nobuの雑記帳「+バイアスを少し」

近頃なぜか真空管や電子工作に興味を持ちだし、日常生活に少しの刺激と楽しみをプラスしようと、凝り固まった頭の体操も兼ねてこの雑記帳を綴ることにしました。
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トランジスタ・テスター(2009年11月製作)

 本器はトランジスタ専用テスターではなく、実態は「マルチ部品テスター」と称するべきものです。私の大のお気に入りで、汎用テスターよりも使用頻度が高いかもしれません。

 オリジナルは http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-Transistortesterで、フォーラムは http://www.mikrocontroller.net/topic/131804 です。簡単な回路でいかに多くの機能を集約できるか、ファームウェア中心に多くの議論が交わされ現在はほぼ収束しています。

 オリジナルを引き継ぎ、新たに立ち上がったフォーラムは http://www.mikrocontroller.net/topic/248078 で、新しい主催者の意欲的活動によりさらに洗練・機能向上が継続されています。
  トランジスタテスタ_外観


(1) 機能
 一言で紹介することは難しいのですが、AVRマイコン+簡単回路で、半導体や抵抗、コンデンサ等の種類やパラメータを識別・測定する「マルチ部品テスター」です。
 テスターとしての機能追求よりも、既定回路でプログラム(ファームウェア)の工夫によりどこまで機能を発揮できるかに主体を置いたものです。
 現時点での主な機能は次のとおり。
  ① トランジスタ、FET、ダイオード等の種類判別、ピンアサイン識別、パラメータ計測
  ② 抵抗(~50MΩ)、コンデンサ(25p~100mF)、コイル(0.04m~20H)の計測
  ③ セルフテスト機能、誤差補正機能、(自動電源断)

 何でも出来るわけではなく、回路構成やマイコン(電源電圧5V)故の多くの制約もあります。全機能の紹介には膨大なスペースが必要となるので割愛しますが、興味のある方はフォーラムで公開されているドキュメントを読んで下さい。作動原理、推奨回路から実測結果まで詳細に説明されています。

(2) 回路構成
 公開ドキュメントに推奨回路が示されています。AVRマイコン+抵抗6本が本器の要で、推奨回路は自動電源断や電源電圧監視等をサポートしているため、若干部品点数が多くなっていますが、それでも簡単な部類だと思います。
 AVRはATmega8~ATmega328の好みのものが使用可能で、ATmega168と328以外はメモリサイズにより一部機能が制限されます。
 特殊な部品はありませんが、要である6本の抵抗は0.1%の高精度型が理想です。

 2年以上前に製作した1号器は電源部をさっぱり削り、6本の抵抗も1%型を使用して簡略化しています。このため自動電源断や電源電圧監視が出来ませんが作動上のトラブルは無いようです。ドキュメントでは推奨回路を使用するよう記載されており保証は出来ません。
 006P(9V)電池使用でも、こまめに電源を切ることで不便はありません。気になる方は自動電源断機能を付けて下さい。
 私が製作した簡略回路の回路図を参考に示します。手描きで見難いですがご勘弁を。
トランジスタテスタ_簡略版回路図

(3) ソフトウェア(ファームウェア)
 ファームウェアはソースコードの形で提供され、現在の最新版はv1.02kです。
 AVR型名、選択機能、ハードの違い(クロック、外部X'tal等)に合わせて、ソースコードをビルドするためのMakefileを編集する必要があります。
 正常にビルドされると*.hexファイルと*.eepファイルが作成され、各々をAVRのFLUSHメモリとEEPromに書き込みます。またFuse bitの設定も必要ですが、詳しくはソースコードに含まれるReadMe.txtを読んで下さい。
 初心者の方はこのビルド段階で悩むかもしれません。その場合は身近な方にヘルプを出した方が早いでしょう。

(4) 構造・外観
 写真の現用器は2年以上酷使しているため相当にくたびれています。使い易さを考えて電池と共に小型ケースに入れ、3個のテスト端子(ピンジャック)の他にICクリップを接続して大型部品にも対応できるようにしています。
トランジスタテスタ_内蔵物

(5) 製作
 LCDはHD44780互換品で、バックライトの消費電力も考慮して省電力品が望ましいです。測定の要となる6本の抵抗は0.1%高精度型とし、AVRソケットも高品質のものを使用するのが測定精度上は理想です。
 回路は簡単なので、ユニバーサル基板でもパターンを起しても良いと思います。

(6) 使用方法
 最初にセルフテストで機能チェックと誤差補正を行いますが、詳細はドキュメントを読んで下さい。
 測定は至って簡単、部品を3個のテスト端子に適当に接続してTESTスイッチを押すだけ。
 トランジスタなら3本の足を接続すると、その種類とピン識別さらにhFE、Vf、内部保護ダイオード、ゲート容量等が表示されます。
 ダイオードやLEDは2本の足を接続すれば、アノード/カソード識別、Vfや逆方向容量が表示され、4.5V以下のツェナーダイオードも検出できます。
 抵抗やコンデンサも同様で、可変抵抗なら中点(摺動子)の抵抗値が表示できます。
 サイリスタやトライアックは、そのホールド電流が6mA以下なら検出できます。
 表示サンプルを次に示します。
トランジスタテスタ_半固定抵抗10kΩ  トランジスタテスタ_ケミコン1000μF
トランジスタテスタ_コイル0.1mH  トランジスタテスタ_ツェナーダイオード 3.6V
トランジスタテスタ_LED  トランジスタテスタ_トランジスタ2SC373
トランジスタテスタ_FET 2SK30ATM  トランジスタテスタ_MOSFET 2SK727

(7) 所感
 万能ではなく制約も多くありますが、トランジスタの良否判断や抵抗値確認を手軽にでき、手元に置いておきたい道具です。
 現在、今後のファームウェア更新テスト用に推奨回路で2号器を製作中で、バラック状態で完成間近です。
トランジスタテスタ_(2号機)

 最新ファームはv1.02kですが頻繁に更新されており、主催者のスキルと献身的な対応に頭が下がります。インダクタンス測定やコンデンサのESR測定も追加され、今後の精度向上が期待されます。私もJFETの測定をリクエストしましたが難しそうです。
 フォーラムでは気軽に意見交換やリクエストができます。多用語はドイツ語ですが、私のように怪しい英語+プログラム苦手でも全然オッケーです。他に日本人(と思われる方)は見かけないので、興味のある方はぜひおいで下さい。
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