Mastech MS5308 LCR - доработка.

[Pest]

Предлагаю обсудить улучшение пожалуй народного LCR-метра.
Схема (проверял, но всё же могут быть ошибки).

Соображения по улучшению:
1) Стабилизатор U5 рассчитан на максимальное входное напряжение 12в. Ладно еще от батареек, скорее всего больше 12в и не будет (хотя по ссылке описан случай выхода из строя U5 при работе от батарей). Но от адаптера с учетом его пульсаций включать страшно.
2) В приборе имеется постоянный ток разряда батарей через R18 током около 1,15мА. Можно уменьшить потребление в отключенном состоянии до нормальных значений заменив Q4 на полевой 2N7002 (по цоколёвке подойдет вместо старого) а R18 увеличить до 1МОм.
2,5) Т.к. схема на полевике U3 при питании от обычных пальчиковых батареек бесполезна, можно вовсе исключить компоненты Q5, Q4, U3, R17,18,20,22,23. Вместо U3 сток-исток установить перемычку. Но я решил её оставить, т.к. в дальнейшем при переводе на аккумуляторное питание со встроенной схемой заряда эта цепь окажется полезна.
3) Чтобы облегчить жизнь стабилизатору U5 можно перевести прибор на питание от 9В. Для этого нужно исключить два элемента питания из батареи, подпаявшись к соответствующему контакту лотка. Для корректного отображения уровня заряда и работы порога автоотключения по напряжению нужно заменить R2 на 750кОм.
4) С той же целью что и в п. 3 можно заменить блок питания на 9В. Желательно использовать трансформаторный блок с секционированными обмотками для уменьшения ёмкостной связи с сетью и уменьшения синфазных наводок на измерительные щупы, т.к. чипсет прибора явно не рассчитан на наличие таких помех. Еще лучше на мой взгляд блок питания вообще не использовать.

По трассировке печатной платы приличных слов нет, но с учетом того что этот прибор даже так работает сносно (для DIY-целей очень даже и более чем!), то полагаю и это можно несколько улучшить при желании...

Опыт доработки прибора: https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2899591

[EDDiE]

В каждом "канале" питания использовалась связка из керамического 0603 X5R 10uF*6.3V параллельно с электролитическим 100uF*16V типоразмера 0605 (следует выбирать из обычных серий, не Low Imp, не Low ESR)

Танталовые конденсаторы почему бы не использовать?

Но если с питанием от адаптера прикоснуться к щупу, например при измерении конденсатора 4700пФ то показания уплывают до 4850пФ

Может быть заменить провода щупа на другие с экраном?

[MAXIM_A]

Соотношение резисторов R1/R2 изменено для корректного отображения заряда литиевого АКБ.

Ну, а как с током разряда в дежурном режиме?

[Pest]

Танталовые конденсаторы почему бы не использовать?

Можно. Но я предпочитаю ставить в такие связки с ёмкой керамикой второй, более ёмкий конденсатор с обычными показателями ESR - так не будет положительного выброса на кривой импеданса такой связки.

Может быть заменить провода щупа на другие с экраном?

Доработкой щупов займусь позже. Как минимум нужно провода удлинить и подумать над адаптером для измерений с подачей постоянного смещения.
Но повторюсь, что даже от адаптера работает нормально если не подключаться к измеряемой детали, т.е. не касаться ее. При питании от АКБ измеряет хорошо как угодно.

Ну, а как с током разряда в дежурном режиме?

Ток разряда в норме и был таким в изначальном приборе - я напрасно поднял панику. https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2897802

[Pasha_Kiev]

Ёмкая керамика
1) имеет плохие частотные свойства,
2) сильную зависимость ёмкости от постоянного напряжения, причём чем меньше корпус - тем хуже.

[EDDiE]

Так же по результатам анализа распространения возвратных токов в изрезанном дорожками полигоне земли добавлен ряд перемычек и импровизированных межслойных переходов.

Как оценить осязаемо (приборно, или по измерениям) результат размещения таких перемычек? Измерить пользу от них как-то можно?
Или для прибора с такой точностью эти перемычки просто для самоуспокоения?
Если что, это не придирка.

[Pasha_Kiev]

Как оценить осязаемо (приборно, или по измерениям) результат размещения таких перемычек? Измерить пользу от них как-то можно?

Из опыта участия в разработке прецезионного термометра.
Неправильная неоптимальная разводка земли и питания влияла не на точность, а на стабильность измерения. То есть на повторяемость значений от измерения к измерению. Если есть большая выборка и усреднение результатов - может не влиять совсем.

