Простой микроконтроллерный пробник

Digitrode

цифровая электроника вычислительная техника встраиваемые системы

  • Вычислительная техника
    • Микроконтроллеры микропроцессоры
    • ПЛИС
    • Мини-ПК
  • Силовая электроника
  • Датчики
  • Интерфейсы
  • Теория
    • Программирование
    • ТАУ и ЦОС
  • Перспективные технологии
    • 3D печать
    • Робототехника
    • Искусственный интеллект
    • Криптовалюты

Чтение RSS

Тестер для проверки на обрыв на основе микроконтроллера своими руками

Зачастую при работе с электроникой и электрическими приборами необходимо проверять цепи на разрыв. Для этого необходим надежный и простой в обращении прибор для контроля целостности проводов и токопроводящих дорожек. Иногда для таких целей покупать многофункциональный мультиметр довольно затратно. Но такое устройство можно сделать своими руками.

В данной статье описывается простой тестер непрерывности цепи, основанный на микроконтроллере ATtiny85 и пьезо-зуммере и предназначенный для проверки схемной проводки или прослеживания дорожек на печатной плате.

Данный тестер имеет низкое пороговое сопротивление 50 Ом, чтобы избежать ложных срабатываний, и пропускает менее 0.1 мА через тестируемую цепь, чтобы избежать воздействия на чувствительные компоненты. Он питается от маленькой батарейки типа «таблетка» и автоматически отключается, когда он не используется. Светодиод в составе прибора показывает, когда цепь замкнута. Для звукового оповещения о целостности цепи служит зуммер. На первый взгляд, использование микроконтроллера для этого приложения кажется излишним; однако для удовлетворения требований, реализованных в данном тестере, потребуется довольно сложная схема из дискретных компонентов.

Итак, как же работает этот тестер целостности цепи? Для определения напряжения на щупе данный прибор использует аналоговый компаратор в составе ATtiny85. Эквивалентная схема участка с компаратором показана ниже.

Когда напряжение на положительном контакте AIN0 выше напряжения на отрицательном контакте AIN1, устанавливается сигнал на выходе компаратора ACO. При питании 5 В напряжение на AIN1 удерживается на уровне 5 В подтягивающим резистором, а напряжение на AIN0 удерживается на уровне 5 мВ резисторным делителем. Если сопротивление между датчиками становится меньше 50 Ом, напряжение на AIN1 будет ниже, чем напряжение на AIN0, что переведет выход компаратора в высокое логическое состояние. Это используется, чтобы включить генератор, управляющий пьезо-динамиком. На самом деле два подтягивающих резистора не нужны, так как мы можем использовать внутренние подтягивающие элементы на входах, соответствующих AIN0 и AIN1. Это имеет два преимущества; во-первых, данный шаг экономит два резистора, но что более важно, он позволяет отключить подтягивание на AIN0, когда процессор переходит в спящий режим, избегая токового прохода через резистор 51 Ом. Полная схема самодельного тестера для проверки цепи на обрыв показана ниже.

На макетной плате это может выглядеть следующим образом:

В виде конечного устройства такой пробник может выглядеть так:

Код программы для микроконтроллера ATtiny85, позволяющий реализовать тестер целостности проводки схемы, приведен ниже.

Многофункциональный пробник на микроконтроллере PIC16F870

Microchip PIC16F870

Суперпробник – это простой и дешевый в изготовлении прибор с большим набором функций и возможностей, построенный на единственном микроконтроллере PIC16F870 компании Microchip. Для отображения режимов работы, параметров, функций используется четырехразрядный семисегментный индикатор.

Режимы работы: логический пробник, генератор импульсов, частотомер, счетчик импульсов, вольтметр, напряжение на p-n переходе (диоды, транзисторы), измеритель емкости конденсаторов, измеритель индуктивности, генератор сигнала 500 Гц, генератор NTSC видеосигнала, генератор ASCII таблицы (RS-232), генератор MIDI ноты, генератор импульсов для сервоконтроллеров, генератор прямоугольного сигнала, генератор серии псевдослучайных чисел, генератор импульсов для проверки приемных ИК модулей, ШИМ.

Принципиальная схема прибора представлена на рисунке ниже.

Используемый четырехразрядный светодиодный индикатор – LTC4627 (или MSQ4911C) с общим анодом. Регулятор напряжения с малым падением напряжения (low drop out regulator) – LM2931. Регулятор сохраняет работоспособность в диапазоне входного напряжения 5.0…30.0 В и имеет схему защиты от переполюсовки питания.

Как вы заметили, схемотехническое решение очень простое, отсутствуют обычные резисторы в цепях индикатора. Они обычно используются для каждого сегмента индикатора (включаются последовательно с сегментом) для ограничения тока и с целью одинакового свечения сегментов. Микроконтроллер PIC ограничивает ток на уровне приблизительно 25 мА на каждую линию, программное обеспечение разработано таким образом, чтобы в каждый момент времени активным был лишь один сегмент. Также при таком методе устраняется эффект многократных сегментов. Несмотря на свою простоту, устройство не требует какой-либо наладки, имеет хорошую повторяемость: многочисленные изготовленные варианты показали надежную и достойную работу.

