Ich wollte eine Milliohm-Testschaltung, mit der der Widerstand auf Leiterplatten gemessen werden kann, um kurzgeschlossene Komponenten aufzuspüren. Ich habe mir mehrere Entwürfe angesehen und mehrere Ideen in diesem Projekt kombiniert.

Von Henry Bowman

Schaltungsbetrieb

In Bezug auf das Schema wird der Milliohm-Tester von zwei 9-Volt-Trockenzellen gespeist. Die Stromversorgung erfolgt über einen zweipoligen Einwegschalter S1. Da die Spannung reiner Gleichstrom war, habe ich keine Filterkondensatoren hinzugefügt. Ich habe keine LED hinzugefügt, um das Einschalten anzuzeigen, da sich das Messgerät nach dem Einschalten nach rechts bewegt.

Der 7805-Regler und R1 liefern einen konstanten Strom und eine konstante Spannung an der Basis von Q1. Einige Designs verwenden für diese Funktion eine Zenerdiode, aber der 7805 leistet auch hervorragende Arbeit. Die größere Spannung +9 liegt in Reihe mit RH1 zum Emitter und die Spannung an der Basis erscheint für den Emitter negativ, was den Stromfluss von Emitter, Basis und Kollektor ermöglicht. RH1 ermöglicht die Einstellung des Stroms in Milliampere durch Q1 und R2, um die Leitung A zu testen.

Der Strom wird den konstanten Strom an der Basis von Q1 nicht überschreiten. R2 wurde auch zur Kollektorseite hinzugefügt, um eine gewisse Temperaturkompensation für Q1 bereitzustellen. Wenn eine Widerstandslast an die Klemmen A und B der Prüfleitung angeschlossen wird, wird die Spannung an Klemme A an R3 und den Eingangspin 2 des 741-IC angeschlossen.

Die Kombination von R3 und R4 bestimmt die Spannungsverstärkung des Operationsverstärkers (R4 / R3 = 1000). Pin 2 des Operationsverstärkers ist der invertierende Eingang, daher ist der Ausgang an Pin 6 negativ. RH2 sorgt dafür, dass das Messgerät auf der linken Seite auf Null gestellt wird. Die negative Spannung wird über RH3 an das 1-mA-Analogmessgerät weitergeleitet. RH3 ermöglicht die Kalibrierung des Messgeräts auf der rechten Seite (Skalenendwert). D1 & D2 bieten einen gewissen Überspannungsschutz. C2 ist optional.

Ich habe C2 hinzugefügt, um meine Bewegung zu verlangsamen. Wenn der Widerstand über die Testpunkte A und B verringert wird, wird auch die Spannung am Eingang des Operationsverstärkers gesenkt. Das Messgerät arbeitet genau gegenüber einem analogen Ohmmeter. Wenn nur die zehn 1-Ohm-Widerstände parallel über die Messleitungen verlaufen, befindet sich das Messgerät rechts im vollen Maßstab und zeigt 0,1 Ohm an. Wenn ein Null-Ohm-Widerstand an die Messleitungen angeschlossen ist, bewegt sich das Messgerät für Null-Ohm ganz nach links. Wenn Sie eine höhere Widerstandsempfindlichkeit wünschen, erhöhen Sie die parallelen Ein-Ohm-Widerstände von zehn auf zwölf. Dadurch wird der Skalenendwiderstand auf 0,08 Ohm anstatt auf 0,1 eingestellt.

Konstruktionsdetails

Sie benötigen das größte 1-mA- oder 750-uA-Messgerät, das Sie finden können. Ich fand einen von einem alten Motoranalysator für Kraftfahrzeuge, der 5 bis 3/4 Zoll breit und 4 bis 1/4 Zoll hoch (14,6 x 10,8 cm) war. Es hat eine große Streuung von der vollen Skala bis Null. Widerstände können aufgrund des geringen Stroms 1/8 oder ¼ Watt betragen.

Komponenten können auf einer universellen Leiterplatte montiert werden oder Punkt-zu-Punkt-Verkabelung auf einer Lochplatte verwenden. Ich habe Sockel für den Transistor und ic verwendet, die das Ersetzen erleichtern. Die „Dead Bug“ -Verkabelung kann auch verwendet werden, wenn das IC verkehrt herum auf der Platine platziert und die Drähte direkt an die IC-Pins gelötet werden.

