arduino είναι συνδεδεμένο σε ένα DAC 2 καναλιών για την παραγωγή των διαφόρων τάσεων δοκιμής. (Προσπάθησα να χρησιμοποιήσω το Arduino PWM ως DAC αλλά ήταν πολύ θορυβώδες.)

Το DAC παράγει τάσεις στην περιοχή 0V έως 4.096V. Αυτά μετατρέπονται σε 0V σε 12V με ενισχυτές op. Δεν μπόρεσα να βρω κανένα σιδηροτροχιά διαμέσου οπών για ράγια οπ-ενισχυτών που μπορεί να τροφοδοτήσει/βυθίσει 50mA, οπότε χρησιμοποίησα ένα LM358. Η έξοδος ενός ενισχυτή LM358 δεν μπορεί να είναι υψηλότερη από 1,5V κάτω από την τάση τροφοδοσίας (δηλαδή 10,5V). Χρειαζόμαστε όμως όλο το εύρος των 0-12V.

Έτσι χρησιμοποιούμε ένα NPN ως μετατροπέα ανοιχτού συλλέκτη για την έξοδο του op-amp.

Το πλεονέκτημα είναι ότι αυτή η σπιτική έξοδος "ανοιχτού συλλέκτη op-amp" μπορεί να φτάσει μέχρι τα 12V. Οι αντιστάσεις ανατροφοδότησης γύρω από το op-amp ενισχύουν το 0V έως 4V από το DAC έως 0V έως 12V.

Οι τάσεις στο Device-Under-Test (DUT) ποικίλλουν μεταξύ 0V και 12V. Τα συστήματα ADC του Arduino περιορίζονται σε 0V έως 5V. Πιθανά διαχωριστικά κάνουν τη μετατροπή.

Μεταξύ του Arduino και της LCD υπάρχουν δυνητικά διαχωριστικά που πέφτουν από 5V σε 3V. Η οθόνη LCD, η οθόνη αφής και το DAC ελέγχονται από το δίαυλο SPI.

Ο ιχνηλάτης καμπύλης τροφοδοτείται από 4 κυψέλες ΑΑ που δίνουν 6,5V όταν είναι καινούργιες και μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε περίπου 5,3V.

Το 6V από τα κελιά πέφτει στα 5V με έναν πολύ χαμηλό ρυθμιστή εγκατάλειψης - ένα HT7550 (αν δεν έχετε ένα τότε ένα zener 5V και μια αντίσταση 22ohm δεν είναι πολύ χειρότερα). Η τρέχουσα κατανάλωση της παροχής 5V είναι περίπου 26mA.

Το 6V από τα κελιά μειώνεται στα 3.3V με ρυθμιστή χαμηλής εγκατάλειψης - το HT7533. Η τρέχουσα κατανάλωση της τροφοδοσίας 3,3V είναι περίπου 42mA. (Ένα τυπικό 78L33 θα λειτουργούσε αλλά έχει εγκατάλειψη 2V, οπότε θα πρέπει να πετάξετε τα κύτταρα ΑΑ νωρίτερα.)

Το 6V από τα κελιά αυξάνεται στα 12V με ένα SMPS (τροφοδοτικό Switched Mode). Αγόρασα απλά ένα module από το eBay. Είχα πραγματικά πρόβλημα να βρω έναν αξιοπρεπή μετατροπέα. Η ουσία είναι, μην χρησιμοποιείτε μετατροπέα XL6009, είναι απόλυτη απειλή. Καθώς η μπαταρία αδειάζει και πέφτει κάτω από τα 4V, το XL6009 τρελαίνεται και παράγει έως και 50V το οποίο θα τηγανίσει τα πάντα. Το καλό που χρησιμοποίησα είναι:

www.ebay.co.uk/itm/Boost-Voltage-Regulator-Converter-Step-up-Power-Supply-DC-3-3V-3-7V-5V-6V-to-12V/272666687043; hash = item3f7c337643%3Ag%3AwsMAAOSw7GRZE9um & _sacat = 0 & _nkw = DC+3.3V+3.7V+5V+6V+έως+12V+Ενίσχυση+Ισχύς+Τροφοδοσία+Ενίσχυση+Τάση+Ρυθμιστής+Μετατροπέας & _tr = n = R40 & ρ

Είναι μικροσκοπικό και είναι περίπου 80% αποδοτικό. Η κατανάλωση ρεύματος εισόδου είναι περίπου 5mA όταν περιμένετε να εισαχθεί ένα DUT και στιγμιαία έως 160mA όταν σχεδιάζετε τις καμπύλες.

