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quarta-feira, 31 de outubro de 2018

Processo de Solda e Substituição de Componentes SMD


Microsoldagem de componentes SMD - Processo de substituição de componentes SMD


Neste post pretendemos demonstrar os processos de substituição de componentes SMT / SMD (Surface Mount Technology / Surface Mounting Devices)

Para isso usaremos vídeos mostrando a retirada de um componente e o processo de inserção de um novo componente em placas SMD.
Em cada vídeo o processo é explicado passo a passo.

Alguns conceitos importante e boas práticas ao se trabalhar com componentes SMD e eletrônica em geral:
1 - Use sempre material anti-estático (luvas, manta, pinças, escovas e pincéis....);

2 - Tenha um bom Microscópio (binocular, trinocular, camera VGA, etc...);

3 - Tenha uma boa estação de ar quente; 
Este item na verdade não é muito crítico, uma boa estação de ar quente prove meios de você poder manter regulagens em memória de tal forma que facilita muito quando você quiser trocar um perfil de aquecimento.... Mas uma estação de ar quente comum faz o mesmo serviço sem essa facilidade... ou seja: ar quente é ar quente... uma vez regulado a temperatura uma estação sofisticada faz o mesmo serviço que uma estação simples....

4 - Tenha um bom ferro de solda; 
Aqui sim, quanto melhor for o ferro de solda (principalmente em respeito a facilidade de se trocar pontas e os tipos de pontas disponíveis,.... isso faz a diferença....) mais eficiente se torna o serviço;
Um bom ferro de solda tem que ter pontas intercambiáveis e acima de tudo pontas ultra finas para e fazer micro-soldagem SMD.

5 - Tenha um bom suporte de placas, que permita segurança e conforto na hora do trabalho mais delicado.

6 - Tenha um bom conjunto de pinças, estiletes, chaves, etc...;

7 - Tenha todos os insumos necessários;
Solda de boa qualidade (com chumbo e sem chumbo);
Solda de baixo ponto de fusão;
Fluxo de solda de boa qualidade (orgânico e do tipo "no clean");
Solda em pasta de boa qualidade;
Pasta para soldar de boa qualidade;
Esferas para Reballing
Fluxo líquido para soldar;
Tinta UV;
Malha dessoldadora;
Kit Stencil para Reballing
Fita Kapton
Fita Alumínio
Limpa contatos
Álcool Isopropílico 99%




Espero que seja útil.


Qualquer dúvida contacte-nos via email: arduinobymyself@gmail.com


1 - Substituição de Resistor SMD;



2 - Substituição de Capacitor SMD;



3 - Substituição de Capacitor SMD usando solda em pasta;



4 - Substituição de Indutor SMD;



5 - Substituição de Circuito Integrado SMD;



6 - Processo de Reballing de um Circuito Integrado BGA (Ball Grid Array) SMD;



terça-feira, 30 de outubro de 2018

Arduino Balancing Itself Robot - ABIR

Arduino Balancing Itself Robot

Este Robot está baseado no projeto de Joop Brokking (YABR - Your Arduino Balancing Robot)
Adaptado para minhas condições de construção e ajustes de PID.

O Robot é de construção bem simples, mas tem muitos conceitos que podem ser aprendidos e ou aprimorados com a construção e ajuste desse robot.
Constratando com outros robots de balanceamento prórpio, você vai notar que esse usa motores de passo ao contrário de muitos (a grande maioria) que usam motores DC com caixas reguladoras de velocidade (engrenagens) e que são mais baratos; porém esse que usa motor de passo, oferece muito mais oportunidade de um excelente controle de movimentação. Motores DC tem muita fricção mecânica e diferenciais elétricos que degradam com o tempo e causam mudança de performance com o tempo, já motores de passo são livres desses fatores com muito maior durabilidade e constância de funcionamento.

Neste post irei mostrar todos os detalhes de construção do  robot de balanceamento próprio, também chamado auto-balanceamento.

Ele consiste em um módulo Arduino com uma MPU (Giroscópio e Acelerômetro) controlando o ângulo e giro do robot para mantê-lo balanceado no próprio eixo verticalmente, o controle é feito acionando dois motores de passo para que ele possa ter a ação de balanceamento usando controle PID para manter o robot na posição vertical (mesmo quando aplicado uma força externa).

Um controle remoto faz o controle da movimentação para frente e para traz e ainda para esquerda e direita.

Esse Robot tem um custo de aproximadamente R$240,00

LISTA DE MATERIAL:

ROBOT:
1 x arduino pro-mini (5V) ATMEGA-328, 16MHz)
1 x módulo de comunicação serial wireless para 2,4 GHZ
1 x MPU 6050 (giroscópio e acelerômetro)
1 x módulo programador de arduino pro-mini FTDI USB  para TTL
1 x conversor DC/DC - 12V para 5V
1 x bateria LiPo 3 celulas (11,1V) 2200 mAh
2 x step motor driver DRV8825
1 x resistor 2K2Ohm
1 x resistor 3K3Ohm
1 x resistor 4K7Ohm
1 x diodo 1N4007
2 x motores de passo TAMAGAWA SEIKO 0,45graus 800S/R 40Ohm 0,3A por fase
2 x rodas para robot de 65mm de diâmetro
1 x placa perfurada padrão

CONTROLE:
1 x arduino pro mini (5V) ATMEGA-328, 16MHz)
1 x módulo de comunicação serial wireles 2,4 GHZ
1 x controle com fio de wii nunchuk
1 conversor DC/DC - 5V para 3,3V
3 x pilhas recarregáveis 1,5V 2200mAh
1 x case para as pilhas
1 x placa perfurada padrão

Fios e cabos...
Madeirite (Plywood) para o frame de 8mm de espessura (para a base e topo) e de 3mm (para as laterais e fundo)
Cola madeira;
Espaçadores plásticos para placa de circuito impresso;
Parafusos/porcas...
Ferramentas diversas...
etc...

CÓDIGO:
O código, bem como os detalhes do projeto podem ser baixados no GitHub da Arduino By Myself.
Lembrando que esse código é de propriedade e responsabilidade de Joop Brokking, mas pode ser distribuído sem autorização pois é de domínio público.
Nós da Arduino By Myself, não nos responsabilizamos por erros e correções nesse código.


https://github.com/Arduinobymyself/ABIR_Arduino_Balancing_Itself_Robot



ESQUEMAS & PLACAS:

Abaixo o esquema de ligação dos vários módulos.
Note que o Diodo D1 é imprescindível por dois motivos:
1 - ele protege o sistema contra inversão de polaridade da bateria de alimentação
2 - ele proporciona uma queda de tensão necessária para termos 12V na entrada, uma vez que a bateria Lipo, quando completamente carregada tem uma tensão de 12,6V e a queda de tensão no diodo será de aproximadamente 0,6V, resultando nos desejados 12V na entrada.

Os resistores R3 e R2 formam um divisor de tensão, proporcionando 5V no pino A0 (codificado para 1023, após a conversão analógico-digital) do arduino quando a tensão da bateria for de 12V, e desse modo é possível monitorar a tensão da bateria. Assim podemos controlar a descarga da bateria, caso ela caia abaixo de 10,5V (codificado para 1050 no arduino) o sistema simplesmente irá parar de funcionar indicando que a bateria está baixa e solicitando a sua recarga (garantindo a vida útil das células da bateria Lipo) evitando problemas maiores.

