I det dagliga arbetet behöver elektriker ofta göra spänningsmätningar och testa kretsar och ledningar för integritet. Ibland behöver du bara ta reda på om en given elinstallation är strömförande, om uttaget är strömlöst, till exempel innan du byter det, och liknande fall. Ett universellt alternativ som är lämpligt för att göra alla dessa mätningar är att använda en digital multimeter, eller åtminstone en vanlig pekare sovjetisk ABO-mätare, ofta kallad " Tseshka”.

Detta namn kom in i vårt tal från namngivningen av enheten Ts-20 och nyare versioner av sovjetisk produktion. Ja, modernt digital multimeter en mycket bra sak, och lämpar sig för de flesta mätningar som utförs av elektriker, med undantag för specialiserade sådana, men ofta behöver vi inte all funktionalitet hos en multimeter. Elektriker har ofta med sig, vilket är en enkel kontinuitetstestare, driven av batterier, och som indikerar kontinuiteten i kretsen på en LED eller glödlampa.

Bilden ovan visar en tvåpolig spänningsindikator. Och för att kontrollera närvaron av en fas, använd en indikator med en skruvmejsel. Tvåpoliga indikatorer används också, med en indikering, som i fallet med en skruvmejselindikator, på en neonlampa. Men vi lever nu på 2000-talet, och elektriker använde dessa metoder på 70- och 80-talen av förra seklet. Nu är allt detta sedan länge föråldrat. De som inte vill bry sig om tillverkningen kan köpa en enhet i butiken som låter dig ringa kretsar, och den kan också visa, genom att tända en viss lysdiod, det ungefärliga spänningsvärdet i kretsen som testas. Ibland finns det en inbyggd funktion för att detektera diodpolaritet.

Men en sådan enhet är inte billig, jag såg den nyligen i en radiobutik till ett pris av cirka 300 och med utökad funktionalitet - 400 rubel. Ja, enheten är bra, det finns inga ord, multifunktionell, men bland elektriker finns det ofta kreativa människor som har kunskaper om elektronik som går åtminstone minimalt utanför ramarna för grundkurs högskola eller teknisk skola. Den här artikeln skrevs för sådana människor, eftersom dessa människor som har satt ihop minst en eller ett par enheter med sina egna händer, de kan vanligtvis uppskatta skillnaden i kostnaden för radiokomponenter och den färdiga enheten. Jag kan berätta av min egen erfarenhet, om det naturligtvis är möjligt att välja ett fodral för enheten, kan skillnaden i kostnad vara 3, 5 eller fler gånger lägre. Ja, du kommer att behöva ägna kvällen åt att sätta ihop det, lära dig något nytt för dig själv, något du inte visste förut, men den här kunskapen är värd den tid som spenderas. För kunniga människor, radioamatörer, har det länge varit känt att elektronik i ett visst fall inte är något annat än att sätta ihop ett slags LEGO-set, om än med sina egna regler, som kommer att ta lite tid att bemästra. Men du kommer att ha möjlighet att självständigt montera och vid behov reparera eventuella elektronisk anordning, initial, och med förvärv av erfarenhet och genomsnittlig komplexitet. En sådan övergång, från en elektriker till en radioamatör, underlättas av det faktum att elektrikern redan har i huvudet den bas som krävs för studier, eller åtminstone en del av den.

Schematiska diagram

Låt oss gå från ord till handling, jag kommer att ge flera sondkretsar som kan vara användbara i elektrikers arbete och kommer att vara användbara för vanliga människor när de utför ledningar och andra liknande fall. Låt oss gå från enkla till komplexa. Nedan är ett diagram över en enkel sond- bågar på en transistor:

