Тестер шлейфов матриц своими руками
Данный прибор можно смело назвать "конструкцией выходного дня". Изготавливается он в течение дня, а пригодится он может не единожды. Прибор отображает "зашитые" в индикатор символы и соответствующие им HEX-коды. Несмотря на то, что набор символов LCD-индикаторов стандартизирован, многие производители добавляют свои символы. Да и внешний вид стандартных символов может различаться, но это уже больше дело эстетов. Также этот прибор может пригодится при покупке индикаторов для проверки как работоспособности, так и набора символов.
Схема прибора проста.
LCD индикатор подключен к микроконтроллеру. Подключать можно индикаторы как на 2 строки, так и на 4 строки. В одной строке отображается 5-6 символов (зависит от типа дисплея). Порядковый номер символа, с которого начинается отображение, изменяется с помощью энкодера (на схеме его имитируют две кнопки). Питание схемы и тестируемого индикатора осуществляется от элемента "Крона" через линейный стабилизатор 78L05.
При включении на экране в первой строке отображаются символы, а во второй строке - соответствующий им HEX-код. Вращая энкодер меняем отображаемый символ и его код. А с помощью подстроечного резистора на плате можно регулировать напряжение, подаваемое на вход Vee дисплея, и, соответственно, контрастность дисплея (на схеме этот резистор не показан, почему-то у меня Протеус глючит, когда я пытаюсь его использовать).
Печатная плата в формате Layout 6.0 прилагается. Для установки индикаторов с поверхностным расположением контактов (на фото выше) использован разъем шины ISA от старого компьютера IBM AT 286. Для этих же целей можно использовать разъемы для картриджей игровых приставок Dendy или SEGA. Естественно их надо обрезать по длине, оставив только 16 пар контактов.Для индикаторов с 14-ти пиновым разъемом используется штыревая гребенка. Штыри гребенки подпаиваются проводками к соответствующим контактам разъема от компьютера. Механический энкодер использован от старой компьютерной мышки.
Прошивка для микроконтроллера прилагается. Фьюзы устанавливаем на работу от внешнего кварца (хотя схема работает и с внутренним осциллятором), делитель на 8 отключаем. Если воспользоваться калькулятором фьюзов (их легко отыскать в интернете), то получим такую картинку:
И напоследок. Для любителей моделировать схемы на компьютере прикладывается исходник программы в среде BASCOM-AVR и схема в Proteus (архив RAR).
Захотелось заиметь себе в хозяйстве прибор для проверки светодиодов, стабилитронов, и прочих случаев, где может потребоваться относительно большое напряжение при малом токе. Китайцы делают подобные устройства, найти можно по словосочетанию LED Tester, но просто купить не интересно, да и вообще не наш метод. Поэтому в данной статье я подробно расскажу о процессе разработки, создания и применения подобного девайса.
Разберем кратко общий принцип работы. По сути своей прибор - это источник тока с максимальным напряжением на выходе около 260-270 вольт. Выходной ток можно выбирать из трех вариантов : 1 мА, 10 мА и 20 мА (выбор осуществляется клавишным переключателем, где положение "0" это ток в 1 мА, "l" - 10 мА, "ll" - 20 мА). Встроенный вольтметр показывает напряжение на выходных клеммах при установившемся токе.
Теперь рассмотрим подробно схему и принципы ее работы.
Источник исходного высокого напряжения собран на популярной микросхеме IR2153, по полумостовой топологии. Обычно в маломощных устройствах, каковым является данный прибор, используют различные варианты однотактных обратноходовых топологий, но у таких вариантов, несмотря на простоту реализации и меньшее число внешних компонентов, есть один неприятный момент - это количество витков в обмотках. Так как то количество витков, которое требовалось бы намотать в случае однотактного преобразователя для получения необходимого напряжения вряд ли бы удалось разместить на имеющимся сердечнике, выбор пал на двухтактную топологию и мостовой вариант выпрямителя, что позволило обойтись минимальным числом витков да и просто намотать все обмотки проводом 0,5 мм, что был в наличии, на сердечник ETD29/16/10, который так же имелся под рукой. В итоге получилось 51 виток в первичке и 86 во вторичной обмотке. Для расчетов как всегда использовал программу Владимира Денисенко, широко известного в узких кругах как Starichok.
