Главная arrow Проекты arrow Супер-пробник  
30.04.2017 г.
Главная
Проекты
Статьи
Начинающим
Архив новостей
Ссылки
Контакты
Поиск
Файлы
Форум
Карта сайта
Авторизация





Забыли пароль?
Ещё не зарегистрированы? Регистрация
Поддержи наш сайт!
Через WebMoney

 R785211844650
 Z210696637574
 E368177590409

Простые устройстваОтличные товары по превосходным ценамОтличные товары по превосходным ценам
Супер-пробник Печать E-mail
Рейтинг: / 78
ХудшаяЛучшая 
Автор ARV   
19.09.2007 г.

В повседневной практике радиолюбителя часто возникают ситуации, когда необходимо быстро оценить напряжение в определенных точках какой-то схемы, наличие и частоту импульсов, логический уровень и т.п. - именно оценить, а не измерить. Как правило, это требуется для быстрой проверки "исправен-неисправен" какого-то узла аппаратуры и т.п. Обычно для этих целей используется обычный мультиметр, однако с одной стороны далеко не каждый мультиметр умеет, например, измерять частоту в широких пределах, а с другой стороны - почти каждый мультиметр имеет слишком большие габариты и возможности для прочтейших операций, о которых идет речь.

Мне кажется, помочь тут может специальный пробник, возможностей которого более чем достаточно, чтобы во многих случаях отказаться от использования мультиметра, а некоторых случаях - даже осциллографа, при этом его габариты соизмеримы с толстым канцелярским маркером.

 

Возможности у предлагаемого пробника следующие:

  • Работа в режимах логического пробника, вольтметра постоянного тока, частотометра и широкодиапазонного генератора имульсов
  • Шкала из 10 "делений", образованных светодиодами
  • В режиме логического пробника прибор обеспечивает:
    • Индикацию логических уровней ТТЛ-логики
    • Индикацию Z-состояния линий (ТТЛ)
    • Обнаружение и фиксацию коротких (менее 1 vrc) импульсов любой полярности
  • В режиме вольтметра прибор обладает следующими параметрами:
    • Диапазоны: 0...3В, 0...10В и 0...30В
    • Автоматический выбор диапазона
    • Точность не хуже плюс-минус одно деление шкалы
  • В режиме частотометра прибор обладает следующими параметрами:
    • 4 диапазона измерения: 10...100 Гц (цена деления 10 Гц), 100...1000 Гц (цена деления 100 Гц), 1..10 КГц (цена деления 1КГц), 10...100 КГц (цена деления 10 КГц)
    • Автоматический выбор диапазона
    • Чувствительность - ТТЛ-уровни
    • Точность не хуже плюс-минус одно деление шкалы
  • В режиме генератора прибор обладает следующими параметрами:
    • Форма имульсов - прямоугольная (меандр)
    • Частота импульсов - шкала и шаг совпадают с соответствующими диапазонами частотометра
    • Точность установки частоты - не хуже 1%
    • Амплитуда импульсов - не менее 3D
  • Во всех режимах:
    • Прибор не боится коротких замыканий на "землю"
    • Допускает подачу напряжения на вход до 30В (постоянное)
    • Источник питания (испытуемая конструкция) - от 4 до 30В
    • Управление всеми функциями при помощи одной кнопки

Принципиальная схема
Принципиальная схема пробника

Как видите, схема очень проста. Ее основу составляет микроконтроллер ATMega8 и 15 светодиодов.

Собрана схема на двусторонней печатной плате, эскиз которой приведен на рисунке.

Печатная плата
Эскиз сторон печатной платы

Расположение элементов (обратите внимание - оно двустороннее) показано на следующем эскизе.

Размещение компонентов
Размещение компонентов на плате

На эскизе HL1HL10 не обозначены из-за нехватки места. Светодиод HL15 установить так, чтобы его «зеленый» кристалл подключался к выводу 16 DD1. К «заостренному» концу платы припаивается щуп-игла, а к клеммам Х1 и Х2 на противоположной стороне – провода с крокодилами на концах (желательно разного цвета). Прибор не боится случайной переполюсовки питания крокодилов благодаря диоду VD1 (типа 1N400x). Диоды VD2 и VD3 – любые малогабаритные, например типа КД521, КД522 и т.п. Конденсаторы – малогабаритные керамические.

