Обсуждаем цифровые устройства...
Ответить

Re: Тестер полупроводниковых элементов

Вт июл 17, 2018 18:23:46

Я мануал читал, и видел там статистику разброса результатов самопроверки, в зависимости от проца.
Глубоко смутил меня факт неизменности результатов самотеста при значительном загрублении точности измерительных резисторов.
Чтобы в тесте 7 вышли три нуля, потребовалось установить 3 х680 Ом и 3х 406КОм
С более близкими, к требуемым, номиналами, T7 : -1-1-1

Re: Тестер полупроводниковых элементов

Ср июл 18, 2018 20:21:03

Тест Т7 ни на что не влияет, только для самоконтроля. Т7 сравнивает между собой напряжения после резистивных делителей 470k(+5V) и 680 Ом(0V) с учетом значений RH/RL на TP1,2,3. Теоретически, это значение примерно должно быть равно ~7,425 mV.
Т.е. значение АЦП для TP1, TP2 или TP3 должно быть равно 1. Но, это соответствует шуму.
Резисторы 3х406КОм здесь не уместны.
Попробуйте проверить конденсаторы по питанию и Aref, возможно, на "нехорошей" плате земля гуляет.

Re: Тестер полупроводниковых элементов

Чт июл 19, 2018 01:17:58

Я сейчас читаю профильный форум, от конца к начлу. Освоил 22 страницы. В части повышения точности измерений, больше всего постов связано с качеством промывки платы. Я свои паял с самодельным спирто-аканифольным флюсом. Возможно, для промывки нужно использовать ацетон, а не спирт, как в моём случае было сделано. И зиф-панель, похоже, придётся снять, тоже для профилактической промывки. Прикол в том, что в Тестере №2, который собран вторым и работает более точно, тестовая колодка поднята на 15 мм над платой, чтобы более удобно было корпус натягивать. Вторую плату я тоже мыл. Возможно, более удачно. на выходных попробую первую, которая подвирает, промыть с особым усердием.

Re: Тестер полупроводниковых элементов

Вт июл 24, 2018 08:55:24

Приветствую, ВикторС.
Что бы избавить Вас от повторений моих "граблей", проясню некоторые ситуации. Года два назад приобрел аналогичный клон MG328.
Изображение
Немного поэкспериментировал с подбором резисторов 680 Ом и 470 кОм, добился приемлемой точности, но не во всех показаниях. Так ESR, получал завышенным по сравнению с показаниями MS5308. В начале этого года заказал два цветных дисплея ILI 9341 2,2" и несколько ATMEGA328P-PU. Заказал программатор USBasp и установил все необходимое программное обеспечение (ПО). На сайте VRTP для моего дисплея посоветовали установить ПО от TT-Markus_Reschke, так как был пример его подключения к вашему комплекту. Я собрал самодельный прибор по схеме M328Kit-TFT, добавив Step-Up на клоне МС34063 (CHN 063), так как потребление по 5 вольтам моего набора превышает 110 мА. Крона естественно маловата по мощности. Получилось такое "чудо".
Изображение Изображение Изображение
И вот тут начались основные "мучения". Выяснилось, что не все микросхемы (ATMEGA328P-PU) стабильно работают, причем дело не в прошивке, а именно в самих микросхемах. Так после калибровки и сохранения параметров, наблюдаются скачки показаний при закороченных входах от 0,01-0,02 (это еще приемлемо) до 0,07-0,11 (это уже не годится). Эти скачки отражались на показаниях ESR и малых сопротивлениях. Из 11 микросхем 3 не прошли на измерениях индуктивности 10 uH начинали показывать с 15-22 uH и то с большой погрешностью. Часть микросхем завышала, часть занижала показания образцового резистора 100 кОм (именно этот номинал оказался самым критичным при тестировании).
Это все при подборе резисторов 680 Ом и 470 кОм с точностью +/- 5 единиц четвертого знака. При экспериментах выяснилось, что увеличивая/уменьшая питающее напряжение 5 вольт в пределах 3, 4 знака можно подстраивать показания ESR. О стабильности этого напряжения, допустимы колебания при различных режимах работы микросхемы +/- 0.0015 в.
Сейчас удалось установить ПО от Karl-Heinz K. на свой второй прибор. Сравниваю оба прибора с двумя полученными в этом году MG328. Результаты иногда обескураживают...
Последний раз редактировалось Yuriy_King Вт июл 24, 2018 13:41:09, всего редактировалось 1 раз.