Расчет обмотки основного преобразователя:
Включение и обвязка микросхемы вполне себе типовые. Частота работы преобразователя выбиралась минимально возможной, но так, чтобы влезли все обмотки, поэтому она немного выше, чем в большинстве блоков питания и составляет в моем случае около 55 кГц, задается резистором R23 и конденсатором С27 (на схеме они обозначены с индексом T). Если ее сделать еще меньше то увеличится количество витков в обмотках и они просто не поместятся на каркасе. При частоте в 55 кГц все работает как надо, ключи при работе немного теплые, на плате предусмотрено место для их радиатора.
Для питания микросхемы предусмотрена отдельная обмотка самозапитки. Оптимально напряжение для управления ключами примерно 15 вольт, на это напряжение и рассчитывается эта обмотка или чуть больше:
Эта обмотка подключена к выводам 2,3,4 трансформатора 2,3 - начало и конец обмотки 4 - средняя точка.
В самой микросхеме имеется встроенный стабилитрон на 15,6 вольт, но для уменьшения ее нагрева и увеличения надежности работы лучше дополнительно использовать внешний на чуть меньшее напряжение (ровно на 15 вольт в моем случае). Первоначальный запуск происходит после зарядки конденсатора С8 через резистор R1 номиналом 330 ком, после запуска преобразователя питание микросхемы идет уже от обмотки. Если конденсатор заряжается слишком долго и, соответственно, запуск происходит медленно, можно уменьшить номинал этого резистора до 100-70 Ком.
После трансформатора мы получаем основное напряжение порядка 220-240 вольт, в моем случае получилось 260, но точного соответствия расчетным параметрам здесь не требуется, т.к. стабилизация все равно происходит по току.
Далее по схеме следует параметрический стабилизатор напряжения на 30 вольт, выполненный на транзисторе Q1, стабилитроне D7 и резисторе R24.
На выходе получаем напряжение чуть больше, чем напряжение стабилизации стабилитрона. Резистор в цепи базы подбирается таким образом, чтобы ток базы умноженный на коэффициент усиления транзистора по току был равен требуемому току нагрузки или немного больше. В моем случае ток базы Iб = 1 мА, коэффициент усиления транзистора h21э = 20, соответственно, ток нагрузки Iн = 20 мА, чего хватает, даже с большим запасом.
Это напряжение используется для питания операционного усилителя и для получения опорного напряжения +5в. Транзистор во время работы нагревается, поэтому его необходимо установить на радиатор, место для которого предусмотрено на плате.
Конечно для питания операционного усилителя хорошо бы было намотать отдельную обмотку, но в данном случае она бы просто уже не влезла. Да и к тому же потребление ОУ небольшое и нагрев транзистора вполне приемлемый.
Опорное напряжение (примерно 5 вольт) формируется с помощью микросхемы TL431, включенной по схеме стабилизатора напряжения. Потенциометром, обозначенным на схеме как 5VREF, можно в небольших пределах регулировать опорное напряжение, подаваемое на прямой вход ОУ и, как следствие, выходной ток прибора.
Теперь непосредственно о стабилизации выходного тока.