Versão original:

Versão de placa Arduino By Myself (vista de baixo, lado das trilhas):

Orientação:
A placa está sendo vista pelo lado das conexões, então muito cuidado!
Linhas negras são trilhas feitas com solda, ligando ponto por ponto da placa padrão perfurada.
Linhas finas coloridas, são fios conectando os respectivos pontos de início e fim.
Linhas grossas coloridas, são fios na parte de cima da placa (lado dos componentes).
Linhas cinzas são contorno dos componentes .

Note que: no meu caso, como o meu motor de passo é para 0,45 graus por passo (800 passos por revolução), tive que usar o driver do motor de passo configurado em "full step", desse modo na minha placa não existe a conexão para +5V do pino 3 (parte superior do Driver da esquerda para a direita) do driver de motor de passo (todos os pinos de configuração para "LOW" significa "Full Step") consulte o manual do seu driver caso esteja utilizando outro driver para ver como configurar......
Se você estiver usando um motor de passo com 200 passos por revolução, e 1,8 graus por passo, você deve manter as conexões como está na figura (configurado para 1/4 de passo).

Meu motor de passo tem 8 pinos (derivação central de cada bonbina) dessa forma deixei a derivação central sem conexão e foi conectado somente as bobinas A+A- e B+B- ao driver de motor de passo.



Esquema do controle remoto:
Muito cuidado com as ligações de alimentação no Wii Nunchuck.
O Arduino UNO ou um Pro-mini vai ser alimentado por uma bateria de 4,5V (3 pilhas de 1,5V), mas o controle wii-nunchuck vai ser alimentado por 3,3V provenientes do Arduino UNO ou se utilizar um Arduino Pro-mini, deverá ter um regulador de tensão de 5V para 3,3V


Original usando o Arduino UNO:



Versão de placa usando o Arduino Pro-mini (minha versão) com o conversor de 5V para 3,3V:
Os fios amarelo e branco dever ser ligados nos pinos A4 e A5 do Arduino Pro-mini, respectivamente.
Pino A4 deve ser conectado ao SDA do controle e o pino A5 deve ser conectado ao SCL do controle.






MONTAGEM & AJUSTES:

FRAME:
Agora vamos montar o frame do robot
Para isso você pode utilizar a imaginação e os materiais disponíveis, mas segue as orientações para dimensionamento do frame.
Todas as dimensões estão em milímetros (mm)
As partes podem ser coladas ou simplesmente parafusadas.




FOTOS:

Segue as fotos reais do projeto para servirem como guia.










Soldei somente os pinos necessários (utilizados)

Trilhas feitas conectando ponto a ponto na placa perfurada padrão

Conexão dos Jumpers entre os módulos

Conexão do SDA/SCL da MPU 6050 com os pinos A4/A5 do Arduino Pro-mini, respectivamente.

Wii - nunchuck controller

Montado no Frame e com a bateria LiPo no topo do frame.














Detalhe do controle remoto






TESTES & AJUSTES:
Após montado o frame e posicionado os motores e a placa principal;

1 - retirar os motores de passo do conector;

2 - alimentar o sistema, utilizando uma fonte externa de bancada com medição de corrente e tensão, ajustada para 12,6V;
Se tudo ocorreu bem e se tudo está corretamente tudo conectado (módulos ligados e operando);
- LED do arduino deve acender  e ficar piscando (inicialmente ele está com o código "Blink" operativo);
- O LED verde da MPU deve estar aceso;
- O LED azul do transceptor de 2,4GHz deve piscar por alguns segundos;

3 - Verifique a corrente consumida, não deveria passar uns 50mA;
- Meça com o multímetro as principais tensões do circuito (+12,6V na entrada, +12V na saída do Diodo D1, +5V na saída do regulador)

4 - Ajuste da corrente dos motores de passo;
- No meu caso o motor de passo consome 300mA por fase, assim os dois motores vão consumir 600mA, contando com o restante dos circuito a corrente total não deverá ser maior que uns 650mA;
- desligue o sistema;
- coloque um motor de passo no conector, observe a corrente consumida;
- com uma chave ajuste o potenciômetro do driver para que a corrente fique em torno de 300mA;
- desligue o sistema;
- retire o motor de passo e coloque o outro motor de passo;
- ligue o sistema;
- ajuste a corrente desse driver no potenciômetro, também para 300mA;

Pronto! agora o sistema está como os motores ajustados.
Lembre-se que se você está usando motores diferentes do especificado, esses valores irão mudar e você deve ter em mãos o datasheet do seu motor para poder saber a corrente de trabalho por fase.

5 - Download do software de teste do sistema;
- coloque o seu Robot na posição vertical (em cima de um apoio para que as rodas tenham movimento livre e o robot não ande)

Download do arquivo de teste

- usando o adaptador USB-Serial
- faça o download do arquivo: YABR_hardware_test.ino, usando a IDE do Arduino;
- após o download bem sucedido, abra a comunicação serial na IDE do Arduino, com a janela de comunicação serial ajustada para velocidade de comunicação 9600bps;
- anote o valor de balance do seu robot;





6 - Download do Software do robot:
- agora edite o arquivo: Balancing_robot.ino, e coloque o valor de balance encontrado,  na linha: acc_calibration_value;
- no meu caso ficou:
acc_calibration_value = -1356;
- edite os valores de ganho P.I.D. para o seu robot;
Esses valores são empíricos e cada robot tem o seu.
Inicie com um valor alto de P por exemplo 20 ou 30 e um valor mais baixo para o D por exemplo 10 ou 15, deixe o valor de I fica em torno de 1 a 3
Vá ajustando esse valores até encontrar o valor ideal de P, I e D
No meu caso foi de ficaram como:
pid_p_gain = 30;
pid_i_gain = 1;
pid_d_gain = 10;
Ajuste também o valor de:
turning_speed = 50;
max_target_speed = 150;
- faça o download do arquivo para o seu robot;



- Pronto! seu robot já deve estar apto a dar os primeiros passos.......
- coloque lentamente o robot de pé e verifique se ele estabiliza nessa posição.....
repita os passos de ajuste do P.I.D. até que o robot encontre seu ponto de estabilização.....
Dica: se o robot estiver muito arredio.... balançando muito, reduza o P
Se o robot está estável mas começa a desestabilizar... aumente um pouco o D
É natural durante o processo de estabilização ele andar um pouco para traz até estabilizar, então não desespere..... isso é uma ciência......

7 - Download do SW do controle remoto.
- após todo o trabalho árduo de ajuste do P.I.D. estamos prontos pra controlar remotamente o robot;
- faça o download do SW para o arduino Pro-mini do controle remoto;
- ligue o controle, se tudo estiver OK, já deve ser possível controlar remotamente o seu robot;

8 - Se você chegou até aqui, é porque o seu robot está operativo;
- faça mais ajuste com o P.I.D. encontre o melhor ajuste para ele rodar com velocidade e estabilidade, parabéns!!!


Assista aos vídeos para ver mais detalhes....