Καθώς τα κύτταρα ΑΑ αποφορτίζονται, οι τάσεις ποικίλλουν, το λογισμικό αντισταθμίζει χρησιμοποιώντας τάσεις αναφοράς. Το Arduino μετρά την παροχή 12V. Το Arduino ADC χρησιμοποιεί την τάση "5V" ως τάση αναφοράς, αλλά ότι "5V" βαθμονομείται με ακρίβεια έναντι της εσωτερικής τάσης αναφοράς του Arduino 1,1V. Το DAC έχει ακριβή εσωτερική τάση αναφοράς.

Μου αρέσει ο τρόπος που το LCR-T4 έχει ένα κουμπί για να το ενεργοποιήσει και απενεργοποιείται αυτόματα αυτόματα με ένα χρονικό όριο. Δυστυχώς, το κύκλωμα εισάγει μια πτώση τάσης την οποία δεν μπορώ να αντέξω όταν τροφοδοτείται από 4 κυψέλες ΑΑ. Ακόμη και ο επανασχεδιασμός του κυκλώματος για χρήση FET δεν ήταν αρκετός. Χρησιμοποιώ λοιπόν έναν απλό διακόπτη on/off.

Βήμα 4: Το Λογισμικό

Το σκίτσο Arduino επισυνάπτεται εδώ. Μεταγλωττίστε και ανεβάστε το στο Pro Mini με τον συνήθη τρόπο. Υπάρχουν πολλές περιγραφές για το πώς να ανεβάσετε προγράμματα στον ιστό και σε άλλα Instructables.

Το σκίτσο ξεκινά σχεδιάζοντας το κύριο μενού και στη συνέχεια περιμένει να εισαγάγετε ένα στοιχείο ή να αγγίξετε ένα από τα κουμπιά (ή να στείλετε μια εντολή από τον υπολογιστή). Δοκιμάζει για εισαγωγή εξαρτήματος μία φορά το δευτερόλεπτο.

Γνωρίζει ότι έχετε τοποθετήσει ένα εξάρτημα επειδή, με την τάση βάσης/πύλης ρυθμισμένη στο μισό (DAC = 128) και την τάση αντίστασης φορτίου ρυθμισμένη σε 0V ή 12V, ένα ρεύμα πολλών mA διαρρέει τη μία ή την άλλη από τις αντιστάσεις φορτίου. Γνωρίζει πότε η συσκευή είναι δίοδος επειδή η αλλαγή της τάσης βάσης/πύλης δεν αλλάζει το ρεύμα φορτίου.

Στη συνέχεια, σχεδιάζει τις κατάλληλες καμπύλες και απενεργοποιεί τη βάση και τα ρεύματα φόρτωσης. Στη συνέχεια δοκιμάζει μία φορά το δευτερόλεπτο μέχρι να αποσυνδεθεί το στοιχείο. Γνωρίζει ότι το στοιχείο είναι αποσυνδεδεμένο επειδή το ρεύμα φορτίου πέφτει στο μηδέν.

Η οθόνη ILI9341 οδηγείται από τη δική μου βιβλιοθήκη που ονομάζεται "SimpleILI9341". Η βιβλιοθήκη επισυνάπτεται εδώ. Έχει ένα τυπικό σύνολο εντολών σχεδίασης πολύ παρόμοιο με όλες αυτές τις βιβλιοθήκες. Τα πλεονεκτήματά του σε σχέση με άλλες βιβλιοθήκες είναι ότι λειτουργεί (μερικές όχι!) Και μοιράζεται ευγενικά το δίαυλο SPI με άλλες συσκευές. Μερικές από τις "γρήγορες" βιβλιοθήκες που μπορείτε να κατεβάσετε χρησιμοποιούν ειδικούς βρόχους χρονισμού και αναστατώνονται όταν άλλες, πιο αργές, συσκευές χρησιμοποιούνται στον ίδιο δίαυλο. Είναι γραμμένο σε απλό Γ και έτσι έχει μικρότερα γενικά έξοδα από κάποιες βιβλιοθήκες. Επισυνάπτεται ένα πρόγραμμα Windows που σας επιτρέπει να δημιουργείτε τις δικές σας γραμματοσειρές και εικονίδια.