Собранная плата помещается в подходящий корпус: это может быть маркер, футляр от зубной щетки и т.п.

Пользоваться пробником очень просто: устанавливаем требуемый режим работы индикатора нажатием единственной кнопки, потом тыкаем щупом в нужную точку схемы и наблюдаем за показаниями светодиодов. Для пущего удобства рекомендуется оформить «лицевую панель» устройства следующим образом:

Лицевая панель
Эскиз лицевой панели пробника

4 светодиода (на рисунке они условно показаны разноцветными, но это не обязательно), обозначенные символами GFUL, символизируют режим работы:

  • L – логический пробник,

  • U – вольтметр постоянного тока,

  • F – частотомер с автоматическим выбором диапазона,

  • G – генератор прямоугольных импульсов с фиксированными частотами.

 

Нажатием на кнопку (на эскизе выше она коричневого цвета) можно выбрать нужный режим.

Двухцветный светодиод поможет определиться со значением параметров, отображаемым на шкале из 10 светодиодов, помеченных цифрами от 1 до 10.

В режиме логического пробника индикация следующая:

  • Уровень логического нуля LOW – светятся три светодиода 1…3

  • Уровень логической единицы HIGH – светятся три светодиода 8..10

  • Неопределенный уровень (Z-состояние) – светятся 2 светодиода в центре шкалы 5 и 6.

Логические уровни индицируются в примерно следующих диапазонах входных сигналов: LOW – 0…0,7В, HIGH – 2…5В, Z – остальной участок диапазона (это практически соответствует ТТЛ-уровням). В перспективе можно придумать новые прошивки, которые позволят правильно индицировать и КМОП-уровни в диапазоне от 0 до 15В. Если в исследуемой точке присутствуют импульсные сигналы, то пробник дополнительно сигнализирует о наличии фронтов импульсов – загораются светодиоды 4…7, причем так, что хорошо понятно, какой именно фронт обнаружен – из 0 в 1 или наоборот. Если импульсы редкие, можно наблюдать и смену логических уровней, если же частота импульсов высока – свечение всех светодиодов сливается. Палочка уверенно обнаруживает одиночные короткие импульсы любой логической полярности (типа Image или Image), причем длительность импульса может быть менее 1 микросекунды – не всякий осциллограф способен зафиксировать одиночный импульс такой длительности! В режиме вольтметра на шкале высвечивается один светодиод, символизируя стрелку прибора. Нулевое напряжение соответствует отсутствию свечения на шкале (может светиться первый). Двухцветный светодиод отражает множитель шкалы N: если он не светится, то N=0.3, если светится зеленым цветом – N=1, если желтымN=3. При перегрузке, т.е. когда исследуемое напряжение более 30В, на шкале высвечивается пунктирчик. Точность вольтметра вполне достаточна для оценки «годен-негоден» узлов и каскадов как цифровых, так и аналоговых схем (ошибка не более 1 «деления» шкалы). Подкорректировать показания (т.е. «вогнать в шкалу») можно подбором сопротивлений R3 (первый диапазон), R6 (второй диапазон) и R5 (третий) – при уменьшении сопротивления чувствительность прибора снижается. Входное сопротивление вольтметра – не менее 20К. На переменное напряжение прибор реагирует хаотическим свечением нескольких светодиодов на шкале.

 

В режиме частотомера устройство реагирует на логические уровни, т.е. минимальная амплитуда исследуемых импульсов должна быть более 3В (импульсы в цифровых схемах). Аналогично режиму вольтметра на шкале отображается значение, которое надо умножить на множитель 10N (где N определятся цветом светодиода): нет свечения – N=1, зеленыйN=2, желтыйN=3 и красныйN=4. Таким образом имеем 4 диапазона измерения: десятки, сотни, тысячи и десятки тысяч герц. Если частота исследуемого сигнала превосходит 100 кГц – на шкале высвечивается «пунктирчик», сигнализирующий о перегрузке. Обратите внимание: 4 диапазона «соприкасаются» крайними значениями, т.е., например, 1000 Гц соответствует показанию 10 во втором диапазоне или 1 в третьем. Пробник имеет следующую особенность: индицируется всегда ближайшее меньшее или равное к реальной частоте значение, т.е. если на шкале 10 во втором диапазоне – то реальная частота не выше 1000 Гц, а если 1 в третьем – реальная частота выше 1000 Гц. Показания на шкале обновляются каждую секунду. Погрешность при измерении частоты – не хуже 1-го «деления» шкалы.