В различных режимах работы используются резисторы R1 – R6, R10, но для каждого режима по разному. Неиспользуемые резисторы для специфических режимов отключаются от схемы путем управления соответствующими линиями ввода/вывода микроконтроллера. Резистор R5, например, используется в режиме генератора импульсов, R4 – используется для зарядки конденсатора при измерении его емкости.

Устройство собрано на монтажной плате, которая монтируется в подходящий корпус.

Выбор режимов работы осуществляется кнопкой BUT1 при удержании нажатой кнопки BUT2. Смена режимов работы происходит циклически, название режима отображается на индикаторе. Выход из любого режима осуществляется нажатием и удерживанием двух копок. Выбранный режим работы сохраняется при выключении питания, что удобно при питании пробника от исследуемой схемы.

Сведения о режимах работы, описание и порядок работы.

Имя режима
(символы
отображаемые
на ндикаторе)

Название режима работы

Описание и порядок работы

Prob

В режиме логического пробника на дисплее отображается в первом знакоместе:
«H» – высокий уровень (напряжение выше 3.7 В);
«L» – низкий уровень (напряжение ниже 0.8 В);
«–» – плавающее состояние.
Если будут обнаружены импульсы, то во втором знакоместе на индикаторе будет отображаться мигающий символ «Р».

PULS

В этом режиме на дисплее, в последних трех знакоместах отображается длительность импульсов в последовательности: 0.5 мкс, 50 мкс, 500 мкс, 5.0 мс. По нажатию кнопки BUT1 происходит генерация последовательности импульсов выбранной длительности (при этом светится средний сегмент в первом знакоместе). Выбранный параметр для этого режима сохраняется в EEPROM.

FrEq

В этом режиме на дисплее отображается измеренная частота импульсов. Кнопка BUT1 в этом режиме предназначена для отображения следующих четырех цифр значения измеренной частоты. Например, на дисплее отображается значение «12.57» для частоты 12576 Гц. При нажатии кнопки BUT1 на дисплее появится «2576» – младшие 4 цифры значения частоты. Если отображается десятичная точка, то это кГц, если мигает десятичная точка – значения в МГц. Следовательно, для частоты 42345678 Гц на дисплее будет отображаться «42.34» с мигающей десятичной точкой. При нажатии на кнопку BUT1 на дисплее появится «5678».

Cnt

В режиме счетчика на дисплее отображаются младшие разряды счетчика – младшие 4 цифры. При нажатии на кнопку BUT1 на дисплее отображаются старшие четыре цифры. Кнопка BUT2 – сброс счетчика.

VoLt

Функция вольтметра в данном пробнике реализована с целью приблизительного измерения напряжения. Опорное напряжение для АЦП подается от измеряемой цепи, поэтому не следует подключать пробник к цепям с напряжением более 5 В.

diod

Напряжение на p-n переходе

Это режим вольтметра с включенным резистором 10 кОм параллельно тестируемому p-n переходу (диод, транзистор). Переход подключается к щупу и общему проводу, на дисплее отображается падение напряжения на p-n переходе.

Cap

Измерение емкости
конденсатора

Измеряется емкость подключенного к пробнику конденсатора. Конденсатор подключается к пробнику и нажимается кнопка BUT1, на дисплее отображается емкость конденсатора. Возможно измерение емкости конденсаторов от 0.01 мкФ до 500 мкФ. Помните, что чем больше емкость конденсатора, тем больше времени затрачивается на измерение.

Coil

Возможно измерение индуктивностей в диапазоне от 0.1 мГн до 999.9 мГн. Катушка подключается к пробнику и по нажатию кнопки BUT1 отображается значение индуктивности. Эта функция предполагает, что сопротивление по постоянному току не больше нескольких Ом.

SIG

В этом режиме при нажатии кнопки BUT1 пробник генерирует сигнал частотой 500 Гц прямоугольной формы с амплитудой около 0.5 В.

ntSC

Генератор NTSC видеосигнала

При нажатии кнопки BUT1 генерируется NTSC видеокадр изображения с белыми точками.

9600

Генератор таблицы ASCII

В этом режиме при каждом нажатии кнопки BUT1 на выходе пробника генерируется последовательность ASCII кодов букв от А до Z, сопровождаемых командами CR/LF. Кнопка BUT2 служит для выбора скорости протокола: 1200, 2400, 4800, 9600 бод.

Midi

Генерация MIDI ноты

Генерация ноты с номером 60 (среднее С) на любом из 16 MIDI каналов. Нажатие кнопки BUT1 – посылка «нота включена», отпускание кнопки BUT1 – посылка «нота выключена». Кнопка BUT2 – выбор MIDI канала.

R/C

Генератор импульсов
для сервоконтроллера

Генерирует импульсы для сервоконтроллеров длительностью от 1 до 2 мс. Значение по умолчанию – 1.5 мс. Кнопка BUT1 увеличивает значение, BUT2 уменьшает значение.