Re: Тестер полупроводниковых элементов

Вт июл 24, 2018 10:41:28

Уважаемый Yuriy_King,

Спасибо за Ваши пояснения и фотографии. Я профильную ветку читал внимательно и идея внедрения более крупного индикатора с ПО от Маркуса Рёшке мне представляется очень интересной ибо зрение садится с годами.
Только вперёд опытов с заменой индикатора и ПО, хотелось бы сравнять показания двух тестеров в лучшую сторону.
Как и советовали, я снял зажимную колодку и повторно промыл плату в ацетоне и спирте.
Провёл самотестирование без установленной колодки, поджав трёхногую перемычку в отверстиях колодки.
Результаты самотеста остались прежними.
Установка процессора с более точного тестера результатов самотеста не улучшает. Напряжение питания 5,02В. Напряжение ИОН - 2,5В на обоих платах тестеров.
Предполагаю, что нужно повторно подбирать измерительные резисторы. Попробую поставить последовательно с постоянными - подстроечникив 10% от номинала, чтобы понять, в какую сторону изменять сопротивление измерительных резисторов, чтобы подтянуть показания тестеров поближе к нулям.
На выходных займусь. Этот проект у меня на даче обитается.

Re: Тестер полупроводниковых элементов

Вт июл 24, 2018 13:38:57

Уважаемый ВикторС,
Вам надо подобрать номиналы резисторов 680.0 Ом и 470.0 кОм именно с точностью до четвертого знака, т.е. 0.1%. Желательно подвергнуть резисторы предварительному "прогреву"(старению) для снижения ТКС. Что весьма проблематично при наличии обычных бытовых мультиметров. Я свои резисторы подбирал с помощью MS8050, некоторые резисторы приходилось "подтачивать", подгоняя под нужный номинал. На снимках это резисторы 680 Ом, заметно, что белая полоса по одному краю немного шире. Подгонка осуществлялась надфилем с мелким алмазным напылением, стачивается боковая грань под углом ~ 45 градусов. Номиналы именно такие, они в виде констант определены в программном коде. Ваше различие в показания скорее всего определяется отклонением питающего и опорного напряжений. У меня в MG328 эти значения 5.0242 - 2.4936 и 5.0244 - 2,4928 соответственно и один прибор показывает лучшие результаты, чем другой(Ваша ситуация). Резисторы я менял и подгонял в обоих приборах.
Вот зимой будет побольше свободного времени разберусь и с этими приборами (MG328).

Re: Тестер полупроводниковых элементов

Вт июл 24, 2018 14:25:37

Yuriy_King,

Спасибо за идею - проверить соотношение питающего и опорного напряжений. Я специально купил более точные интегральные стабилизаторы и ИОН, для этого поректа. Теперь нужно найти какую то простецкую 78L05, с напряжением, например, 4.95В и посмотреть - как(и в какую сторону) изменится результат самотеста.
Про подточку резисторов для повышения их сопротивления, я знаю. Когда то, на работе, пользовался четырёхпроводным RLC-метром буржуйским. Нужно узнать - жив ли он ещё, и, наверное, попробовать подточить чуть не доходящие до номинала резисторы. Это, наверное, побыстрее будет, нежели все имеющиеся резисторы перебирать.

Re: Тестер полупроводниковых элементов

Вт июл 24, 2018 23:36:36

Давайте, просто для себя, разберемся, откуда может взяться разница в показаниях 2-х одинаковых по конструкции экземпляров AVR-TransistorTester:
1. разные алгоритмы расчета (прошивка),
2. разные входные данные для алгоритмов расчета,
3. кривизна сборки.
п.1 не будем расматривать из-за его тривиальности.
п.2 Устройство (AVR-TT) в работе использует АЦП и компаратор, встроенные в микроконтроллер.
С компаратором все просто. Только подбор экземпляра микроконтроллера с наименьшим напряжением смещения.
С АЦП сложнее. В его работе много потенциальных погрешностей:
- ошибка смещения 0,
- ошибка коэф-та передачи,
- ошибка масштабирования,
- нелинейность,
- шумы.
Кроме того, устройство при работе использует как встроенный источник опорного напряжения, имеющий разные значения в зависимости от экземпляра микроконтроллера, так и опорное напряжение в виде напряжения питания микроконтроллера неизвестного номинала.
Нетрудно видеть, что управляемым параметром может являться лишь значение опорного напряжения и в 1-ом, и во 2-м случаях. И, понимая это, т.к. значение опорного напряжения измерить устройству невозможно, то авторы устройства на канал ADC4 решили завести источник напряжения с заведомо известным напряжением. Для того, что бы зная его номинал, можно было расчитать значения опорных напряжений.
Авторы прошивок Karl-Heinz и Markus в своих исходниках пишут:
1. Karl-Heinz, прошивка 1.12m:
- файл Calibrate_UR.c, строка 28:
adc_vcc_reference = (unsigned long)((unsigned long)ADCconfig.U_AVCC * 2495) / mv2500;
- файл config.h, строка 910:
#define U_VCC 5000
2. Markus Reschke, прошивка 1.33m:
- файл config.h, строка 91:
#define UREF_25 2495
- файл config.h, строка 509:
#define UREF_VCC 5001
Но, более того, Markus Reschke строка 73 пишет:
/*
* 2.5V voltage reference for Vcc check
* - default pin: PC4 (ATmega 328)
* - should be at least 10 times more precise than the voltage regulator
* - see TP_REF for port pin (config-<MCU>.h)
* - uncomment to enable and also adjust UREF_25 below for your voltage
* reference
*/
т.е. если хотите использовать reference, то раскоментировать строку 82:
//#define HW_REF25
и в строке 91 указать точное значение reference.
И, далее по тексту, на основании заведомо известного значения reference, расчитываются значения опорных напряжений.
Но, мы же умные, и понимаем, что ошибка в 4,88 мВ в середине шкалы приведет к ошибке в 10 мВ в конце диапазона измерений.
п.3 оставляем на усмотрение рукодела.

