Предлагаю Вашему вниманию разработку которая облегчит жизнь людям занимающихся монтажом многожильных кабелей. Эта тема не новая, но я хотел сделать что то свое. А идею прибора предложил мой коллега по работе. Он часто занимается монтажом и такой прибор ему очень нужен. Кабель-тестер состоит из передатчика который имеет 22 вывода и генерирует 22 цифровых значения от 1 до 22, и приемника который эти значение принимает распознает и отображает на индикаторе. Пользоваться прибором очень просто с одной стороны прозваниваемого кабеля к нужным жилам подключаем цифровые выводы передатчика и общий, который можно подключить либо к экрану кабеля либо к цветной жиле что бы на другом конце кабеля было проще искать ее. С другой стороны подключает общий приемника, а входом поочередно касаемся каждой жилы кабеля и смотри на индикатор. При распознавании приемником подаваемого сигнала от передатчика будет выведено цифровое значение на индикатор.

Вот схема передатчика

Готовая печатная плата

И фото прибора в корпусе.

Вот схема приемника

Такое хаотичное подключение 7-сегментного индикатора вызвано тем что рисовалась сначала печатная плата и как было удобно расположить проводники от индикатора к микросхемам так и располагали.

Печатная плата приемника

При включении приемника на индикаторе выводятся прочерки пока не будет подан сигнал от передатчика

Вот фото в действии устройства

Приемник распознал первый вывод передатчика

Еще одно фото прибора в работе

Приемник распознал 16 вывод передатчика.

К сожалению с корпусом для приемника вопро с был не решен и испытания прибора проводили как есть на фото. По поводу индикации приемника скажу пару слов, если подаваемое значение на приемник меньше 10, то первая цифра показывающая десятки тухнет. Это сделано с целью хоть какой то экономии батареи. При полевых испытаниях прибор показал следующие результаты: длинна проверяемого кабеля составила 850 метров(длинней найти не удалось), максимальное сопротивление линии составило 3 кОм.

Что касается прошивки МК. Прошивал программой : контроллер передатчика прошит на 8МГц внутренний генератор, остальное по умолчанию. Приемник прошит на 9.6 Мгц так же внутренний генератор, остальное по умолчанию.

При правильном монтаже приборы начинают работать сразу.

По многочисленным просьбам выложил видео работы прибора новой версии.

Список радиоэлементов

Любителям сделать все своими руками предлагается простой тестер на основе микроамперметра М2027-М1, у которого диапазон измерения 0-300 мкА, внутреннее сопротивление 3000 Ом, класс точности 1,0.

Необходимые детали

Это тестер, имеющий магнитоэлектрический механизм для измерения тока, поэтому он мерит только постоянный ток. Подвижная катушка со стрелкой крепится на растяжках. Применяется в аналоговых электроизмерительных приборах. Найти на блошином рынке или купить в магазине радиодеталей проблем не составит. Там же можно приобрести и остальные материалы и компоненты, а также приставки к мультиметру. Кроме микроамперметра потребуется:

Если человек решил сделать себе мультиметр своими руками, значит, других измерительных приборов у него нет. Исходя из этого, и будем дальше действовать.

Выбор диапазонов измерения и вычисление номиналов резисторов

Определим для тестера диапазон измеряемых напряжений. Выберем три самых распространенных, покрывающих большинство потребностей радиолюбителя и домашнего электрика. Это диапазоны от 0 до 3 В, от 0 до 30 В и от 0 до 300 В.

Максимальный ток, проходящий через самодельный мультиметр равен 300 мкА. Поэтому задача сводится к подбору добавочного сопротивления, при котором стрелка отклонится на полную шкалу, а на последовательную цепочку Rд+ Rвн будет подано напряжение, соответствующее предельному значению диапазона.

То есть на диапазоне 3 В Rобщ=Rд+Rвн= U/I= 3/0,0003=10000 Ом,

где Rобщ – это общее сопротивление, Rд – добавочное сопротивление, а Rвн – внутреннее сопротивление тестера.

Rд=Rобщ-Rвн=10000-3000=7000 Ом или 7кОм.

На диапазоне 30 В общее сопротивление должно быть равно 30/0,0003=100000 Ом

Rд=100000-3000=97000 Ом или 97 кОм.

Для диапазон 300 В Rобщ=300/0,0003=1000000 Ом или 1 мОм.

Rд=1000000-3000=997000 Ом или 997 кОм.

Для измерения токов выберем диапазоны от 0 до 300 мА, от 0 до 30 мА и от 0 до 3 мА. В этом режиме шунтирующее сопротивление Rш подсоединяется к микроамперметру параллельно. Поэтому

Rобщ=Rш*Rвн/(Rш+Rвн).

