Мультитестер на Arduino своими руками - Схемы.ру

За универсальным тестером будущее. Всего лишь при подсоединении щупов, универсальный пробник определяет сопротивление, ёмкость, ЭПС, диодную проводимость, распиновку и коэффициенты усиления транзисторов, прозванивает лампочки и светодиоды, сообщает на дисплее о повреждении электронного элемента. Работает подобный тестер автоматически, без переключения селектора или кнопок.

Для работы мультитестера нужен микроконтроллер минимум с 8 кБ флеш-памяти, такой как ATmega8, ATmega168, ATmega328.

Электрическая схема мультитестера на Arduino

Характеристики тестера электроэлементов на Arduino:

Сопротивление: 0…50 МОм, точность до 0.01 Ом (на ATmega8 точность 0.1 Ом).
Ёмкость: 25 пФ…100 мФ, точность 0,1 пФ.
ЭПС (эквивалентное последовательное сопротивление) определяется для емкостей 90нФ…100 мФ.
Биполярные транзисторы: нахождение базы, коллектора, эммитера (BCE) при проводимости NPN, PNP.
Полевые транзисторы: N-канальные, P-канальные.
Диоды, диодные сборки: кремниевые, германиевые, Шотки, определение анода катода.
Стабилитроны: обратное напряжение пробоя менее 4,5 В.
Тиристоры, семисторы: только маломощные.

Подобный пробник полупроводниковых деталей можно купить под заказ из Китая или собрать самому. Все необходимые для самоделки детали можно купить через интернет у производителей из Китая, Малайзии, Сингапура, Италии.

Список комплектующих

Плата Arduino nano V 3.0, можно Pro mini.
LCD дисплей графический WH1602A на контроллере HD44780. Используйте только дисплей, поддерживающий кириллицу (сообщения на русском языке на экране). Прошивки на английском языке для примененной схемы подключения и задействованных функций не существует.
Стабилизатор (на схеме IC1) — прецизионный LM336-Z2.5, MCP1702-5002, можно обычный 7805L.
Кнопка с фиксацией SW1.
Кнопка без фиксации SW2.
Резистор переменный R7 — 10 кОм, 0.5 Вт.
Резисторы R1, R3, R5 — 680 Ом, 0.25 Вт.
Резисторы R2, R4, R6 — 470 кОм, 0.125 Вт.
Резистор R8 — 100 Ом, 0.25 Вт.
Резистор R9 — 22 кОм, 0.125 Вт.
Резистор R10 — 10 кОм, 0.125 Вт.
Резистор R11 — 3.3 кОм, 0.125 Вт.

Подключение питания

Для точности измерений тестера рекомендуется, но не обязательно, запитать его от прецизионного стабилизатора напряжения 5.00 В, например от MCP1702-5002.

При невыполнении этого условия, в случае использования менее точного стабилизатора типа 7805, настоятельно советуем подключить источник опорного напряжения (ИОН).

Стабилизированный ИОН на 2.5 В надо подсоединять к выводу А4 микроконтроллера. На приведенной электрической схеме это подключение не показано. Благодаря подключенному ИОН, мультиметр будет более точно измерять напряжение на батарейках VBAT, наибольший положительный потенциал на полупроводниках VСС.

В программе самодиагностики микроконтроллера ATmega заложено определение отсутствия ИОН. Эта функция самодиагностики активна только при подключении ножки А4 к напряжению 5 В через резистор 47 кОм.

Можно таки случайно закоротить ножки микросхемы А4 и А5. После этого начнутся проблемы с точностью измерения VBAT и VСС. Поэтому удаляйте несанкционированные мостики между выводами, смывайте сгоревший флюс с платы.

Что касается портативности, то в качестве первичного источника для мультиметра рекомендуется использовать батарейку типа Крона или два последовательно соединенных литийионных аккумулятора. Правильно собранный прибор будет работать от любого источника питания, напряжением от 7 до 15 В.

При организации питания прибора от сетевого адаптера 220/9–12 В, следует позаботиться об экранировании микроконтроллера, устранить пульсации на входе с помощью конденсатора. Нельзя близко располагать, как в одной плоскости, так и сверху снизу, входные цепи питания к плате Arduino.

Сборка измерительной схемы

Правильнее будет собрать пробную схему мультитестера на беспаечной макетной плате для проверки совместимости найденного дисплея с микропроцессором Arduino, а также других комплектующих.

Встроенный светодиод на выходе D13 обязательно выпаять! Этот выход будет использоваться как источник образцового напряжения при прозвонке диодов, транзисторов, тиристоров, и нагрузка, садящая на нем напряжение, не нужна.

Подключение к аналоговым выходам Arduino:

A0 — «минусовой» черный щуп.
A1 — «плюсовой» красный щуп.
A2 — «прозвоночный» желтый щуп.

Подключение к цифровым выходам Arduino:

D0 — получение RX на Arduino nano или mini.
D1 — передача TX на Arduino nano или mini.

Прошивка микроконтроллера

Загрузить прошивку в Arduino можно как с помощью программатора USB, так и применив другой Arduino nano для перепрограммирования. Мы же воспользуемся программатором USBasp и приложением SinaProg, о чем расскажем подробно.

Скачиваем и устанавливаем на ПК приложение SinaProg 2.1.
В поле Programmer находим свой программатор USBasp и нажимаем кнопку Search для поиска подключенного контроллера.
После определения контроллера, скачиваем Aрхив с прошивкой для мультитестера на Arduino и распаковываем.
В архиве две прошивки: TransistorTester.eep для работы памяти EEPROM микроконтроллера, TransistorTester.hex непосредственно для микроконтроллера. Сначала загружаем TransistorTester.eep в память EEPROM микроконтроллера.