Re: Тестер полупроводниковых элементов

Ср июл 25, 2018 00:48:20

Товарищ Карбофос,

Спасибо за подробные выкладки.
В моём случае получается, что установка процессора взятого из "точного" транзистор - тестера в "не точный", фактически не изменяет посредственных результатов самотеста и меры погрешности измерения сопротивлений и ёмкостей.
Это наводит меня на мысль о необходимости ещё более тщательного подбора пар измерительных резисторов.
Вот что я прочитал в профильном топике по ТТ:

andrew-b11 Вопрос следующий (если рассматривался - ткните ссылочкой, ибо не нашёл):
Подбор резисторов 470к и 680 Ом возможен в трёх вариантах:
1. Просто наиболее близко к идеальным значениям, но разным (469000/678, 469100/679, 471200/680) и т.п.
2. Три "пары" по принципу соотношения 470000/680 (пример 3 х 468100/677)
3. Три разные пары по принципу соотношения п.2, но более близкие идеальным значениям (пример 470000/680, 469360/679, 468730/678)

Что наиболее влияет на точность измерения?
Лежит на почте набор gm328+tft . В выходные собирать буду.

indman
andrew-b11,правильно,как у Вас в пункте
1.Просто наиболее близко к идеальным значениям 680 Ом и 470кОм!
Контролировать результат по тестам Т2-Т3.
Во всех остальных случаях придётся вносить поправки и изменения в прошивку и компилировать её.
Отличие показателей в тесте Т3,значения должны быть как можно ближе к 0 и самое главное -быть ОДИНАКОВЫМИ!Это достигается подбором резисторов 470кОМ!

Пояснение от Карла-Хайнца по вопросу настройки значений резисторов:
"Вы можете указать другое значение сопротивления с помощью опции в Makefile (R_L_VAL и R_H_VAL). Значения по умолчанию "CFLAGS + = -DR_L_VAL = 6800" и "CFLAGS + = -DR_H_VAL = 47000". Значение R_L_VAL нужно разделить на 0,1 единицу Ом (680 Ом / 0,1 Ом = 6800) а R_H_VAL разделить на 10 единиц Ом. Каждое значение должно соответствовать 16-разрядному диапазону(<65536). Рекомендуется выбирать значения вблизи от выбранного по умолчанию."

Re: Тестер полупроводниковых элементов

Ср июл 25, 2018 08:04:07

2 Карбофос
Ваши примеры 2 и 3 не верны, потому что после Adjustment, Save #1 значения C0, R0, Vref, Vcc заменяются расчетными и установленные Вами в исходных файлах значения уже не участвуют в расчетах, т.е. не влияют на показания измерителя.
Вот пример из моего прибора с ПО Markus Reschke v1.33m. Реальное значение Vcc = 4.9993 в, если применять другой стабилизатор, то расчетное значение Vcc все равно выше.
Изображение

ПО Karl-Heinz К. на второй прибор удалось установить только недавно, сейчас проверяю и сравниваю показания и вношу корректировки в исходники в соответствии с полученными значениями. Пока выводы делать рано...