VÍDEOS:

Primeiro vídeo - ABIR - Arduino Balancing Itself Robot - Primeiros Passos

https://youtu.be/766VzVpbURw


Segundo vídeo - ABIR - Estrutura do Frame
https://youtu.be/nlMmYRrvcaw



Terceiro vídeo - ABIR - Módulo Principal
https://youtu.be/aeiwktZ7slA



Quarto vídeo - ABIR - Controle Remoto
https://youtu.be/wvix9BwFRHI






Volte novamente, em breve teremos mais vídeos demonstrativos das várias etapas de construção, testes e ajustes desse magnífico robot :-))







segunda-feira, 24 de setembro de 2018

Criando um medidor de resistências a 4 fios portátil

Criando um medidor de resistências a 4 fios portátil

"Eu costumo dizer que quando você pode medir aquilo de que você está
falando, e expressá-lo em números, você sabe algo sobre aquilo; mas quando
você não pode medi-lo, quando não pode expressá-lo em números, seu
conhecimento é escasso e insatisfatório..."
Frase do Irlandes Físico, Matemático e Engenheiro:
William Thomson, conhecido como "Lord Kelvin

Este post é um post complementar aos posts anteriores:

https://arduinobymyself.blogspot.com/2018/09/medicao-de-resistencias-usando-4-fios.html
https://arduinobymyself.blogspot.com/2018/09/smb-smartbox-medidas-em-linhas-de.html
https://arduinobymyself.blogspot.com/2018/09/cic-portatil-teste-de-linhas-em-curto.html


Nele vamos tentar criar um medidor de resistências a 4 fios que seja portátil (sem necessidade de fonte de alimentação externa (tensão e corrente ajustável com controle de corrente máxima, etc)... mas com boa eficiência nas medidas.

A intensão é criar algo que realmente possa ser usado pelo técnico reparador e que seja o mais simples possível e com a melhor eficiência possível.

Vamos usar um multímetro comum, uma bateria de celular, e um regulador de tensão configurado como fonte de corrente constante.

NÃO VOU ENTRAR EM DETALHES SOBRE A TÉCNICA DE MEDIÇÃO A 4 FIOS, UMA VEZ QUE JÁ FOI VISTO ANTERIORMENTE NESTE BLOG.

Bóra lá então......!


COMPONENTES:
1 x LM317
1 x Resistor 12 Ohm / 1 W
1 x Bateria de Celular Li-ion: 3,7 V 2500 mA/h
1 x Multímetro (usei o DT830B), bem baratinho R$30,00)
Fios e cabos para as conexões


DESCRIÇÃO:

O LM317 é um regulador de precisão que pode ser usado no modo de regulação de tensão e ou regulação de corrente.
Ele tem 3 pinos:
INPUT - entrada do sinal a ser regulado;
ADJUST -  pino para efetuar o controle da tensão de saída
OUTPUT - pino de saída da tensão regulada

LM317 - pinagem


Diagrama em blocos do LM317 

Quando ligamos o pino ADJUST diretamente na saída (como sendo um feedback) ele se torna um regulador de corrente, sendo que a corrente é limitada pelo resistor R1.
O capacitor C1 faz o desacoplamento DC e evita ruídos.
Diagrama do circuito usando LM317 como regulador de corrente




 Para calcularmos a corrente de saída, usamos a formula abaixo:

Fórmulas de cálculo da corrente máxima

Dessa forma, se queremos uma corrente de 100 mA fixa na saída, devemos usar um resistor de 12 Ohm

R1 = Vref / Iout = 1,25 / 0,1 = 12,5 Ohm (comercial = 12 Ohm).

Se você quiser precisão, pode usar um Trimpot de 47 Ohm, para ajustar exatamente o valor do resistor calculado.



O APARATO:

O esquema fala por si mesmo.....
Simples e eficaz!!!

"Bem diferente dos SMBs e CICs vendidos por R$800,00 na internet; a diferença está em que esse usa um fonte de corrente constante!!!"

Vou vender esse projeto!?

Quanto valeria!?
Posso vender isso por 400 contos???

Gente!!!!!... isso vale uns 50 contos de peças.... Jamais venderia isso por 800, 600, 300, 200, etc....;
O objetivo do blog é compartilhar conhecimento e informação.... mesmo porque, vender esse projeto nesses preços, seria um roubo!!!!!!!!
O máximo valor seria o valor dos componentes e uns 50tinha de mão de obra e lucro...... acima disso a pessoa tá querendo enriquecer as custas dos outros, sejamos coerentes!!!..... pelo amor de Deus!!!!!
O Brasil não precisa de mais ladrões!!!!!!




Como a corrente no sistema é de no máximo 100 mA e como as medidas são feitas mantendo o componente pouco tempo nas pontas de provas, o LM317 não irá dissipar muito calor não necessitando de dissipador, no máximo uma pequena chapa de alumínio.....
Seria interessante que a conexão da bateria seja feita por conectores plugáveis por exemplo o JST para que assim você possa carregá-la sem problemas.




Conector JST macho/fêmea - Bateria


VÍDEO:

O vídeo mostra o medidor montado de maneira grosseira somente para demonstrar que é possível.

Medidor portátil de baixas resistências e curtos a 4 fios




FOTO ORIGINAL:







sábado, 22 de setembro de 2018

SMB - SmartBox - Medidas em Linhas de sinais de placas de Celulares

SMB - SmartBox - Medidas em Linhas de sinais de placas de Celulares


"Eu costumo dizer que quando você pode medir aquilo de que você está
falando, e expressá-lo em números, você sabe algo sobre aquilo; mas quando
você não pode medi-lo, quando não pode expressá-lo em números, seu
conhecimento é escasso e insatisfatório..."
Frase do Irlandes Físico, Matemático e Engenheiro:
William Thomson, conhecido como "Lord Kelvin


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ESTE POST É UM ALERTA SOBRE EQUIPAMENTOS (MULTÍMETROS MODIFICADOS) QUE ESTÃO SENDO VENDIDO NA INTERNET E QUE NÃO SÃO ADEQUADOS PARA FAZER MEDIDAS CORRETAMENTE!!!!

NÃO RECOMENDO A CONSTRUÇÃO DESSES DISPOSITIVOS!

A MANEIRA CORRETA DE MEDIR CURTO-CIRCUITOS E BAIXAS RESISTÊNCIAS É USANDO O MÉTODO DE MEDIDAS A 4 FIOS CONHECIDO COMO "PONTA KELVIN", VEJA O POST SOBRE ISSO EM:

https://arduinobymyself.blogspot.com/2018/09/medicao-de-resistencias-usando-4-fios.html

ATENÇÃO:
EXISTEM NO MERCADO EMPRESAS SÉRIAS, COMERCIALIZANDO O VERDADEIRO SMB DESENVOLVIDO POR PAISAL KNOK, COM NOTA FISCAL E ACESSO À BASE DE DADOS DE INFORMAÇÕES DE REPAROS POR ELE DESENVOLVIDO EM ANOS DE PESQUISAS, ESTUDOS E MUITO TRABALHO.
ESSES EQUIPAMENTOS TEM O VALOR AGREGADO NA INFORMAÇÃO DE REFERÊNCIA AOS DEFEITOS E SUAS SOLUÇÕES, USANDO O EQUIPAMENTO SMB. O ACESSO ÀS INFORMAÇÕES É FEITO MEDIANTE UM PLANO DE PAGAMENTO E SOB LICENÇA CONCEDIDA PELO PAISAL KNOK.