Βήμα 5: Serial Comms στον υπολογιστή

Ο ιχνηλάτης καμπύλης μπορεί να επικοινωνήσει με έναν υπολογιστή μέσω σειριακής σύνδεσης (9600bps, 8-bit, χωρίς ισοτιμία). Θα χρειαστείτε έναν κατάλληλο μετατροπέα USB σε σειριακή.

Οι ακόλουθες εντολές μπορούν να σταλούν από τον υπολογιστή στον ιχνηλάτη καμπύλης:

• Εντολή 'N': εντοπίστε τις καμπύλες ενός τρανζίστορ NPN.
• Εντολή «P»: εντοπίστε τις καμπύλες ενός τρανζίστορ PNP.
• Εντολή 'F': εντοπίστε τις καμπύλες ενός n-MOSFET.
• Εντολή 'f': εντοπίστε τις καμπύλες ενός p-MOSFET.
• Εντολή 'J': εντοπίστε τις καμπύλες ενός n-JFET.
• Εντολή 'j': εντοπίστε τις καμπύλες ενός p-JFET.
• Εντολή 'D': εντοπίστε τις καμπύλες μιας διόδου στην πλευρά NPN της πρίζας.
• Εντολή 'd': εντοπίστε τις καμπύλες μιας διόδου στην πλευρά PNP της πρίζας.
• Εντολή 'A' nn: ορίστε το DAC-A στην τιμή nn (το nn είναι ένα byte) και στη συνέχεια επιστρέψτε ένα 'A' στον υπολογιστή. Το DAC-A ελέγχει την τάση φορτίου.
• Εντολή 'B' nn: ορίστε το DAC-A στην τιμή nn και στη συνέχεια επιστρέψτε ένα 'B' στον υπολογιστή. Το DAC-B ελέγχει την τάση βάσης/πύλης.
• Εντολή «X»: στέλνετε συνεχώς τιμές ADC πίσω στον υπολογιστή.
• Εντολή 'M': εμφάνιση του κύριου μενού.

Όταν οι καμπύλες εντοπίζονται ακολουθώντας μία από τις εντολές, τα αποτελέσματα της καμπύλης μεταφέρονται πίσω στον υπολογιστή. Η μορφή είναι:

• "n": ξεκινήστε μια νέα πλοκή, σχεδιάστε τους άξονες κ.λπ.

• "m (x), (y), (b)": μετακινήστε το στυλό σε (x), (y).

  • (x) είναι Vce σε ακέραιο mV.
  • (y) είναι Ic σε ακέραιους εκατοντάδες σε uA (π.χ. 123 σημαίνει 12,3mA).
  • (β) είναι το βασικό ρεύμα στον ακέραιο uA
  • ή (β) είναι 50 φορές η τάση πύλης σε ακέραιο mV
• "l (x), (y), (b)": σχεδιάστε μια γραμμή στην πένα στα (x), (y).
• "z": το τέλος αυτής της γραμμής

• "g (g)": το τέλος της σάρωσης.

  (ζ) είναι το κέρδος, η τάση κατωφλίου (x10) ή η τάση διακοπής (x10)

Οι τιμές που αποστέλλονται στον υπολογιστή είναι οι ακατέργαστες μετρημένες τιμές. Το Arduino εξομαλύνει τις τιμές πριν τις σχεδιάσει με την πρόβλεψη. πρέπει να κάνεις το ίδιο.

Όταν ο υπολογιστής στέλνει μια εντολή "X", οι τιμές ADC επιστρέφονται ως ακέραιοι αριθμοί:

• "x (p), (q), (r), (s), (t), (u)"

  • (ιστ) η τάση στην αντίσταση φορτίου του PNP DUT
  • (ιζ) η τάση στον συλλέκτη του PNP DUT
  • (r) η τάση στην αντίσταση φορτίου του NPN DUT
  • (ε) η τάση στον συλλέκτη του NPN DUT
  • (t) η τάση της παροχής "12V"
  • (u) η τάση της παροχής "5V" σε mV

Θα μπορούσατε να γράψετε ένα πρόγραμμα υπολογιστή για να δοκιμάσετε άλλες συσκευές. Ρυθμίστε τα DAC να ελέγχουν τάσεις (χρησιμοποιώντας τις εντολές "A" και "B") και στη συνέχεια δείτε τι αναφέρουν οι ADC.