Re: Тестер полупроводниковых элементов

Ср июл 25, 2018 11:43:38

ВикторС, я согласен с подбором номиналов резисторов. С пояснением от Карла-Хайнца также невозможно не согласиться. Но, не согласен с "Контролировать результат по тестам Т2-Т3."
Как уже было сказано, тесты Т2 и Т3 показывают разницу между измеренным и теоретическим значением на делителе напряжения. В тесте Т2 это делитель из резисторов 680, в тесте Т3 470к.
Расчет прост. Для Т2 сначала считается теоретическое значение:
u680 = ((long)ADCconfig.U_AVCC * (PIN_RM + R_L_VAL) / (PIN_RM + R_L_VAL + R_L_VAL + PIN_RP));
производится измерение:
adcmv[0] = W20msReadADC(TP1);
и высчитывается разница:
adcmv[0] -= u680;
Для Т3 аналогично.
Очевидно, что если значение опорного напряжения U_AVCC расчитано неверно, то и результат этого сравнения также будет не верен.
Т.е. пришли к пониманию, что изначально требуется знать точное значение опорного напряжения, которое расчитывается на основании источника напряжения с заведомо известным значением на ADC4.
Yuriy_King, для вас специально: поэтому значение источника напряжения с заведомо известным значением на ADC4 опосредованно принимает участие во всех последующих расчетах через значение опорного напряжения АЦП.
Так что, контролировать результат по тестам Т2-Т3 некорректно.

Но, это все красиво в теории.
В реальности, имеем т.н. шилд для ардуино, на картинке. Установленный TL431 оказался подделкой или отбраковкой, измеренное на нем напряжение 2467 мВ.
Сначала по-простецки загрузил код:
TP_DDR = _BV(TP1_LR) | _BV(TP2_LR);
TP_PORT = _BV(TP1_LR);
for( ; ; );

и измерил точное напряжение для теста Т2-12. ТП3 в тестах участия не принимал, т.к. стандартно в ардуино на PB5 висит светодиод, и часть тока идет через него.
Для теста Т3-12 измерить точное значение напряжения не удалось, т.к. входное сопротивление мультиметра на диапазоне 5 В лишь 1МОм, и он вносил большую ошибку.
Аналогично было измерено Aref, включаем АЦП и гоняем пустой цикл.
Т.е. итогом оказалось знание значений для теста Т2-12 и Aref.
Далее, загрузил код, который расчитывал значения Aref и Т2-12 и выводил его в терминал. Подбором значения с ADC4, на котором стоит TL431, выяснил, что "правильное" его значение не 2467мВ, а 2457мВ. Только с ним ранее измеренные Т2-12 и Aref условно совпали с расчетными.
С этим значением 2457мВ пересобрал прошивку.
Насколько точно показывает ТТ? А кто его знает.
Изображение

Re: Тестер полупроводниковых элементов

Ср июл 25, 2018 12:13:52

От себя добавлю, что стабилизатор напряжения и ИОН, у себя на плате "не точного"измерителя, я менял, из числа той партии, точных стабов и ИОНов, которые купил заранее. Мера кривизны измерений осталась прежней.

Понимание следующего вопроса может помочь.
Если тесты Т2, Т3, Т7 дают отрицательные значения - в какую сторону следует подстраивать резисторы делителя - в плюс или в минус от установленных номиналов?

Re: Тестер полупроводниковых элементов

Ср июл 25, 2018 12:28:15

Как написал:
adcmv[0] -= u680
т.е. из измеренного значения adcmv[0] (размерность мВ) вычитается теоретическое (5000*(19+680))/(19+680+680+22)=2494мВ для Т2, для Т3 аналогично.
Т.е. если тест выдает "-7", значит измеренное значение на делителе меньше на 7мВ теоретического.
Но, это не значит, что нужно подбирать резисторы делителей; достаточно, что-бы их значения были достаточно одинаковы.
Если резисторы и так подобраны, то значение "-7" означает, что теоретическое расчитано неверно, U_AVCC=5000мВ слишком велико.
За это так-же говорит то, что по всем тестам "-".
Вот расчет опорного напряжения, простейшая пропорция:
adc_vcc_reference = (unsigned long)((unsigned long)ADCconfig.U_AVCC * 2495) / mv2500;
где mv2500 - измеренное значение с ADC4,
ADCconfig.U_AVCC = предустановленная константа 5000мВ.
Т.е. в прошивке стоит 2495мВ, а должно быть меньшее значение.
Тест Т7 вообще ни о чем, там лишь шум.