Генератор
прямоугольных
импульсов

Читайте также  Соединение проводов с помощью проколов

Генерирует прямоугольные импульсы частотой от 1 Гц до 9999 Гц. Кнопка BUT1 уменьшает значение, BUT2 увеличивает значение частоты.

PRN

Генератор
псевдослучайных
чисел

Генерирует 10 кГц цифровую последовательность псевдослучайных чисел.

ir38

Генератор ИК
импульсов

Генерирует импульсы (1.0 мс – высокий уровень, 2.5 мс – низкий уровень) с несущей частотой 38 кГц. Может использоваться (при подключении ИК светодиода) для проверки приемных ИК модулей.

PWM

Генерация импульсов с частотой приблизительно 6 кГц. Ширину импульсов пользователь может изменять в пределах 3…97%. Кнопка BUT1 уменьшает ширину импульсов, BUT2 увеличивает ширину импульсов.

Перевод: Vadim по заказу РадиоЛоцман

Кабельный пробник со звуковой сигнализацией

Приветствую, друзья!

Сегодня мы познакомимся с практической конструкцией кабельного пробника на микроконтроллере.

В настоящее время существует множество различных тестеров кабеля на витой паре, который используется при монтаже локальных вычислительных сетей (ЛВС).

Если вы читаете эти строки, ваш компьютер тоже подключен к ЛВС.

Такой кабель содержит обычно четыре пары проводов, свитых с определенным шагом.

Дорогие модели тестеров позволяют не только выявлять ошибки в разделке концов кабеля, но и измерять его электрические параметры.

Кабельные тестеры и кабельные пробники

Однако использовать такие дорогие приборы имеет смысл только при сертификации кабельной системы.

Для контроля правильности заделки концов кабеля используют простые пробники, большинство из которых используют принцип «бегущих огней». Такой пробник состоит из активной части, которая включает в себя источник питания и генератор «бегущая единица» и пассивной, которая состоит из линейки светодиодов, расположенных в один ряд.

Обе части содержат стандартные гнезда RJ-45 и подключаются к противоположным концам тестируемой кабельной линии. По очередности и количеству зажигающихся светодиодов можно судить о правильности заделки концов кабеля, об обрывах и коротких замыканиях в проводах.

Почему на микроконтроллере?

Активная часть может потреблять ток порядка 10 мА и более, т.е. энергия источника питания (гальванических элементов или аккумуляторов) может быть полностью исчерпана в течение нескольких дней. Поэтому пробник должен обладать некоторым «интеллектом», позволяющим сберегать энергию источника питания, исключая работу «вхолостую».

Такая энергосберегающая функция может быть легко реализована с помощью микроконтроллера. Здесь возможны два пути. Первый – использовать энергосберегающие режимы, заложенные в самом микроконтроллере. Один из них («Power Down») отличается тем, что тактовый генератор микроконтроллера останавливается, и его КМОП-схемы потребляют ток в статическом режиме.

Величина этого тока невелика – несколько мкА и, если погашены светодиоды пассивной части либо она отсоединена, пробник может находиться во включенном состоянии длительное время. Второй путь – использовать один из выводов микроконтроллера для управления внешними цепями, через которые подается питание на активную часть пробника. Оба таких подхода и реализованы в описываемой ниже конструкции.

Для удобства работы пробник снабжен звуковым излучателем, который сигнализирует о нормальной работе и о переходе в режим «Power Down». Основа активной части – микроконтроллер АТ89С2051.

Описание работы схемы кабельного пробника

Включение и выключение пробника

Схема пробника изображена на рис.1. В исходном состоянии нефиксируемая кнопка S1 разомкнута, падения напряжения на резисторе R1 нет. Ключ на р-канальном транзисторе VT1 закрыт, и питание на интегральный стабилизатор DA1 не подается. При нажатии на кнопку S1 на резисторе R1 появляется падение напряжения, и ключ на VT1 открывается. Подается питание на вход стабилизатора DA1, и на его выходе появляется положительное напряжение +5 В, питающее основную схему пробника.

При этом на входе RST (выв.1) микроконтроллера устанавливается высокий логический уровень на время, определяемое постоянной времени цепочки R8C1. Этот уровень устанавливает в начальное состояние все регистры микроконтроллера и начинается выполнение программы с нулевого адреса.

Упрощенная блок-схема программы изображена на рис.2.

После инициализации регистров и портов микроконтроллер устанавливает на выходе Р1.5 (выв.17) высокий логический уровень, который открывает ключ на n-канальном транзисторе VT2, шунтируя кнопку S1 и подключая нижний (по схеме) вывод резистора R1 и затвор транзистора VT1 через резистор R2 к общему проводу.

Падение напряжения на резисторе R1 несколько уменьшается, но его хватает для поддержания транзистора VT1 в открытом состоянии даже при сниженном напряжении питания.

После этого пробник издает короткий звуковой сигнал длительностью 100 мс, свидетельствующий о нормальной работе.