Denna sond låter dig testa ledningar för kontinuitet, kretsar för närvaro eller frånvaro av kortslutning och, om nödvändigt, även spår på ett kretskort. Resistansområdet för den uppringda kretsen är brett, från noll till 500 ohm eller mer. Detta är skillnaden mellan den här sonden och arkaden, som bara innehåller en glödlampa med ett batteri, eller en lysdiod kopplad till ett batteri, som inte fungerar med motstånd från 50 Ohm. Kretsen är mycket enkel och kan monteras även genom ytmontering, utan att besväras med etsning och montering på ett kretskort. Även om det finns folie-PCB tillgängligt och erfarenheten tillåter, är det bättre att montera en sond på kortet. Praxis visar att enheter monterade med ytmontering kan sluta fungera efter första nedgången, medan detta inte kommer att påverka en enhet monterad på ett kretskort, såvida inte, naturligtvis, lödningen gjordes effektivt. Under är tryckt kretskort av detta prov:

Den kan göras antingen genom etsning eller, på grund av designens enkelhet, genom att separera spåren på brädan från varandra med ett spår med en skärare gjord av ett bågfil. En bräda gjord på detta sätt kommer inte att ha sämre kvalitet än en etsad. Naturligtvis, innan du sätter på ström till sonden, måste du se till att det inte finns någon kortslutning mellan sektioner av kortet, till exempel genom att testa.

Andra provalternativet, som kombinerar testfunktioner som tillåter testning av kretsar upp till 150 kiloOhm, och är till och med lämplig för att testa motstånd, startspolar, transformatorlindningar, drossel och liknande. Och en spänningsindikator, både lik- och växelström. På DC Spänningen visas från 5 volt till 48, eventuellt mer, jag har inte kollat. Växelström visar 220 och 380 volt enkelt.
Nedan är PCB för denna sond:

Indikering sker genom att två lysdioder tänds, grönt vid uppringning och grönt och rött när spänning finns. Sonden låter dig också bestämma polariteten för spänningen vid likström, lysdioderna lyser endast när probproberna är anslutna i enlighet med polariteten. En av fördelarna med enheten är den fullständiga frånvaron av några omkopplare, till exempel gränsen för den uppmätta spänningen eller uppringningslägen - spänningsindikering. Det vill säga enheten fungerar i båda lägena samtidigt. I följande figur kan du se ett foto av den monterade sonden:

Jag samlade 2 sådana prober, båda fungerar fortfarande bra. En vän till mig använder en av dem.

Tredje provalternativet, som endast kan ringa kretsar, ledningar, spår på ett kretskort, men inte kan användas som spänningsindikator, är en ljudsond, med extra LED-indikering. Nedan är dess schematiska diagram:

Jag tror att alla har använt ljuduppringning på en multimeter, och de vet hur bekvämt det är. När du ringer ett samtal behöver du inte titta på enhetens skala eller display, eller på lysdioderna, som gjordes i tidigare sonder. Om vår krets ringer hörs ett pipljud med en frekvens på cirka 1000 Hertz och lysdioden tänds. Dessutom låter den här enheten, liksom de tidigare, ringa kretsar, spolar, transformatorer och motstånd med ett motstånd på upp till 600 ohm, vilket är tillräckligt i de flesta fall.

Bilden ovan visar ljudprobens kretskort. Ljuduppringningen av en multimeter fungerar som bekant bara med motstånd upp till maximalt tio ohm eller lite mer, denna enhet tillåter uppringning i ett mycket större spektrum av motstånd. Nedan kan du se ett foto på ljudsonden:

För anslutning till kretsen som mäts har denna sond 2 uttag som är kompatibla med multimetersonder. Jag har själv monterat alla tre sonderna som beskrivs ovan och jag garanterar att kretsarna fungerar till 100%, inte behöver justeras och börjar arbeta direkt efter montering. Det är inte möjligt att visa ett foto av den första versionen av samplern, eftersom denna sampler nyligen gavs till en vän. Tryckta kretskort för alla dessa sonder för sprint-layout-programmet kan laddas ner i arkivet i slutet av artikeln. Även i tidningen Radio och på resurser på Internet kan du hitta många andra sondkretsar, ibland levererade direkt med tryckta kretskort. Här är bara några av dem:

Enheten kräver ingen strömkälla och fungerar när man ringer från laddningen av en elektrolytisk kondensator. För att göra detta måste enhetens prober anslutas till ett uttag under en kort stund. Vid ringning lyser LED 5, spänningsindikering LED4 är 36 V, LED3 är 110 V, LED2 är 220 V, LED1 är 380 V och LED6 är en polaritetsindikering. Det ser ut som att den här enheten liknar funktionaliteten av installationsexemplet som visas i början av artikeln på bilden.

