Eu queria um circuito testador de miliohms que pudesse ser usado para medir a resistência em placas de circuito impresso para rastrear componentes em curto. Eu olhei para vários designs e combinei várias ideias neste projeto.
Por Henry Bowman
Operação do Circuito
Referindo-se ao esquema, o testador de miliohm é alimentado por duas células secas de 9 volts. A energia é conectada ao circuito por um interruptor S1 de polo duplo e simples. Como a tensão era CC pura, não adicionei capacitores de filtro. Eu não adicionei um led para indicar que a energia está ligada porque o medidor se moverá para a direita assim que a energia for aplicada.
O regulador 7805 e R1 fornecem uma corrente e tensão constantes na base de Q1. Alguns projetos usam um diodo zener para esta função, mas o 7805 também faz um ótimo trabalho. A tensão maior +9 está em série com RH1 para o emissor e a tensão na base parece negativa para o emissor, permitindo o fluxo de corrente do emissor, base e coletor. RH1 fornece ajuste da corrente em miliamperes através de Q1 e R2 para testar a ponta de prova A.
A corrente não excederá a corrente constante na base de Q1. R2 também foi adicionado ao lado do coletor para fornecer alguma compensação de temperatura para Q1. Quando uma carga de resistência é conectada aos terminais de teste A&B, a tensão no terminal A é conectada a R3 e ao pino de entrada 2 do 741 IC.
A combinação de R3 e R4 determina o ganho de tensão do opamp ( R4/R3=1000). O pino 2 do opamp é a entrada inversora, então a saída no pino 6 é negativa. RH2 prevê zerar o medidor para o lado esquerdo. A tensão negativa é passada através de RH3 para o medidor analógico de escala completa de 1 ma. O RH3 permite calibrar o medidor para o lado direito (escala total). D1 e D2 oferecem alguma proteção contra sobretensão. C2 é opcional.
Eu adicionei C2 para diminuir o movimento do meu medidor. À medida que a resistência é reduzida nos pontos de teste A e B, a tensão também será reduzida na entrada do opamp. O medidor opera exatamente o oposto de um ohmímetro analógico. Com apenas os dez resistores de 1 ohm em paralelo nas pontas de prova, o medidor estará em escala total à direita, indicando 0,1 ohm. Quando uma resistência de zero ohm é conectada às pontas de prova, o medidor se move para a extrema esquerda para zero ohm. Se você quiser mais sensibilidade à resistência, aumente os resistores paralelos de um ohm de dez para doze. Isso fará com que a resistência de escala total seja de 0,08 ohms em vez de 0,1.
Detalhes de construção
Você precisa do maior medidor de 1mA ou 750uA que encontrar. Encontrei um de um antigo analisador de motores automotivos que tinha 5-3/4 ”de largura e 4-1/4” de altura (14,6 X 10,8 CM). Tem uma grande propagação de escala total a zero. Os resistores podem ser de 1/8 ou ¼ watt devido à baixa corrente.
Os componentes podem ser montados em uma placa de PC do tipo universal ou usar fiação ponto a ponto em uma placa perfurada. Eu usei soquetes para o transistor e ic, o que os torna mais fáceis de substituir. A fiação “Dead Bug” também pode ser usada, onde o ic é colocado de cabeça para baixo na placa e os fios são soldados diretamente nos pinos do ic.
Se você soldar o ic e o transistor, certifique-se de prender cada fio com um alicate de ponta fina para fornecer um dissipador de calor para os pinos. Certifique-se de colocar o lado negativo do medidor no potenciômetro RH3. O lado positivo do medidor se conecta ao terra. Os potenciômetros RH1 e RH3 precisam de seu pino de conexão central preso ao pino direito. As conexões do potenciômetro são vistas com o eixo do potenciômetro voltado para você.
RH2 tem fios conectados a todas as três conexões. Eu não posso enfatizar a necessidade de juntas soldadas perfeitas neste projeto. O testador é muito sensível a mudanças muito pequenas na resistência. Os três potenciômetros e o interruptor de alimentação devem ser montados externamente com o medidor. Forneça um poste de montagem de dois terminais para as pontas de prova A e B e os dois fios de conexão da placa de circuito impresso.
Forneça algum alívio de tensão adicional para os cabos de teste usando uma braçadeira de cabo ou braçadeira de cabo para prender as extremidades dentro do gabinete. As pontas de prova devem ser fios isolados de cobre trançado e calibre #12–#14. Eu usei um pedaço de cabo de força de uma serra elétrica velha. A solda deve derreter completamente nas pontas de prova para garantir uma boa conexão. Os cabos de teste devem se estender 16” (41 CM) do chassi. Instale os dez (ou 12) resistores de 1 ohm nas pontas de prova a cerca de 8” (20 CM) do chassi.
O número de resistores que você escolhe depende da leitura da escala completa que você precisa. Dez fornecerão uma escala total de 0,1 ohm e 12 fornecerão uma escala total de 0,08 ohm. Os resistores podem ser de 1/4 ou 1/8 de watt. Os resistores podem ser unidos e cada lado soldado antes de serem colocados nos cabos de teste.