SÓ QUE EXISTEM OS CHARLATÕES DA INTERNET VENDENDO MULTÍMETROS "MODIFICADOS" QUE NÃO SÃO CONFIÁVEIS E ELES TAMBÉM NÃO OFERECEM ACESSO À BASE DE DADOS DE INFORMAÇÕES...... DO QUE VALE O EQUIPAMENTO SEM A INFORMAÇÃO!?... MUITO POUCO...
ESTE POST REFERE-SE A ESSES TIPOS DE EQUIPAMENTOS.... QUE QUANDO MAL USADO PODEM CAUSAR MAIS DANOS NOS EQUIPAMENTOS A SEREM REPARADOS DO QUE REALMENTE TRAZER O BENEFÍCIO DA SOLUÇÃO DO PROBLEMA.
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Este Post tem como objetivo mostrar que aparelhos SMB que são vendidos no mercado brasileiro pode R$800,00 são uma enganação e que qualquer técnico em eletrônica pode criar seu próprio SMB a partir de componentes que custam alguns centavos....

Vamos lá, bem simples:
A técnica consiste em utilizar dois multímetros convencionais (um para medir tensão e outro para medir corrente) em conjunto com uma Fonte ajustável de tensão e corrente e mais um LED com um resistor limitador de corrente para fazer uma indicação luminosa proporcional da corrente na linha testada.


Acima mostramos o aparato a ser montado na bancada. O funcionamento é simples:
A fonte irá fornecer a tensão e corrente necessária para o teste;
O multímetro configurado na escala de Volts irá medir a tensão na linha em teste;
O multímetro configurado na escala de micro-ampéres irá medir a corrente na linha em teste;
***Cuidado nesse ponto, alguns multímetros tem a escala de corrente no mesmo conector de tensão e resistência e alguns modelos em outro conector, insira os cabos corretamente conforme seu modelo de multímetro***
O LED irá acender proporcionalmente à corrente na linha em teste;
A ponta de aterramento deverá ser ligado na linha de terra comum da linha em teste;
A ponta de teste deverá ser posicionada na linha em teste;

Observe que entre a linha em teste e o terra (linha GND) da placa, temos diversos componentes eletrônicos (capacitores, resistores, diodos, transistores, circuitos-integrados, indutores, etc....) de qualquer forma esse componentes causam uma "CARGA" na linha e irá consumir uma corrente e deverá ter uma diferença de potencial (tensão) entre seus terminais. O objetivo é exatamente esse: medir a tensão e a corrente entre a linha de sinal em teste e a linha de GND.

O nosso aparato faz exatamente isso e ainda conta de um LED que fará uma indicação luminosa proporcionalmente à corrente que está fluindo na linha....

A sabedoria toda está em: comparar para cada linha de sinal da placa de celular; comparar os valores obtidos com os de uma placa original ou com uma tabela de valores já preparados e que é possível obter em programas ou na internet. Isso fica por conta de você técnico em celular obter essas informações.....

Com um resistor de 680 Ohm em série com o LED, consigo medir correntes de até 1800 uA no sistema.


VÍDEO:
Assista o  vídeo abaixo e veja o alerta!!!!
Não caia na enganação que alguns inescrupulosos comentem, tentando vender produtos falsos..... ou de valor indevido!!!


Vídeo 1 explicativo da tecnologia envolvida:
SmartBox - Teste em placas de celulares - parte 1




Vídeo 2 demonstração do aparato:
SmartBox - Teste em placas de celulares - parte 2










VÍDEOS SOBRE MEDIÇÃO A 4 FIOS... EXCELENTES EXPLICAÇÕES:
https://www.youtube.com/watch?v=JDTy-i7Xy5g&t=2s
https://www.youtube.com/watch?v=XRUGRjN20EY&t=738s
https://www.youtube.com/watch?v=Ykz5ShZ1nK4


CIC Portátil - Teste de linhas em curto em placas de celular


CIC Portátil - Teste de linhas em curto em placas de celular


"Eu costumo dizer que quando você pode medir aquilo de que você está
falando, e expressá-lo em números, você sabe algo sobre aquilo; mas quando
você não pode medí-lo, quando não pode expressá-lo em números, seu
conhecimento é escasso e insatisfatório..."
Frase do Irlandes Físico, Matemático e Engenheiro:
William Thomson, conhecido como "Lord Kelvin


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ESTE POST É UM ALERTA SOBRE EQUIPAMENTOS (MULTÍMETROS "MODIFICADOS") QUE ESTÃO SENDO VENDIDOS NA INTERNET E QUE NÃO SÃO ADEQUADOS PARA FAZER MEDIDAS CORRETAMENTE!!!!

NÃO RECOMENDO A CONSTRUÇÃO DESSES TIPOS DE DISPOSITIVOS!

A MANEIRA CORRETA DE MEDIR CURTO-CIRCUITOS E BAIXAS RESISTÊNCIAS É USANDO O MÉTODO DE MEDIDAS A 4 FIOS CONHECIDO COMO "PONTA KELVIN", VEJA O POST SOBRE ISSO EM:

https://arduinobymyself.blogspot.com/2018/09/medicao-de-resistencias-usando-4-fios.html


ATENÇÃO:
EXISTEM NO MERCADO EMPRESAS SÉRIAS, COMERCIALIZANDO O VERDADEIRO CIC (CAPACITOR IN-CIRCUIT CHECKER), COM NOTA FISCAL, GARANTIA E SUPORTE. NÃO NOS REFERIMOS A ESSES INSTRUMENTOS DE MANEIRA ALGUMA.

SÓ QUE EXISTEM OS "CHARLATÕES DA INTERNET" VENDENDO MULTÍMETROS MODIFICADOS QUE NÃO SÃO CONFIÁVEIS E QUE NÃO FAZEM MEDIDAS EFEICIENTES, POIS NÃO USAM CORRETAMENTE A TÉCNICA E OU COMPONENTES NECESSÁRIOS PARA ISTO......
ESTE POST REFERE-SE A ESSES TIPOS DE EQUIPAMENTOS E PESSOAS.... 

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O aparelho vendido na internet nomeado como CIC Capacitor In-circuit Checker... é um engodo!!!
Esse aparelho é comercializado por R$800,00 ou até mais.... com pontas de prova de osciloscópio e como se tivesse alta tecnologia envolvida.... mas na verdade não tem nada disso!!!

"Capacitor in-line checker" é assim como é vendido na internet.... o nome é bonito heim!?!?!

Mas iremos desvendar esse mito!!!!

OBS.:
O uso do resistor limitador de corrente não garante uma corrente constante, o que é estritamente necessário para se fazer medidas precisas....
Somente para resistências muito baixas esse método tem alguma eficiência (devido a uma menor queda de tensão no resistor limitador)...... Se for usado para circuitos com resistências mais altas, o resistor limitador forma um divisor de tensão com o componente a ser medido, e a corrente não vai ser a mesma (constante), por isso não recomendo esse tipo de instrumento....