Figuren ovan visar ett diagram över en sond - en fasindikator, som låter dig hitta fasen, ringkretsar upp till 500 kiloOhm och bestämma upp till 400 volt, såväl som spänningspolaritet. För min egen räkning kommer jag att säga att det är möjligt att använda en sådan sond mindre bekväm än den som beskrivs ovan och som har 2 lysdioder för indikering. Eftersom det inte finns någon klar säkerhet om vad denna sond visar i det här ögonblicket, närvaron av spänning eller det faktum att kretsen ringer. Av dess fördelar kan jag bara nämna att den kan bestämma, som redan skrivits ovan, en fastråd.

Och i slutet av recensionen kommer jag att ge ett foto och diagram av en enkel sond, i en markörkropp, som jag monterade för länge sedan, och som vilken skolbarn eller hemmafru som helst kan montera om behovet uppstår :) Denna sond kommer att vara användbar på gården, om du inte har en multimeter, för att testa ledningar, bestämma funktionaliteten hos säkringar och liknande.

Figuren ovan visar ett diagram över denna sond som jag ritade, så att vem som helst, även någon som inte kan en skolfysikkurs, skulle kunna sätta ihop den. Lysdioden för denna krets måste tas från Sovjetunionen, AL307, som lyser med en spänning på 1,5 volt. Jag tror, ​​efter att ha läst den här recensionen, kommer varje elektriker att kunna välja en provtagare enligt hans smak och grad av komplexitet. Författare till artikeln AKV.

Diskutera artikeln GRANSKNING AV ELEKTRISKA TEST

I den här artikeln vill jag visa dig hur man gör en enkel testare för NPN-transistorer strukturer, med dina egna händer. Om du monterar en krets och vill använda begagnade transistorer i den, kan du enkelt kontrollera dess prestanda med denna testare! Detta diagram hittades på en amerikansk webbplats, översatt och publicerat! 2 program erbjuds.

Jag ska berätta i ett nötskal, för de som inte vet hur en transistor fungerar. I själva verket, enkelt uttryckt, är en transistor inget annat än en mikrobrytare, bara den styrs av ström. Transistorn har 3 terminaler, emitter-bas-kollektor. För att transistorn ska fungera tillförs en liten ström till basen, transistorn öppnar sig och kan passera mer ström genom emittern och kollektorn. Med hjälp av den föreslagna testaren kan du kontrollera om transistorn har några defekter.

Transistortestkrets 1

Delarlista

• Motstånd 330 Ohm - 1 st.
• Motstånd 22 kOhm - 1 st.
• LED - 1 st.
• Krona 9 Volt - 1 st.
• Kretskort
• Kronstämplar

Löd alla delar på en bit kretskort. Kontakterna för att ansluta transistorn som testas kan vara gjorda av tjock tråd, eller bäst av allt, bita av benen från ett kraftfullt motstånd, dela dem i 3 lika delar och löd dem till brädet.

Nedan finns en färdig testare med ansluten transistor. Som du kan se är lysdioden på, vilket betyder att transistorn är öppen, ström flyter, vilket betyder att den fungerar. Om lysdioden inte tänds går den inte längre att använda.

Jag uppmärksammar er på en utveckling som kommer att göra livet enklare för människor som är involverade i installationen av flerkärniga kablar. Det här ämnet är inte nytt, men jag ville göra något eget. Och idén till enheten föreslogs av min arbetskollega. Han utför ofta installationsarbete och han behöver verkligen en sådan apparat. Kabeltestaren består av en sändare som har 22 stift och genererar 22 digitala värden från 1 till 22, och en mottagare som känner igen dessa värden och visar dem på indikatorn. Det är väldigt enkelt att använda enheten: på ena sidan av kabeln som kallas ansluter vi sändarens digitala terminaler och den gemensamma till de nödvändiga kärnorna, som kan anslutas antingen till kabelskärmen eller till en färgad kärna så att den skulle vara lättare att hitta den i andra änden av kabeln. Å andra sidan, anslut den gemensamma mottagaren, och med ingången rör vi varje kabelkärna i tur och ordning och tittar på indikatorn. När mottagaren känner igen den tillförda signalen från sändaren kommer ett digitalt värde att visas på indikatorn.