Ο ιχνηλάτης καμπύλης στέλνει δεδομένα στον υπολογιστή μόνο αφού λάβει μια εντολή καθώς η αποστολή δεδομένων επιβραδύνει τη σάρωση. Επίσης, δεν ελέγχει πλέον την παρουσία/απουσία ενός εξαρτήματος. Ο μόνος τρόπος για να απενεργοποιήσετε τον ιχνηλάτη καμπύλης είναι να στείλετε μια εντολή 'O' (ή να αφαιρέσετε την μπαταρία).

Επισυνάπτεται ένα πρόγραμμα Windows που δείχνει την αποστολή εντολών στον ιχνηλάτη καμπύλης.

Βήμα 6: Χτίζοντας το Curve Tracer

Ακολουθούν τα κύρια εξαρτήματα που πιθανότατα θα χρειαστεί να αγοράσετε:

• Arduino Pro Mini 5V 16MHz Atmel328p (£ 1,30)
• Υποδοχή Zif 14 ακίδων (1 £)
• MCP4802 (50 2,50)
• HT7533 (1 £)
• LE33CZ (£ 1)
• IL9341 Οθόνη 2,8 "(£ 6)
• Τροφοδοσία 5V έως 12V (1 £)
• Υποδοχή μπαταρίας 4xAA (0,30 £)

Αναζητήστε το eBay ή τον αγαπημένο σας προμηθευτή. Αυτό είναι συνολικά περίπου 14 λίρες.

Πήρα την οθόνη μου εδώ:

www.ebay.co.uk/itm/2-8-TFT-LCD-Display-Touch-Panel-SPI-Serial-ILI9341-5V-3-3V-STM32/202004189628?hash=item2f086351bc:g: 5TsAAOSwp1RZfIO5

Και το ενισχυτικό SMPS εδώ:

www.ebay.co.uk/itm/DC-3-3V-3-7V-5V-6V-to-12V-Step-up-Power-Supply-Boost-Voltage-Regulator-Converter/192271588572; hash = item2cc4479cdc%3Ag%3AJsUAAOSw8IJZinGw & _sacat = 0 & _nkw = DC-3-3V-3-7V-5V-6V-to-12V-Step-up-Power-Supply-Boost-Voltage-Regulator-Converter & _tr = & rr = & l1313

Τα υπόλοιπα συστατικά είναι πράγματα που πιθανότατα έχετε ήδη:

• BC639 (3 έκπτωση)
• 100nF (7 έκπτωση)
• 10uF (2 έκπτωση)
• 1k (2 έκπτωση)
• 2k2 (5 έκπτωση)
• 3k3 (5 έκπτωση)
• 4k7 (1 έκπτωση)
• 10k (7 έκπτωση)
• 27k (1 έκπτωση)
• 33k (8 έκπτωση)
• 47k (5 έκπτωση)
• 68k (2 έκπτωση)
• 100R (2 έκπτωση)
• Διακόπτης διαφάνειας (1 απενεργοποίηση)
• LM358 (1 έκπτωση)
• stripboard
• Υποδοχή IC 28 ακίδων ή κεφαλίδα SIL
• παξιμάδια και μπουλόνια

Θα χρειαστείτε τα συνηθισμένα ηλεκτρονικά εργαλεία - κολλητήρι, κόφτες, συγκολλήσεις, περίεργα κομμάτια καλωδίου κ.λπ. - και έναν μετατροπέα USB σε σειριακή για τον προγραμματισμό του Arduino.

Η καμπύλη ανίχνευσης είναι χτισμένη σε λωρίδες. Εάν είστε το είδος του ατόμου που θέλει έναν ιχνηλάτη καμπυλών, θα ξέρετε ήδη πώς να σχεδιάσετε το stripboard.

Η διάταξη που χρησιμοποίησα φαίνεται παραπάνω. Οι κυανές γραμμές είναι χαλκός στο πίσω μέρος του stripboard. Οι κόκκινες γραμμές είναι σύνδεσμοι από την πλευρά του εξαρτήματος ή είναι οι πολύ μεγάλοι αγωγοί του στοιχείου. Οι καμπύλες κόκκινες γραμμές είναι εύκαμπτο σύρμα. Οι σκούροι μπλε κύκλοι είναι διαλείμματα στο stripboard.