В качестве источника звукового сигнала используется пьезокерамический излучатель BQ1 со встроенным генератором типа HSM1206X.

Управление им осуществляется через выход Р1.4 (выв. 16) порта Р1 микроконтроллера, активный уровень — низкий.

Затем осуществляется проверка присоединения пассивной части со светодиодами. Для этого отслеживается напряжение на правом (по схеме) выводе резистора R16, при этом используется встроенный аналоговый компаратор микроконтроллера. Напряжение с правого вывода резистора R16 поступает на вход Р1.1 (выв. 13) порта Р1 микроконтроллера, который в данном случае выступает в качестве инвертирующего входа компаратора. На его неинвертирующий вход Р1.0 (выв. 12) поступает сигнал с делителя напряжения R3R4.

Если напряжение на выходе делителя R3R4 больше, чем на правом выводе резистора R16, выход компаратора (разряд Р3.6 порта Р3 микроконтроллера) устанавливается в лог.1. Когда пассивная часть присоединена, напряжение на правом выводе резистора R16 меньше, чем сигнал с выхода делителя R3R4. Если пассивная часть отсоединена, напряжение на правом выводе резистора R16 будет близко к напряжению питания и превысит уровень с выхода делителя R3R4. При этом выход компаратора установится в лог.0.

Если пассивная часть отсоединена, в регистр R5 микроконтроллера заносится некоторое число, определяющее длительность работы до отключения пробника. При этом в каждом рабочем цикле происходит декремент регистра R5 и, когда его содержимое станет равным нулю (примерно через двадцать минут после отсоединения пассивной части), пробник издает длинный (около 4 с) звуковой сигнал и устанавливает низкий лог. уровень на выходе Р1.5 микроконтроллера.

После этого микроконтроллер переходит в режим «Power Down». Ключ на VT2 закрывается, отключая от общего провода нижний (по схеме) вывод резистора R2. Ключ на VT1 закрывается и отключает питание от остальной части схемы.

Рабочий режим кабельного пробника

В каждом рабочем цикле (как в нормальном режиме, так и в режиме отсчета времени перед отключением) производится запись в разряды Р1.3 (младший разряд), Р1.7, Р3.0, Р3.1, Р3.3 – Р3.5 и Р3.7 (старший разряд) портов Р1 и Р3 таким образом, что получается «бегущая единица» от младшего разряда к старшему.

При этом с целью экономии энергии источника питания лог.1 появляется на очередном выводе на 150 мс, после чего там же на 250 мс появляется лог.0. Затем лог.1 появляется на 150 мс на следующем выводе и снова туда же выводится на 250 мс лог.0. Так происходит со всеми выводами поочередно. Выходы микроконтроллера соединены со входами восьмиразрядного буферного КМОП-регистра DD2 типа 74НС373.

Его выходы через токоограничивающие резисторы R9-R16 (и через тестируемый кабель) управляют светодиодами HL2 – HL9. Лог.1 на выходе DD2 зажигает соответствующий светодиод. Таким образом, длительность одного цикла составляет величину примерно (150+250)*8 = 3200 мс, причем светодиоды светятся меньше, чем половину цикла.

Наличие или отсутствие присоединения пассивной части производится в каждом рабочем цикле — как в нормальном режиме, так и в режиме отсчета времени перед отключением. В режиме отсчета времени пробник издает прерывистый звуковой сигнал (три гудка по 50 мс) примерно 4 раза в минуту. После присоединения пассивной части пробник переходит в нормальный режим.

Выключить пробник можно также кнопкой S1. При ее нажатии нижний (по схеме) вывод резистора R5 через диод VD1 подключается к общему проводу. Потенциал на выводе Р3.2 (входе внешнего прерывания INT0) микроконтроллера понижается и генерируется прерывание. Алгоритм обработки прерывания работает таким образом, что для того, чтобы выключить пробник, надо нажать кнопку S1 два раза.

Параметры цепочки сброса C1R8 и время задержки в подпрограмме обработки прерывания выбраны таким образом, что при включении устройства прерывание не генерируется. Однако варьируя этими параметрами и временем задержки можно добиться того, что при включении будет генерироваться прерывание и для того, чтобы выключить устройство – надо будет нажать кнопку S1 только один раз.

Индикация работы активной части осуществляется посредством светодиода HL1, управление которым производится через разряд Р1.2 (выв.14) порта Р1 микроконтроллера. Причем, опять же с целью экономии энергии, светодиод загорается на 200 мс и на 2000 мс гаснет. Управление разрядом Р1.2 производится с помощью внутреннего прерывания от встроенного таймера Т0 микроконтроллера.

Конструкция пробника

Пассивная часть снабжена двумя разъемами RJ-45 для двух вариантов заделки – 568В (компьютер – концентратор) и 568А (компьютер – компьютер).

Читайте также  Уменьшение тока драйвера светодиодов

Конструктивно активная и пассивная части собраны на печатных платах из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм размерами соответственно 130х41 и 50х38 мм.