Операционный усилитель сравнивает опорное напряжение, подаваемое на его прямой вход и напряжение с датчика тока (шунта) выполненного на резисторах R4, R18, R19, и в зависимости от результата открывает или закрывает транзистор Q2, поддерживая постоянное напряжение на шунте и, как следствие, постоянный ток в цепи нагрузки. От резисторов шунта сделаны отводы для подключения переключателя, с помощью которого можно закорачивать резисторы, тем самым меняя общее сопротивление шунта и, соответственно, стабилизируемый ток (включены все - 5,2 КОм, замкнут R4 - 510 Ом, замкнуты R4, R18 - 240 Ом). Резисторы лучше использовать с допуском 1%. Инверсный вход операционного усилителя защищен супрессором D12 на 18 вольт, его наличие необязательно, но я решил перестраховаться. Транзистор Q2 также нагревается во время работы и тоже должен быть смонтирован на радиатор.
Итак, основная задача решена, на выходе прибора есть необходимое напряжение и стабильный ток. Осталось решить вопрос с измерением и отображением этого напряжения.
Существует много различных модулей вольтметров, но в данной ситуации подходят далеко не все. Дело в том, что при минимальном токе (1 мА) входное сопротивление вольтметра будет серьезно влиять на выходное напряжение, просаживая его (например, при входном сопротивлении 100 КОм и стабильном токе 1 мА больше 100 В на выходе получить не удастся; два из трех модулей, которые были у меня в наличии, имели сопротивление 60КОм и 120 КОм). Если измерять выходное напряжение мультиметром, то таких проблем уже нет, т.к. их входное сопротивление обычно составляет от 1 мегаома и выше.
После недолгого поиска был найден подходящий вольтметр со входным сопротивлением порядка 800 КОм, чего вполне достаточно. Выглядит он таким образом:
Приобретался тут. Это совмещенный модуль амперметра и вольтметра. По заявленным характеристикам на 200 вольт и 10 ампер. По факту он может измерять напряжение вплоть до 240 вольт. Амперметр, входящий в его состав, не нужен, т.к. ток стабилизирован и известен, поэтому табло амперметра просто отключено. Продаются похожие, более дешевые приборы с тремя цифрами на экране, но они не подходят, т.к. там слишком маленькое входное сопротивление, у этого модуля 4 цифры! Можно, конечно, попробовать перепаять делитель входного напряжения, но это если нет других вариантов.
Вторая проблема, которую необходимо решить, это питание этого самого вольтметра. Конечно он может питаться и от измеряемого напряжения, но это нам не подходит, опять же слишком большое потребление. Однако, от 30 вольт, которыми питается ОУ, его питать тоже нельзя, т.к. земля и минус выходного напряжения в данной схеме - это не одно и то же, и между ними может быть достаточно большое напряжение. Выход - использовать отдельную обмотку. Она состоит из двух половин со средней точкой по три витка в каждой, средняя точка подключается к отрицательной выходной клемме (V_led на схеме) отвод 10 у трансформатора на схеме, начало и конец к выводам 9 и 11. На выходе с этой обмотки мы имеем примерно 6 вольт, которые выпрямляются диодной сборкой D14, подаются на линейный пятивольтовый стабилизатор, от которого и питается вольтметр.
Немного об общей конструкции устройства. Трансформатор намотан на сердечнике ETD29/16/10 проводом 0,5 мм, на каркасе B66359B1013T001 (горизонтальный). Т.к. используется полумост и мостовой выпрямитель на выходе, направление намотки основных обмоток особого значения не имеет. Ошибиться можно разве что в намотке дополнительных обмоток (самозапитки и питания вольтметра), их следует мотать в последнюю очередь, возможно использовать более тонкий провод; начинаем с одного конца, мотаем половину, делаем отвод и мотаем дальше в ту же строну. Плата рассчитывалась под установку в корпус Gainta G1098. Размер платы примерно 99мм*67мм, это значит, что при заказе у китайцев пойдет по минимально возможной цене. Общий вид платы:
Низ
Общий вид (3D модель):
Теперь непосредственно об использовании устройства. Первое, для чего оно задумывалось, - это тестирование светодиодов, диодных сборок:
Тут все просто: подключаем, выставляем требуемый ток и наблюдаем работу диодов и падение напряжения на них. Стоит только аккуратно работать с одиночными светодиодами, особенно синими (белыми) - они не любят переполюсовки и их лучше подключать до включения устройства, чтобы избежать повреждения высоким напряжением.
