GM 328 - тестер радиодеталей

GM 328 - тестер радиодеталей предназначен для проверки исправности и заявленных характеристик электронных компонентов. Отличительной особенностью этого тестера является ,то что построен он на базе микроконтроллера Atmel Atmega 328P в корпусе DIP, который вставляется в гнездо для него. Те, кто знают, что такое Arduino, наверное, поняли к чему я клоню. Ну а для тех, кто не в курсе, поясню, что данный микроконтроллер можно спокойно вынуть и прошить, как душе угодно. Забыл сказать, что тестер предоставляется в виде голых плат, т.е. без корпуса и без батарейки (хотя может быть можно найти и в корпусе, но стоить будет дороже). Из того что написал продавец, точнее то что удалось перевести на понятный русский язык (в скобочках будут мои комментарии):

1. используется последняя версия программного обеспечения V1.11 2014 г., чип M328 (т.е. скорей всего имеется ввиду микроконтроллер Atmel Atmega 328P), появились дополнительные функции в дополнение к основным.
2. микроконтроллер использует внешний 8 мГц кварцевый резонатор (как в Arduino).
3. используется металлопленочные резисторы, которые имеют высокую точность. (на фото продавца действительно металлопленочные резисторы, но на самом деле тестер идет с SMD компонентами, как резисторами так конденсаторами и транзисторами)
4. используется ЖК-экран 12864, который может отображать как данные так и графики.
5. микроконтроллер Atmel Atmega 328P в комплекте с гнездом идеально подходит для любителей апгрейда. (собственно, то что писал выше про прошивку).
6. используется 9 В батарейка типа "Крона". (в комплект не входит).
7. все компоненты высокого качества (хотелось бы верить ). ЖК-экран с подсветкой с малым потреблением (2 мА) и им можно пользоваться в темноте.
8. размеры: 80 x 105 х 22 мм.
9. вес: около 70 г.
10. при напряжение 9 В, потребляемый ток 20 мА. (Стабильная работа обеспечивается при хорошей батарейке).

Технические характеристики:

A) Основные функции:

• Все действия осуществляются с помощью одной кнопки, имеется автоматическое отключение. Может автоматически обнаруживать биполярные транзисторы (NPN, PNP), полевые транзисторы (MOSFET n-, p-channel, JFET), диоды, двойные диоды, тиристоры малой мощности, однонаправленные и двунаправленные. Автоматическое определение расположения контактов компонентов, текущего коэффициента усиления и порогового напряжения базы-эмиттер биполярного транзистора и пары Дарлингтона, порогового напряжения затвора и емкости затвора MOSFET.
• Может одновременно измерять два резистора или потенциометр и отображать информацию на экране. Сопротивление измеряется до 50 МОм с интервалом 0,1 Ом. (на самом деле с интервалом 0.01 Ом)
• Может измерять емкость от 30 пФ до 100 мФ с интервалом 1 пФ. Для конденсаторов с емкостью более 2 мкФ может измеряться значение эквивалентного последовательного сопротивления (ESR) с интервалом 0.01 Ом.
• При тестировании диодов, отображается направление и падение напряжения на диоде при прямом направлении. Комбинированный светодиод определяется как два диода. Можно определить стабилитрон, если обратное напряжение пробоя меньше 4,5 В. Можно измерить зарядную (барьерную) емкость. При подключении базы и коллектора биполярного транзистора, можно измерить барьерную емкость коллекторного перехода, а при базы и эмиттера - барьерную емкость эмиттерного перехода. Можно получить общую оценку соединений мостового выпрямителя. Нижний предел емкости 25 пФ (хотя выше было написано 30 пФ), но при параллельном соединении конденсатора известной емкости можно узнать емкость исследуемого, путем вычитания общей емкости и емкости подключаемого конденсатора.

B) Дополнительные функции (выбираются через меню, и при добавлении некоторых компонентов DIY)

• может измерять частоту 1 Гц-2 МГц. Выше 25 кГц интервал 1 Гц, при измерении низкой частоты интервал может быть 0.001 MmHz (я не знаю, что такое MmHz, наверное, мГц).
• можно измерить напряжение постоянного тока ниже 50 В.
• можно производить сигнала прямоугольной формы частотой 1 Гц-2 МГц.
• можно использовать ШИМ, при коротком нажатии на кнопку интервал 1%, при долгом нажатии - 10%.
• можно активировать функцию емкость и ESR , диапазон 2 мкФ-50 мФ, поскольку амплитуда измеряемого сигнала только 300 мВ, можно измерить дорожку (здесь имеется ввиду проверка невыпаяного элемента на плате). ( Пояснение: Как и non-4-wire измерения, измерения сопротивления дорожки могут привести к большой ошибке, особенно измерение малого ESR).
• добавлен поворотный переключатель для легко выбора пунктов меню.
  