Wenn Sie den IC und den Transistor löten, müssen Sie jedes Kabel mit einer Spitzzange greifen, um einen Kühlkörper für die Stifte bereitzustellen. Stellen Sie sicher, dass Sie die negative Seite des Messgeräts zum RH3-Potentiometer legen. Die positive Seite des Messgeräts ist mit Masse verbunden. Bei RH1- und RH3-Töpfen muss der mittlere Verbindungsstift am rechten Stift befestigt sein. Die Potentiometeranschlüsse werden mit der Topfwelle zu Ihnen betrachtet.

RH2 hat Drähte, die an alle drei Verbindungen angeschlossen sind. Ich kann die Notwendigkeit perfekter Lötstellen in diesem Projekt nicht genug betonen. Der Tester reagiert sehr empfindlich auf sehr kleine Widerstandsänderungen. Die drei Potentiometer und der Netzschalter sollten extern am Messgerät montiert werden. Stellen Sie einen Montagepfosten mit zwei Anschlüssen für die Prüfleitungen A und B und die beiden Verbindungskabel von der Leiterplatte bereit.

Stellen Sie eine zusätzliche Zugentlastung für die Testkabel bereit, indem Sie einen Kabelbinder oder eine Kabelklemme verwenden, um die Enden im Gehäuse zu sichern. Die Messleitungen sollten isolierte Kupferlitzen mit einer Größe von 12 bis 14 sein. Ich habe ein Stück Netzkabel von einer alten elektrischen Säge verwendet. Das Löten muss an den Prüfleitungen gründlich schmelzen, um eine gute Verbindung zu gewährleisten. Die Messleitungen sollten 41 cm vom Gehäuse entfernt sein. Installieren Sie die zehn (oder 12) 1-Ohm-Widerstände an den Messleitungen, etwa 20 cm vom Gehäuse entfernt.

Die Anzahl der von Ihnen gewählten Widerstände hängt vom gewünschten Messwert ab. Zehn liefert einen 0,1 Ohm-Skalenendwert und 12 liefert 0,08 Ohm-Skalenendwert. Die Widerstände können eine Nennleistung von 1/4 oder 1/8 Watt haben. Die Widerstände können vor dem Anbringen an den Messleitungen miteinander verbunden und jede Seite verlötet werden.

Stellen Sie erneut sicher, dass Sie ein heißes Eisen und einen guten Lötfluss auf den Widerstandsleitungen zu den Kupferdrähten auf den Prüfleitungen haben. Isolieren Sie die Widerstände erst, wenn Sie den Tester kalibriert haben und sich davon überzeugt haben, dass Ihre Lötverbindungen gut sind. Wenn Sie die Installation der Widerstände abgeschlossen haben, gehen Sie zum Ende der Messleitungen. Entfernen Sie an jedem Ende der Messleitung etwa 1,3 cm Isolation. Sobald Sie bereit sind, sich einzuschalten, gehen Sie zu Kalibrierung und folgen Sie Schritt für Schritt, um Schäden am Messgerät zu vermeiden.

Kalibrierung

Hierbei wird davon ausgegangen, dass die 1-Ohm-Widerstände an die Messleitungen angeschlossen sind und die Enden entfernt wurden. Stellen Sie sicher, dass Sie genügend Zeit haben, damit sich die Widerstände vom Löten abkühlen können. Nehmen Sie die beiden blanken Enden der Messleitungen und drehen Sie sie zu kurz zusammen.

Stellen Sie vor dem Einschalten die Null ein. und cal adj. Potentiometer bis mittlerer Bereich. Stellen Sie die ma adj. Potentiometer ganz im Uhrzeigersinn. Denken Sie vor dem Einschalten daran, dass sich links null Ohm und rechts 0,1 (oder 0,08) befinden. Schalten Sie den Tester ein und beobachten Sie das Messgerät. Wenn es unter null Ohm nach links auslenkt, stellen Sie den Null-Poti im Uhrzeigersinn ein, bis der Zeiger auf Null steht.

“Schaltplan von Sender und Empfänger der Fernbedienung ”

Wenn es nach rechts von Null ging, stellen Sie den Null-Topf gegen den Uhrzeigersinn ein, bis er auf Null liegt. Entfernen Sie die kurzgeschlossenen Enden und das Messgerät sollte sich nach rechts bewegen. Sie müssen den Cal-Pot einstellen, um das Messgerät auf die rechte Seite zu bringen. Setzen Sie nun den kurzen Rücken auf die Kabel und prüfen Sie, ob eine zusätzliche Nullpunkteinstellung erforderlich ist. Wenn Sie die Null erneut einstellen mussten, entfernen Sie den Kurzschluss erneut und stellen Sie den Kalibriertopf neu ein. Wiederholen Sie diesen Vorgang, bis der Kurzschluss und das Entfernen des Kurzschlusses keine weitere Einstellung erfordert. Jetzt haben Sie die Kalibrierung im Ball Park.

