ESR merač

Toto jednoduché zariadenie nájde uplatnenie všade, kde je potrebné merať elektrolytické kondenzátory a rozhodnúť o ich ďalšom použití. Vzhľadom na jednoduchosť a bezpečnosť, je určený aj začiatočníkom, ktorí nemôžu (a ani to nie je potrebné) investovať do drahých profesionálnych pomôcok. Ďalšie funkcie sú uvedené v časti "Použitie".

Popis obvodu: Štvrtý invertor z integrovaného obvodu IC1 (40106, je možné použiť aj iný integrovaný obvod s podobnými parametrami) na základe frekvencie danej R4 a C1 vytvára signál obdĺžnikového priebehu, a pomocou oddeľovacích stupňov tvorených 5. a 6. invertorom spolu s R2 a C3 odstraňujú jednosmernú zložku signálu, ktorý je privedený na meraný kondenzátor. Výstupné napätie (ktoré sa odčítava multimetrom nastaveným na 200mV DC) je usmernené tranzistorom T1.  Ochrannú funkciu obvodu tvoria dve diódy na výstupe (D1 a D2), ktoré vybíjajú prípadne nabitý meraný kondenzátor v obidvoch polaritách. Rezistor R1 svojím nízkym odporom mierne ovplyňuje výseldky merania, no zároveň znižuje nežiadúce rušenia a parazitné indukcie a kapacity. 

Použitie: Toto zariadenie je asi najlepším pomocníkom pri zisťovaní vadných kondenzátorov, ktoré v dnešenej dobe spôsobujú pravdepodobne najviac závad zariadení, ako napr. PC zdroje (v 99% prípadoch nefunkčnosť PC zdroja spôsobujú práve výstupné filtračné kondenzátory vysokej hodnoty na nízke napätie, cez ktoré tečie vysoký prúd, a sú používané každý deň, niekoľko hodín), či iné zariadenia, ktoré obsahujú spínané zdroje, čo je už dnes takmer každé zariadenie. Je možné merať aj staršie elektrolytické kondenzátory napr. z produkcie bývalej Tesly, pričom zistíte, koľko vadných nepoužiteľných kondenzátorov s kapacitou vrámci tolerancie vám len zaberá zbytočne miesto. V historickej technike, ako sú tranzistorové zosilňovače spôsobujú skreslenie zvuku na výstupe tiež elektrolytické kondenzátory, preto je pri oprave starého tranzistorového zosilňovača táto pomôcka mimoriadne vhodná, hlavne ak chcete vymeniť len tie kondenzátory, ktoré sú vadné. V technike z 50., alebo 60. rokov sa najčastejšie merajú filtračné (>300V) a katódové elektrolyty, no je možné merať aj zvitkové kondenzátory, ktorých zvod najčastejšie spôsobuje poruchy elektrónkovej techniky. Za zmienku stojí určite aj to, že merané kondenzátory netreba z ich obvodu odpájať.

Priebeh merania: Pripojte digitálny multimeter prepnutý na rozsah 200mV jednosmerných. Analógové voltmetre nie sú práve ideálne, pretože svojím nízkym vnútorným odporom spôsobujú výrazné odchýlky vo výsledkoch merania. Po pripojení napájacieho napätia 3V - stačí jedna gombíková 3V batéria, alebo pre vyššiu kapacitu 2ks alkalických AA alebo AAA (spínané zdroje ani sieťové transformátory nie sú vhodné), by ste mali odčítať z multimetra napätie 80mV +/- 5%, z čoho zároveň vyplýva, že maximálny ekvivalentný sériový odpor meraného kondenzátora musí byť nižší, ako 80 ohmov, čo vždy určite bude. Po skratovaní meracích svoriek by ste mali získať napätie 0,1V +/-100%. Pokiaľ by sa tieto hodnoty výrazne líšili, je nutné dôkladne skontrolovať zapojenie. Potom už stačí len pripojiť meraný kondenzátor, a odčítať hodnotu z multimetra, pričom 1mV = 1 ohm. Ideálny údaj ESR nie je možné určiť, najlepšie je zmerať ESR nových kondenzátorov ROVNAKEJ kapacity a ROVNAKÉHO napätia, na základe toho si vytvoriť tabuľku a porovnávať namerané údaje. Všeobecne platí: vyššia kapacita = nižší ESR. Orientačné hodnoty nájdete napr. v tejto tabuľke, no je možné, že vaša nameraná hodnota nového kondenzátora sa bude líšiť aj o 100%, no kondenzátor bude v poriadku, to nie je problém merača.

Konštrukcia: Moja konštrukcia (viď obrázok) je realizovaná na prototypovej spájkovateľnej doske. Pokiaľ by ste sa rozhodli konštruovať merač takýmto spôsobom, dbajte na to, aby boli všetky súčiastky čo najbližšie pri sebe, a aby prepojky zospodu aj zvrchu dosky nepôsobili parazitnou indukciou a kapacitou na kritické miesta. Meracie hroty musia mať čo najkratšiu dĺžku, a musia udržiavať dobrý kontakt s meraným kondenzátorom. Obvod je možné postaviť aj na nespájkovateľnom poli (breadboard), alebo na vyleptanej medenej doske plošných spojov. V prípade záujmu, môžem DPS navrhnúť. Doska s obvodom bola následne prilepená sekundovým lepidlom na držiak 2xAA batérií s integrovaným vypínačom. Čo sa týka súčiastok: rezistory s neoznačenou zaťažiteľnosťou sú 0,5W, najlepšie metalizované, s toleranciou do 5%. Kondenzátory sú použité kvalitné zvitkové (vyhnite sa keramickým) na napätie min. 50V.

Zdroj: Tento obvod je prevzatý z časopisu "Praktická elektronika 11/2011", autor Daniel Kalivoda. 

Poznámka k článkom z Amaterského rádia / Praktickej elektroniky: Pokiaľ hľadáte konkrétne zariadenie (podľa kľúčových slov) v týchto časopisoch, použite databázu článkov, vyhľadajte v zozname číslo a rok vydania a nájdite si PDF súbor na internete. Stránky, ktoré obsahujú veľmi veľa časopisov AR v PDF zadarmo sú: uloz.to, kupdf.net, archive.org...