А падение напряжения на шунте равно падению напряжения на катушке тестера и равно Uпр=Uш=0,0003*3000=0,9 В.

Отсюда в интервале 0…3 мА

Rобщ=U/I=0,9/0,003=300 Ом.

Тогда
Rш=Rобщ*Rвн/(Rвн-Rобщ)=300*3000/(3000-300)=333 Ом.

В диапазоне 0…30 мА Rобщ=U/I=0,9/0,030=30 Ом.

Тогда
Rш=Rобщ*Rвн/(Rвн-Rобщ)=30*3000/(3000-30)=30,3 Ом.

Отсюда в интервале 0…300 мА Rобщ=U/I=0,9/0,300=3 Ом.

Тогда
Rш=Rобщ*Rвн/(Rвн-Rобщ)=3*3000/(3000-3)=3,003 Ом.

Подгонка и монтаж

Чтобы сделать тестер точным, нужно подогнать номиналы резисторов. Эта часть работы самая кропотливая. Подготовим плату для монтажа. Для этого надо расчертить ее на квадратики размером сантиметр на сантиметр или немного меньше. Затем, сапожным ножом или чем-нибудь подобным по линиям прорезается медное покрытие до основы из стеклотекстолита. Получились изолированные контактные площадки. Отметили, где будут расположены элементы, получилось подобие монтажной схемы прямо на плате. В дальнейшем, к ним будут припаяны элементы тестера.

Чтобы самодельный тестер выдавал правильные показания с заданной погрешностью, все его компоненты должны иметь характеристики по точности такие же, как минимум, и даже выше. Внутреннее сопротивление катушки в магнитоэлектрическом механизме микроамперметра будем считать равным заявленным в паспорте 3000 Ом. Количество витков в катушке, диаметр провода, электропроводность металла, из которого сделана проволока известны. Значит, данным завода-изготовителя верить можно.

А вот напряжения батареек на 1,5 В могут немного отличаться от заявленных производителем, а знание точного значения напряжения потом потребуются для измерения тестером сопротивления резисторов, кабелей и других нагрузок.

Определение точного напряжения батарейки

Для того чтобы самому выяснить действительное напряжение батарейки потребуется хотя бы один точный резистор номиналом 2 или 2,2 кОм с погрешностью 0,5%. Этот номинал резистора выбран из-за того, что при последовательном подключении с ним микроамперметра, общее сопротивление цепи составит 5000 Ом. Следовательно, проходящий через тестер ток будет около 300 мкА, и стрелка отклонится на полную шкалу.

I=U/R=1,5/(3000+2000)=0,0003 А.

Если тестер покажет, к примеру, 290 мкА, значит, напряжение батареи равно

U=I*R=0,00029(3000+2000)=1,45 В.

Теперь зная точное напряжение на батарейках, имея одно точное сопротивление и микроамперметр можно подобрать необходимые номиналы сопротивления шунтов и добавочных резисторов.

Сбор блока питания

Блок питания для мультиметра собирается из двух последовательно соединенных батареек по 1,5 В. После этого к нему подключается последовательно микроамперметр и предварительно отобранный по номиналу резистор в 7 кОм. Тестер должен показать значение близкое к предельному току. Если прибор зашкалит, то последовательно к первому резистору необходимо подсоединить второй, маленького номинала, Если показания меньше 300 мкА, то параллельно к этим двум резисторам, подключают сопротивление большого номинала. Это уменьшит общее сопротивление добавочного резистора. Такие операции продолжаются до тех пор, пока стрелка не установится на пределе шкалы в 300 мкА, что сигнализирует о точной подгонке.

Для подбора точного резистора на 97 кОм, выбираем ближайший, подходящий по номиналу, и проделываем те же процедуры, что и с первым на 7 кОм. Но так как здесь необходим источник питания 30 В, то потребуется переделка питания мультиметра из батарей на 1,5 В. Собирается блок с выходным напряжением 15-30 В, на сколько хватит. К примеру, получилось 15 В, тогда всю подгонку делают из расчета, что стрелка должна стремится к показанию 150 мкА, то есть к половине шкалы. Это допустимо, так как шкала тестера при измерении тока и напряжения линейная, но желательно работать с полным напряжением.

Для регулировки добавочного резистора в 997 кОм для диапазона 300 В понадобятся генераторы постоянного тока или напряжения. Их можно использовать и как приставки к мультиметру при измерении сопротивлений.