Re: Тестер полупроводниковых элементов

Ср июл 25, 2018 13:05:49

Карбофос,
спасибо за пояснения. :beer:
Попробую подключить регулируемый стабилизатор, выставить напряжение поменьше - 4,95В, например, и посмотреть, как изменится результат самотеста. :solder:

Re: Тестер полупроводниковых элементов

Ср июл 25, 2018 13:27:35

Я так понимаю, питающее напряжение?
Если так, то получим следующее (ИОН - LT1004-2,5 выдающий ровно 2,5В):
1. Uпит=5020мВ (MCP1702-5002 с выходным напряжением 5,02В), Uadc4=2500мВ.
- результат работы АЦП=1024*2500/5020=509
- при калибровке mv2500=509*5000/1023=2487мВ
- расчет U_AVCC=5000*2495/2487=5016мВ
2. Uпит=4950мВ, Uadc4=2500мВ.
- результат работы АЦП=1024*2500/4950=517
- при калибровке mv2500=517*5000/1023=2526мВ
- расчет U_AVCC=5000*2495/2526=4938мВ
Т.е. скорее результат ухудшится.
Лучше на ADC4 завести регулируемый стабилизатор.

Re: Тестер полупроводниковых элементов

Ср июл 25, 2018 13:57:43

Карбофос,

Большое спасибо за ваш расчёт и прогноз результатов снижения питающего напряжения.
Как я понимаю - ADC4 'это вывод 27(PC4) проца Атмега 328. Тот самый вывод, куда подключён ИОН.
Возможность поставить на этот порт регулируемый источник напряжения есть. На выходных буду на даче - проведу эксперименты и с изменённым питанием и с подстройкой напряжения ИОН. О результатах сообщу.
Измерительные резисторы пока переставлять не буду. Запросил в аренду 4х-проводный RLC-метр, для точной подгонки. Теперь буду подгонять измерительные резисторы только получив более точный прибор, чем то, что есть в распоряжении.

Re: Тестер полупроводниковых элементов

Ср июл 25, 2018 14:02:53

Напомню еще:
Из readme к тестеру:
The external 2.5V voltage reference should be only enabled if it's at least 10 times more precise than the voltage regulator. Otherwise it would make the results worse. If you're using a MCP1702 with a typical tolerance of 0.4% as voltage regulator you really don't need a 2.5V voltage reference.


Т.е. при наличии MCP1702 вообще отказаться от ИОН.
Просто выпаять его, прошивку пересобирать при этом не надо.
Удачи.

Re: Тестер полупроводниковых элементов

Ср июл 25, 2018 14:29:32

Вот это тоже важное замечание. Когда я только готовился первый транзистор - тестер собрать, я почитал советы по улучшению его работы, и там пожелание поставить более точный стабилизатор и ИОН шли через запятую, без уточнения, что кашу можно испортить маслом. Сейчас у меня стоят MCP1702-5002 и LT1004-2,5 на обеих платах. Может на "более точной" плате погрешности этих источников как то взаимно компенсировались... проверю.

Re: Тестер полупроводниковых элементов

Ср июл 25, 2018 15:01:37

Карбофос писал(а):Т.е. при наличии MCP1702 вообще отказаться от ИОН.
Просто выпаять его, прошивку пересобирать при этом не надо.
Удачи.

Не советую, пробовал, резко ухудшается стабильность показаний. И подтягивающий резистор 47 кОм на Vcc не забыть поставить...

Попробовал в этой формуле
adc_vcc_reference = (unsigned long)((unsigned long)ADCconfig.U_AVCC * 2495) / mv2500;
изменить значение 2495 на моё 2497, в тестах заметных изменений нет. А вот измерение ESR полимерных конденсаторов большой емкости "поехало" напрочь. Т.е. вывод: Никакие константы НЕ трогать, на результаты тестов НЕ обращать внимания, подстройку показаний производить либо подстройкой опорного напряжения, либо питающего (5 в) напряжения по "эталонным" (замеренным с большей точностью) р/элементам.
Я использовал полимерные и танталовые конденсаторы, так как контролируется сразу и значение емкости и измерение малых сопротивлений.

Re: Тестер полупроводниковых элементов

Ср июл 25, 2018 15:19:51

Yuriy_King,
Спасибо за Ваше дополнение. В какой то момент я заметил, что ИОН в корпусе SOIC-8, я не правильно впаял в плату "более точного" тестера. Появлялось это как отсутствие отображения на экране информации об уровне стабилизированного напряжения. При этом, на выводе 27 проца (вход ИОН) быор, примерно, 4,85В. Точность измерений при этом не страдала - показывал в пределах допусков точных резисторов и конденсаторов. Заметив ошибку, я правильно впаял ИОН. На РС4 появились 2,5В. Точность не изменилась (так мне сейчас помнится. Нужно будет перепроверить).
Ответить