Här är sändardiagrammet

Färdigt PCB

Och ett foto på enheten i fodralet.

Här är mottagarkretsen

En sådan kaotisk anslutning av 7-segmentsindikatorn orsakas av det faktum att det tryckta kretskortet ritades först och det var bekvämt att ordna ledarna från indikatorn till mikrokretsarna.

Mottagare PCB

När mottagaren är påslagen visas streck på indikatorn tills en signal tas emot från sändaren

Här är ett foto på enheten i aktion

Mottagaren kände igen den första utgången från sändaren

Ytterligare ett foto av enheten i drift

Mottagaren kände igen stift 16 på sändaren.

Tyvärr med mottagarens hölje fråga c löstes inte och enheten testades som visas på bilden. När det gäller mottagarens display, ska jag säga några ord: om värdet som tillförs mottagaren är mindre än 10, slocknar den första siffran som indikerar tiotalet. Detta görs för att spara lite batteri. Under fälttester visade enheten följande resultat: längden på den testade kabeln var 850 meter (det gick inte att hitta en längre), det maximala linjemotståndet var 3 kOhm.

När det gäller MK firmware. Jag blinkade programmet: sändarkontrollern blinkar till den interna oscillatorn vid 8 MHz, resten är som standard. Mottagaren är kopplad för 9,6 MHz samt en intern oscillator, resten är standard.

När de är korrekt installerade börjar enheterna att fungera omedelbart.

På grund av många förfrågningar lade jag upp en video av den nya versionen av enheten i drift.

Lista över radioelement

Beteckning	Typ	Valör	Kvantitet	Notera	affär	Mitt anteckningsblock
IC1	MK AVR 8-bitars	ATmega8	1			Till anteckningsblock
	Linjär regulator	LM78M05	1			Till anteckningsblock
	Komposittransistor	ULN2003	4			Till anteckningsblock
	Diod	M7	1			Till anteckningsblock
HL1	Ljusdiod		1			Till anteckningsblock
	Kondensator	0,1 µF	1			Till anteckningsblock
	Elektrolytkondensator	0,22 µF	1			Till anteckningsblock
	Motstånd	240 Ohm	3			Till anteckningsblock
	Motstånd	10 kOhm	1			Till anteckningsblock
Allmänt, 1-22	Terminalklämma		23			Till anteckningsblock
SA1	Växla		1			Till anteckningsblock
B1	Batteri	9 V	1			Till anteckningsblock
	Mottagarkrets.
IC1	MK AVR 8-bitars	ATtiny13	1			Till anteckningsblock
DD1, DD2	Skift register	SN74HC595	2			Till anteckningsblock
VR1	Linjär regulator	LM7805	1			Till anteckningsblock
OC1	Optokopplare	PC817	1			Till anteckningsblock
VD1	Zenerdiod	5,1 V	1			Till anteckningsblock
D1	Likriktardiod	1N4001	1			Till anteckningsblock
R1, R4-R17	Motstånd	240 Ohm	15			Till anteckningsblock
R2	Motstånd	4,7 kOhm	1

Problemet med att testa nylagt lokalt nätverk alltid relevant. En gång i tiden stötte jag på en hårdvara som heter "Rapport II", som generellt sett är en testare för CCTV-system, men tvinnat par Han vet också hur man ringer. Den hårdvaran dog för länge sedan, men intrycket kvarstår: när man testade en partvinnad kabel visade den inte bara polaritetsomkastning och frånkoppling, utan ett exakt krympningsmönster! Till exempel, för en crossover såg det ut som 1 → 3, 2 → 6, 3 → 1, och så vidare.
Men att betala cirka 800 icke-ryska rubel för en enhet där jag faktiskt bara kommer att använda en funktion? Ursäkta mig! Hur fungerar det, kanske är det lättare att göra det själv? Google i handen, och... fullständig besvikelse. Sökutgången består av 80 % LED-blinkande lampor på skift register/ AVR / PIC / din egen version, och 20 % från de genomtänkta diskussionerna av forumguruer om ämnet "köp %name_of_cool_hardware_for_100499.99_evergreen% och oroa dig inte." Därför vill jag erbjuda habra-gemenskapen min lösning på detta problem i DIY-stil. Om någon är intresserad, se klippet nedan (var försiktig, det finns många bilder!).