Внимание: перед измерением емкости конденсатора, разрядите его, иначе можете заказывать новый прибор.

И еще продавец забыл упомянуть, что прибор определяет также индуктивность.

На платах можно обнаружить микроконтроллер Atmel Atmega 328P-PU (P - низкое энергопотребление, PU - корпус DIP28), кварцевый резонатор (частота - 8 мГц, корпус hc-49s) с парой SMD-конденсаторов на 22 пФ, россыпь резисторов, конденсаторов, несколько биполярных транзисторов, стабилизаторы на 5 В и на 3.3 В, подстроечный резистор, площадки для проверки, кнопку включения и светодиод. На самой плате расписано где и какой компонент должен быть установлен (что касается конденсаторов, резисторов и пары транзисторов, то установлены SMD аналоги). Площадок для проверки две, одна в виде зажимного гнезда (ZIF-панель), вторая в виде контактных площадок на плате. Контактов для проверки три, в площадке с зажимом они дублируются несколько раз. Качество распайки хорошее. Маркировка резисторов 4-х циферная, означает, что погрешность от номинала составляет 1%, типоразмер 0805. Это увеличивает погрешность при измерении, так, как чтобы получить максимальную точность измерения, резисторы на 680 Ом и 470 кОм должны быть точными (погрешность 0,1%). И здесь можно потребовать у продавца вернуть часть денег за заведомо ложную информацию о товаре, потому что он указал, что установлены высокоточные металлопленочные резисторы. Что касается конденсаторов то используются керамические SMD-конденсаторы, качество которых неизвестно. Немного рассмотрев плату обнаружил, что вместо 100 нФ конденсатора, китаец впихнул резистор на 470 Ом . Для стабилизации напряжения стоит стабилизатор AMS1117 на 5 В в корпусе SOT-223, хотя для более точных показаний используют ИОН (источник опорного напряжения), например, LM4040-AIZ2.5 или LT1004CZ 2.5. Для экрана с контроллером ST7920 стоит также стабилизатор AMS1117 на 3.3 В, но данный экран может работать и на 5 В. Не понятно зачем впаяли переменный резистор с левой стороны, нужен он для регулировки контраста дисплея, но он не подключен.

Тестирование.

Хотелось бы заметить, что разработка данного тестера принадлежит Markus Frejek и также Karl-Heinz Kubbeler, ознакомиться с проектом (если вы знаете немецкий) можно на сайте mikrocontroller.net. Но китайцы подхватили эту идею и стали клепать клонов. Собственно, GM 328 - это и есть один из китайских клонов. А чем отличается клон? Конечно же удешевлением продукта за счет применения менее качественных компонентов. Поэтому ждать точнейших результатов от этого прибора не стоит. Ну да ладно перейдем к тесту. Подключаем батарейку к контактам и нажимаем кнопочку на приборе, загорается светодиод и экран на котором выводиться информация. Первым делом проверяется состояние батарейки. Если батарейка в норме, то показывается её вольтаж, например "Bat. 9.0V OK" ("Напряжение батареи 9В. все в порядке"). В следующей строчке отображается надпись "Testing..." ("Проверка..."), т. е. прибор анализирует радиодеталь. Если ничего не вставлено в тестовые разъемы или деталь не соответствует ни одному из типов или повреждена, то выводиться надпись "No, Unknown, or Damaged Part" ("Ничего нет, неведомая хрень, или поврежденная деталь").

Начнем с резисторов. Как заявлено, сопротивление измеряется до 50 МОм с разрешением 0.01 Ом. Можно измерять сразу два резистора или переменный резистор. При измерении низкоомного сопротивления, погрешность немного выше. Также для проволочных резисторов при сопротивлении ниже 2100 Ом измеряется индуктивность от 0,01 мГн до 20 Гн, но точность не высока и получить результат измерения можно только с единственным подключенным элементом. Несмотря на то, что можно использовать любые из трех контактов, желательно использовать контакт 1 и 3. Также желательно при измерении не прикасаться к радиодеталям руками, так как погрешность может повыситься. Подопытные: два резистора на 150 К с погрешностью 5% (об этом свидетельствует цветовая маркировка), один на 3,3 Ом с погрешностью 5%, и переменный резистор (М10М) на 100 К. На экране отображается символ резистора с нумерацией контактов, сопротивление резистора (ов). Если сравнивать с моими двумя китайскими мультиметрам, то результат в ту или иную сторону отличается не сильно. И даже если несколько раз проверять один и тот же компонент с помощью GM328, то результат может отличаться от предыдущего на небольшую величину.