Novamente, certifique-se de ter um ferro quente e um bom fluxo de solda nos terminais do resistor para os fios de cobre nos terminais de teste. Não isole os resistores até que você tenha calibrado o testador e esteja convencido de que suas conexões de solda estão boas. Depois de concluir a instalação dos resistores, vá para o final dos cabos de teste. Retire cerca de 1/2” (1,3 CM) de isolamento de cada uma das extremidades do cabo de teste. Quando estiver pronto para ligar, vá para Calibração e siga o passo a passo para evitar danos ao medidor.
Calibração
Assume-se aqui que você tem os resistores de 1 ohm conectados aos cabos de teste e as extremidades foram removidas. Certifique-se de ter permitido tempo suficiente para que os resistores esfriem da solda. Pegue as duas extremidades desencapadas das pontas de prova e torça-as juntas até ficarem em curto.
Antes de ligar, defina o ajuste zero. e cal adj. potenciômetros para médios. Defina o adj. potenciômetro para a posição totalmente no sentido horário. Lembre-se antes de ligar que zero ohms está à esquerda e 0,1 (ou 0,08) está à direita. Ligue a alimentação do testador e observe o medidor. Se ele desviar para a esquerda, abaixo de zero ohm, ajuste o potenciômetro de zero no sentido horário até que o ponteiro esteja em zero.
Se foi para a direita, de zero, ajuste o potenciômetro de zero no sentido anti-horário até que esteja no zero. Remova as extremidades em curto e o medidor deve se mover para o lado direito. Você terá que ajustar o potenciômetro Cal para obter o medidor para a escala completa do lado direito. Agora coloque o curto nas pontas e veja se é necessário um ajuste zero adicional. Se você tiver que reajustar zero novamente, remova o curto novamente e reajuste o potenciômetro de cal. Repita isso até que o curto e a remoção do curto não precisem de mais ajustes. Agora você tem a calibração no estádio.
Construção após pré-calibração
Agora que você concluiu a pré-calibração, você precisa adicionar algumas pontas de metal afiadas aos cabos de teste. Estes podem ser pregos de cobre afiados ou pontas de sonda de teste afiadas removidas de equipamentos de sucata. Essas pontas afiadas devem ter cerca de 2,5 cm de comprimento. O cobre trançado nas extremidades do cabo de teste deve ser enrolado e soldado ao redor da extremidade oposta dos pinos de metal. Novamente, a solda deve derreter completamente para aderir ao cobre e aos pinos.
Você precisará fornecer um tubo retrátil ou fita adesiva sobre as extremidades soldadas dos pinos de teste. Como agora adicionamos a resistência dos pinos, precisamos recalibrar novamente. Você precisará usar uma boa superfície condutora para colocar os pinos para calibrar.
Você pode usar um circuito impresso de solda, uma moeda de cobre ou várias camadas de folha de estanho para o condutor. Tente evitar tocar nos pinos durante o teste, pois pequenas tensões CA de seu contato com a pele podem afetar as leituras do medidor. Coloque os pinos de teste o mais próximo possível no condutor.
Ligue o testador e ajuste o potenciômetro zero até registrar zero ohms (no lado esquerdo). Pode ser necessária alguma pressão nos pinos de teste para obter zero ohms. Remova os pinos do condutor e verifique a agulha do medidor quanto à escala completa à direita. Se o cal pot precisar de ajuste, você terá que repetir o curto no condutor novamente e verificar novamente o zero.
A calibração será concluída quando nenhum ajuste for necessário por curto-circuito ou remoção do curto. Não deve haver movimento do ponteiro do medidor quando os fios de teste são sacudidos ou movidos. Se você tiver esse problema, é devido a uma conexão de solda ruim. Reaqueça todas as juntas soldadas nos cabos de teste, resistores de ponto médio, pontos A e B e o problema deve ser corrigido.
Algum tipo de isolamento pode agora ser instalado nos resistores do cabo de teste. Agora você precisará marcar a placa frontal do medidor com o maior número possível de graduações.
Para uma escala completa 0,1, ¾ da escala é 0,075, a escala média é 0,05, ¼ da escala é 0,025. Se você tiver espaço em seu medidor para fornecer escala de 1/8, será 0,012 ohm. Com meu medidor sendo tão grande, pude usar 12 resistores e 0,08 como escala completa, 0,04 meia escala, 0,02 como escala de ¼ e 0,01 como escala de 1/8.
Como testar
Para testar a resistência com este circuito miliohmímetro, peguei um comprimento de 2” (5 CM) de solda e alisei as extremidades com um alicate. Coloquei as pontas de prova em cada extremidade e o ponteiro do medidor estava a meio caminho entre zero e 0,01 e mediu 0,005 ohms. Com meu testador, posso detectar resistência de até 0,002-0,003 ohms.
Agora você está pronto para executar curtos em placas de circuito impresso em vários itens eletrônicos. Consegui reduzir uma placa de potência a dois transistores de potência montados na superfície que foram montados lado a lado. Havia vários componentes que poderiam ter sido o problema, mas por meio de testes de resistência, reduzi o problema a dois componentes.
Eu cortei o emissor em um e o curto ficou, cortei o emissor no segundo e o curto foi embora. Antes de cada uso, ligue e deixe o testador aquecer por alguns minutos. Faça uma verificação rápida da calibração de escala total e zero ohms e você estará pronto para solucionar problemas. O dreno de corrente no +9 é de cerca de 30ma. O dreno de corrente no -9 é de 2-3 ma.
Imagem de protótipo
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