Inledande

Att bestämma det exakta kabelpressningsmönstret är obligatoriskt.
All information visas från testarsidan. Inga blinkande lysdioder på svarsdelen. Antag att svarsdelen är i händerna på en apa, och inte ens en cirkus, och bara tack vare den senaste tekniken Apan tränades att använda borrhammar och korskopplingskablar i uttag. Eller, för att uttrycka det lite mer vetenskapligt: ​​responsdelen är helt passiv.

Hårdvara

Funktionsprincip: svarsdelen är en uppsättning motstånd av olika värden. Låt oss mäta dem. Genom att känna till deras betyg och ledningarna för den passande delen kan vi ta reda på exakt hur kabeln korsas. Nedan finns ett diagram över enheten (alla illustrationer är klickbara). Specifika motståndsvärden valdes baserat på tillgänglighet i butiken snarare än medvetet, även om en del av Fibonacci-serien erhölls.

Testarens arbete är uppdelat i flera steg, som upprepas cykliskt.

Steg 1: Inledande kontroller

• Låt oss kolla om någon aktiv utrustning. Vi överför alla styrledningar (port C, låt mig påminna er) till Hi-Z-tillståndet, mäter spänningen på alla ledningar. De bör vara nära noll. Annars förstår vi att allt är anslutet på andra sidan av tråden, men inte vår motsvarighet, och det är ingen idé att fortsätta vidare. Men det är vettigt att informera användaren om att "det finns spänning på linjen!"
• Låt oss kontrollera signalnivån på PB2. Om det finns 0 är batteriet urladdat. Vi kommer att rapportera problemet till användaren, om allt är OK, gå vidare.

Steg 2. Kontrollera ledningarnas integritet och förekomsten av kortslutningar

För var och en av de 8 raderna gör vi följande. Vi levererar +5V till den från port C, håller alla andra linjer i porten i ett högimpedanstillstånd och mäter spänningen på de återstående ledningarna. Om alla linjer har värden nära noll, är raden som studeras bruten. Om +5V också visas på en av ledningarna är detta en kortslutning. Normalt ser vi några mellanvärden.

Steg 3. Fastställande av korskopplingsschemat

Nu kommer vi till det mest intressanta. Efter att ha rensat bort alla uppenbart felaktiga linjer (brutna och kortslutna ledningar), fortsätter vi att mäta motståndet för de återstående linjerna (låt deras antal vara N, 0<= N <= 8). Введем обозначения:
R xy - motstånd mellan linjerna x och y.
R x är värdet på motståndet kopplat till linje x.
Det är tydligt att R xy = R x + R y

Genom att mäta resistansen mellan linjerna får vi ett system av linjära ekvationer. Genom att jämföra de erhållna värdena för R 1 ... R N med referensvärdena kommer vi att ta reda på korskopplingsschemat.

Motstånd är lätt att beräkna. Låt oss tillämpa en hög nivå på linje X, en låg nivå på linje Y, och lämna de andra raderna i port C i Hi-Z. I kretsen (se fig. 3) är spänningsfallet över det kända motståndet som bildas av parallellkopplingen av R1.Y och R2.Y enligt kretsen U 1, och vid det okända R xy sjunker det (U 2 - U 1). Detta betyder R xy = (R 1 || R 2) * (U 2 - U 1) / U 1.