Номиналы резисторов: R1=3 Ом, R2=30,3 Ом, R3=333 Ом, R4 переменный на 4,7 кОм, R5=7 кОм, R6=97 кОм, R7=997 кОм. Подбираются подгонкой. Питание 3 В. Монтаж можно сделать навеской элементов прямо на плате. Разъем можно установить на боковой стенке коробки, в которую врезается микроамперметр. Щупы изготавливаются из одножильного медного провода, а шнуры к ним из многожильного.

Подключение шунтов осуществляется перемычкой. В результате из микроамперметра получается тестер, которым можно мерить все три основных параметра электрического тока.

Некоторое время назад я купил IC тестер от Genius. Модель G540 позволяла программировать различные IC, была способна тестировать CMOS и TTL IC. Последняя функция была достаточно интересной, так как это позволяло ремонтировать и проверять вещи намного проще — ты знаешь, какая часть имеет дефект, вместо того, чтобы заменять все части и микросхемы по одной в поисках неисправной.

Девайс работал хорошо до тех пор, пока я не перешел на Win7. На этом этапе он начал создавать проблемы, не распознавался в некоторых случаях, а сама программа могла зависнуть в момент IC тестирования. В поисках альтернативы я решил сделать тестер своими руками с некоторыми дополнительными улучшениями.

В результате я получил IC tester на Ардуино с возможностью вывода результатов проверки на серийный порт, при этом он работает в большинстве случаев (но до сих пор есть кое что, что можно улучшить).

Шаг 1: Что было в начале

Оригинальный тестер от Genius работал хорошо, но вначале нужно было сделать множество кликов, выбирая девайс и т.д. Всегда нужно было запускать программу и самое важное, что не было никакой информации об итогах тестирования. Если IC не был найден, то невозможно было определить по какой причине: из-за поломки, или из-за некорректного цикла тестирования (что случается с некоторыми IC).

Идея состояла в том, чтобы устранить эти недостатки разработав на Ардуино Нано свой тест.

Шаг 2: Схема

Схема тестера конденсаторов довольно проста. Центральным элементом является Ардуино нано. Ввиду ограничения доступных портов, максимальное количество тестируемых пинов равняется 16 (чего вполне хватает для большинства IC).Чтобы добиться этого, коммуникация с экраном и EEPROM, содержащим тестовые данные, осуществляется через I2C. Нано берёт на себя коммуникацию с компьютером и отображает детальные результаты тестов.

Дисплей LCD — стандартный экран 16*2 с I2C конвертером, он занимает всего 2 пина на Ардуино.

Тестовые данные хранятся в I2C EEPROM AT24C512. Там хранится скрипт, который шаг за шагом проводит тестирование. Для каждого типа IC посылается последовательность логических входных данных, и определенные данные ожидаются на выходе. В случае если данные не соответствуют ожиданиям, скрипт перепрыгивает к следующей возможной части исполнения. В данной версии девайса EEPROM нужно отдельно программировать программатором. Я не нашел способа переправить 25кБ данных кроме как через серийный порт.

Тестовые скрипты находятся в текстовом виде, так что их можно легко модифицировать, синтаксис в скетче Ардуино.

При тестировании, несколько сигналов посылается на тестируемую часть, которая не соответствует спецификации и проверяются все возможные комбинации. Чтобы предотвратить перегрузку Arduino и детали, все соединения проходят через резисторы на 680 Ом. Это создает много сигналов «ниже спецификаций», что приводит к случайным выходам тестируемой ИС. Тем не менее, если IC подключается к тестируемым сигналам, выход тестируемой IC можно использовать.

Тестирование начинается с одного коммутатора, подключенного к одному из аналоговых входов.

Шаг 3: Девайс в работе

В приложенном видео можно посмотреть тестер в работе.

Как и его фабричные собраться, тестер работает не со всеми IC. С некоторыми работать сложно, так как не совсем понятно, какие сигналы нужно ожидать. Как только у меня будет свободное время, я проведу некоторую оптимизацию.

Файлы

Шаг 4: EEPROM для тестера

Кто-то из вас может задаться вопросом, можно ли загрузить тестовую информацию в EEPROM без использования программатора.

После некоторых изысканий я дописал код, чтобы сделать эту задумку возможной. Очень важным аспектом загрузки данных через Serial Monitor Ардуино является то, что нужно выставить значение baudrate на 1200! При этом загрузка кода займёт некоторое время, но вы обезопасите себя от потери данных.

Загрузите набросок программы, откройте Serial Monitor и дождитесь, пока перед вами не появятся опции. Нажмите «d», а затем Enter. Тестер войдёт в режим загрузки. Просто вставьте всё содержимое test_16_full.dat и нажмите Enter. На экране начнут отображаться байты. «done» на мониторе будет означать, что данные успешно загружены.

