ESR Meter fai da te

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Pier Aisa
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Re: ESR Meter fai da te

Messaggio da Pier Aisa »

Ciao Marco, il fondo scala non è corretto. Sembrerebbe che manchi un collegamento di massa. Quando sei in corto con MXB e MXA deve pilotare il tutto. Ti consiglio di verificare con il teste le connessioni in quei punti seguendo lo schema elettrico. A me lo aveva fatto perchè mancava un collegamento a GND. Per quanto riguarda la negativa è un po' bassa ma dovrebbe andare bene ugualmente. Eventualmente puoi cambiare i condensatori del 7606 aumentando un po' le capacità essendo un capacità commutate è molto sensibile ai condensatori esterni.
Ciao
Pier
marcolino7
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Re: ESR Meter fai da te

Messaggio da marcolino7 »

Pier Aisa ha scritto: lun 15 mar 2021, 22:04 Ciao Marco, il fondo scala non è corretto. Sembrerebbe che manchi un collegamento di massa. Quando sei in corto con MXB e MXA deve pilotare il tutto. Ti consiglio di verificare con il teste le connessioni in quei punti seguendo lo schema elettrico. A me lo aveva fatto perchè mancava un collegamento a GND. Per quanto riguarda la negativa è un po' bassa ma dovrebbe andare bene ugualmente. Eventualmente puoi cambiare i condensatori del 7606 aumentando un po' le capacità essendo un capacità commutate è molto sensibile ai condensatori esterni.
Ciao
Pier
Ciao Pier,
nel pomeriggio dopo che ho scritto, ho verificato tutti i collegamenti del PCB e per sicurezza ho ricontrollato le masse anche adesso. Tutto è a massa correttamente. Se cortocircuito tutti e 4 i pin di MXA e MXB, vedo che il Micro inizia a pilotare il BJT e il Mosfet, però la ESR letta rimane 0 Ohm, anche girando il potenziometro e non si riesce a tarare. Andando in debug, i valori sono ballerini e non si riescono mai a impostare, e comunque alla riaccensione succesiva sono nuovamente starati.
La tensione negativa non centra, ho rimosso il 7660 e iniettato una -5V da un alimentatore esterno ma non è cambiato nulla.
Ho notato che il software è leggermento diverso da quello del tuo video, io ho ricompilato la versione disponibile del codice sorgente in russo per il mio PIC 16F876 che è il fratello manggione dell'873 ma da datasheet porte e funzioni sono identiche.
Non saprei più cosa controllare :roll:
marcolino7
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Re: ESR Meter fai da te

Messaggio da marcolino7 »

Piccolo Update.
Ho ricompilato il firmware usando i sorgenti contenuti nel progetto di EasyEDA e adesso il comportamento dell'oggetto rispecchia quello del tuo video, percui si riesce a tarare il trimmer e a calcolare i coefficenti.
Provando a tarare con un condensatore da 100uF però i valori sono ballerini, es 98.4, 96.7, 99,8. Usando condensatore da 1 uF segna 0.9 fisso e usando un 1000 uF segna 997 fisso

Il problema è che non avendo una capacità/ESR conosciuti non riesco a effettuare la taratura di precisione. Il condensatore a Film che ho comprato non è preciso, e poi secondo me questo apparecchio non lo legge correttamente. Esiste un metodo per calcolare con buona precisione la capacità/ESR di un elettrolitico con la strumentazione da laboratorio base (Generatore di Funzioni, Oclilloscopio, Multimetro) in modo da calcolarmi un condensatore che poi userò per la taratura?

Grazie
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Maxvarese
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Re: ESR Meter fai da te

Messaggio da Maxvarese »

Con una resistenza di precisione generatore di funzione e oscilloscopio potresti ...
Dovresti collegare in serie al condensatore da verificare una resistenza di precisione che servirà a misurare la corrente.
Applicare poi al circuito un onda quadra, cercando una frequenza abbastanza alta da portare al minimo la rettanza capacitiva e abbastanza bassa da non stimolare la rettanza dovuta all' induttanza parassita del condensatore.( molti strumenti usano 100 khz)
La tensione sull' condensatore sarà quasi esclusivamente dovuta all' ESR.