В активной и пассивной частях применены высокоэффективные светодиоды красного цвета диаметром 3 мм с прямым напряжением 1,8-1,9 В и заметным свечением при токе 2 – 3 мА.

Средний потребляемый ток пробника в активном режиме – не более 10 мА, в режиме Power Down – менее 1 мкА. Пробник не боится замыканий жил в кабеле. Для питания пробника используется батарея гальванических элементов 6F22 («Крона») напряжением 9 В.

Перед началом работы следует убедиться в работоспособности пробника, соединив активную и пассивную части patch-cord-ом (гибким и мягким отрезком кабеля с запрессованными на его концах вилками RJ-45).

Скачать архив с принципиальной схемой, топологией печатной платы, расположением деталей, листингом программы на ассемблере и hex-файлом прошивки можно здесь (Гугл драйв) или здесь (Яндекс-диск).

Простой микроконтроллерный пробник

  • ШДК
  • Статьи
    • Схемы
      • Arduino
      • Управление шаговыми двигателями
      • Металлоискатели
      • разное
      • для Авто
      • разное на микроконтроллерах
      • всё на таймере NE555
      • Конструктор схем
      • Осциллографы
      • Измерительная аппаратура
      • Роботы
      • Световые эффекты,управление светом
      • Термостат
      • Инверторы и преобразователи
      • Защиты от перепадов напряжения
      • Паяльные станции
      • Аудио
      • Дозиметры
      • Часы
      • Выключатели, переключатели,ИК,РФ
      • Таймеры
      • КУБ светодиодный
    • Программаторы
      • PIC microchip
      • AVR ATmega и ATtiny
      • Общее
    • Электрические двигатели
      • машины постоянного тока
      • машины переменного тока
    • Генераторы
      • генератора независимого возбуждения
      • синхронный генератор
    • Авто-инжектор
      • Элементы ЭСУД, описание
    • Законы электротехники
      • Основные законы из ТОЭ и др.
    • Конкурсные работы 2015
    • Конкурсные работы 2014
    • Конкурсный работы 2013
    • Конкурсные работы 2012
  • Скачать
    • Программирование
    • Электрические расчеты
    • Электрические программы
    • Справочник
    • Книги по релейной защите
    • Авто
    • Библиотека электромонтера
    • Журналы
      • Everyday Practical Electronics
      • Радио
      • Радиоаматор
      • Радиолюбитель
      • Радиоконструктор
      • Схемотехника
      • Радио Хобби
      • Радиомир
      • Ремонт и сервис
      • Электрик
      • Elektor Electronics
    • Разное
      • Книги, разные
      • Программы,разные
  • Ссылки
    • Сайты связанные с электричеством
    • Авто сайты
  • Видео
    • Самоделки
    • Обучение Arduino
    • дуга,разряд,пожар.
    • Обучающие видео ролики
    • P-CAD Schematic
    • РОБОТЫ
    • Техническое обслуживание компьютера
    • Изготовление печатных плат
  • Проекты
    • Заказать прошивку
    • Регистрация программистов
    • С миру по байту
  • Информация
    • О сайте
    • Реклама
    • Добавить статью
    • Обратная связь
    • Обмен банерами
  • Электроника из Китая
  • В помощь студенту
    • Электрические машины
    • Эксплуатация релейной защиты

Суперпробник – это простой и дешевый в изготовлении прибор с большим набором функций и возможностей, построенный на единственном микроконтроллере PIC16F870 компании Microchip. Для отображения режимов работы, параметров, функций используется четырехразрядный семисегментный индикатор.

Режимы работы: логический пробник, генератор импульсов, частотомер, счетчик импульсов, вольтметр, напряжение на p-n переходе (диоды, транзисторы), измеритель емкости конденсаторов, измеритель индуктивности, генератор сигнала 500 Гц, генератор NTSC видеосигнала, генератор ASCII таблицы (RS-232), генератор MIDI ноты, генератор импульсов для сервоконтроллеров, генератор прямоугольного сигнала, генератор серии псевдослучайных чисел, генератор импульсов для проверки приемных ИК модулей, ШИМ.

Принципиальная схема прибора представлена на рисунке ниже.

Используемый четырехразрядный светодиодный индикатор – LTC4627 (или MSQ4911C) с общим анодом. Регулятор напряжения с малым падением напряжения (low drop out regulator) – LM2931. Регулятор сохраняет работоспособность в диапазоне входного напряжения 5.0…30.0 В и имеет схему защиты от переполюсовки питания.
Как вы заметили, схемотехническое решение очень простое, отсутствуют обычные резисторы в цепях индикатора. Они обычно используются для каждого сегмента индикатора (включаются последовательно с сегментом) для ограничения тока и с целью одинакового свечения сегментов. Микроконтроллер PIC ограничивает ток на уровне приблизительно 25 мА на каждую линию, программное обеспечение разработано таким образом, чтобы в каждый момент времени активным был лишь один сегмент. Также при таком методе устраняется эффект многократных сегментов. Несмотря на свою простоту, устройство не требует какой-либо наладки, имеет хорошую повторяемость: многочисленные изготовленные варианты показали надежную и достойную работу.