Deve-se usar a técnica de  medida a 4 fios, veja o post sobre isso..... https://arduinobymyself.blogspot.com/2018/09/medicao-de-resistencias-usando-4-fios.html


O APARATO:

Precisaremos  de:
1 x multímetro;
1 x pack de baterias para 3 pilhas de 1,5V AA
1 x resistor de 45Ohm (ou equivalente)
1 x par de pontas de prova de multímetro com garras jacaré (o menor comprimento possível a bitola mais grossa possível)

Esboço do circuito - original

Esboço do aparato a ser montado - original

Aparato a ser montado que tem a mesma eficiência de um CIC comprado na internet por R$800,00

O funcionamento é o seguinte:
O pack de baterias (com 3 pilhas AA de 1,5 V) formam a fonte externa de tensão e corrente necessária para se efetuar as medidas de curtos e ou baixas resistências nos componentes e linhas das placas de circuitos celulares ou notebooks.
O resistor de 45 Ohm é um limitador de corrente.

COMO INFORMADO ANTERIORMENTE:
ESSE CIRCUITO NÃO É EFICIENTE QUANDO O COMPONENTE A SER MEDIDO TEM RESISTÊNCIA UM POUCO MAIS ALTA, POIS O RESISTOR FORMA UM DIVISOR DE CORRENTE COM O COMPONENTE A SER MEDIDO E TEM UMA QUEDA DE TENSÃO, MODIFICANDO A CORRENTE DO SISTEMA, O QUE ACARRETA EM UMA MEDIDA INEFICIENTE........!!!!
SE TIVERMOS RESISTÊNCIAS BAIXAS, NESSE CASO, A CORRENTE FICA MUITO PRÓXIMA DO MÁXIMO, AÍ SIM PODE-SE MEDIR COM ALGUMA EFICIÊNCIA!!!!

Mas porque 45 Ohm?

Façamos as contas:
A bateria fornece 4,5 V, se o resistor limitador de corrente for de 45 Ohm, quando colocarmos em curto as pontas de prova, teremos a máxima corrente no circuito, então teremos uma corrente de: R=4,5/45 = 100 mA máxima!!!

O multímetro (configurado na escala de mV) irá efetuar a medida de tensão no circuito/componente a ser testado.
Desse modo, se por exemplo, quisermos testar um resistor de  baixo valor desconhecido, ao colocar as pontas de prova no circuito/componente, irá aparecer uma corrente de aproximadamente 100 mA e o multímetro irá medir a tensão nesse ponto ou presente no componente.
Suponde que a tensão medida seja de 10 mV, então facilmente podemos concluir que a resistência naquele ponto é de: R=V/I = 10 mV/100 mA = 0,1 Ohm

Desse modo podemos medir baixas resistências, somente observando a tensão medida pelo multímetro......

Colocando as pontas em vários pontos de uma placa, pode-se determinar em qual linha está a provável zona de curto-circuito (a mais baixa resistência medida - mais baixa tensão medida)

OBS:
Inicialmente o curto deve ser diagnosticado com um multímetro na escala de continuídade, após identificado que existe o curto-circuito, aí pode-se passar a analisar o ponto onde está curto circuito, medindo-se a baixa resistência no circuito; o ponto onde houver a menor resistência é onde provavelmente está o componente com curto circuito.

EXEMPLO:
No circuito abaixo notamos que o LED não acende;
Com um multímetro na escala de continuidade, percebe-se que existe um curto na linha VCC_MAIN;
Utilizando o CIC, começa-se a medir a resistência a partir de C1 onde encontramos 10 mV (0,1 Ohm);
Efetuando se a medição componente a componente, nota-se que a tensão vai diminuindo (resistência ficando cada vez menor até chegar em C4 onde temos 1 mV (0,01 Ohm);
Continuando a medição notamos que a tensão começa a subir novamente, 8 mV em D2 (0,08 Ohm);
Como conclusão podemos dizer que C4 é o componente que está em curto, pois foi nesse ponto que obtivemos a menor resistência no circuito.
Efetuando-se a substituição desse componente, com o multímetro na escala de continuidade, nota-se que não há mais curto.
Aplicando-se 5 V na entrada do circuito o LED volta a acender! Problema resolvido.

Agora imagine isso para um circuito onde existem 20 ou 30 componentes associados a uma linha; sem a ajuda desse tipo de técnica, seria muito difícil/trabalhoso descobrir qual componente está em curto.





Em resumo:
Conecta-se a ponta preta na linha de terra;
Conecta-se a ponta vermelha em uma linha de sinal, de VCC, ou componente (R L C D);
Mede-se bloco a bloco as linhas/componentes na placa testada;
A que der a menor medida é a linha/componente que está me curto;

Veja que estou falando de maneira genérica, exatamente porque esse método é para descobrir baixas resistências de linhas e componente (R L C D).

Como demonstrado, com um multímetro, um pack de pilhas e um resistor, é possível fazer os testes que o CIC vendido por R$800,00 faz....

Quanto foi gasto?

Multímetro R$40,00
Pack de pilhas (com pilhas) R$20,00
Resitor 45 Ohm / 1W R$1,00
TOTAL R$61,00

VAIS CAIR NO ENGANO DE ALGUNS ESTELIONATÁRIOS DA INTERNET!?!?!?!



VÍDEOS:
CIC - CAPACITOR IN-CIRCUIT CHECKER - PARTE 1
CIC - CAPACITOR IN-CIRCUIT CHECKER - PARTE 2



VÍDEOS SOBRE MEDIÇÃO A 4 FIOS... EXCELENTES EXPLICAÇÕES:
https://www.youtube.com/watch?v=JDTy-i7Xy5g&t=2s
https://www.youtube.com/watch?v=XRUGRjN20EY&t=738s
https://www.youtube.com/watch?v=Ykz5ShZ1nK4



sexta-feira, 21 de setembro de 2018

MEDIDOR DE RESISTÊNCIA SERIE EQUIVALENTE (ESR)

MEDIDOR DE RESISTÊNCIA SÉRIE EQUIVALENTE (ESR METER)

"Eu costumo dizer que quando você pode medir aquilo de que você está
falando, e expressá-lo em números, você sabe algo sobre aquilo; mas quando
você não pode medi-lo, quando não pode expressá-lo em números, seu
conhecimento é escasso e insatisfatório..."
Frase do Irlandes Físico, Matemático e Engenheiro:
William Thomson, conhecido como "Lord Kelvin

INTRODUÇÃO:
Um Medidor ESR (Equivalent Series Resistance Meter) é um instrumento de medição eletrônica de dois terminais projetado e usado principalmente para medir a resistência em série equivalente (ESR) de capacitores reais; geralmente sem a necessidade de desconectar o capacitor do circuito ao qual ele está conectado. Outros tipos de medidores usados para manutenção de rotina, incluindo medidores de capacitância normal, não podem ser usados para medir o ESR de capacitores, embora eles sejam combinados para medir capacitância e ESR com o componente fora do circuito. Um miliohmímetro padrão (DC) ou multímetro não pode ser usado para medir o ESR de capacitor, porque uma corrente contínua constante não pode ser passada através do capacitor. A maioria dos medidores ESR também pode ser usada para medir resistências de baixo valor não indutivas, associadas ou não a um capacitor; isso leva a várias aplicações adicionais conforme descritas abaixo.