Το έχτισα σε δύο σανίδες, το καθένα 3,7 "επί 3,4". Ένας πίνακας περιέχει την οθόνη και το κύκλωμα δοκιμής. ο άλλος πίνακας διαθέτει τη βάση μπαταρίας και τα τροφοδοτικά 3.3V, 5V και 12V. Διατήρησα τα τμήματα χαμηλής τάσης ("5V") και υψηλής τάσης ("12V") του κυκλώματος δοκιμής χωριστά με μόνο αντιστάσεις υψηλής αξίας που διασχίζουν τα σύνορα.

Οι δύο πίνακες και η οθόνη σχηματίζουν ένα τριώροφο σάντουιτς που συγκρατείται μαζί με βίδες Μ2. Έκοψα μήκη πλαστικού σωλήνα για να λειτουργήσουν ως αποστάτες ή μπορείτε να χρησιμοποιήσετε σωλήνες με στυλό, κλπ.

Συνδέω μόνο τις καρφίτσες Arduino Mini που χρειαζόμουν και μόνο αυτές στις πλευρές (όχι στο πάνω και κάτω άκρο του Mini PCB). Χρησιμοποίησα μικρά μήκη σύρματος και όχι τη συνηθισμένη σειρά τετραγωνικών πείρων που παρέχονται με το Arduinos (οι καρφίτσες που συγκολλήθηκαν στο PCB είναι τετράγωνες στο σχέδιο). Iθελα το Arduino να είναι ευθυγραμμισμένο με το stripboard γιατί δεν υπάρχει πολύ ύψος κάτω από την οθόνη.

Το pinout Arduino ProMini είναι μάλλον μεταβλητό. Οι ακίδες στις μακριές άκρες της σανίδας είναι σταθερές, αλλά οι ακίδες στις κοντές άκρες διαφέρουν μεταξύ των προμηθευτών. Η παραπάνω διάταξη προϋποθέτει έναν πίνακα με τους 6 ακροδέκτες προγραμματισμού με Gnd δίπλα στο Raw pin και με DTR δίπλα στο Tx στο μακρύ άκρο. Στην άλλη άκρη του πίνακα είναι μια σειρά από 5 ακίδες με 0V δίπλα στο D9 και A7 δίπλα στο D10. Καμία από τις καρφίτσες με κοντές άκρες δεν συγκολλάται στο stripboard, ώστε να μπορείτε να χρησιμοποιήσετε χαλαρά καλώδια εάν το ProMini σας είναι διαφορετικό.

Χρησιμοποιήστε μια υποδοχή κεφαλίδας SIL για να κρατήσετε την οθόνη. Or κόψτε μια πρίζα IC 28 ακίδων στη μέση και χρησιμοποιήστε τα κομμάτια για να φτιάξετε μια πρίζα για την οθόνη. Συγκολλήστε τις τετράγωνες ακίδες που παρέχονται με την οθόνη (ή συνοδεύονται από το Arduino) στην οθόνη. Είναι πολύ παχιά για να τα συνδέσετε σε πρίζα με πείρο - επιλέξτε μια πρίζα που να έχει τις καρφίτσες "ελατηριωτό κλιπ". Κάποιες υποδοχές τύπου "ελατηριωτού συνδετήρα" μπορούν να αντέξουν μόνο μισή ντουζίνα εισαγωγές/αφαιρέσεις της οθόνης LCD, οπότε προσπαθήστε να βρείτε καλές στο συρτάρι εξαρτημάτων σας.

Η οθόνη LCD περιέχει υποδοχή για κάρτα SD (την οποία δεν χρησιμοποίησα). Συνδέεται με 4 ακίδες στο pcb. Χρησιμοποίησα τις καρφίτσες και ένα κομμάτι κεφαλίδας SIL ή υποδοχής IC για να υποστηρίξω την οθόνη LCD.

Παρατηρήστε ότι υπάρχουν ορισμένοι σύνδεσμοι κάτω από την υποδοχή ZIF. Συγκολλήστε τα πριν το χωρέσετε.

