Прибор для проверки полупроводниковых приборов на atmega8. Транзисторный тестер

Хочу поделится очень полезной для каждого радиолюбителя схемой, найденной на просторах интернета и успешно повторенную. Это действительно очень нужный прибор, имеющий много функций и собранный на основе недорогого микроконтроллера ATmega8. Деталей минимум, поэтому при наличии готового программатора собирается за вечер.

Данный тестер с высокой точностью определяет номера и типы выводов транзистора, тиристора, диода и т.д. Будет очень полезен как начинающему радиолюбителю, так и профессионалам.

Особенно незаменим он в тех случаях, когда имеются запасы транзисторов с полустёртой маркировкой, или если не получается найти даташит на какой-нибудь редкий китайский транзистор. Схема на рисунке, кликните для увеличения или скачайте архив:

Типы тестируемых радиоэлементов

Имя элемента - Индикация на дисплее :

NPN транзисторы - на дисплее "NPN"
- PNP транзисторы - на дисплее "PNP"
- N-канальные-обогащенные MOSFET - на дисплее "N-E-MOS"
- P-канальные-обогащенные MOSFET - на дисплее "P-E-MOS"
- N-канальные-обедненные MOSFET - на дисплее "N-D-MOS"
- P-канальные-обедненные MOSFET - на дисплее "P-D-MOS"
- N-канальные JFET - на дисплее "N-JFET"
- P-канальные JFET - на дисплее "P-JFET"
- Тиристоры - на дисплее "Tyrystor"
- Симисторы - на дисплее "Triak"
- Диоды - на дисплее "Diode"
- Двухкатодные сборки диодов - на дисплее "Double diode CK"
- Двуханодные сборки диодов - на дисплее "Double diode CA"
- Два последовательно соединенных диода - на дисплее "2 diode series"
- Диоды симметричные - на дисплее "Diode symmetric"
- Резисторы - диапазон от 0,5 К до 500К [K]
- Конденсаторы - диапазон от 0,2nF до 1000uF

Описание дополнительных параметров измерения:

H21e (коэффициент усиления по току) - диапазон до 10000
- (1-2-3) - порядок подключенных выводов элемента
- Наличие элементов защиты - диода - "Символ диода"
- Прямое напряжение – Uf
- Напряжение открытия (для MOSFET) - Vt
- Емкость затвора (для MOSFET) - C=

В списке приводится вариант отображения информации для английской прошивки. На момент написания статьи появилась русская прошивка, с которой всё стало гораздо понятнее. Скачать файлы для программирования контроллера ATmega8 можно тут.

Сама конструкция получается довольно компактной - примерно с пачку сигарет. Питание от батареи "крона" на 9В. Потребляемый ток 10-20мА.

Для удобства подключения испытуемых деталей, надо подобрать подходящий универсальный разъём. А лучше несколько - для различных типов радиодеталей.

Кстати, у многих радиолюбителей часто возникают проблемы с проверкой полевых транзисторов, в том числе с изолированным затвором. Имея данное устройство, вы сможете за пару секунд узнать и его цоколёвку, и работоспособность, и ёмкость перехода, и даже наличие встроенного защитного диода.

Планарные smd транзисторы тоже с трудом поддаются расшифровке. А многие радиодетали для поверхностного монтажа иногда не удаётся даже примерно определению - или то диод, или что ещё...

Что касается обычных резисторов, то и тут налицо превосходство нашего тестера над обычными омметрами, входящими в состав цифровых мультиметров DT. Здесь реализовано автоматическое переключение необходимого диапазона измерения.

Это касается и проверки конденсаторов - пикофарады, нанофарады, микрофарады. Просто подключите радиодеталь к гнёздам прибора и нажмите кнопку TEST - на экране сразу отобразится вся основная информация о элементе.

Готовый тестер можно разместить в любом небольшом пластмассовом корпусе. Устройство собрано и успешно испытано.

Но, среди радиодеталей есть и такие, проверить которые рядовым мультиметром сложно, а порой и невозможно. К таким можно отнести полевые транзисторы (как MOSFET , так и J-FET ). Также, обычный мультиметр не всегда имеет функцию замера ёмкости конденсаторов, в том числе и электролитических. И даже если таковая функция имеется, то прибор, как правило, не измеряет ещё один очень важный параметр электролитических конденсаторов - эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС или ESR ).