NECESSIDADE DA MEDIÇÃO DO ESR DE UM CAPACITOR:
Os capacitores eletrolíticos de alumínio têm um ESR relativamente alto que aumenta com  passar do tempo, o calor e a corrente de oscilação; isso pode causar o mau funcionamento dos equipamentos. Em equipamentos mais antigos, isso tendia a causar ruídos "hum" e degradação da operação; equipamentos modernos, em particular fontes chaveadas, são muito sensíveis ao ESR, e um capacitor com ESR alto pode causar mau funcionamento ou causar danos permanentes que exijam reparos, normalmente fazendo com que as tensões da fonte de alimentação se tornem excessivamente altas. Os capacitores eletrolíticos são, no entanto, muito usados ​​porque são baratos e têm uma capacitância muito alta por unidade de volume ou peso; tipicamente, estes capacitores possuem capacitância de cerca de  algumas dezenas / milhares de microfarads.

Capacitores com falhas que levam a alta ESR frequentemente superaquecem e depois se projetam e vazam à medida que os eletrólitos químicos se decompõem em gases, tornando-os fáceis de identificar visualmente; no entanto, os capacitores que parecem visualmente perfeitos ainda podem ter um ESR alto, detectável apenas pela medição.

A medição precisa de ESR raramente é necessária e qualquer medidor utilizável é adequado para a solução de problemas. Quando a precisão é necessária, as medições devem ser realizadas em condições especificadas, porque a ESR varia com a freqüência, tensão aplicada e temperatura. Um medidor ESR de uso geral operando com uma freqüência fixa e forma de onda geralmente não é adequado para medições laboratoriais precisas.

MÉTODOS DE MEDIDAS:
A medição do ESR pode ser feita aplicando-se uma tensão alternada a uma freqüência na qual a reatância do capacitor (Xc) é insignificante (muito baixa), em uma configuração de divisor de tensão.

É fácil verificar o ESR, para solução de problemas, usando um medidor ESR improvisado que compreende um gerador de onda quadrada simples e osciloscópio, ou um gerador de onda senoidal de algumas dezenas de KHz e um voltímetro AC, usando-se um capacitor conhecido de boa qualidade para comparação, ou usando um pouco de matemática.

Um medidor ESR profissional é mais conveniente para verificar múltiplos capacitores de forma rápida. Uma ponte de medição padrão e muitos medidores LCR e Q também podem medir a ESR com precisão, além de muitos outros parâmetros do circuito. O medidor ESR dedicado é um instrumento de finalidade especial relativamente barato e de precisão modesta, usado principalmente para identificar capacitores com ESR inaceitavelmente grande e, às vezes, para medir outras baixas resistências; medições de outros parâmetros não podem ser feitas.

PRINCÍPIOS DE OPERAÇÃO:
A maioria dos medidores ESR funciona descarregando um capacitor eletrolítico real (mais ou menos equivalente a um capacitor ideal em série com uma resistência indesejada, o ESR) e passando uma corrente elétrica através dele por um curto período de tempo, muito curto para ser carregado de forma apreciável. Isto produzirá uma voltagem através do dispositivo igual ao produto da corrente e do ESR mais uma contribuição desprezível de uma pequena carga no capacitor; esta voltagem é medida e o seu valor dividido pela corrente (isto é, o ESR) mostrado em ohms ou miliohms num mostrador digital ou pela deflexão de um ponteiro numa escala. O processo é repetido dezenas ou centenas de milhares de vezes por segundo.

Alternativamente, uma corrente alternada a uma freqüência alta o suficiente para que a reatância do capacitor seja muito menor do que a ESR pode ser usada. Os parâmetros do circuito são geralmente escolhidos para fornecer resultados significativos para a capacitância de cerca de um microfarad, um intervalo que cobre capacitores típicos de alumínio, cujo ESR tende a se tornar-se inaceitavelmente alto.

INTERPRETAÇÃO DE RESULTADOS:
Um valor ESR aceitável depende da capacitância (capacitores maiores geralmente têm ESR mais baixo) e pode ser lido de uma tabela de valores "típicos", ou comparado com um novo componente.


Em princípio, a especificação do limite superior do fabricante do capacitor para o ESR pode ser consultada em uma folha de dados, mas isso geralmente é desnecessário. Quando um capacitor cujo ESR é crítico degrada, a dissipação de energia à medida que o ESR aumenta normalmente provoca um rápido e grande aumento de fuga, então a medição geralmente é boa o suficiente, pois o ESR move-se rapidamente de um nível claramente aceitável para um claramente inaceitável ; um ESR acima de alguns ohms (menos para um capacitor grande) é inaceitável.

Em um circuito prático, o ESR será muito menor que qualquer outra resistência em paralelo com o capacitor, portanto, não é necessário desconectar o componente, e uma medição em circuito pode ser feita. Os medidores práticos de ESR usam uma tensão muito baixa para ligar quaisquer junções semicondutoras que possam estar presentes no circuito; isso pode apresentar uma impedância "on" baixa que interferiria nas medições.

LIMITAÇÕES:
Um medidor de ESR não mede a capacitância de um capacitor; o capacitor deve ser desconectado do circuito e medido com um medidor de capacitância (ou um multímetro com essa capacidade). O ESR excessivo é muito mais provável de ser um problema identificável com eletrolíticos de alumínio, em vez de capacitância fora da tolerância, o que é raro em capacitores com ESR aceitável.
Um capacitor em curto-circuito "defeituoso" será incorretamente identificado por um medidor de ESR como tendo ESR idealmente baixo, mas um ohmímetro ou multímetro pode facilmente detectar este caso, o que é muito mais raro na prática do que o ESR alto. É possível conectar as sondas de teste a um medidor de ESR e ohmímetro em paralelo para verificar tanto o curto quanto o ESR em uma operação; alguns medidores medem ESR e detectam curtos-circuitos.
O ESR pode depender das condições de operação (principalmente voltagem aplicada, temperatura); um capacitor que possui ESR excessivo na temperatura operacional e tensão pode ter um bom desempenho se medido a frio e sem alimentação. Algumas falhas de circuito devido a tais condensadores intermitentes podem ser identificadas usando o spray de congelamento; Se o resfriamento do capacitor restaura a operação correta, está com defeito.
Um medidor de ESR pode ser danificado por conexão a um capacitor com voltagem significativa através dele, seja por causa da carga residual armazenada ou em um circuito ativo. Os diodos de proteção na entrada minimizarão esse risco, mas o medidor não poderá mais ser usado para medir a resistência interna da bateria.
Quando um medidor de ESR é usado como um miliohmímetro, qualquer indutância significativa presente entre as sondas de teste tornará as medições sem sentido. Por exemplo, um medidor ESR é inadequado para medir a resistência nos enrolamentos do transformador devido às suas características indutivas. Este efeito é significativo o suficiente para que as sondas de teste com cordas enroladas não sejam usadas devido à sua indutância.

OUTROS USOS PARA UM MEDIDOR ESR:
Um medidor ESR é mais precisamente descrito como um miliohmímetro CA pulsado ou de alta frequência (dependendo do tipo), e pode ser usado para medir qualquer resistência baixa. Dependendo do circuito exato usado, ele também pode ser usado para medir a resistência interna das baterias (muitas baterias terminam sua vida útil em grande parte devido ao aumento da resistência interna, em vez de uma baixa força eletromotriz (EMF). No entanto, um medidor ESR com proteção costas-a-costas (diodos) através de sua entrada não podem ser usados ​​para medir baterias), resistência de contato de interruptores, a resistência de seções de circuito impresso (PCB) faixa, etc.