Следующее применение - это проверка напряжения стабилитронов:
Еще один вариант применения - это проверка максимально допустимого рабочего напряжения конденсаторов:
Как видно, исправные конденсаторы выдерживают напряжение даже с небольшим запасом. При подключении конденсатора к тестеру напряжение на нем начинает постепенно расти до тех пор, пока ток утечки не становится равным току стабилизации (тестировать конденсаторы стоит на минимальном токе в 1 мА), тогда показания вольтметра стабилизируются. На фото первый конденсатор на 25 вольт 470 микрофарад, как видно, держит напряжение до 35 вольт, второй на 100 вольт и 470 микрофарад - соответственно, держит до 122 вольт.
Хотя этот способ описывается в нескольких источниках, у меня были опасения, что таким образом можно повредить конденсатор, все-таки происходит его пробой, хотя ток при этом ограничен всего 1 мА. Но после многократного повторения опыта каких-либо изменений характеристик конденсатора (ёмкости, эквивалентного последовательного сопротивления (ESR), добротности (Vloss)) мне обнаружить не удалось, поэтому делаю вывод, что проверка таким образом максимально допустимого напряжения вполне безопасна.
Еще один, в принципе, очевидный момент, но все же: при стабилизации тока в 1мА на резисторе будет падать напряжение в вольтах численно примерно равное номиналу резистора в килоомах:
Конечно, из-за большой погрешности, непосредственно для измерений использовать данный метод представляется маловероятным, но как оценочный вариант может где и сгодится.
Ну и осталось проверить заявленные характеристики, а именно ток стабилизации.
И с потребителем:
Еще один очень важный момент: на выходе тестера имеется достаточно высокое напряжение, и, хотя максимальный ток и ограничен на безопасном уровне (для постоянного тока вроде до 50 мА допустимо), а также есть гальваническая развязка от питающей электросети, но все люди разные, поэтому во время работы необходимо соблюдать все меры предосторожности и не касаться непосредственно оголенных выводов! Хоть это и не смертельно, но довольно неприятно.
Проект как всегда открытый, полностью доступен по ссылке.
Прикрепленные файлы:
AMatroskin Опубликована: 12.01.2021 0 3
Вознаградить Я собрал 0 1
Для диагностика неисправности цифровых телевизоров, приставок и тому подобной техники обычно не нужно высокоточных диагностических приборов. В большинстве случаев достаточно логического тестера для определения состояния уровня прозваниваемой цепи. Так как если выходят из строя мосфеты или процессоры они чаще всего переходят в короткозамкнутое состояние, и как реже всего - в обрыв, но не как в усредненное или плавающее состояние.
Сейчас вы увидите как сделать копеечный тестер, при помощи которого можно моментально определить уровень: низкий («минус» источника), высокий («плюс» источника), переменный, неопределенный или обрыв.
Список деталей
- PIC 16F84A
- 2x 47uF
- 2x 0.1uF
- 2x 15pF
- 0.01uF
- 20 MHz
- 7805 +5v стабилизатор
- 555 микросхема
- 10k резистор
- 100k подстроечный
- VGA Connector (DB-15)
- Audio Jack разъём
Большинство деталей, используемых в данном проекте являются пассивными компонентами, такими как резисторы и конденсаторы. Активные компоненты опишем более подробно.
- МК PIC16F84A. Для создания нужного сигнала для выхода VGA нам понадобится микроконтроллер. Он будет работать через специальное программное обеспечение, для отображения полос красного, зеленого и синего цвета на любом ЖК-экране.
- 555 Таймер. Таймер создает с помощью одновибратора выходной сигнал от +0в до +5В. Регулятор на 100к позволит изменять частоту таймера.