Ris. 3. Motståndsmätningsprincip

Om N< 3 - мы бессильны. Мы можем произвести всего одно измерение сопротивления между ними, в то время, как имеем 2 неизвестных - сопротивление, подключенное к каждой из них. Система, в которой число уравнений меньше числа неизвестных, имеет бесконечное множество решений. Придется показать пользователю знаки вопроса на этих линиях - они вроде бы исправны, но выяснить схему кроссировки возможным не представляется.

När N = 3 har vi bara ett möjligt alternativ. Efter att ha mätt alla tillgängliga motstånd R 12, R 13, R 23 får vi systemet:
Ri + R2 = R12
R1 + R3 = R13
R2 + R3 = R23
Det är lätt att visa att:
R 1 = 1/2 * (R 12 + R 13 - R 23)
R2 = R12 - R1
R3 = R13 - R1.

Med b O Vid högre värden på N kan vi komponera ett ekvationssystem på många sätt, med mätningar av olika motstånd R xy. Vid första anblicken är det ingen skillnad i hur man väljer vilka resistanser som ska mätas. Djävulen sitter dock i detaljerna. Med hjälp av exemplet med N = 8 kommer jag att förklara vad jag menar. I den första implementeringen av algoritmen gjorde jag mätningar så här:
Ri + R2 = R12
R1 + R3 = R13
…
R1 + R8 = R18
R2 + R3 = R23
Lägger vi till de två första ekvationerna och subtraherar de sista får vi samma sak: 2R 1 = R 12 + R 13 - R 23, och vi hittar alla andra resistanser från ekvationerna 1 - 7, där R 1 redan är känd.

Problemet ligger i det faktum att med vissa typer av korskoppling visade sig värdet på R 1 vara stort (15 kOhm och över), och felet vid mätning av resistans ökar med dess ökning. Som ett resultat visade det sig att små resistanser i förhållande till R 1 med ett nominellt värde på 1-2 kOhm uppmättes med ett fel på 70-80%! För att säkerställa god noggrannhet bör vi självklart komponera systemet så att det i stället för R 1 finns en annan okänd, den minsta av alla. För att göra detta måste vi utföra alla möjliga mätningar (det är bra att det inte finns många av dem, i värsta fall 28). Faktum är att vi har erhållit en 8 x 8 matris, symmetrisk kring huvuddiagonalen (tydligt, R xy = R yx). Låt oss välja den minimala bland alla resultat, låt det vara R ij = R i + R j . I linje i finner vi R ik, så att R ik > R ij, men mindre än andra element i linjen. Vi får:
Ri + Rj = Rij
Ri + Rk = Rik
Rj + Rk = Rjk
Vi löser och hittar den minsta bland R i, R j, R k (låt oss anta att det visar sig vara R i). de återstående okända R x hittas från R x = R ix - R i .

Steg 4. Fastställande av eventuell brytpunkt

Smart och dyr hårdvara mäter avståndet till brytpunkten med hjälp av TDR. Svårt, dyrt, coolt. Våra förmågor är mycket mer blygsamma, och det är inte så ofta som vi behöver veta läget för en klippa ner till centimeter - vanligtvis en förståelse i stil med "precis bredvid mig", "i andra änden", "i mitten där väggen nyligen mejslades” är mer än tillräckligt. Så - mätning av kabelkapacitansen.

Vi konverterar alla linjer i port C, förutom den som är ansluten i kärnan där det finns ett avbrott, till Hi-Z. Vi applicerar +5V på kärnan och laddar den. Låt oss mäta spänningen på den, detta kommer att vara vår initiala U 0 . Konvertera alla linjer till Hi-Z. Kabelurladdningen börjar genom motstånd R2.X med ett motstånd på 1 MOhm. Efter att ha väntat 1 ms mäter vi spänningen på denna linje U.

Vi får inte glömma att kretsarna på kortet, kontakten osv. har också sin egen kapacitet, så enheten behöver kalibreras på ett par stycken kabel av olika längd. Jag fick 1710 pF vid noll längd, och kabelkapacitansen var 35 pF/m. Övning har visat att även om den ligger så är det inte mycket, med 10 procent. En situation som "var missade du kontakten, i garderoben på patchpanelen eller i uttaget? löst omedelbart.