В различных режимах работы используются резисторы R1 – R6, R10, но для каждого режима по разному. Неиспользуемые резисторы для специфических режимов отключаются от схемы путем управления соответствующими линиями ввода/вывода микроконтроллера. Резистор R5, например, используется в режиме генератора импульсов, R4 – используется для зарядки конденсатора при измерении его емкости.
Устройство собрано на монтажной плате, которая монтируется в подходящий корпус

Выбор режимов работы осуществляется кнопкой BUT1 при удержании нажатой кнопки BUT2. Смена режимов работы происходит циклически, название режима отображается на индикаторе. Выход из любого режима осуществляется нажатием и удерживанием двух копок. Выбранный режим работы сохраняется при выключении питания, что удобно при питании пробника от исследуемой схемы.
Сведения о режимах работы, описание и порядок работы.

Cхемы логических пробников

Схема на микроконтроллере дополнена входным каскадом согласующим TTL уровни с уровнями микроконтроллера PIC12F683.

Этот входной состоит из делителя напряжения на компонентах VD1, R5 и VD2. Предназначенный для установки опорного напряжения (2,8 В) на входе микропроцессора в случаи отсутствия сигнала на входе пробника. Если логического сигнал обнаружен, произойдет падение напряжения и эту разницу PIC12F683 определит как высокий или низкий уровень TTL. Блок индикации состоит из трех светодиодов: HL2- высокий импеданс, HL1 логическая 1, HL3 логический ноль. Как прошить микроконтроллер PIC , узнаете прочитав статью, а прошивку, и рисунок печатной платы можете скачать чуть выше нажав на зеленую стрелочку, рядом с заголовком.

Первый пробник, который мы предлагаем вам изготовить, предназначен тем, кто не рискует сразу приступить к работе с цифровыми интегральными схемами.

Схема пробника состоит из усилителя (транзистор VT1), согласующего входные параметры пробника с параметрами исследуемой цепи, и двух электронных ключей на транзисторах VT2—VT3, в коллекторную цепь которых включены светодиоды, служащие для индикации уровней входных сигналов.

Режим работы транзистора VT1 выбран таким, чтобы при отсутствии сигнала на входе пробника на его коллекторе все время поддерживалось напряжение, достаточное для открывания транзистора VT2. Малое сопротивление цепи эмиттер — коллектор этого транзистора шунтирует светодиод HL1, и он не светится. Одновременно определенный уровень напряжения на эмиттере транзистора VT1 поддерживает транзистор VT3 в закрытом состоянии, поэтому его коллекторный ток недостаточен для загорания светодиода HL2.

При поступлении на вход пробника уровня 0 транзистор VT1 закрывается, напряжение на коллекторе возрастает и запирает транзистор VT2. Сопротивление цепи коллектор — эмиттер перестает шунтировать светодиод HL1, и он загорается, сигнализируя о наличии уровня 0 на входе пробника.

При поступлении на вход пробника уровня 1 транзистор VT1 открывается, напряжение на его коллекторе уменьшается и отпирает транзистор VT2. Малое сопротивление цепи коллектор — эмиттер открытого транзистора шунтирует светодиод HL1, и он гаснет.

Одновременно возрастание эмиттерного тока открытого транзистора VT1 вызывает увеличение падения напряжения на резисторе R3, в связи с чем транзистор VT3 открывается. Его коллекторный ток увеличивается, и светодиод HL2 загорается, индицируя наличие уровня 1 на входе пробника.

Если на вход пробника поступает последовательность импульсов, то светодиоды попеременно вспыхивают, сигнализируя о поступлении на вход пробника импульсных сигналов.

Налаживая пробник, подбором сопротивления резистора R1 добиваются отсутствия свечения светодиодов в исходном состоянии. Затем подбором сопротивления резистора R6 добиваются загорания светодиода HL2 при поступлении логической 1 на вход пробника, а изменением сопротивления резистора R2 устанавливают режим работы транзистора VT2.

В пробнике можно использовать любые маломощные кремниевые транзисторы соответствующей структуры (например, КТ315, КТ342, КТ361 и т. д.), кремниевый импульсный диод (например, КД503, КД509, КД510) и светодиоды любого типа.

При уровне логической единицы будет загораться красный светодиод, а в случае логического нуля – зеленый. Если щуп пробника ни к чему не подсоединен, то оба светодиода не горят. А если подключен к исследуемой схеме, это свидетельствует о том, что имеется неисправность в работе устройства.

Помимо индикации информации о логических уровнях, пробник можно использовать для фиксации наличия импульсов на его входе. Для этого и используется двоичный счетчик К155ИЕ2, к выходам которого подсоединены светодиоды желтого свечения. С поступлением каждого последующего импульса состояние счетчика меняется на единицу. Если исследуемый сигнал обладает небольшой частотой, то светодиоды будут светится даже при импульсах с малой длительностью.