Aufbau nach Vorkalibrierung

Nachdem Sie die Vorkalibrierung abgeschlossen haben, müssen Sie den Messleitungen einige spitze Metallenden hinzufügen. Dies können geschärfte Kupfernägel oder scharfe Testsondenenden sein, die von Schrottgeräten entfernt wurden. Diese geschärften Enden sollten etwa 2,5 cm lang sein. Das verseilte Kupfer an den Enden der Messleitung sollte um das gegenüberliegende Ende der Metallstifte gewickelt und verlötet werden. Auch hier muss das Lot gründlich schmelzen, damit es am verseilten Kupfer und den Stiften haftet.

Sie müssen Schrumpfschläuche oder Klebeband über den gelöteten Enden der Teststifte vorsehen. Da wir jetzt den Widerstand der Stifte hinzugefügt haben, müssen wir erneut kalibrieren. Sie müssen eine gut leitende Oberfläche verwenden, um die Stifte zum Kalibrieren zu platzieren.

Sie können einen Lötlauf für gedruckte Schaltungen, eine Kupfermünze oder mehrere Schichten Zinnfolie für den Leiter verwenden. Vermeiden Sie es, die Stifte während des Tests zu berühren, da kleine Wechselspannungen durch Ihren Hautkontakt die Zählerstände beeinflussen können. Platzieren Sie die Teststifte so nah wie möglich am Leiter.

Schalten Sie den Tester ein und stellen Sie den Null-Poti so ein, dass er Null Ohm registriert (auf der linken Seite). Möglicherweise ist ein gewisser Druck auf die Teststifte erforderlich, um Null Ohm zu erhalten. Entfernen Sie die Stifte vom Leiter und überprüfen Sie die Messnadel rechts auf vollen Maßstab. Wenn der Kalibriertopf angepasst werden muss, müssen Sie den Kurzschluss am Leiter erneut wiederholen und Null erneut prüfen.

Die Kalibrierung ist abgeschlossen, wenn keine Einstellung durch Kurzschließen oder Entfernen des Kurzschlusses erforderlich ist. Der Zeiger des Messgeräts darf sich nicht bewegen, wenn die Testdrähte gewackelt oder bewegt werden. Wenn Sie dieses Problem haben, liegt es an einer schlechten Lötverbindung. Erhitzen Sie alle Lötstellen an den Messleitungen, Mittelwiderständen, Punkten A und B erneut, und das Problem sollte behoben sein.

Auf den Testkabelwiderständen kann jetzt eine Art Isolierung installiert werden. Jetzt müssen Sie Ihre Frontplatte mit so vielen Abstufungen wie möglich markieren.

Für eine .1-Vollskala ist die ¾-Skala .075, die mittlere Skala ist 0,05, die ¼-Skala ist .025. Wenn Sie auf Ihrem Messgerät Platz für eine 1/8 Skala haben, beträgt diese 0,012 Ohm. Da mein Messgerät so groß war, konnte ich 12 Widerstände und 0,08 als Vollskala, 0,04 Halbskala, 0,02 als ¼ Skala und 0,01 als 1/8 Skala verwenden.

So testen Sie

Um den Widerstand mit dieser Milliohm-Messschaltung zu testen, nahm ich ein 5 cm langes Lötmittel und glättete die Enden mit einer Zange. Ich platzierte die Testsonden an jedem Ende und der Messzeiger war auf halbem Weg zwischen Null und 0,01 und maß 0,005 Ohm. Mit meinem Tester kann ich einen Widerstand von bis zu 0,002 bis 0,003 Ohm erkennen.

Jetzt können Sie Kurzschlüsse auf Leiterplatten verschiedener elektronischer Geräte abbauen. Ich konnte eine Stromversorgungsplatine auf zwei oberflächenmontierte Leistungstransistoren eingrenzen, die nebeneinander montiert waren. Es gab mehrere Komponenten, die das Problem gewesen sein könnten, aber durch Widerstandstests habe ich das Problem auf zwei Komponenten eingegrenzt.

Ich habe den Emitter auf einen gekürzt und der Kurzschluss ist geblieben, habe den Emitter auf den zweiten gekürzt und der Kurzschluss ist weggegangen. Schalten Sie den Tester vor jedem Gebrauch ein und lassen Sie ihn einige Minuten lang warmlaufen. Überprüfen Sie schnell die Vollkalibrierung und die Null-Ohm-Kalibrierung, und Sie können Probleme beheben. Die Stromaufnahme auf der +9 beträgt ca. 30mA. Die Stromaufnahme am -9 beträgt 2-3 ma.