В повседневной работе электрикам, часто требуется проводить измерения напряжения, прозванивать цепи и провода на целостность. Иногда требуется просто узнать, находится ли данная электроустановка под напряжением, обесточена ли розетка, например, прежде чем менять её, и тому подобные случаи. Универсальным вариантом, который подходит для совершения всех этих измерений, является использование цифрового мультиметра, или хотя бы обычного стрелочного советского АВО - метра, часто называемого “Цешкой ”.

Такое название вошло в нашу речь от именования прибора Ц-20 и более свежих версий советского производства. Да, современный цифровой мультиметр очень хорошая штука, и подходит для большинства измерений проводимых электриками, за исключением специализированных, но часто нам не требуется весь функционал мультиметра. Электрики часто носят с собой , которая представляет собой простейшую прозвонку, с питанием от батареек, и с индикацией целостности цепи на светодиоде или лампочке.

На фото выше двухполюсный индикатор напряжения. А для контроля наличия фазы пользуются индикатором отверткой. Также находят применение двух полюсные индикаторы, с индикацией, также как и в случае с индикатором отверткой, на неоновой лампе. Но мы живем сейчас в XXI веке, а такими способами пользовались электрики в 70 - 80 годах прошлого века. Сейчас все это давно устарело. Не желающие заморачиваться с изготовлением, могут купить в магазине прибор, позволяющий прозванивать цепи, а также он может показывать, путем загорания определенного светодиода приблизительное значение напряжения в проверяемой цепи. Иногда бывает встроена функция определения полярности диода.

Но такой прибор стоит не дешево, недавно видел в радиомагазине по цене в пределах 300, а с расширенной функциональностью и 400 рублей. Да, прибор хороший, слов нет, многофункциональный, но среди электриков часто попадаются люди творческие, имеющие знания по электронике, выходящие хотя бы минимально, за рамки базового курса колледжа или техникума. Для таких людей и написана эта статья, потому что эти люди, которые собрали хотя бы одно или пару устройств, своими руками, они обычно могут оценить разницу в стоимости радиодеталей, и готового устройства. Скажу по собственному опыту, если конечно будет возможность подобрать корпус для устройства, разница в стоимости может быть в 3, 5, и более раз низкой. Да придется потратить вечер на сборку, освоить для себя что-то новое, то чего раньше не знал, но эти знания стоят потраченного времени. Для знающих людей, радиолюбителей, давно известно, что электроника в частном случае, это не более чем сборка своего рода конструктора ЛЕГО, правда со своими правилами, на освоение которых придется потратить какое-то время. Зато перед вами откроется возможность самостоятельной сборки, а если потребуется то и починки, любого электронного устройства, начальной, а с приобретением опыта и средней сложности. Такой переход, от электрика к радиолюбителю, бывает облегчен тем, что у электрика уже есть в голове необходимая для изучения база, или хотя бы часть её.

Принципиальные схемы

Перейдем от слов к делу, приведу несколько схем пробников, которые могут быть полезны в работе электрикам, и пригодятся обычным людям при проведении проводки, и других подобных случаях. Пойдем от простого, к сложному. Ниже приведена схема самого простого пробника - аркашки на одном транзисторе:

Этот пробник позволяет прозванивать провода на целостность, цепи на наличие или отсутствие замыкания, а если потребуется, то и дорожки на печатной плате. Диапазон сопротивлений прозваниваемой цепи широкий, и составляет от нуля до 500 и более Ом. В этом отличие этого пробника от аркашки, содержащей только лампочку с батареей питания, или светодиод, включенный с батареей, который не работает с сопротивлениями от 50 Ом. Схема очень простая и её можно собрать даже навесным монтажем, не утруждая себя травлением и сборкой на печатной плате. Хотя если есть в наличии фольгированный текстолит, и позволяет опыт, лучше собрать пробник на плате. Практика показывает, что устройства собранные навесным монтажом, могут перестать работать после первого падения, тогда как на устройстве, собранном на печатной плате, это никак не скажется, если конечно пайка была произведена качественно. Ниже приведена печатная плата этого пробника:

Изготовить её можно как путем травления, так и ввиду простоты рисунка, путем отделения дорожек на плате друг от друга бороздкой, прорезанной резаком, сделанным из ножовочного полотна. Изготовленная таким способом плата, будет по качеству не хуже протравленной. Конечно перед подачей питания на пробник, нужно убедиться в отсутствии замыкания между участками платы, например путем прозвонки.