Последний режим – режим генератора. Пробник в этом случае формирует прямоугольные импульсы (меандр), частота которых отсчитывается по шкале, аналогично режиму частотомера. Однако есть одна важная особенность. Когда кнопкой выбирается режим генератора, по шкале начинает бегать светящийся огонек, при этом по достижении им края шкалы происходит переключение диапазона шкалы, и огонек снова бежит от ее начала. Таким образом, этот «бегущий» огонек пробегает весь диапазон генерации – от 10 Гц до 100 кГц. Когда на шкале будет присутствовать нужная вам частота – нажмите кнопку еще раз: огонек остановится, а на щупе будут присутствовать прямоугольные импульсы заданной частоты (кстати, в процессе «бежания» на щупе так же присутствуют импульсы соответственно меняющейся частоты). Точность генерируемой частоты – не хуже 1%, амплитуда импульсов – не менее 3В. В режиме генератора прибор не боится замыканий щупа на «землю» или «питание» (его выходное сопротивление более 20К).

Устройство допускает кратковременные прикосновения к точкам с постоянным напряжением до 50В, но злоупотреблять этим не следует. Прикасаться к точкам с отрицательным (относительно общего провода схемы) или переменным напряжением более 5В не рекомендуется. Напряжение питания может быть от 4 до 30В, не более.

Вид сверху
Вид готового устройства сверху

Вид снизу
Вид собранного устройства снизу

Я изготовил экспериментальный вариант этого устройства – см. фото. Там изображена несколько иная плата, т.к. первоначально узел питания был другим (без 78L05), однако испытания показали, что в этом случае минимальное напряжение питания составляет 6В, схема была изменена: микросхему напаял «навесом» на старую плату, проверил – работает, но эстетика пропала… Новую плату развел, а старую решил не переделывать и не переснимать.

Я использовал для шкалы светодиоды КИПД28Д2-К (прямоугольные). Если станете повторять – рекомендую закрасить черным маркером боковые грани таких светодиодов, т.к. без этого происходит «засветка» соседних.

Все необходимые файлы (прошивка, схема, чертежи печатной платы) можно как обычно скачать из файлового архива.

 

 

P.S. После подачи питания на индикаторах присутствует "хаотическое" мерцание светодиодов, которое прекращается после нажатия на кнопку. Это не неисправность - это "приветствие" пробника. Если помахать устройством перед носом, можно увидеть примерно следующее (снимал мобильником, извините за качество):

Image

 

 