No non ho trovato link ma forse ci farò un video..
Ultima modifica di Maxvarese il mar 16 mar 2021, 18:31, modificato 2 volte in totale.
marcolino7
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Re: ESR Meter fai da te

Messaggio da marcolino7 »

Maxvarese ha scritto: mar 16 mar 2021, 18:00 Con una resistenza di precisione generatore di funzione e oscilloscopio potresti ...
Mia figlia mi reclama..
Non ho trovato una guida da seguire. Tu hai percaso un link? ho tutto il materiale
marcolino7
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Re: ESR Meter fai da te

Messaggio da marcolino7 »

Maxvarese ha scritto: mar 16 mar 2021, 18:00 Con una resistenza di precisione generatore di funzione e oscilloscopio potresti ...
Dovresti collegare in serie al condensatore da verificare una resistenza di precisione che servirà a misurare la corrente.
Applicare poi al circuito un onda quadra, cercando una frequenza abbastanza alta da portare al minimo la rettanza capacitiva e abbastanza bassa da non stimolare la rettanza dovuta all' induttanza parassita del condensatore.( molti strumenti usano 100 khz)
La tensione sull' condensatore sarà quasi esclusivamente dovuta all' ESR.

No non ho trovato link ma forse ci farò un video..
Ho una resistenza allo 0.1%, generatore di funzioni multimetro e oscilloscpio, mi manca solo la procedura e i calcoli :D

Il video sarebbe molto interessante, ma hai un canale?
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Maxvarese
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Re: ESR Meter fai da te

Messaggio da Maxvarese »

In teoria così, ma bisogna fare delle considerazioni sulla corrente e sulla risoluzione degli strumenti che obbligano a modificare il circuito spostando il riferimento di massa.
Segue...
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marcolino7
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Re: ESR Meter fai da te

Messaggio da marcolino7 »

Maxvarese ha scritto: mer 17 mar 2021, 9:40 In teoria così, ma bisogna fare delle considerazioni sulla corrente e sulla risoluzione degli strumenti che obbligano a modificare il circuito spostando il riferimento di massa.
Segue...
Grazie Max,
provo a pasticciare un po' con quello che ho nel bunker. Anche se ci devo tarare l'ESR meter del video di Pier, quindi si la precisione, ma credo che un 2/3% di errore ci stia assolutamente su uno strumento del genere.
Vedo nel tuo post che mi hai messo la formula per calcola la ESR, c'è un modo per calcolare anche la capacità?
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Maxvarese
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Re: ESR Meter fai da te

Messaggio da Maxvarese »

La capacità si può ricavare misurando la rettanza oppure il tempo di carica.

