Projekt ESR-Tester

http://www.elv-downloads.de/service/manuals/52699_ESR1_km_web_um.pdf

Bei einer solchen Aufgabenstellung finde ich, dass man mit einem 
synchronen Gleichrichter zu besseren Ergebnissen kommt. Ich glaube, 
Elektor hat mal einen diesbezüglichen Artikel veröffentlicht.

MfG

Hallo,

Die Elektor-Schaltung findest Du hier:

http://www.elektor.de/jahrgang/2002/september/in-circuit-kondensator-tester.58969.lynkx?tab=3

Das dort vorgestellte Prinzip mit Synchrongleichrichter habe ich 
ebenfalls in einer Schaltung verwendet. Da ich den ESR-Tester eher 
selten brauche war mir das Ganze mit eigener Anzeige zu aufwendig. Ich 
habe daher einen Meßzusatz für das vorhandene DMM aufgebaut. Den 
Oszillator habe ich durch einen PIC12C508 ersetzt. Die ganze Schaltung 
ist jetzt ca so breit wie der Abstand der Meßbuchsen am DMM und ca 6 cm 
lang.

Und was ist, wenn amn beides in einer Schaltung mit einem Prozessor 
verwirklicht?

Man kann ja die Schaltung von Markus erweitern/ausbauen.

Da hat man dann ein Kästchen weniger dass man verlegen kann ;)

Hallo,

habe ich schon damit gerechnet. Bitte sehr ...
Die Funktionsbeschreibung bitte aus dem Elektor-Artikel entnehmen ...

J1 geht zum Prüfling in 4-Leiter-Technik (geschirmte Leitungen). Schirm 
an Pin 3. Pin 1 und 2 an den einen Pol des Prüflings Pin 4 und 5 an den 
anderen Pol. Elektor verwendet je eine Prüfspitze für die Pole. Die 
Enden der 4 Leitungen sind paarweise an den Prüfspitzen verlötet. Ich 
selbst verwende 4 Miniatur-Klemmhaken (dann hat man auch mal eine Hand 
frei für die Bedienung des Meßgeräts). Den Symmetrieabgleich 
Offsetabgleich und Skalenabgleich habe ich mir geschenkt. Der ESR ist 
sowieso sehr ungenau und Temperaturabhängig. Es geht mir auch nur darum 
defekte Elkos zu erkennen und da ist dann der ESR leicht Faktor 10 oder 
100 zu groß. Bei Bedarf hänge ich einen 100 Milliohm Widerstand für die 
Skalierung anstelle des Prüflings ein.

Am DMM-Ausgang habe ich noch einen Kondensator 100nF nachträglich 
eingebaut. der 4066 heißt mit Vornamen 74HC(T).
Gespeist wird das ganze aus einem 9V-Block.

Gruß Anja

Hallo,

bei Anschluß an einen Mikroprozessor solltest Du noch ordentlich 
verstärken.
ich habe bei 100mOhm nur so ca 100 mikrovolt Spannung. Mein Meßgerät hat 
1uV Auflösung im 80mV-Bereich. GGF macht auch eine 
Meßbereichsumschaltung Sinn.
Gute Elkos mit hoher Kapazität haben so ca 30 milliohm. Schlechte 
1uF-Elkos bis zu 10 Ohm. Ich habe hier einen defekten 220uF mit ca. 8-20 
Ohm je nach Tagesform.

Hallo,

bei Verstärkung vor dem Synchrongleichrichter mußt du aufpassen daß 
keine Phasenverschiebung generiert wird (bei 100kHz). Die 
Elektor-Schaltung "lebt" davon daß der Kapazitive Anteil 90 Grad 
Phasenverschiebung hat. Ich würde eher einen Chopper-Verstärker (z.B. 
LTC1050) nachschalten ggf. mit einem Differenz-Verstärker-Frontend. 
(z.B. LTC1043).