Второй вариант пробника , который совмещает в себе функции прозвонки позволяющей прозванивать цепи до 150 килоОм, и подходящий даже для проверки резисторов, катушек пускателей, обмоток трансформаторов, дросселей и тому подобного. И индикатора напряжения, как постоянного, так и переменного тока. При постоянном токе показывается напряжение уже от 5 вольт и до 48, возможно и более, не проверял. Переменный ток показывает 220 и 380 вольт легко.
Ниже приведена печатная плата этого пробника:

Индикация осуществляется путем загорания двух светодиодов, зеленого при прозвонке, и зеленого и красного при наличии напряжения. Также пробник позволяет определить полярность напряжения при постоянном токе, светодиоды горят только при подключении щупов пробника в соответствии с полярностью. Одним из плюсов прибора является полное отсутствие, каких либо переключателей, например предела измеряемого напряжения, либо режимов прозвонка - индикация напряжения. То есть прибор работает сразу в обоих режимах. На следующем рисунке можно видеть фото пробника в сборе:

Мной было собрано 2 таких пробника, оба до сих пор работают нормально. Одним из них пользуется мой знакомый.

Третий вариант пробника , который может только прозванивать цепи, провода, дорожки на печатной плате, но не может использоваться, как индикатор напряжения, является Звуковой пробник, с дополнительной индикацией на светодиоде. Ниже приведена его принципиальная схема:

Все, думаю, пользовались звуковой прозвонкой на мультиметре, и знают насколько это удобно. Не нужно при прозвонке смотреть на шкалу или дисплей прибора, либо на светодиоды, как это было сделано в предыдущих пробниках. Если цепь у нас звонится, то раздается пищание с частотой примерно 1000 Герц и загорается светодиод. Причем этот прибор, также как и предыдущие позволяет прозванивать цепи, катушки, трансформаторы и резисторы с сопротивлением до 600 Ом, чего бывает достаточно в большинстве случаев.

На рисунке выше приведена печатная плата звукового пробника. Звуковая прозвонка мультиметра, как известно, работает только при сопротивлениях, максимум до десятка Ом или немногим больше, этот прибор позволяет прозванивать значительно в большем диапазоне сопротивлений. Далее можно видеть фото звукового пробника:

Для подключения к измеряемой цепи, этот пробник имеет 2 гнезда, совместимых с щупами мультиметра. Все три пробника, про которые было рассказано выше, я собирал сам, и гарантирую что схемы 100% рабочие, не нуждаются в настройке и начинают работать сразу после сборки. Фото первого варианта пробника показать не представляется возможным, так этот пробник был не так давно подарен знакомому. Печатные платы всех этих пробников для программы sprint-layout можно скачать в архиве в конце статьи. Также, в журнале Радио и на ресурсах в интернете, можно найти множество других схем пробников, идущих иногда сразу с печатными платами. Вот только некоторые из них:

Прибор не нуждается в источнике питания и работает при прозвонке от заряда электролитического конденсатора. Для этого щупы прибора нужно воткнуть на короткое время в розетку. При прозванивании горит LED 5, индикация напряжения LED4 - 36 В, LED3 - 110 В, LED2 - 220 В, LED1 - 380 В, а LED6 это индикация полярности. Похоже, что этот прибор по функциональности, аналог приведенного в начале статьи на фото пробника монтера.

На рисунке выше показана схема пробника - фазоуказателя, который позволяет находить фазу, прозванивать цепи до 500 килоОм, и определять до 400 Вольт, а также полярность напряжения. От себя скажу, что возможно пользоваться таким пробником менее удобно, чем тем, про который было рассказано выше и который имеет для индикации 2 светодиода. Потому что нет четкой уверенности в том, что показывает этот пробник в данный момент, наличие напряжения или то, что цепь звонится. Из его плюсов могу могу упомянуть только, что им можно определить, как уже было написано выше, фазный провод.

И в заключение обзора приведу фото и схему простейшего пробника, в корпусе маркера, который я собрал давным давно, и который может собрать любой школьник или домохозяйка, если возникнет такая необходимость:) Этот пробник пригодится в хозяйстве, если нет мультиметра, для прозвонки проводов, определения работоспособности предохранителей и тому подобных вещей.

На рисунке выше приведена нарисованная мною схема этого пробника, так чтобы его мог собрать любой человек, даже не знающий школьного курса физики. Светодиод для этой схемы нужно взять советский, АЛ307, который светится от напряжения в 1.5 Вольта. Думаю, прочитав это обзор, каждый электрик сможет выбрать себе пробник по вкусу, и по степени сложности. Автор статьи AKV .

Обсудить статью ОБЗОР ПРОБНИКОВ ЭЛЕКТРИКА