С недавнего времени стали доступны по цене универсальные измерители R, C, L и ESR. Многие из них обладают возможностью проверки практически всех ходовых радиодеталей.

Давайте узнаем, какими возможностями обладает такой тестер. На фото универсальный тестер R, C, L и ESR - MTester V2.07 (QS2015-T4). Он же LCR T4 Tester. Приобрёл я его на Алиэкспресс . Не удивляйтесь, что прибор без корпуса, с ним он стоит куда дороже. вариант без корпуса, а с корпусом.

Тестер радиодеталей собран на микроконтроллере Atmega328p. Также на печатной плате имеются SMD-транзисторы с маркировкой J6 (биполярный S9014), M6 (S9015), интегральный стабилизатор 78L05, TL431 - прецизионный регулятор напряжения (регулируемый стабилитрон), SMD-диоды 1N4148, кварц на 8,042 МГц. и "рассыпуха" - планарные конденсаторы и резисторы.

Прибор запитывается от батарейки на 9V (типоразмер 6F22). Впрочем, если такой нет под рукой, прибор можно запитать и от стабилизированного блока питания .

На печатной плате тестера установлена ZIF-панель. Рядом указаны цифры 1,2,3,1,1,1,1. Дополнительные клеммы верхнего ряда ZIF-панели (те, которые 1,1,1,1) дублируют клемму под номером 1. Это для того, чтобы было легче устанавливать детали с разнесёнными выводами. Кстати, стоит отметить, что нижний ряд клемм дублирует клеммы 2 и 3. Для 2 отведено 3 дополнительных клеммы, а для 3 уже 4. В этом можно убедиться, осмотрев разводку печатных проводников на другой стороне печатной платы.

Итак, каковы же возможности данного тестера?

Замер ёмкости и параметров электролитического конденсатора.

Также советую заглянуть на страничку, где рассказывается о разновидностях полевых транзисторов и их обозначении на схеме . Это поможет понять, что же вам показывает прибор.

Проверка биполярных транзисторов.

В качестве подопытного "кролика" возьмём наш КТ817Г. Как видим, у биполярных транзисторов измеряется коэффициент усиления hFE (он же h21э ) и напряжение смещения Б-Э (открытия транзистора) Uf . Для кремниевых биполярных транзисторов напряжение смещения находится в пределах 0,6 ~ 0,7 вольт. Для нашего КТ817Г оно составило 0,615 вольт (615mV).

Составные биполярные транзисторы тоже распознаёт. Вот только параметрам на дисплее я бы верить не стал. Ну, действительно. Не может составной транзистор иметь коэффициент усиления hFE = 37. Для КТ973А минимальный hFE должен быть не менее 750.

Как оказалось, структуру для КТ973А (PNP) и КТ972А (NPN) определяет верно. Но вот всё остальное замеряет некорректно.

Стоит учесть, что если хотя бы один из переходов транзистора пробит, то тестер может определить его как диод.

Проверка диодов универсальным тестером.

Образец для испытаний - диод 1N4007.

Для диодов указывается падение напряжения на p-n переходе в открытом состоянии Uf . В техдокументации на диоды указывается как V F - Forward Voltage (иногда V FM ). Замечу, что при разном прямом токе через диод величина этого параметра также меняется.

Для данного диода 1N4007 : V F =677mV (0,677V). Это нормальное значение для низкочастотного выпрямительного диода. А вот у диодов Шоттки это значение ниже, поэтому их и рекомендуют применять в устройствах с низковольтным автономным питанием.

Кроме этого тестер замеряет и ёмкость p-n перехода (C =8pF).

Результат проверки диода КД106А. Как видим, ёмкость перехода у него во много раз больше, чем у диода 1N4007. Аж 184 пикофарады!

Если вместо диода установить светодиод и включить проверку, то во время тестирования он будет задорно помигивать.

Для светодиодов тестер показывает ёмкость перехода и минимальное напряжение, при котором светодиод открывается и начинает излучать. Конкретно для этого красного светодиода оно составило Uf = 1,84V.

Как оказалось, универсальный тестер справляется и с проверкой сдвоенных диодов, которые можно встретить в компьютерных блоках питания, преобразователях напряжения автоусилителей, всевозможных блоках питания.