Добавить в любимые (4) | Просмотров: 64555

  Коментарии (19)
 1 Написал(а) Igor, в 20:04 19.03.2008
Рожица светящаяса - здорово !
 2 Написал(а) Андрей, в 08:12 04.04.2008
Увидел, схемка понравилась, собрал... 
В принципе работает отлично, единственное врет вольтметр деления на 4 
и непонятка с уровнями на пробнике ...
 3 Написал(а) Андрей, в 08:16 04.04.2008
Да, забыл, хотелось бы на исходники глянуть. 
Нуууу хоть одним глазом, пожалста, если это возможно сбрось на 
почту Этот e-mail защищен от спам-ботов. Для его просмотра в вашем браузере должна быть включена поддержка Java-script
 4 Написал(а) ARV, в 10:52 04.04.2008
[B]вольтметр врать не должен[/B] - проверял как в протеусе, так и в реальной схеме (той, с которой снимал мордочку). конечно, это не настоящий прибор, но для оценки уровня - точность приемлемая (1 деление). исходника нет и не будет, извините. что касается непоняток - вроде бы все описал подробно, если будут проблемы/вопросы - [B]задавайте их не здесь, а на форуме[/B].
 5 Написал(а) Kostya, в 19:35 15.05.2008
вопрос а не ли случайно печатки в sprint-layout, или в каком то формате где слои наложенны, совмещены, пытаюсь навести ее в спринте и что то запутался, гляжу и на монтажку и на фото.... :x  
я просто лутом давно не пользуюсь.
 6 Написал(а) ARV, в 21:09 15.05.2008
Все есть в OrCAD
 7 Написал(а) ARV, в 22:20 17.05.2008
архив проекта в OrCAD с бонусом размещен в файлохранилище, там же, где и другие файлы к этому проекту. пользуйтесь на здоровье!
 8 Написал(а) Макс, в 16:17 18.12.2009
Хотелось бы взглянуть на программу устройства, если несложно пришлите на Этот e-mail защищен от спам-ботов. Для его просмотра в вашем браузере должна быть включена поддержка Java-script
 9 Написал(а) OLEG, в 11:27 23.03.2010
Интересный приборчик! Буду собирать!
 10 Написал(а) Антон, в 10:51 16.04.2010
Собрал сей девайс навесным монтажом в корпусе от 10мл шприца, под резинкой от поршня спрятал кнопку - работает на отлично. От себя добавлю: резисторы R1 и R2 лишние, а по питанию к 78L05 лучше добавить электролитических конденсаторов, в противном случае при питании от 10В и выше могут быть сбои.
 11 Написал(а) Антон, в 20:00 16.04.2010
Проверил осциллографом генератор и несколько разочаровался, привожу отклонения ниже: 
должно быть (на самом деле) 
30Гц(21,9Гц),60Гц(29,6Гц),70Гц(4,4кГц),100Гц(90,6Гц); 
200Гц(123Гц),600Гц(2,2кГц),900Гц(606Гц),1000Гц(920Гц); 
2кГц(68кГц),5кГц(3,9кГц),7кГц(4,8кГц),10кГц(9кГц); 
100кГц(540Гц). Замерял при разных питающих напряжениях. Поправьте прошивку пожалуйста.
 12 Написал(а) Антон, в 15:53 16.05.2010
Кстати, на фото пробника голубые с полосками кажись индуктивности (именно они голубые).
 13 Написал(а) Вячеслав, в 21:08 27.05.2010
Попробовать бы собрать,но мнения противоречивы по точности-вопрос тому кто собирал,как точность?
 14 Написал(а) Антон, в 11:03 28.05.2010
Точность на высоте (вольтметр и частотомер проверял на лабораторных), только генератор подкачал, но можно с этим смириться, зная где какие частоты (см. выше) - для настройки аппаратуры более чем достаточно. Кстати фото моего девайса на форуме. Жду обновления прошивки :)
 15 Написал(а) Антон, в 15:00 28.05.2010
Точность измерений в моём варианте оказалась на высоте, а зная частоты генератора сигналов (на форуме выложил полный расклад) проблем и с ним нет.
 16 Написал(а) Андрей, в 22:42 05.06.2011
собрал сей девайс,работает только генератор,вольтметр вообще молчит,лог пробник постоянно светит 1-6 светодиодами,частотомер чтото меряет сам по себе,но при включении такуюже рожу корчит.В чем дело? Мой mail: Этот e-mail защищен от спам-ботов. Для его просмотра в вашем браузере должна быть включена поддержка Java-script
 17 Написал(а) Андрей, в 09:01 06.06.2011
Неужели у всех он с этой программой работает???Лично у меня при правильном монтаже и проивке работает "рожа" при вклучении и генератор,остальное пееключаетса но светодиоды в режиме пробника логики горят по 7й,в режиме вольтметра и частотомера непытаютса гореть,но во всех режимах на щупе есть звуковая частота.В чём дело???
 18 Написал(а) ARV, в 19:11 06.06.2011
Вопросы - на форум!!!!
 19 Написал(а) pictele, в 21:06 08.08.2011
Вот спасибо,Роман. 
Как раз нужен такой пробник.Собрался сам городить. 
Надо проверить с сотню плат.А фирменные все такие неторопливые. 
Завтра изготовлю.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять коментарии.
Пожалуйста зарегистрируйтесь или войдите в ваш аккаунт.

 
« Пред.   След. »
Полезные материалы по сходным темам
BannerFans.com