Praktická elektronika/Měřící a testovací obvody

Z Wikiknih

Tyto obvody slouží k měření elektrických a neelektrických veličin a k testování součástek a dalších obvodových prvků. Jsou tvořeny jen několika málo součástkami, jsou tedy jednoduché na konstrukci a vhodné pro začátečníky. Jsou rovněž velice užitečné a praktické při práci v elektrolaboratoři i jinde. Přestože mnohé z nich lze nahradit multimetrem, někdy může být dobré mít zkoušečku jako alternativní možnost.

Zkoušečka vodivosti[editovat | editovat zdroj]

Schéma zkoušečky vodivosti

Tento obvod funguje jako jednoduchý tester vodivosti, kdy při spojení měřících hrotů A a B dojde k signalizaci zvonkem Z. Ten je spínán tranzistorem Q, rezistor R1 omezuje proud do jeho báze a rezistor R2 funguje spolu s odporem měřeného obvodu RX jako napěťový dělič pro nastavení odporu, při kterém již dojde k signalizaci (zde cca 500Ω).

Seznam součástek

  • UN = 9V (baterie)
  • R1, = 1,8 kΩ
  • R2 = 47Ω
  • Q - BC 547
  • Z - BPT-24CX (3-20 V/15 mA)
  • A, B - měřící hroty
  • Z = 1 při RX<500Ω

Netestovat obvody pod napětím!

Zkoušečka baterie[editovat | editovat zdroj]

Schéma zkoušečky

Tento obvod slouží pro jednoduché otestování 9V baterie. Jde o jednoduchý komparátor, který porovnává vstupní napětí s napětím stabilizovaným pomocí Zenerovy diody.

Seznam součástek

  • Q - BC 557
  • R1,2 = 10kΩ/0,25W
  • LED1,2 - 2V/20mA/5mm
  • ZD - 6,2V/1,3W
  • X1,2 - měřící hroty
Stav LED1 (zelená) LED2 (červená)
Poškozená baterie OFF OFF
Vybitá baterie OFF ON
Nabitá baterie ON OFF
Porucha zkoušečky - ON ON

Složitější verzi najdete v kapitole o komparátorech.

Nepřipojujte na napětí větší než 10V!

Zkoušečka tranzistorů[editovat | editovat zdroj]

Schéma zapojení zkoušečky

Tento obvod slouží k testování bipolárních tranzistorů. Po sepnutí spínače K1 se rozsvítí obě LED diody. Přepínačem K2 nastavíme polaritu napětí přiváděného na tranzistor, který připojíme k testovacím svorkám C, B a E. Pokud je tranzistor v pořádku, obě diody nadále svítí (tranzistor je uzavřený, tedy na zbytek obvodu nemá vliv). Po stisknutí tlačítka K3 musí naopak jedna z diod zhasnout (PNP - LED1/NPN - LED2; tranzistor se otevře a diodu přemostí).[1] Seznam součástek

  • U0 = 9V (baterie)
  • R1, R2 = 1,2 kΩ
  • R3 = 150 kΩ
  • LED1,2 - ⌀ 5 mm
  • K1 - spínač
  • K2 - přepínač
  • K3 - tlačítko
  • C, B, E - krokosvorky

Manipulace s krokosvorkami a testovaným tranzistorem jen při vypnutém vypínači K1

Zkoušečka součástek[editovat | editovat zdroj]

Schéma zapojení

Na rozdíl od předchozího obvodu, tento umožňuje vedle bipolárních tranzistorů zkoušet i jiné druhy součástek. Princip je takový, že LED diody fungují jako indikátor proudu mezi svorkami + a -. LED1 je zapojena přes tranzistor Q, takže citlivě indikuje i velmi malý proud. LED2 indikuje větší proud. Přepínač K připojuje na svorku B kladné nebo záporné napětí přes rezistor R1. Rezistory R2 a R3 omezují proud mezi svorkami i + a -, rezistor R2 dále slouží k řízení tranzistoru Q (vzniká na něm úbytek napětí, který je přímu úměrný protékajícímu proudu; toto napětí pak působí na přechod báze-emitor tranzistoru a ten se podle toho otevírá/zavírá). Rezistory R4 a R5 omezují proud tekoucí do LED diod.[2]