По типу свечения зеленого и красного светодиода можно условно предполагать о форме импульсов и их частоте.

Входной сигнала усиливается DD1.1 и DD1.3, на элемент DD1.2 собрано устройство сравнения. Транзистор в этой схеме работает только в ключевом режиме. Для стабилизации напряжения в схеме применен стабилитрон 5-ти вольтовый.

Если на вход пробника поступает сигнал логической единицы транзистор открывается в результате чего на девятом входе DD 1.2 установится сигнал логического нуля, а на входе 8 элемента логическая единица, то десятом выходе установится логическая единица и сегмент g индикатора потухнет. А на индикаторе останутся светится только сегменты b и c выводя единицу.

Читайте также  Индикатор фазы из светодиода

Если на вход пробника поступает логический ноль. В этом случае транзистор закроется, а элементы DD 1.1 и DD 1.3 переключатся, и как следствие на выходе 2 элемента DD 1.3 и входе 8 элемента DD 1.2 появится ноль. А на сегментном индикаторе будут гореть сегменты a, b, c, d, e, f изображая логический ноль.

Если на входе пробника не будет никакого сигнала, то транзистор будет закрыт , а на цифровом индикаторе будут гореть сегменты b, c, g.

Этот логический пробник выдает информацию о входных сигналах в цифровой форме и поэтому гораздо более удобен в работе. Его схема (рис.12) содержит цифровую интегральную схему, что обеспечивает надежность работы пробника и точность его показаний. Схема этого пробника состоит из двух основных узлов: входного каскада на транзисторах VT1, VT2, включенных по схеме эмиттерных повторителей, для повышения входного сопротивления пробника, и выходных усилителей и коммутаторов нагрузки (индикатор HG1) на элементах 2И-НЕ (DD1.1 — DD1.4). Кроме того, следует отметить, что используемый светодиодный знакосинтезирующий индикатор HG1 имеет общий катод, подключенный к общей шине, поэтому свечение его сегментов происходит при подаче уровня 1 на соответствующие аноды.

Работает пробник следующим образом, при подаче напряжения сразу же начинает светится сегмент h светодиодного индикатора.

Если сигнала на входе пробника нет, то транзисторы VT1 и VT2 закрыты. Поэтому на входе логического элемента DD1.1 присутствует уровень 0, обеспечиваемый падением напряжения на резисторе R1, а на входах логических элементов DD1.2 — DD1.4 — уровень 1. На выходах этих элементов присутствуют уровень 0, и сегменты индикатора HG1 поэтому не светятся.

При появлении на входе пробника сигнала, соответствующего уровню 1, транзистор VT1 открывается и на вход элемента DD1.1 поступает уровень 1. На выходе этого элемента появляется уровень 0, который в свою очередь вызывает появление на выходе элемента DD1.2 уровня 1, и сегменты b и с индикатора HG1 загораются, индицируя цифру «1». Остальные сегменты в это время не горят, так как на выходе элементов DD1.3 и DD1.4 сохраняются уровни 0.

Если на вход пробника поступает напряжение, соответствующее уровню 0, то транзистор VT2 открывается, a VT1 закрывается. При этом на входах элементов DD1.3, DD1.4 и выходе 6 элемента DD1.2 появляются уровни 0. Появление уровня 1 на выходах элементов DD1.3, DD1.4 вызывает свечение сегментов а, b, с, d, е, f индикатора HG1, образующих цифру «0».

Если на вход пробника поступают импульсы с частотой до 25 Гц, то на выходе элемента DD1.2 присутствует уровень 1, а на выходах элементов DD1.3 и DD1.4 чередование уровней 1 и 0 с такой же частотой, что вызывает чередование свечения цифр «1» и «0» на индикаторе HG1, сигнализирующее о наличии импульсов в контролируемой цепи.

При большей частоте входных импульсов на величине напряжения, поступающего на сегмент d индикатора HG1, начинает сказываться емкость конденсатора C1.

Он на какое-то время «запоминает» уровень напряжения, имеющего среднюю величину между уровнем 0 и уровнем 1, в связи с чем яркость свечения сегмента d уменьшается. При этом на индикаторе наблюдается свечение буквы П, свидетельствующее о наличии последовательности импульсов в контролируемой цепи. В пробнике используются резисторы типа МЛТ 0,125 и конденсатор типа К50-6. Вместо интегральной схемы указанного типа можно использовать другую— К155ЛА11, К155ЛА13. Транзистор VT1— любой маломощный кремниевый. Транзистор VT2 может быть как кремниевым, так и германиевым, но в первом случае необходимо в качестве VD2 использовать германиевый диод, например Д9, ГД507 с любым буквенным индексом.

У этой схемы пробника в качестве индикатора имеются два светодиода включенные встречно-параллельно. Если на щуп поступает логическая единица открывается VT1 и загорается первый светодиод. При подаче логического нуля открывается VT2 и загорается другой светодиод.