Embora existam instrumentos especializados para detectar curtos-circuitos entre trilhas de PCB adjacentes, um medidor ESR é útil porque pode medir baixas resistências ao injetar uma tensão muito baixa para confundir leituras ao ligar as junções semicondutoras no circuito. Um medidor ESR pode ser usado para encontrar curto-circuito, até mesmo, descobrir qual de um grupo de capacitores ou transistores conectados em paralelo por circuitos impressos ou fios estão em curto-circuito. Muitos ohmímetros e multímetros convencionais não são utilizáveis ​​para resistências muito baixas, e aqueles que freqüentemente usam tensão muito alta, arriscando danificar o circuito que está sendo testado.


COMO UM CAPACITOR REALMENTE SE PARECE?:
Nada é perfeito neste mundo, e isso inclui componentes eletrônicos. Os resistores possuem um pouco de capacitância e indutância; os indutores têm um grau de resistência; e capacitores têm todos os itens acima. Felizmente, na maior parte do tempo essas quantidades "parasitas" podem ser ignoradas e podemos tratar os componentes que usamos como resistores, indutores e capacitores ideais.

Repare que eu disse "na maior parte do tempo". Capacitores - especialmente eletrolíticos de grande valor - podem sofrer de um resistor ilusório de baixo valor que parece estar em série com um capacitor ideal. Isso é conhecido como Resistência Equivalente em Série (ESR) do capacitor. É "ilusório" porque a ESR não é uma resistência verdadeira; em vez disso, é o resultado de uma combinação de muitos fatores - todos contribuindo de alguma forma para a perda de energia no capacitor. A figura A é o modelo de circuito equivalente de um capacitor típico do mundo real e oferece uma imagem melhor do que estou falando. Para capacitores de alto valor e em baixas freqüências, a indutância parasita mostrada no modelo pode geralmente ser ignorada e as duas resistências combinadas em uma.


Capacitor real

QUE PODE SER SIMPLIFICADO PARA:

Capacitor simplificado


Como você está lendo este artigo, provavelmente já sabe que todo capacitor é basicamente apenas um par de condutores separados por um dielétrico. Os condutores em um capacitor eletrolítico de grande valor são geralmente tiras de folha condutivas. O dielétrico é uma camada de óxido isolante formada em uma das tiras (o "ânodo", ou eletrodo positivo), mais um eletrólito líquido ou de pasta que atua como o segundo eletrodo do capacitor (o "cátodo"). Este material pode ser corrosivo, por isso, se você tiver um capacitor que esteja fisicamente danificado e escorrendo eletrólito, tenha cuidado ao colocá-lo em contato com a pele.



Perdas no dielétrico mais vazamento através do capacitor e resistência nas soldas e contatos de crimpagem mecânica nos terminais contribuem para o ESR.

Aqui está o problema: Com o tempo - especialmente em temperaturas elevadas - o componente eletrólito líquido do dielétrico seca (ou vaza). A capacitância pode não mudar muito, mas haverá um aumento na resistividade; portanto, o ESR aumenta. Para piorar as coisas, dependendo da substância dielétrica, o ESR pode variar com a frequência. Isso pode ser um problema se o capacitor tiver que lidar com uma corrente alternada substancial, como em uma fonte de alimentação chaveada, por exemplo. ESR alto combinado com alta corrente significa potência extra dissipada no capacitor. O aumento de temperatura resultante pode causar mais degradação e falha prematura.

Os capacitores eletrolíticos de alumínio são particularmente propensos a esse problema - especialmente se já existem há muito tempo. Os capacitores de tântalo sólidos também apresentam problemas de ESR, mas em menor grau. Capacitores cerâmicos pequenos são essencialmente livres desta praga.

A tabela abaixo mostra os valos padrão aceitáveis para capacitores eletrolíticos nas diversas faixas de valores e tensões de trabalho; os valores de ESR mostrados estão em Ohms. Veja que esta tabela serve apenas como refência
Em um resumo geral, o valor de ESR decresce, quanto maior for a capacitância e quanto maior for a tensão de isolação de trabalho


Tabela demonstrando os principais valores de Capacitores Eletrolìticos x Tensão e os valores esperados de ESR máximo

Exemplo:
um capacitor de 10uF x 16V, deve ter um ESR menor ou igual a 8 Ohm
um capacitor de 1000uF x 50V deve ter um ESR menor ou igual a 0,1Ohm

Valores de ESR ligeiramente maiores do que os mostrados na tablela, colocam o capacitor sob suspeita, valores muito maiores dos que os mostrados na tabela, condenam o uso do capacitor para as mais diversas aplicações que envolvam principalmente circuitos com sinais em altas frequências.



VAMOS AO PROJETO:
Este projeto foi baseado no medidor de ESR a 5 transistores de um usuário do EEVBlog do Engenheiro Dave Jones Dave Jones: EEVblog e postado no fórum deste canal por um usuário chamado Jay-diddy (Thank you very much Dave and Jay-diddy for sharing this great project and sharing you knowledgement with us). Para maiores detalhes, pode se recorrer a este fórum e ao projeto original.

http://www.eevblog.com/forum/projects/jay-diddy-5-transistor-esr-meter/
http://www.eevblog.com/forum/projects/5-transistor-esr-meter-design/msg171364/#msg171364

ESQUEMÁTICO:

Esquema elétrico - Adaptado as minhas necessidades construtivas, sem alterar a essência e funcionamento original


FUNCIONAMENTO BÁSICO:
O Medidor de ESR, nesse projeto, consiste em um oscilador (transistores Q1 e Q2) de aproximadamente 100KHz (outras frequências irão funcionar também, o importante é que ela seja superior a 10KHz para que os efeitos do ESR comecem a aparecer nos capacitores a serem testados, mas também não podem ser muito mais alta que uns 250KHz).

Após o oscilador temos um circuito "Driver" (transistor Q3) que adapta o sinal para uma "Bridge" (ponte) resistiva R8, R9, R10 e R11, e cujo sinal é aplicado aos transistores amplificadores de sinal Q4 e Q5 de ambos os lados da "Bridge. A diferença de tensão em ambos os lados da "Bridge" é medida no instrumento M1 (micro-amperímetro para 50uA de fundo de escala).

Se nenhum capacitor (em teste) estiver colocado no conector DUT (Device Under Test) a tensão em ambos os lados da "Bridge" deverá ser idêntica  e o instrumento M1 não deve ter nenhuma deflexão.

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É importante que Q4 e Q5 sejam um par casado em hFE e que seus componentes adjacentes tenham características semelhantes; isso para que não existam diferenças que venham desequilibrar a ponte.... então tome o cuidado de medir o hFE dos transistores e escolher um par com mesmo valor, tome o cuidado de escolher resistores e capacitores que tenham o mesmo valor ou muito próximo... tudo isso medido na prática.
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Se um curto estiver posicionado nos conector DUT, o transistor Q4 não terá nenhum sinal em sua base e o transistor Q5 estará recebendo o sinal proveniente do outro lado da "Bridge", dessa forma o instrumento M1 deverá mostrar o fundo de escala (máxima deflexão), que poderá ser ajustado pelo potenciômetro de Ajuste de Zero POT1.