Tornando all' ESR, se i nostri strumenti restituissero misure esatte e soprattutto con risoluzione infinita, l'ESR potrebbe essere ricavato con il circuito sopra, ma poiché neanche strumenti molto costosi hanno queste caratteristiche ideali, dovremo modificare il circuito e il metodo per renderlo applicabile con un normale oscilloscopio hobbystico 8 bit 1 Gs/s.
Per prima cosa dovremo spostare il nostro riferimento di massa mettendo il coccodrillo della sonda nel punto indicato, naturalmente dopo esserci assicurati che il generatore di funzione non abbia l'esterno del connettore BNC collegato a terra.
Questo permetterà di variare al bisogno la scala verticale dello strumento.
Per quanto riguarda la resistenza di shunt R questa va dimensionata tenendo conto di tre parametri:
la capacità d'erogazione in corrente del generatore di funzione , che ha un impedenza d'uscita normalizzata a 50 Ohm, la scala verticale minima dell'oscilloscopio e della risoluzione che si mira ad ottenere.
Essendo che E=r*I è corretto pensare che aumentando la corrente circolante nel circuito si possano rilevare valori più bassi di ESR in maniera più agevole, ma questo approccio non può essere estremizzato con l'aggiunta di un Buffer, perché un eccessiva corrente danneggia il condensatore.
Ora fissiamo qualche valore..
Affinché si possa distinguere un componente in buona salute da uno deteriorato servirà almeno una risoluzione del decimo di Ohm.
Considerando che la scala verticale minima di un oscilloscopio a seconda del modello ( parlo di strumenti entro i 1000 euro) va da 5 mV/Div a 50 uV/Div e che puntiamo ad ottenere una risoluzione di 0,1 Ohm che valore dovrà avere lo shunt ?
Assumiamo che la scala verticale minima sia 2 mV/Div,
Per vedere agevolmente un ESR di 0,1 Ohm dovremmo far circolare nel circuito una corrente tale da dare luogo a una caduta di tensione di un divisore.
Quindi 2mV/0,1Ohm = 20 mA.
Regolando il generatore di funzione per un uscita di
5 Vrms la resistenza complessiva dovrebbe essere 5V/0,02A= 250 Ohm, ma il generatore ha un impedenza di 50 Ohm, quindi R sarà di 200 Ohm.(valore facile da ottenere con due resistenze in serie da 100 )
Volendo sviluppare un metodo universale e dunque non conoscendo le caratteristiche dei vari generatori di funzione che potrebbero essere impiegati,sarebbe prudente che il valore dello shunt fosse sempre almeno 4 o 5 volte superiore all' impedenza d'uscita del generatore.( Se invece disponete di un vero generatore di funzione da laboratorio potrete scendere sino a 50 Ohm)
Ora dopo aver selezionato una frequenza che porti al minimo la rettanza capacitiva, dovremmo misurare nella maniera più accurata possibile la corrente circolante nella maglia.
Qui si ripresenta il problema della risoluzione.
Poiché per valori normali di ESR, la caduta di tensione sul condensatore sarà infima rispetto a quella sulla resistenza, che sarà circa uguale alla tensione applicata, dovremmo selezionare due differenti scale verticali.
Ciò comporta un differente arrotondamento nella fase di quantizzazione che per bassi valori di ESR renderà le variazioni della corrente dovute al condensatore irrilevabili.
Saremmo per ciò costretti a considerare una corrente presunta nei nostri calcoli.
E finalmente, come si fa... ;) Vi ho rotto abbastanza, ma a me interessa che capiate ciò che state facendo e perché si fa così e non in un altro modo.
Facendo riferimento allo schema con massa in comune, adatto anche a chi utilizzerà oscilloscopi con generatore di funzione integrato.
Posizionare la sonda nel Tp2 ed applicare un onda quadra di 5 Vrms, variare la frequenza a passi di 10 Khz e localizzare il punto dove la tensione rms ai capi del condensatore è minima, e annotarne il valore.
Misurare la tensione su Tp1 e ricavare la tensione ai capi della resistenza come Tp1 - Tp2.
Dividere questa tensione per il valore di R shunt per ottenere la corrente circolante.
Poi dividere la tensione Tp2 per la corrente circolante per trovare l'ESR.
Il valore minimo rilevabile dipenderà principalmente dalla scala verticale minima dell' oscilloscopio in uso.
Direi che il valore massimo con cui si può tentare é di
5 mV / Div a patto di usare una R shunt di 50 Ohm..
L'errore dipenderà dalla tolleranza di R e dall' approssimazione di quantizzazione.
Fine .... Domande ?
Nb.. nel calcolo per la resistenza di shunt come descritto è meglio considerare il valore di picco.
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Ultima modifica di Maxvarese il mar 23 mar 2021, 6:21, modificato 39 volte in totale.
marcolino7
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Re: ESR Meter fai da te

Messaggio da marcolino7 »

Sono tutto orecchi, se mi aiuti poi magari preparo un bell'articolo da condividere con tutti :D
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