- 20 МГц Кварц. Очень важно, чтоб вы использовали точный кварцевый генератор частоты. В дисплее VGA сигналы запуска отлично как раз на этой частоте.
- 7805 стабилизатор. Такая конструкция позволит использовать источник питания +5V для всех активных частей, но так как тут будем использовать +9В батарею для питания тестера, то 7805 снизит напряжение до нужного уровня.
Изготовление простого тестера из одноразового шприца
Для удобства нахождения в руке был выбран большой шприц на 60 мл.
Припаиваем провод к игле и сверлим в корпусе отверстия под сам провод и 3 светодиода.
Припаиваем провода к контактам светодиодов и изолируем термоусадкой.
Смазываем их клеем и устанавливаем в корпус шприца.
Фиксируем провод от иголки нейлоновой стяжкой.
Собираем схему тестера:
Припаиваем резисторы по схеме.
Припаиваем провода к зажимам.
Изолируем все узлы термоусадкой.
Все скрутки засовываем в корпус шприца и заливаем горячим клеем.
Тестер готов к эксплуатации.
Схема цифрового телетестера
При разработке стояла задача уместить весь AV тестер в небольшую коробочку, вместе с батарейкой. Её можно подключить при ремонте к стандартному VGA-монитору с разрешением от 800х600 и наблюдать отображение цветов (красный, зеленый и синий), также испытатель может подать на аудиовыход звук для тестирования динамиков. В схеме предусмотрен регулятор, чтобы отрегулировать высоту тона выше и ниже.
Смотрите видео
Адаптеры интерфейса LVDS в наше время не редкость. Они позволяют превратить отдельно лежащую матрицу в работоспособный дисплей или вернуть к жизни монитор с отказавшим скалером. Матрицы бывают очень разные, поэтому адаптеры обычно надо прошивать под конкретную матрицу. Это затрудняет их использование, потому что подбор прошивки неочевиден, а сама процедура не всегда обходится без программатора.
В сегодняшнем обзоре — адаптер, который обходится без таких сложностей. Его настройка сводится к установке нескольких перемычек на плате.
Пример использования и некоторые трудности, с которыми при этом можно столкнуться — под катом.
Итак, Вы обнаружили одинокую LCD матрицу.
С чего бы начать процесс изготовления дисплея на её основе?
Естественно, с поиска документации.
Переворачиваем матрицу экраном вниз, вбиваем найденное на этикетке наименование в Гугл и внимательно читаем даташит.
В первую очередь нас интересует пункт «Features» раздела «General descriptions».
Помимо всего прочего там будет описан используемый LCD матрицей тип интерфейса. Здесь возможны варианты.
1. TTL интерфейс. Матрица когда-то стояла в очень древнем мониторе или ноутбуке. Единого стандарта не существует — плата управления проектировалась под конкретную матрицу. Использовать по назначению не получится, единственное, что можно в этом случае сделать — продать на барахолке. Возможно, кому-то этот артефакт и пригодится.
2. TMDS интерфейс. Матрицы с таким интерфейсом, насколько мне известно, использовались в Apple iMac G4, iMac G5 и ранних iMac Pro. Адаптер интерфейса не нужен — к DVI или HDMI такая матрица может подключаться напрямую.
3. eDP интерфейс. Матрицы от новых ноутбуков, Macbook Pro и iPad. К DisplayPort можно подключить через пассивный переходник, ко всему остальному — через активный конвертер стоимостью порядка $100.
4. LVDS интерфейс. Подавляющее большинство бывших в употреблении матриц от ноутбуков и мониторов. Подключаются без особых сложностей, адаптеры LVDS есть на любой вкус и кошелёк. Самые простые и дешёвые обрабатывают только VGA сигнал, те, что подороже, могут и DVI/HDMI переварить, и фильм с флэшки воспроизвести. Основной проблемой будет кабель между адаптером и матрицей. В общем, наш случай.
Начинаем приводить устройство в приличный вид.