Проверка сдвоенного диода MBR20100CT .

Тестер показывает падение напряжения на каждом из диодов Uf = 299mV (в даташитах указывается как V F ), а также цоколёвку. Не забываем, что сдвоенные диоды бывают как с общим анодом, так и общим катодом.

Проверка резисторов.

Данный тестер отлично справляется с замером сопротивления резисторов, в том числе переменных и подстроечных. Вот так прибор определяет подстроечный резистор типа 3296 на 1 кОм. На дисплее переменный или подстроечный резистор отображается в виде двух резисторов, что не удивительно.

Также можно проверить постоянные резисторы с сопротивлением вплоть до долей ома. Вот пример. Резистор сопротивлением 0,1 Ома (R10).

Замер индуктивности катушек и дросселей.

На практике не менее востребована функция замера индуктивности у катушек и дросселей . И если на крупногабаритных изделиях наносят маркировку с указанием параметров, то вот на малогабаритных и SMD-индуктивностях такой маркировки нет. Прибор поможет и в этом случае.

На дисплее результат измерения параметров дросселя на 330 мкГ (0,33 миллиГенри).

Кроме индуктивности дросселя (0,3 мГ) тестер определил его сопротивление постоянному току - 1 Ом (1,0Ω).

Маломощные симисторы данный тестер проверяет без проблем. Я, например, проверял им MCR22-8 .

А вот более мощный тиристор BT151-800R в корпусе TO-220 прибор протестировать не смог и отобразил на дисплее надпись "? No, unknown or damaged part" , что в вольном переводе означает "Отсутствует, неизвестная или повреждённая деталь".

Кроме всего прочего, универсальный тестер может замерять напряжение батареек и аккумуляторов.

Я был обрадован ещё и тем, что данным прибором можно проверить оптопары. Правда, проверить такие «составные» детали можно только в несколько этапов, поскольку они состоят минимум из двух изолированных между собой частей.

Покажу на примере. Вот внутреннее устройство оптопары TLP627.

Излучающий диод подключается к выводам 1 и 2. Подключим их к клеммам прибора и посмотрим, что он нам покажет.

Как видим, тестер определил, что к его клеммам подключили диод и отобразил напряжение, при котором он начинает излучать Uf = 1,15V. Далее подключаем к тестеру 3 и 4 выводы оптопары.

На этот раз тестер определил, что к нему подключили обычный диод. В этом нет ничего удивительного. Взгляните на внутреннюю структуру оптопары TLP627 и вы увидите, что к выводам эмиттера и коллектора фототранзистора подключен диод. Он шунтирует выводы транзистора и тестер "видит" только его.

Так мы проверили исправность оптопары TLP627. Похожим образом мне удалось проверить и маломощное твёрдотельное реле типа К293КП17Р.

Теперь расскажу о том, какие детали этим тестером НЕ проверить.

Мощные тиристоры. При проверке тиристора BT151-800R прибор показал на дисплее биполярный транзистор с нулевыми значениями hFE и Uf. Другой экземпляр тиристора определил как неисправный. Возможно, это действительно так и есть;

Стабилитроны . Определяет как диод. Основных параметров стабилитрона вы не получите, но можно удостовериться в целостности P-N перехода. Производителем заявлено корректное распознавание стабилитронов с напряжением стабилизации менее 4,5V.
При ремонте всё-таки рекомендую не полагаться на показания прибора, а заменять стабилитрон новым, так как бывает, что стабилитроны исправны, но напряжение стабилизации «гуляет»;

Любые микросхемы, такие как интегральные стабилизаторы 78L05, 79L05 и им подобные. Думаю, пояснения излишни;

Динисторы . Собственно, это понятно, так как динистор открывается только при напряжении в несколько десятков вольт, например, 32V, как у распространённого DB3;

Ионисторы прибор также не распознаёт. Видимо из-за большого времени заряда;

Варисторы определяет как конденсаторы;

Однонаправленные супрессоры определяет как диоды.

Универсальный тестер не останется без дела у любого радиолюбителя, а радиомеханикам сэкономит кучу времени и денег.