Πρόσθεσα μια υποδοχή προγραμματισμού με Tx, Rx, Gnd και ένα κουμπί επαναφοράς. (Ο μετατροπέας USB σε σειριακή συσκευή μου δεν διαθέτει καρφίτσα DTR, οπότε πρέπει να επαναφέρω το Arduino με μη αυτόματο τρόπο.) Αποσύνδεσα τον σύνδεσμο προγραμματισμού όταν τελείωσε το έργο.

Για την προστασία των ηλεκτρονικών, έφτιαξα ένα κάλυμμα από φύλλο πολυστυρολίου.

Επισυνάπτονται αρχεία για το κύκλωμα σε μορφή EasyPC.

Βήμα 7: Μελλοντική ανάπτυξη

Θα μπορούσε να είναι ωραίο να παράγουμε καμπύλες για άλλα εξαρτήματα, αλλά ποια; Δεν είναι ξεκάθαρο για μένα τι επιπλέον πληροφορίες θα μου έλεγε η καμπύλη ενός θυρίστορ ή τριάκου για το τι κάνει ο ελεγκτής LCR-T4. Ο ελεγκτής LCR-T4 μπορεί να χρησιμοποιηθεί ακόμη και με οπτο-απομονωτές. Δεν έχω χρησιμοποιήσει ποτέ ένα MOSFET εξάντλησης ή ένα ενισχυτικό JFET ή ένα τρανζίστορ χωρίς σύνδεση και δεν έχω κανένα. Υποθέτω ότι ο ιχνηλάτης καμπύλης θα μπορούσε να αντιμετωπίσει ένα IGBT ως MOSFET.

Θα ήταν ωραίο αν ο ιχνηλάτης καμπύλης μπορούσε να αναγνωρίσει αυτόματα ένα στοιχείο και να πει ποια καρφίτσα είναι ποια. Στην ιδανική περίπτωση, θα συνέχιζε να παράγει τις καμπύλες. Δυστυχώς, ο τρόπος οδήγησης και μέτρησης των ακίδων DUT θα απαιτούσε πολλά επιπλέον εξαρτήματα και πολυπλοκότητα.

Μια πιο απλή λύση είναι να αντιγράψετε το υπάρχον κύκλωμα δοκιμής LCR-T4 (είναι ανοιχτού κώδικα και πολύ απλό) με έναν δεύτερο επεξεργαστή Atmega. Επεκτείνετε την υποδοχή ZIF σε 16 ακίδες για να δώσετε τρεις επιπλέον καρφίτσες στις οποίες μπορεί να συνδεθεί το άγνωστο στοιχείο. Το νέο Atmega λειτουργεί ως σκλάβος στο λεωφορείο SPI και αναφέρει στο κύριο Arduino Mini αυτό που βλέπει. (Σκίτσα σκλάβων SPI είναι διαθέσιμα στον ιστό.) Το λογισμικό του ελεγκτή LCR-T4 είναι διαθέσιμο και φαίνεται καλά τεκμηριωμένο. Δεν υπάρχει τίποτα εγγενώς δύσκολο εκεί.

Το κύριο Arduino εμφανίζει τον τύπο εξαρτήματος και ένα διάγραμμα για τον τρόπο σύνδεσης του στοιχείου στο τμήμα καμπύλης ιχνηλάτη της υποδοχής ZIF.

Έχω επισυνάψει μια διάταξη τοποθέτησης επιφάνειας που μπορεί να χρησιμοποιηθεί με Arduino ProMini ή με γυμνό Atmega328p (σε μορφή EasyPC). Εάν υπάρχει επαρκής ζήτηση (και παραγγελίες με χρήματα) θα μπορούσα να παράγω μια παρτίδα SM PCB. Θα μπορούσατε να αγοράσετε ένα από εμένα έτοιμο; Λοιπόν ναι, φυσικά, αλλά η τιμή θα ήταν ανόητη. Το πλεονέκτημα της αντιμετώπισης της Κίνας είναι ότι τόσες πολλές έξυπνες ηλεκτρονικές μονάδες μπορούν να αγοραστούν τόσο φθηνά. Το μειονέκτημα είναι ότι δεν αξίζει να αναπτυχθεί τίποτα: εάν είναι επιτυχής, θα κλωνοποιηθεί. Όσο όμορφος κι αν είναι αυτός ο ιχνηλάτης καμπυλών, δεν το βλέπω ως βιώσιμη επιχειρηματική ευκαιρία.