Hi,

das Projekt klingt interessant. Dank Google auch schon gleich gefunden. 
Ich selber habe sowohl ein ESR Meter nach ELV (siehe hier: 
http://www.mario001.de/elektronik/schaltungen/esrmeter.html ), und das 
von Elektor, bin mit beiden halbwegs zufrieden, d.h. es könnte besser 
sein. Beim ELV fehlt mir der automatische Abgleich und die 
Vierleitermessung, dafür theoretisch 10 mOhm Aulösung. Beim Elektor ist 
die Auflösung mit 100 mOhm für PC-Netzteilelkos mit über 1000uF schon zu 
gering. Da sind dann angeblich noch Elkos ok, die schon nich mehr gut 
aussehen - denke mal mit feinerer Auflösung würde man auch die finden, 
die noch nich aufgeplatzt sind aber trotzdem schon schlechter als andere 
sind. Außerdem spinnt mein Elektor gerne mal, irgendwo ist die Schaltung 
nicht 100% stabil (Messung schaltet sich um auf Kapazitätsmessung ...).

Also ein robustes Gerät mit ca. 1 mOhm Auflösung (der Messfehler kann 
hier nürlich gerne sehr groß sein, geht ja hauptsächlich um Vergleiche 
mit neuen Elkos) in Vierleitertechnik würde ich gerne auch noch 
einsetzen wollen. Zum Entwickeln kann ich nicht soviel Beitragen. 
Platinenlayout wäre vllt. machbar, am liebsten einseitig wg. einfacherer 
Produktion. Wenns mit nem AVR gebaut wird, kann ich etwas programmieren, 
und natürlich dann den Prototypen ausgiebig testen :)

Gruß Frederik

1 mOhm Auflösung ist realistisch zu erreichen.

Wo die Meinungen auseinandergehen ist die Verwendung eines Sinus- oder 
Rechtecksignals. Ich verwende ein Rechtecksignal, das erspart eine 
Amplitudenregelung (dafür muss die Betriebsspannung stabil bleiben).

Bei der Frequenz habe ich zwischen 60-100 kHz keine unterschiedlichen 
Messergebnisse erhalten.

Hi, schon irgendwelche neuen Erkenntnisse?

Sprut hatte ich wegen seines ESR Projektes von 2004 auch schon mal 
angeschrieben, aber leider nichts gehört. Habe gerade schon mal ein 
passendes Gehäuse für ein Tischgerät gefunden, da sollte jetzt ein 
schönes Messgerät rein (alter PC KVM Switch).

Gruß Frederik

Ah gut. Michael, lohnt sich denn schon ein Projektwiki? Gut, vermutlich 
bist Du dann der Hauptautor, aber so könnte man ggf. schnell was 
hinzufügen.

Gruß Frederik

Ungeduldig? Erwischt :)

Mega8 hört sich gut an, habe ich zumindest schon mal mit gearbeitet 
(gcc). Zum Thema Kapazitätsmessung: Müsste wohl per Umschaltung machbar 
sein (schön wäre wenn vom uC gesteuert), die sprut Version hat sowas 
glaub ich angedacht, elektor in dem C Multimeter (September 2005) ja 
auch. Wäre sicherlich sinnvoll. Und wenn ich sprut da richtig verstanden 
hab, sollte man die gemessene Kapazität auch gleich automatisch in die 
esr Messung per Berechnung mit einbeziehen.

Sonst findet man im Netz einige Geräte als Bausatz, aber viel mehr an 
Schaltungsvorschlägen habe ich auch noch nicht gefunden. Deswegen bin 
ich ja "so schnell" auch hier gelandet :)

Gruß Frederik

100 mOhm Auflösung ist ja nicht so der Bringer.
1 mOhm ist mühelos machbar und auch sinnvoll.

Ich nehme das mit dem ESR TESTER wörtlich. Das soll hier also KEIN 
Messgerät werden sondern nur ein Vergleichs-ESR Tester.

Vorraussetzung: Wir haben hier zwei oder mehrere verschiedene Elkos mit 
gleicher Kapasität aber vermutlich verschiedenem ESR.

Methode:

A) Ich drücke die Taste zum Starten.

B) Ich gebe einem kurzen Impuls über verschieden große Widerstände auf 
den zu messenden Kondensator.

C) Möglichst schnell nach dem Anstieg des Impulses messe ich die 
Spannung über den Elko mit dem ADC. So erhalte ich drei Werte.

D) Ich drücke die Taste noch einmal nachdem ich den zweiten Elko (mit 
gleicher Kapasität) angeschlossen habe. Auch hier erhalte ich drei 
Werte.

E) Ich vergleiche die Summe beider Messungen miteinander und gebe das 
Ergebnis mittels PWM an zwei LEDs aus. Je nachdem welche heller 
leuchtet, dessen ESR ist geringer.