Стоит понимать, что при проверке неисправных полупроводниковых элементов, прибор может определить тип элемента некорректно. Так, биполярный транзистор с одним пробитым p-n переходом, он может определить как диод. А вздувшийся электролитический конденсатор с огромной утечкой распознать как два встречно-включенных диода. Такое бывало. Думаю, не надо объяснять, что это свидетельствует о негодности радиодетали.

Но, стоит учесть тот факт, что также имеет место и некорректное определение значений из-за плохого контакта выводов детали в ZIF-панели. Поэтому в некоторых случаях следует повторно установить деталь в панель и провести проверку.

Типы тестируемых радиоэлементов

Имя элемента - Индикация на дисплее :

Описание дополнительных параметров измерения:

H21e (коэффициент усиления по току) - диапазон до 10000
- (1-2-3) - порядок подключенных выводов элемента
- Наличие элементов защиты - диода - "Символ диода"
- Прямое напряжение - Uf
- Напряжение открытия (для MOSFET) - Vt
- Емкость затвора (для MOSFET) - C=

В списке приводится вариант отображения информации для английской прошивки. На момент написания статьи появилась русская прошивка, с которой всё стало гораздо понятнее. для программирования контроллера ATmega8 можно тут.

Обсудить статью ТЕСТЕР ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ РАДИОЭЛЕМЕНТОВ НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ

В статье описано устройство - тестер полупроводниковых элементов (transistortester). Прототипом этого устройства является статья, размещенная на одном из немецких сайтов, автор Markus. Подобные статьи встречаются в интернете, но прибор заслуживает внимания, и по этому я повторюсь.
Тестер с высокой точностью определяет цоколёвку выводов и типы транзисторов, тиристоров, диодов, так-же определяет резисторы и конденсаторы.
Особенно удобен при определении smd компонентов, для этого он и изготавливался. Будет очень полезен не только начинающему радиолюбителю.
Типы тестируемых деталей:
(имя элемента - индикация на дисплее):
- NPN транзисторы - на дисплее "NPN"
- PNP транзисторы - на дисплее "PNP"
- N-канальные-обогащенные MOSFET - на дисплее "N-E-MOS"
- P-канальные-обогащенные MOSFET - на дисплее "P-E-MOS"
- N -канальные-обедненные MOSFET - на дисплее "N-D-MOS"
- P -канальные-обедненные MOSFET - на дисплее "P-D-MOS"
- N-канальные JFET - на дисплее "N-JFET"
- P-канальные JFET - на дисплее "P-JFET"
- Тиристоры - на дисплее "Tyrystor" (русская - "Tиристор")
- Симисторы - на дисплее "Triak" (русская - "ТРИАК")
- Диоды - на дисплее "Diode" (русская - "Диод")
- Двухкатодные сборки диодов - на дисплее "Double diode CK" (русская - "Дв диод CС")
- Двуханодные сборки диодов - на дисплее "Double diode CA" (русская - "Дв диод CА")
- Два последовательно соединенных диода - на дисплее "2 diode series" (русская - "2 диода послед.")
- Диоды симметричные - на дисплее "Diode symmetric" (русская - "2 диода встречные")
- Резисторы - диапазон от 1 Ом до 10 МОм [Ом,KОм]
- Конденсаторы - диапазон от 0,2nF до 5000uF

Описание дополнительных параметров измерения:
- H21e (коэффициент усиления по току) - диапазон до 1000
- (1-2-3) - порядок подключенных выводов элемента
- Наличие элементов защиты - диода - "Символ диода"
- Прямое напряжение - Uf
- Напряжение открытия (для MOSFET) - Vt
- Емкость затвора (для MOSFET) - C=

Схема без автоотключения

Схема с автоотключением

Провека конденсатора и транзистора

Фьюзы для PonyProg

Так-же можно, с помощью PonyProg откорректировать константы измерения C и R (на фото ниже отмечены ячейки).

Число в средней ячейке буфера меняем с шагом + или - 1 (зависит в какую сторону нужно вносить правку и на сколько, это может быть и число 10),

После изменения числа в ячейке, программируем МК, затем делаем тест известной детали, сравниваем до и после.

Повторяем при необходимости процедуру.