Переходим к конденсаторам. Как заявлено, емкость измеряется от 25 пФ до 100 мФ с разрешением 1 пФ. Конденсаторы емкостью ниже 25 пФ обычно не определяются, но могут быть измерены вместе с параллельным диодом или параллельным конденсатором, ёмкостью более 25 пФ. В этом случае из результата измерения необходимо вычесть емкость подключенного параллельно элемента. Для конденсаторов с емкостью более 90 нФ может измеряться значение эквивалентного последовательного сопротивления (ESR) с разрешением 0.01 Ом. Для конденсаторов ёмкостью выше 5000 пФ может быть определена потеря напряжения после воздействия импульса зарядки, которая дает оценку добротности (качества) конденсатора. Повторюсь, что конденсатор прежде, чем измерять нужно разрядить. Сделать это можно с помощью резистора, лампочки, мультиметра. Для измерения желательно использовать контакт 1 и 3, если конденсатор поляризованный, то "-" на контакт 1. Подопытные: электролитический конденсатор на 100 мкФ, пленочный на 2200 нФ и танталовый SMD-конденсатор на 47 мкФ. На экране отображается символ конденсатора с нумерацией контактов, емкость (С), эквивалентное последовательное сопротивление (ESR), потеря напряжения после воздействия импульса зарядки (Vloss). Таким образом легко определить непригодный или некачественный конденсатор.

Тестируем диоды. Как заявлено, диоды могут измеряться как по одному так и по два. Обратный ток диода измеряется с разрешением 2 нА. Значение выводится на дисплей, если оно больше нуля. Светодиод (LED) определяется как диод с прямым напряжением выше, чем у обычного диода. Два диода в одном 3-х выводном корпусе также определяются, как два диода. Стабилитроны могут быть определены, если их обратное напряжение пробоя ниже 4,5 В . Они отображаются, как два диода, и могут быть идентифицированы, как стабилитроны, только по напряжению. Номера выводов, соответствующие символу диода, в этом случае, идентичны. Реальный вывод анода, диода можно идентифицировать только по падению напряжения (около 700 мВ). Также возможно измерение величины ёмкости одиночного диода в обратном направлении. Одним измерением можно определить назначение выводов выпрямительного моста. Подопытные: два обычных диода, светодиод, инфракрасный передатчик, двойной диод Mospec F12C20C, регулируемый стабилитрон TL431, Диоды Шоттки SBL3040PT. На экране отображается знак диода в прямом или обратном направлении с нумерацией контактов, обратный ток диода (Ir), прямое напряжение (Uf), емкость (С). В случае двойного диода или двух диодов отображается знак диода умноженный на 2 с нумерацией контактов, прямое напряжение (Uf) на первом и втором диоде. Что интересно, стабилитрон TL431 определился, как транзистор с диодом.

Переходим к транзисторам. Как заявлено, определяются NPN, PNP биполярные транзисторы, составные биполярные транзисторы, биполярные транзисторы с диодом и (или) резистором, полевые ( N-E-MOSFET, P-E-MOSFET, N-D-MOSFET, N-JFET, P-JFET), тиристоры и симисторы. Биполярный транзистор может также быть проанализирован, если подключить базу и коллектор (определяется барьерная емкость коллекторного перехода) или базу и эмиттер (барьерная емкость эмиттерного перехода). Но иногда определение биполярных транзисторов с резистором затруднительно. Также есть проблема с обнаружением мощных транзисторов Дарлингтона. Тестер так же не может выдать достаточно тока для открывания или удержания мощных тиристоров или симисторов. Таким образом, тиристор может быть определен как N-P-N транзистор или диод. Также возможно, что тиристор или симистор определятся как неизвестный элемент. Подробнее смотрите этот документ. Подопытные: NPN транзистор S8050, PNP транзистор S8550, NPN транзистор с диодом КТ3102Б, полевик N-E-MOS CEP703AL. На экране отображается схема транзистора с нумерацией контактов, вид транзистора, для биполярных коэффициент усиления (hFE), ток, при котором этот коэффициент определен. Если используется схема измерения с общим эмиттером для определения hFE, то тестер отобразит ток коллектора (Ic). Если используется общий коллектор для определения коэффициента усиления, то будет показан ток эмиттера (Ie). Следующим отображается пороговое напряжение база-эмиттер (Uf). В германиевых транзисторах измеряется обратный ток коллектора при разомкнутой базе (ICE0) и обратный ток коллектора при короткозамкнутых выводах базы и эмиттера (ICEs). Для полевиков определяется емкость затвора (C) и пороговое напряжение затвора (Vt). Для более точного определения Vt можно подсоединить конденсатор в несколько нФ, параллельно переходу затвор-исток.