Sollte theoretisch funktionieren. Ich könnte das aber nur mittels BASCOM 
realisieren. Oder möchte das einer mal mit C/Assembler versuchen ?

Zur Messmethode:

Vor den einzelnen Messungen den Elko entladen indem PB0-PB2 als Ausgang 
geschaltet wird und ein Low Pegel rausgegeben wird. Dass hier nachher 0V 
anliegen müssen kann ja auch mit dem ADC geprüft werden.

Zur Schaltung:

R8 ist dazu da damit die LEDs nicht leuchten nachdem PB4 als Eingang 
geschaltet wird.

R4 ist nur zum Schutz des ADC Einganges.

> Das wird so nicht gehen. Die Kapazitätswerte bei Elkos streuen extrem
> stark.

Die Kapasitätswerte werden zuvor mit einem Kapasitätsmesser ausgemessen 
und nur solche Elkos benutzt deren Kapasität nur um maximal 20% 
abweichen.

Außerdem werden nur Messwerte verwendet derer Wert unter, sagen wir mal, 
dezimal 60 bei 8 Bit Auflösung liegen. Damit wird die 
Messwertverfälschung bezüglich der Kapasität minimiert.

Diverse Verbesserungen werden einfach durch Try und Error 
herausgefunden.

Besser wäre es dazu wenn der uC einen UART hätte damit die Messwerte 
erst einmal an den PC zur Auswertung gesendet werden kann. (Das geht 
nicht ohne, also Attiny 2313, einfach weil ich mehr Pins brauche)

Interessant ob und wie wie sehr die Messwerte schwanken wenn nur eine 
Messung pro Bereich gemacht wird.

Ich denke, es würde funktionieren mit so einfachen Mitteln.

Die Software ist hierbei die Herausforderung finde ich. Für mich 
jedenfalls.

Eine Frage zum Reset Eingang des Attiny: Das gibt doch keine Probleme 
wenn ich diesen als Eingang für den Taster nehme ?

> Wenn ich dich richtig verstanden habe wird wie folgt gemessen:
> 1. Anlegen einer Spannung über einen Widerstand an den Elko für eine
>   definierte Zeit.
> 2. Abschalten der Spannung
> 3. Messen der Elko Spannung

Nein, so nicht sondern:

1. Anlegen einer Spannung über einen Widerstand an den Elko für eine
   definierte Zeit.
2. Messen der Elko Spannung
3. Abschalten der Spannung (nicht wichtig)

Durch die Flankensteilheit des Signals arbeiten wir also mit einer sehr 
hohen Eingangsfrequenz welche dazu führt dass der zuvor entladene Elko 
dem keinen Widerstand entgegensetzt so dass wir seine ESR messen können.

Aber lange sollte wir damit nicht warten denn ansonsten lädt das Signal 
den Elko auf und dann messen wir wieder den kapasitiven Anteil und nicht 
den Ohmschen.

> Dabei ist Messung doch sehr stark von der Kapazität abhängig.

Eben nicht.

> Außerdem hat man beim Reparieren selten einen identischen Elko zur Hand.

Wie willst du denn etwas reparieren wenn du keinen identischen Elko zur 
Hand hast ?

Oder tauscht du Elkos gerne auf Verdacht aus ?

Meine Anwendung wäre: Den besten 10uF Elko für einen Schaltregler 
auszuwählen.

Hardwareverbesserung, Zitat hier aus dem Forum:

>Wenn Du einen AVR mit integriertem Gain 200x verwendest, zum Beispiel
>den ATMega16, kannst Du das Mikrofon über einen Kondensator direkt an
>einem auf VRef/2 vorgespannten ADC-Eingang hängen. Die Verstärkung des
>ATMega reicht dann, das Mikrosignal als Abweichung von VRef/2 zu messen.

Ich habe gehört der ADC Eingang (des Attiny 13) hätte eine Sample und 
Hold Schaltung integriert.

Wäre mal interessant zu wissen wann und für wie lange sie zuschlägt.

Ich wähle den Attiny 15L, der hat einen Amplifier mit 20 facher 
Verstärkung integriert. Das muss reichen.

hat jeder AVR, sind 10-15pF und werden während den ersten zwei Takten 
aufgeladen und dann von der Quelle getrennt werden. steht im Datenblatt.