[Pest]

Pasha_Kiev,
1) - По крайней мере ESR и ESL, важные для развязки питания остаются крайне низкими. По этому такую керамику всецело применяют в вычислительной технике. На ВЧ для слабосигнальных потребителей (а не с токами под сотни ампер как в компьютерах) такой конденсатор это практически перемычка не отличимая с т.з. потребителя от подобного по размерам и форме проводника.
Последнее время даже в серийной технике местами можно наблюдать отступление от идиотских но очень растиражированных рекомендаций ставить обязательно 0,1мкФ или бутерброды 0,1/0,01 и т.д., так как с учетом всех паразитов схемы смысла в этом нет.
2) Это так, но обычно для X5R половина от номинальной ёмкости при рабочем напряжении смещения остаётся. https://www.murata.com/en-eu/product...R60J106ME84%23

Как оценить осязаемо (приборно, или по измерениям) результат размещения таких перемычек? Измерить пользу от них как-то можно?

Наверное, если задаваться такой целью что-то можно замерить и увидеть какую-то разницу. Но мне хватило того, что на мой взгляд там не совсем адекватно сделано и я постарался улучшить, руководствуясь тем знанием, что хуже точно не будет. А влиять в теории может самым непредсказуемым образом.

[poddel]

Доработкой щупов займусь позже. Как минимум нужно провода удлинить и подумать над адаптером для измерений с подачей постоянного смещения.

Вот из каких-либо вариантов доработки - доработка щупов для подачи напряжения смещения и тока смещения - была бы интересна. Вот можно взглянуть на фото внутри прибора с уже доработанным вариантом питания

[Pasha_Kiev]

Адаптер использован 12В 1А марки Huawei HKA01212010-1H

Кабель поставили от "родного" БП?
Или таки нашли в продаже разъём питания "с очень длинным носом"?

[Pest]

Кабель поставили от "родного" БП?
Или таки нашли в продаже разъём питания "с очень длинным носом"?

Нет, у меня в комплекте вообще не было блока. Да, при работе над прибором я обратил внимание на этот не приятный аспект в виде атипично длинного штекера.

При детальном осмотре стало понятно, что изначальное расположение отверстия по высоте сделано так, чтобы разъем монтировался на основную плату, а не на "субплату разъема" которая крепится к основной через две латунные стойки. Кстати сам разъем в субплату запаян не до конца, т.к. стойки длиннее чем нужно и таким образом разъем "приподняли" над поверхностью платы чтобы совместить с отверстием. Конечно такое я оставить не мог и удалил отлив с внутренней части пластиковой панели разъемов. Теперь придвигаемый вплотную к панели разъем уже доставал штекер обычной длины.
Сам разъем я забраковал из-за низкого качества контактов и пластика. На замену взял какой-то старый явно более надежный прямо с участком платы с его футпринтом, которую отрезал по габаритам разъема (чтобы выводы разъема оставались запаяны в плату - так механически крепче). Эту конструкцию я приклеил к пластиковой панельке разъемов сначала за прилегающие поверхности на цианакрилатный клей, потом дополнительно залил двухкомпонентной эпоксидкой.
Получилось прочно но колхозно, по этому даже не стал фоткать. Но раз спросили то по возможности фото этого узла позже сделаю.

[boatsman]

как с током разряда в дежурном режиме

На работе LCметр с литиевым аккумулятором. Пользуюсь редко, но как схвачу - батарея села.

Дома LCметр на пальчиковых батареях. По два года не меняю, хотя пользуюсь на порядок чаще. Включаешь и работаешь.

Вот такой опыт.

[Pest]

Измерил токи, которые потребляет от батареи законченный прибор.
В режиме выкл - около 4,5мкА. К слову, если разок дыхнуть на ту часть платы, где питание - возрастает до 6,5мкА. Можно сказать что в выключенном состоянии прибор не потребляет практически ничего. Главное не мочить
Q4 я все же оставил 2N7002. С родным транзистором в этой позиции было бы на 5-7мкА больше (в общем-то менять этот транзистор особого смысла нет).
В рабочем режиме 15-18мА с бросками до 25 в моменты переключения режимов. Больше увидеть не удалось. Упрощенный расчет обещает около 140 часов работы от батарей 18650.
Конечно, перевод на литий этого прибора вещь весьма опциональная, при домашнем использовании и на пальчиковых батарейках прибор будет тянуть очень долго. Наверное примерно так же как и на живых 18650 с той лишь разницей, что одни потом можно зарядить а другие выбросить.

[EDDiE]

....при домашнем использовании и на пальчиковых батарейках прибор будет тянуть очень долго.

Ну, не знаю, что с моим не так, но, разрядка когда не пользуюсь и неполное использование заряда батареек.
Ещё такая штука: если измерять что-то на частоте 100кГц с проводами идущими над экраном прибора, - привирает.
Сейчас уже не помню точно, но, вроде, на частоте 10кГц не измеряет электролиты....только на 100Гц, 120Гц и 100кГц.

[Pest]

Ну, не знаю, что с моим не так, но, разрядка когда не пользуюсь и неполное использование заряда батареек.