Учитывая небольшие размеры схемы в качестве корпуса был взят старый маркер, а для еще большей минимизации я использовал SMD светодиоды которые припаял на кусочек текстолита соединил обе части обычным гибким монтажным проводом

Простой микроконтроллерный пробник

Возможности :
— измерение сопротивления 0 — 300 Ом.
— звуковой сигнал при сопротивлении менее 20 Ом.
— тест переходов полупроводников.
— измерение переменного синусоидального напряжения до 500 В.
— автоматическое переключение режимов ! Как следствие, абсолютная защита от высокого напряжения на входе и возможность прозвонки цепей прямо под напряжением, без боязни попасть «на омах в розетку».
Точность — лучше 5%. (Это-же пробник).

Основа пробника — дешевый микроконтроллер PIC16F675, содержащий 10-разрядный АЦП и компаратор. Микросхемы DD2 — DD4 — регистры сдвига, на них и на светодиодных индикаторах с общим анодом, собрана индикация. Регистры применены для экономии ног микроконтроллера (для индикации используется всего две ножки), а за одно и для применения статического режима индикации. DA2 — стабилизатор напряжения 3.3V с малым перепадом входом и выходом, является так-же и источником опорного напряжения для АЦП. Элементы VT2 и R9 — усилитель для динамика. Цепочка VD1, R1 — R3 — делитель канала измерения напряжения, который подключен к входу микроконтроллера AN0.

Принцип измерения сопротивления — классический, в составе пробника имеется источник стабильного тока, ток которого пропускается через испытываемую цепь, на которой измеряется падение напряжения встроенным в микроконтроллер АЦП через вход AN1. Это напряжение будет прямо пропорционально измеряемому сопротивлению. VD2, R2, R4 служат для защиты входа микроконтроллера при подаче высокого напряжения. Узел генератора стабильного тока собран по классической схеме на элементах R5 — R7, VD3 — VD5, VT1, C1, DA1. Но имеет некоторые особенности. Так как генератор тока должен выдерживать переменное напряжение до 500V, максимальная амплитуда полуволн может достигать +- 350B, применен высоковольтный транзистор, применяемый в строчных развертках. На отрицательных полуволнах входного сигнала генератор тока просто стабилизирует ток, так как входное напряжение фактически складывается с напряжением питания генератора тока. Пиковая мощность выделяющаяся на VT1, при токе стабилизации около 6 мА составляет около 2 Вт. Положительные полуволны входного напряжения отрезаются диодом VD3. R5 и VD5 — источник опорного напряжения генератора тока. VD4 предохраняет выход DC-DC преобразователя от высокого входного напряжения. Для получения необходимой полярности, питать генератор тока пришлось от отдельного источника напряжения — преобразователя постоянного напряжения (5V) в постоянное (9V), такие преобразователи используются в сетевых картах, имеющих коаксиальный 50-омный выход (BNC).

Программа для микроконтроллера написана на языке программирования Си. Большую часть времени микроконтроллер находится в ожидании прерывания от таймера. Примерно 2 раза в секунду, проверяется входное напряжение, определяется режим работы, вычисляется величина и обновляется индикация. Если входное напряжение на AN0 менее 10V — режим работы — измерение сопротивления, если более — измеряем напряжение. Для упрощения входных цепей было решено отказаться от выпрямителя, а измерять переменное напряжение, путем выборки во время действия положительной полуволны входного сигнала. Для этого по входу AN1 с помощью компаратора микроконтроллер определяет начало положительной полуволны сигнала, затем отсчитывает 3 мС, и производит измерение. Измерений производиться не в пике полуволны, потому что, как показывает опыт, возможные искажения измеряемого сигнала, как правило, проявляется в виде искажения формы именно вершины синусоиды, что приводит к более значительным погрешностям измерения. Измерение падения напряжения в режиме измерения сопротивления происходит по входу AN1. После этого велечины из АЦП масштабируются, переводятся в символьный вид, в них гасятся не значащие нули, (или выводится знак «обр», когда щупы просто разомкнуты) и выводятся на индикатор. Так-же в режиме измерения сопротивления подсвечивается верхний сегмент самого младшего разряда индикатора HL1/2. На выход GP2, микроконтроллер выводит в последовательном виде семисегментное изображение цифр и символов, тактируя каждый бит положительным перепадом на выходе GP4.

Настройка сводиться к установке правильных показаний сопротивления — резистором R7, и напряжения — R3. Потребляемый пробником ток — около 100 мА, и основным потребителем является индикатор.

Печатная плата, ввиду простоты, не разрабатывалась. В качестве корпуса пробника был использован корпус от старого сотового телефона Motorola. Все крупные компоненты зафиксированны термоклеем из клеевого пистолета. В качестве элемента питания используется штатный аккумулятор от этого-же телефона. Но возможно использовать и 4 отдельных Ni-Cd или Ni-Mh аккумулятора.

При настройке и эксплуатации следует помнить, что пробник не имеет гальванической развязки с сетью и его цепи могут находиться под напряжением опасным для жизни. Так-же при изготовлении корпуса следует предусмотреть отсутствие снаружи металических деталей имеющих электрический контакт с компонентами пробника.