>hat jeder AVR, sind 10-15pF und werden während den ersten zwei Takten
>aufgeladen und dann von der Quelle getrennt werden. steht im Datenblatt.

Ist das mit Bascom ein halbwegs sicheres Timing hinzubekommen und wenn 
nein warum nicht ?

Michael schrieb:
> Ist da mit Bascom ein halbwegs sicheres Timing hinzubekommen und wenn
> nein warum nicht ?

Muss mal sehen wie hoch der ADC des Attiny 15L denn getaktet werden 
kann.

Ja sollte gehen. PB0 auf High ziehen dann 10us warten. ADC starten und 
nach weiteren 10us hat er seinen analogen Wert gespeichert. Das 
entsprächen 50kHz
Testfrequenz für den Elko.

Dann die Frage: Wie lange braucht ein "Getadc" bei Bascom ?

> Ja sollte gehen. PB0 auf High ziehen dann 10us warten. ADC starten und
> nach weiteren 10us hat er seinen analogen Wert gespeichert. Das
> entsprächen 50kHz
> Testfrequenz für den Elko.
>
> Dann die Frage: Wie lange braucht ein "Getadc" bei Bascom ?

Merke gerade ich kann den Verstärker des Attiny 15L nicht benutzen weil 
dann die "conversion time" bzw. die Zeit die er braucht um ein sample 
and hold zu machen zu lang wird. (Ich muss die differentiellen Eingänge 
benutzen, weil nur die die Option von einer Verstärkung von 20 besitzen. 
Und dann braucht die AD-Wandlung mehr Takte, siehe Datenblatt.)

Also entweder auf Verstärkung verzichten, den ADC stark übertakten und 
mit 1 Mhz betreiben anstatt mit 200 khz, oder einen möglichst schnellen 
externen OP benutzen.

Oder ich starte zuerst den ADC Vorgang und während dieser läuft lege ich 
den Pin auf High. Danach schlägt erst das SH zu. Dann die Konvertierung 
abwarten und den Wert auslesen.

Dazu brauch ich aber Assembler und Bascom kann ich vergessen (hat jemand 
eine andere Meinung dazu ?) Das wird nicht einfach (für mich), ist aber 
auch machbar.

Außerdem kann der Attiny15L nicht die geforderten Ströme liefern.

Ich befürchte wir brauchen zumindest noch einen Transistor + 
Emitterwiderstand zusätzlich.

Nicht dass die Schaltung nachher zu komplex wird ...

Welcher Transistor wäre für diese Anwendung denn geeignet ?

BC557 ?

Wie wäre es mit der Schaltung ?

R8 kann weggelassen werden wenn wir blaue LEDs nehmen.

Den Attiny15L gibt es wohl nicht in DIL 8 ?

Aber über PB5 könnte ich mit Bascom einen seriellen Ausgang 
programmieren zwecks Analyse.

Hoffentlich wird das mit den 1kB Flash nicht zu knapp.

Schaltung im LTspice Format.

Es stehen zwei Fragen zur Debatte:

A) Ist die Hardware schnell genug ?

B) Bekomme ich die Sache mit der Assemblerprogrammierung hin ?

A) etwas schneller

B) in C ausführen

?

> Warum denn für einen Neuentwicklung einen abgekündigten Controller?
> Nimm den pinkompatiblen ATtiny25 (oder seine größeren Geschwister
> ATtiny45/85).  Je nach Lieferant ist der sogar noch billiger.

Ich brauch den internen Verstärker des Attiny15L.

Luk4s K. schrieb:
> [ ] Du hast das Datenblatt des ATtiny25/45/85 gelesen

Ich habe mich auf die "Compare Devices" Seite von www.avrfreaks.net 
verlassen, die mir aber falsche Daten geliefert hat.

Nun gut, dann kann ich ja die o.g. auch nehmen.

was sagt ihr hierzu:
Beitrag "Re: Kapazitäts- und ESR-Messgerät"
Man muß das Rad ja nicht immer selbst erfinden ;-)

Hier ist ein neues Projekt ESR Meter mit ATtiny26:

http://www.zl2pd.com/ESRmeter.html

toter link

Sein Server scheint down zu sein.
Archive.org weiß Rat:
https://web.archive.org/web/20150404121807/http://zl2pd.com/ESRmeter.html

Kopie (mht), Software (zip) und Beschriftung (bmp) im Anhang.