На счет разрядки - нужно измерить ток потребления в выкл. состоянии и отталкиваться от этого. Кстати дешевые (или поддельные?!) батарейки просто могут даже в течении указанного срока годности разрядится. Попадались такие.
На счет неполного использования виноваты могут быть номиналы R1/R2 и контроллер не верно измеряет напряжение батареи в точке TP_POWERSEN. По идее порог отключения прибора наступает когда на каждой батарейке остается 0,66-0,81В - более чем полное использование должно быть.

Ещё такая штука: если измерять что-то на частоте 100кГц с проводами идущими над экраном прибора, - привирает.

На моем приборе сейчас такого нет (было ли ранее - не знаю). Но с учетом того, что под дисплеем стоит цифровой контроллер а его конденсаторы развязки питания по умолчанию где-то под клавишей ENTER и полигон земли везде как решето - это не удивляет.

Сейчас уже не помню точно, но, вроде, на частоте 10кГц не измеряет электролиты....только на 100Гц, 120Гц и 100кГц.

Измеряет, но на 10кГц предел до 200мкФ. Попробовал 820мкФ измерить - на 10кГц показывает прочерки (типа overload), на 100кГц переходит к измерению индуктивности.

[poddel]

Измерил токи, которые потребляет от батареи законченный прибор.
В режиме выкл - около 4,5мкА. К слову, если разок дыхнуть на ту часть платы, где питание - возрастает до 6,5мкА. Можно сказать что в выключенном состоянии прибор не потребляет практически ничего. Главное не мочить
Q4 я все же оставил 2N7002. С родным транзистором в этой позиции было бы на 5-7мкА больше (в общем-то менять этот транзистор особого смысла нет).
В рабочем режиме 15-18мА с бросками до 25 в моменты переключения режимов. Больше увидеть не удалось. Упрощенный расчет обещает около 140 часов работы от батарей 18650.
Конечно, перевод на литий этого прибора вещь весьма опциональная, при домашнем использовании и на пальчиковых батарейках прибор будет тянуть очень долго. Наверное примерно так же как и на живых 18650 с той лишь разницей, что одни потом можно зарядить а другие выбросить.

Вот и хорошо. Вот как-то по даташиту на TP5100 не внятно просматривается такой режим эксплуатации прибора: питаем от сетевого адаптера без батарей. Похоже зарядник будет находится в режиме поиска батареи, "генеря в эфир". Или прекращает поиск после пары неудавшихся попыток найти батареи?

[Pest]

Вот как-то по даташиту на TP5100 не внятно просматривается такой режим эксплуатации прибора: питаем от сетевого адаптера без батарей.

Для него это состояние неотличимо от полностью заряженной батареи - будет висеть в режиме constant voltage. Т.к. нагрузки в таком режиме нет то преобразователь будет работать с минимальным заполнением, лишь чтобы поддерживать заряд на выходном конденсаторе. Думаю ничего страшного, во всяком случае в своем приборе каких-то отклонений я не заметил при работе от адаптера с зарядкой батарей, кроме тех что связаны с синфазными помехами.

[OVFY]

Доброго времени суток! Извиняюсь, если вопрос не в тему (тут про "допил" железа речь идет). Являюсь обладателем данного девайса Mashtech 5308, но нигде не могу найти информацию зачем внизу дисплея шкала в процентах? На фото отмечена стрелкой.

[Pest]

Являюсь обладателем данного девайса Mashtech 5308, но нигде не могу найти информацию зачем внизу дисплея шкала в процентах?

Это аналоговая шкала, дублирует показания основного цифрового дисплея. Проценты считаются от текущего диапазона измерений (диапазоны прибор выбирает автоматически). Так же как я понял шкала используется в режиме относительных измерений. Хотя там она тоже вроде как дублирует показания основного дисплея - я пока не пробовал этот режим.

[EDDiE]

В рабочем режиме 15-18мА с бросками до 25 в моменты переключения режимов. Больше увидеть не удалось.

А сколько прибор "кушает" с подсветкой? И, если много, что можно с этим сделать, если, конечно, отбросить совет "не включать подсветку"?

[Pasha_Kiev]

И, если много, что можно с этим сделать, если, конечно, отбросить совет "не включать подсветку"?

Как вариант - последовательно с U5 (перед входом) включить белый светодиод. Точнее, несколько одинаковых светодиодов параллельно.
Эти светодиоды закрепить в торцах светораспределительной пластины под экраном. Убьются два зайца - и снизится напряжение питания любящего сгорать стабилизатора, и появится неотключаемая подсветка, причём "бесплатная", т.е. не увеличивающая общее потребление. Правда, яркость её будет колебаться вместе с колебаниями тока потребления.

Светодиоды желательно брать с предельным током, заведомо превышающим максимумы потребления схемы.