Se um capacitor (ou resistor de baixo valor) for colocado entre os terminais do conector DUT, então será aplicado uma tensão alternada quadrada no capacitor e o mesmo irá responder com uma queda de tensão proporcional a seu ESR (o ESR forma divisor de tensão com a "Bridge"), o transistor Q4 irá receber um sinal proporcional, enquanto o transistor Q5 irá receber o sinal total da "Bridge" e dessa forma o instrumento M1 irá deflexionar de acordo com essa proporção de tensão.

Basicamente, Q4 e Q5 mostram o valor diferencial recebido da "Bridge" que é aplicado ao instrumento e que irá deflexionar também proporcionalmente. O capacitor colocado no conector DUT é quem altera a estabilidade da "Bridge" de acordo com seu ESR.

Uma grande explicação e teste deste circuito está no canal do Allan Woke - W2AEW, recomendo uma visita lá para se aprender muita coisa a respeito.....
Ele tem também um projeto próprio de ESR meter; muito bom por sinal.

https://www.youtube.com/watch?v=3fiUZZlveS0
https://www.youtube.com/watch?v=bmYAgat-sOQ
https://www.youtube.com/watch?v=3fiUZZlveS0&t=563s
https://www.youtube.com/watch?v=115erzCCxgE


LISTA DE COMPONENTES:

Part     Value       

C2       1n5    ceramic     
C3       22n    ceramic     
C4       2u2 x 16V    eletrolitic     
C5       22n    ceramic   
C6       2u2 x 16V   eletrolitic     
C7       22n    ceramic       
C8       22n    ceramic     
C9       100u x 16V eletrolitic     
C10     100n  ceramic     
C11     470u x16V eletrolitic     
D1       1N4148           
D2       1N4148           
D3       1N4148           
D4       1N4148           
H1       M1-1     SPECIAL_DRILL_0.1250 PAD_0.1250
H2       M1-2     SPECIAL_DRILL_0.1250 PAD_0.1250
H3       DUT-1   SPECIAL_DRILL_0.1000 PAD_0.1000
H4       DUT-2   SPECIAL_DRILL_0.1000 PAD_0.1000 
IC1      7805TV     TO220V      LINEAR REGULATOR
LED1   LED3MM  Green   
PSU    conector  1x2
R1       220R   resistor     
R2       10K     resistor     
R3       10K     resistor   
R4       3K3     resistor     
R5       4K7     resistor     
R6       1K5     resistor     
R7       4K7     resistor     
R8       150R   resistor     
R10     3R       resistor   
R11     1K5     resistor     
R12     30R     resistor     
R13     10K     resistor     
R14     27K     resistor     
R15     330R   resistor     
R16     33R     resistor     
R17     1K2    resistor       
R18     1K2    resistor       
R19     330R  resistor         
R20     33R    resistor         
R21     27K    resistor       
R22     10K    resistor       
R24     1R      resistor       
R25     10K    potentiometer
T1       BC548C-NPN-TO92-EBC
T2       BC548C-NPN-TO92-EBC
T3       BC558C-PNP-TO92-EBC
T4       BC548C-NPN-TO92-EBC
T5       BC548C-NPN-TO92-EBC


PLACA DE CIRCUITO IMPRESSO (PCB):
Para aqueles que querem construir a sua própria placa de circuito impresso (PCB), abaixo o layout que foi utilizado no projeto.
Caso necessitem os arquivos originais para EagleCAD, é só solicitar em arduinobymyself@gmail.com

Trilhas - Lado Cobreado - Botton View

Trilhas - lado dos componentes - Top View

Trilhas e componentes - Top View

Componentes - Top View


TESTES E AJUSTES:

*** As pontas de prova devem ser curtas (lembre-se que fios tem resistência..... e que o ESR meter mede essencialmente, resistências muito baixas.... então o comprimento das pontas de prova afetam as medidas... mantenha o menor comprimento possível e a maior bitola de fio possível) ***

Para efetuar o teste do circuito é muito simples.

Fase 1
 - Basta ligar o aparelho (colocando a bateria ou ligando uma chave, caso você tenha colocado uma).
- Juntar as pontas de teste do DUT, isso causará a deflexão total do Instrumento M1.
- Ajustar o potenciômetro POT1 para que a agulha do Instrumento M1 mostre exatamente o fundo de escala, que será nosso ZERO.


Para regular a escala, o trabalho é um pouco prático:

Fase 2
- Obtenha resistores de baixo valor Ômico (por exemplo: 0,1 Ohm, 0,2 Ohm, 0,5 Ohm 1 Ohm... e assim por diante.
- Coloque os resistores (um a um ou associando para obter valores diferentes) entre os terminais do DUT e ajuste uma escala com esses valores.
- O equipamento deverá medir até uns 20 Ohm.... lembrando que o ESR de capacitores eletrolíticos em bom estado não deverá ultrapassar isso..... veja tabela....
- Faça sua escala imprima e cole no seu instrumento.... use a imaginação....

Fase 3
- pegue capacitores de valores conhecidos e verifique o ESR, segundo a tabela.
- pegue capacitores conhecidamente com problema e faça o teste.
- use o medidor para medir capacitores em placas de circuito impresso sem mesmo retirar o componente.


FOTOS:
Fotos do projeto durante montagem e testes.
Algumas mudanças foram feitas ao longo do tempo.
A ideia é montar em um gabinete exatamente com as dimensões do instrumento, ficando acessível somente o potenciômetro de ajuste, o LED indicador de alimentação e as pontas de prova.... mas isso fica a cargo de quem está construindo ok!?
O instrumento vai diretamente na placa, bem como o potenciômetro e o LED.

As pontas de prova devem ser curtas (lembre-se que fios tem resistência..... e que o ESR meter mede essencialmente, resistências muito baixas.... então o comprimento das pontas de prova afetam as medidas... mantenha o menor comprimento possível e a maior bitola de fio possível)

Se quiser poderá colocar Bornes Banana Fêmea direto na placa... use a imaginação....

PLACA DEVIDAMENTE LIMPA E FURADA

TRILHAS DESENHADAS COM CANETA MESMO (PROTÓTIPO)


PRIMEIRA VERSÃO - COMPARAÇÃO DO IDEALIZADO E O CONCRETIZADO - MANTENHA GROSSA AS TRILHAS DO DUT


PLACA CORROÍDA E LIMPA

COMPONENTES SOLDADOS E INSTRUMENTO MONTADO

VISTA SUPERIOR

VISTA LATERAL

VISTA DA PARTE DE TRÁS

A PRIMEIRA VERSÃO........ FUNCIONOU MUITO BEM!!! LOGO DE PRIMEIRA!!!

COMPONENTES SOLDADOS

VISTA DO LADO DA SOLDA




VÍDEOS:


O vídeo abaixo é explicativo do ajuste e funcionamento do ESR Meter.
No meu instrumento consigo efetuar medidas de valores até uns 5 Ohms, o que está ótimo para medir capacitores eletrolíticos desde uns 4700uF até 1uF x 63V....

ESR METER - Medidor de resistência série equivalente


Qualquer dúvida entre em contato via emai: arduinobymyself@gmail.com


Sobre a Arduino by Myself

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Marcelo Moraes
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