Для измерения индуктивности все просто. Как заявлено, измерение величины индуктивности будет проведено, если элемент определён как резистор сопротивлением ниже 2100 Ом. Если катушка с сердечником, то погрешность будет выше. Подопытная: тороидальная катушка с ферритовым сердечником. На экране отображается символ резистора с нумерацией контактов(в низу символ индуктивности), сопротивление катушки и индуктивность (L).

Меню.

Коротко будут описаны дополнительные функции данного устройства, а также некоторые подвохи с этим связанные. Также проведем самопроверку GM 328. Итак, чтобы войти в меню дополнительных функций, включите тестер, после проверки батареи необходимо нажать и держать кнопку, пока не появится меню Selection. Указатель стоит на против пункта "Transistor" (Транзистор), т. е. это тот пункт меню из которого мы только что вышли. Если нажать и держать кнопку, то мы снова выберем этот пункт и снова сможем тестировать радиоэлементы. А если просто нажать на кнопку, то можно передвигаться по меню вниз, соответственно, длинное нажатие выбор пункта меню, короткое - передвижение по меню. Следующий пункт "Frequency" (Частота), т.е. измерение частоты. И здесь первый подвох, так как в этой функции используется контакт PD4, который также подключен к LCD-дисплею. По заявлению создателя частота до 25 КГц измеряется с точностью 0.001 Гц с выводом периода, для частоты выше 25 КГц с точностью 1 Гц. Для полноценного измерения частоты необходима доработка тестера о которой можно почитать в прикрепленном файле ниже.

Следующий пункт "f-Generator"(Генератор частоты) позволит генерировать частоту от 10 Гц до 2 МГц (переключается коротким нажатием кнопки). Вывод частоты осуществляется на контакт 2. Чтобы увидеть генерацию нужен осциллограф или светодиод. Форма волны - меандр.

Далее пункт "10-bit PWM"(Широтно-импульсная модуляция) осуществляет генерацию фиксированной частоты в различных пределах. Также используется контакт 2. Для изменения шага в 1% нужно просто нажать кнопку, с шагом в 10% нажать и держать около 2 сек. Проверить можно также светодиодом.

Следующий пункт "C+ESR@TP1:3"(Проверка емкости и ESR). TP1:3 означают использование контктов 1 и 3. Многие спросят а зачем он над вообще, но дело в том что с помощью данного пункта можно осуществлять измерение конденсаторов прямо на плате и в постоянном режиме, т.е. не нужно постоянно нажимать кнопку для проверки. Подходит для быстрого поиска испорченных конденсаторов от 2 мкФ до 50 мФ. И не нужно забывать о разрядке конденсаторов. Далее "rotary encoder" (Энкодер). Проверяет работоспособность энкодера (для тех кто не знает, это крутелка с кнопкой, часто встречающаяся в магнитоле). Тестер определяет общий вывод двух каналов. Кроме того, определяется состояние контактов при остановке. Отображаются номера контактов и если контакты замкнуты, то отображается «C», если разомкнуты, то отображается «o».

Пункт "Selftest" (самопроверка) говорит сам за себя. Но с ним возникли проблемы. При выборе данного пункта появляется надпись "short Probes!", вроде бы что-то проверяется, но в конце тестер выходит в меню и ни каких данных по самопроверке не показывает. Также не проходит самопроверка при соединении всех трех контактов перемычкой и двойном нажатии на кнопку (подробно о функции самопроверки см. файл ниже). Пока не ясно, почему этот метод не работает, вполне возможно он ограничен программно.

Пункт "Contrast" (Контраст) меняет контраст экрана в значении с 1 до 55. Короткое нажатие кнопки понижение контраста, более длинное нажатие - повышение. Если нажать кнопку и держать - выход в меню.

Пункт "Switch off" (Выключение). При длительном нажатии выключает тестер. Существует еще пункт меню "Voltage" (Напряжение) для измерения напряжения, но появляется он в том случае если отключена функция последовательного порта или используется ATmega с не менее чем 32 выводами (PLCC) и один из дополнительных портов ADC6 или ADC7 используется для измерения. Так как к контакту 3 (или ADC6/7) ATmega подключен делитель 10:1, то максимальное внешнее напряжение может быть не более 50 В. Это второй подвох. Также при прошивке на более новую версию появляются еще некоторые пункты. Для более полного ознакомления с устройством, рекомендую просмотреть инструкцию от создателей данного тестера.