Прошивка для ATmega8 и ATmega8А, в архиве (английский и русский EEPROM, правильное отображение в кирилице µ и Omega ) Proshiva.rar

Ещё набор различных прошивок (англ. и рус.) Proshivki.rar

Различные варианты печатных и контактных (для проверки SMD- элементов) плат, скачать архив здесь.Pechatki.rar

Собирать наверно лучше схему без автоотключения (первую схему), так как она проще, да и автоотключение иногда начинает действовать на нервы. После нажатия кнопки "Тест" - индикация длится 10 секунд, затем табло и питание отключаются. Сделано это в целях экономии энергии батареи, но если поставить индикатор без подсветки (она в принципе и не нужна), то ток потребления тестера не превысит 15 мА и схема автоотключения здесь без надобности.

Вообще по большому счёту, наладки и настройки прибора особой нет, любители конечно могут подстроить показания R и C так вроде это уже подробно расписано и проблем тоже не должно быть.

Изначально автор рекомендовал для применения в тестере микроконтроллер Atmega8-16PU, его не везде можно достать. Более доступен микроконтроллер Atmega8L-8PU, и это наиболее точная замена Atmega8-16PU в этом AVR-Transistortesterе.
Эти МК прошиваются одной и тоже прошивкой и особой разницы в работе нет и практически тоже не требуется корректировка по R и С.

Да, ещё этот тестер не является высокоточным прибором, а именно тестером для определения радиоэлементов, и в основном элементов SMD, и он не измеряет ёмкость и сопротивление с высокой точностью. Так же у него могут быть некоторые проблемы;

Проблемы при определении обычных полевых транзисторов:
Так как при большинстве полевых транзисторов сток и исток при измерении мало чем отличаются, или почти не различаются, они могут не быть распознаны или распознаны не правильно, но в принципе тип транзистора показывается правильно в любом случае.

Проблемы так же могут быть и при определении мощных тиристоров и симисторов в следствие того, что имеющийся ток при измерении 7 мА - меньше тока удержания тиристора.

Подобный тестер уже собирал, но решил сделать еще один походный вариант, так как иногда требуется такой приборчик вне дома - например на ремонтах радиоаппаратуры по вызову. Принципиальная схема показана далее, так как размер большой, то это уменьшенная копия. Кликните по ней.

Схема тестера на atmega328

Для питания прибора решено было использовать литий-ионную батарейку от старого мобильника, телефон китаец уже умер, а вот батарейка еще была полна емкости и готова питать устройства. Так вот, убрав контроллер и подпаяв выводы, она как раз была успешно размещена в корпусе будущего прибора и прекрасно подходила для данной схемы как по параметрам, так и по размерам.

Часть преобразователя на плате, который изначально был предусмотрен под измерение стабилитронов с применением 328 меги с большим объемом памяти и большим функционалом, решено было использовать как преобразователь для работы от такой батарейки. Подобрав номиналы добился оптимального коэффициента полезного действия и напряжения, которое преобразуется примерно с 4 вольт в 9 вольт.

Дисплей соединяется через специально запаянный разъем, а соединение дисплея через стойки и болты делают конструкцию более прочными, тем более против откручивания и расшатывания соединений все фиксируется прочным клеем.

Плата имеет небольшое количество малодефицитных запчастей, сердце прибора - микроконтроллер мега-8, преобразователь на микросхеме 34063.

Разъемы для измерения более мелких запчастей - это дип панелька (кроватка) для микросхем, а для более крупных - сборный клемник 2+2 зажима, которые запаяны параллельно с панелькой.

Для того, чтобы батарейка полностью не садилась, используется режим автоматического отключения заложенного в прошивке после 5 измерений, если деталь не подключена, прибор проходит в режим ожидания, при этом дисплей прибора отключается и прибор потребляет не 150 мА, а 10-15 мА - то есть работает только преобразователь уже и не более, но чтоб исключить разрядку окончательно, когда прибор уже собрались положить в карман, есть выключатель питания, который разъединяет при нажатии на кнопку батарею с платой окончательно.

Кнопка "тест", используемая при тестировании деталей, не фиксированная, она с самовозвратом. Пластиковый корпус был куплен в хозяйственном магазине за 15 рублей, завезли хорошие не выпуклые мыльницы, все платы как раз влезли и свободного места почти не осталось внутри.

Разъем для зарядки при подключение внешнего разъема отключает схему прибора и подключается только к батарее для зарядки (своеобразный встроенный переключатель в приборе). Все нужные для повторения тестера файлы вы можете скачать в общем