Seznam součástek

  • U0 = 9V (baterie)
  • Q - BC 557
  • R1 = 47 kΩ
  • R2 = 220 kΩ
  • R3 a R4= 1 kΩ
  • R5 = 3,3 kΩ
  • LED1,2 - ⌀ 5 mm
  • K - přepínač
  • +, -, B - krokosvorky

Testování:

  • Bipolární Tranzistory
    • Typ NPN - Připojíme kolektor ke svorce +, emitor k -, přepínač nastavíme na NPN - je-li tranzistor v pořádku v tuto chvíli nesvítí žádná LED. Pak připojíme svorku B k bázi, obě LED se musí rozsvítit.
    • Typ PNP - Stejný postup, s tím rozdílem, že přepínač je v poloze PNP, emitor je + a kolektor -.
  • Unipolární tranzistory
    • Typ N - Připojíme vývod source ke svorce -, vývod drain k + a vývod gate k B. Je-li přepínač v poloze NPN svítí obě LED, v poloze PNP žádná.
    • Typ P - Stejný postup s tím rozdílem, že source je + a drain -, a přepínač funguje obráceně (NPN - obě LED zhasnou, PNP - obě svítí).
  • Tyristory
    • Typ PNPN - Připojíme anodu ke svorce + a katodu k -, nic nesvítí. Pak na chvíli připojíme gate k +, obě LED se rozsvítí a svítí i po odpojení gate.
    • Typ NPNP - Stejný postup s tím rozdílem, že se G spojuje s -

(U větších tyristorů testovací proud nemusí stačit k jejich udržení ve vodivém stavu)

  • Triaky - Stejný postup jako u tyristorů, zkouší se v obou směrech (přehodit + a -)
  • Diody
    • Připojíme anodu ke svorce + a katodu k -, svítí obě LED, při opačné polaritě nesvítí nic
    • U LED diod svítí obě diody testeru i testovaná dioda
  • Kondenzátory - Kondenzátor připojíme na svorky + a -, a po jeho nabití nesmí diody svítit. V opačném případě je proražený nebo má svodový proud. Větší kapacity se mohou déle nabíjet a chvíli trvá, než diody zhasnou. U elektrolytických a tantalových kondenzátorů je nutné dodržet polaritu!
  • Reproduktory - Reproduktor připojíme na svorky + a -, obě diody svítí a v reproduktoru se ozve lupnutí, při dodržení polarity se membrána pohne směrem ven.
  • Další součástky - Svorky + a - lze požít jako tester pro zjištění vodivosti např. vlákna žárovky, spínače, tlačítka, cívky, kabelu nebo konektoru.

Teploměr k multimetru[editovat | editovat zdroj]

Schéma zapojení teploměru
Čip LM35 v pouzdru TO-92

V tomto obvodu je použit polovodičový teplotní senzor Q s označením LM35, který funguje jako převodník teploty na napětí. V základním zapojení funguje pro rozsah teplot od 2 do 150 °C, při použití dalších součástek (D1, D2, R) je možné mít na výstupu i záporné napětí a tedy měřit i teploty pod nulou, konkrétně v rozsahu -55 až 150 °C. Poměr mezi teplotou a výstupním napětím je 10 mV/°C.[3] Pro zvýšení odolnosti proti rušení je vhodné doplnit tři kondenzátory 100nF, a to paralelně k napájení, paralelně k výstupu a paralelně k diodám.

Seznam součástek

  • U0 = 9V (baterie)
  • Q - LM35
  • R = 18 kΩ
  • D1,2 - 1N4148
  • V - voltmetr / multimetr v režimu měření napětí


Zdroje[editovat | editovat zdroj]

  1. FIALA, Jindřich. Zkoušečka tranzistorů. ABC [online]. Czech News Center, 2001-02-19 [cit. 2020-06-19]. Dostupné online.
  2. Jednoduchý zkoušeč tranzistorů a dalších součástek [online]. Danyk.cz, [cit. 2020-05-19]. Dostupné online.
  3. LM35 Precision Centigrade Temperature Sensors [online]. Texas Instruments, [cit. 2020-05-19]. Dostupné online.