Сначала возьмём и отрежем от платы управления подсветкой лишний текстолит, а то она на место старого инвертора не лезет.
На красном 6-контактном разъёме платы адаптера есть пара штырей, обозначенных BL и ADJ. с точки зрения логики на контакте BL должен поддерживаться высокий логический уровень во время работы адаптера, а на ADJ зависящие от установленного в меню уровня яркости сигнал PWM или постоянное напряжение. В реальности же на ADJ всегда при поданном на адаптер питании присутствует 3,3В, на BL на время работы появляется 5В, а яркость регулируется средствами матрицы, поэтому контакты LED_EN и LED_PWM на плате управления подсветкой можно соединить вместе. Нагрузочной способности вывода BL адаптера при этом не хватает, поэтому для выработки сигнала управления подсветкой пришлось использовать эмиттерный повторитель с делителем напряжения в качестве нагрузки.
После этого плату подсветки можно изолировать, а провода в жгуте к кнопочной панели заменить на МГТФ 0,12.
На данном этапе изделие выглядит следующим образом:
Вывод: адаптер вполне работоспособен и легко настраивается. Если не смущает отсутствие цифровых входов и несколько странная логика управления подсветкой — вполне можно покупать. В качестве тестера ЖК матриц за свою цену адаптер почти идеален.
Различные испытательные генераторы прошлого поколения, предназначенные для телевизоров с кинескопами, уже не подходят для современных LCD панелей, поэтому данный проект посвящен тестированию современных LED ТВ, мониторов VGA и их динамиков. Прибор может использоваться для тестирования качества работы дисплея, генерируя несколько горизонтальных цветных полос и обычный звуковой сигнал (для НЧ части).
3 блока испытателя
Блок питания. Это стандартная схема, что использует 7805 регулятор тока для снижения +9В входного напряжения батарейки до уровня +5В. Есть тут фильтрующие конденсаторы на входных и выходных контактах 7805. Они помогают сохранить стабильный уровень напряжения и снизить количество помех.
Видео тестер. Нужен для создания вывода VGA сигналов. Контроллер PIC делает это автоматически при включении. Второй набор соединений 6-контактного коннектора может быть использован для программирования и отладки микроконтроллера, при необходимости. Вот прошивка.
Аудио тестер. Эта последняя часть схемы формирует звуковой сигнал. Таймер 555 настроен так, что он будет выводить тона от 70 Гц до 14000 Гц, а подстроечный резистор нужен для плавной подстройки частоты. На выходе достаточно сильный сигнал, предназначенный сразу для подачи на динамики, так что если вы захотите им проверить слабосигнальные каскады усилителя телевизора – поставьте делитель напряжения.
В таблице выше показаны все числа задержек и синхронизации вывода данных и время необходимое для получения сигнала 800х600 VGA для работы. Наиболее важными являются синхронизации импульсных сигналов. Эти два сигнала сообщат дисплею когда начинать выводить данные на следующую строку и когда все линии отображены. То есть они формируют Hsync и Vsync на экране.
А если ваш дисплей не имеет VGA входа (это актуально для самых новых моделей) – просто купите специальный переходник на HDMI или DVI.
Работа с тестером
Подключаем зажими к питанию устройства, которое нужно диагностировать. Общее напряжение питания в схеме логики 5 В.
Включаем питание устройства. На тестере загорелся синий светодиод, указывающий на неопределенный уровень, так как щуп-игла никуда не подключена.
Производим тестирование устройства. Если прикоснуться щупом к массе - загорится красный светодиод.
Если к «+», загорится зеленый светодиод.
Если попасть щупом в переменное напряжение какого-нибудь генератора частоты, то будут гореть оба светодиода красный и зеленый.
Такой несложной прозвонкой можно быстро выявить пробитые и неисправные узлы.
Этот тестер существенно экономит время по сравнению с временем прозвонки обычным мультиметром.
Понадобится
Читайте также: