27_29.PDF

Cyfrowy tester żarówek

AVT−5059

Na pomys³ zaprojektowania

testera wpad³em podczas

kupowania øarÛwek w†sklepie

elektrycznym. Podgl¹daj¹c

pracÍ sprzedawcy podczas

kontroli sprzedawanych

øarÛwek zauwaøy³em, øe do

tego celu uøywa on prostego

uk³adu sk³adaj¹cego siÍ

z†zestawu oprawek

pod³¹czonych do sieci

poprzez wy³¹cznik. I†to

wystarczy. SprÛbujÍ jednak

zaprezentowaÊ uk³ad na

miarÍ XXI wieku.

Taki uk³ad wyda³ mi siÍ nieco

przestarza³y, aczkolwiek doúÊ sku-

teczny do przeprowadzenia pros-

tego testu. Duø¹ wad¹ uk³adu jest

jednak to, øe obs³uguj¹cy moøe

przez nieuwagÍ zostaÊ poraøony

pr¹dem z†sieci, co jest bardzo

niebezpieczne. Tester oparto na

popularnym i†znanym czytelnikom

EP mikrokontrolerze ST62T20C.

Jego wielk¹ zalet¹ jest to, øe

zawiera w†swojej strukturze prze-

twornik analogowo-cyfrowy

zauwaøy, øe podane w† tab. 1

rezystancje w³Ûkien s¹ bardzo ma-

³e w†stosunku do mocy nominal-

nej øarÛwek. Jeøeli rezystancja

w³Ûkien by³aby rzeczywiúcie tak

ma³a, to moc øarÛwek by³aby

znacznie wiÍksza, niø wynika to

z†danych katalogowych.

Przeúledümy zatem, co siÍ dzie-

je w†momencie w³¹czenia øarÛwki

100W do sieci o†napiÍciu 230V.

Przy rezystancji zimnego w³Ûkna

rÛwnej 36

pop³ynie pr¹d o†war-

toúci ponad 6†amperÛw, co trwa

jednak bardzo krÛtko, gdyø w³Ûk-

no wolframowe, rozgrzewaj¹c siÍ

pod wp³ywem tak duøego pr¹du,

szybko zwiÍksza swoj¹ rezystan-

cjÍ. Jej wzrost powoduje zmniej-

szenie natÍøenia pr¹du do wartoú-

ci odpowiadaj¹cej znamionowej

mocy øarÛwki. Zjawisko takie za-

chodzi w†kaødej øarÛwce, nieza-

leønie od tego czy jest to øarÛwka

przeznaczona do zasilania z†sieci,

czy teø zwyk³a øarÛweczka do

latarki. Przy eksploatacji øarÛwek

naleøy pamiÍtaÊ, øe czÍste w³¹cza-

nie i†wy³¹czanie skraca ich øywot-

noúÊ, poniewaø przy kaødym w³¹-

Budowa uk³adu

Schemat blokowy testera poka-

zano na rys. 1 . Na rys. 2 przed-

stawiono schemat elektryczny tes-

tera. Wynika z†niego, øe nie jest

to uk³ad zbyt skomplikowany co

pozwala na sprawne wykonanie

go przez mniej zaawansowanych

elektronikÛw hobbystÛw.

W†testerze wykorzystano fizycz-

ne w³aúciwoúci w³Ûkien wolfra-

mowych, bÍd¹cych najbardziej is-

totnym elementem øarÛwek, decy-

duj¹cym o†ich sprawnoúci.

Podstawowymi parametrami

kaødej øarÛwki s¹: znamionowe

napiÍcie zasilania oraz moc. Nas

najbardziej bÍdzie interesowa³a

moc øarÛwki i†wynikaj¹ca z†niej

rezystancja w³Ûkna w†stanie zim-

nym.

Kaødy kto oblicza³ jakiekol-

wiek obwody elektryczne i†ko-

rzysta³ z†prawa Ohma od razu

Rys. 1. Schemat blokowy układu

pomiarowego.

Elektronika Praktyczna 4/2002

P R O J E K T Y

Cyfrowy tester żarówek

Rys. 2. Schemat elektryczny testera.

czeniu wystÍpuje potÍøny udar

mechaniczny rozgrzewaj¹cego siÍ

w³Ûkna.

W tab. 1 podano rezystancje

w³Ûkien wolframowych. W†zaleø-

noúci od mocy øarÛwki podano

rÛwnieø napiÍcia wystÍpuj¹ce na

wejúciu przetwornika analogowo

cyfrowego (wyprowadzenie PB5

mikrokontrolera) podczas testu.

Dzia³anie uk³adu i†programu

steruj¹cego prac¹ mikrokontrolera

przeúledzimy w†oparciu o†sche-

mat programu ( rys. 3 ), ktÛry stwo-

rzono za pomoc¹ ST6 - Realizera.

Jak widzimy, sam program nie

jest skomplikowany i†wykorzystu-

je niewielk¹ czÍúÊ pamiÍci pro-

cesora. Dzia³anie programu opiera

siÍ na wykorzystaniu przetworni-

ka A/C i†zastosowaniu tabeli re-

ferencyjnej.

Po w³¹czeniu zasilania uk³ad

mikrokontrolera jest zerowany,

a†program znajduje siÍ w†stanie

pocz¹tkowym START . WÛwczas

zostaje spe³niony warunek WLACZ

i†program przechodzi do stanu

PRACA , w†ktÛrym znajdowaÊ siÍ

bÍdzie do chwili wy³¹czenia za-

silania.

Po przejúciu w†stan PRACA , na

wyjúciu cyfrowym steruj¹cym tran-

zystorem T1 pojawia siÍ wysoki

poziom uaktywniaj¹cy zewnÍtrzny

blok pomiarowy testera. WÛwczas

zaúwieci siÍ rÛwnieø dioda D1

sygnalizuj¹ca wolne wejúcie po-

miarowe. Gaúnie ona w†chwili

do³¹czenia do wejúcia pomiarowe-

go testowanej øarÛwki. Jeøeli wej-

úcie pomiarowe zewrzemy lub

przy³¹czymy øarÛwkÍ o†wiÍkszej

mocy niø 100W, to natychmiast

zaúwieci siÍ dioda D2.

Jak juø wspomnia³em, program

mikrokontrolera bazuje przede

wszystkim na przetworniku ana-

logowo-cyfrowym, z†ktÛrego dane

Rys. 3. Uproszczony schemat działania programu.

Elektronika Praktyczna 4/2002

Cyfrowy tester żarówek

napiÍcia mierzonego na badanej

øarÛwce przez przetwornik A/C.

W†tab. 1,†oprÛcz mocy i†rezystan-

cji w³Ûkna, podano wartoúci spad-

kÛw napiÍÊ, ktÛre zosta³y zmie-

rzone nastÍpuj¹co (bez mikrokon-

trolera w†podstawce):

1. W†miejsce wejúcia przetwor-

nika PB5 (wyprowadzenie 10 US1)

do³¹czamy miernik uniwersalny.

2. Wyprowadzenie 11 podstaw-

ki uk³adu US1 zwieramy do plusa

zasilania i†w³¹czamy zasilanie.

3. Obserwuj¹c wskazania mier-

nika potencjometrem POT1 usta-

wiamy wartoúÊ napiÍcia 4,00V

(bez obci¹øenia).

4. NastÍpnie, zaopatrzywszy siÍ

w†szereg øarÛwek od 15W do

100W, moøemy przyst¹piÊ do

przeprowadzenia testÛw. Po wy-

konaniu pomiarÛw napiÍcia, uzys-

kane wyniki naleøy podzieliÊ

przez 0,02. Otrzymamy wÛwczas

wartoúÊ dziesiÍtn¹ liczby do wpi-

sania w†tabelÍ. Na przyk³ad dla

øarÛwki 75W zmierzone napiÍcie

na PB5 wyniesie 0,48V. Po po-

dzieleniu przez 0,02 otrzymamy

wynik 24. Wiadomo, øe poszcze-

gÛlne egzemplarze øarÛwek tej

samej mocy rÛøni¹ siÍ miÍdzy

sob¹, wiÍc musimy przyj¹Ê jakiú

przedzia³ tolerancji i†w†tabeli (op-

rÛcz danej ktÛr¹ otrzymaliúmy

z†obliczeÒ) musimy wpisaÊ liczby

mniejsze od uzyskanego wyniku

oraz wiÍksze.

Tab. 1. Zestawienie wartości

rezystancji zimnych włókien

w żarówkach o różnej mocy.

Moc Rezystancja Napięcie na wejściu

żarówki

Ω Ω

]

przetwornika

A/C/wartość binarna

15W 336

3,08V/154

25W 150

1,45V/72

40W 95

0,92V/46

Rys. 4. Przykładowa zawartość

tabeli dla żarówki o mocy 75W.

60W 58,5

0,62V/31

75W 49

0,48V/24

po przetworzeniu w†postaci s³owa

oúmiobitowego podawane s¹ do

tabel ( look up table ) typu BIT.

Kaøda z†tabel ma oczywiúcie inn¹

zawartoúÊ, a†zaleøy ona od mocy

øarÛwki, dla jakiej dana tabela

zosta³a skonfigurowana. Jeøeli na

wejúciu tabeli pojawi¹ siÍ dane,

ktÛre s¹ w†niej zawarte, to na

wyjúciu tejøe tabeli pojawi siÍ

poziom wysoki. Spowoduje to

zaúwiecenie siÍ (na zewn¹trz uk³a-

du) diody sygnalizacyjnej LED

odpowiadaj¹cej mocy øarÛwki ja-

ka zosta³a przy³¹czona do wejúcia

pomiarowego.

Na rys. 4 przedstawiono za-

wartoúÊ tabeli dla øarÛwki o†mocy

75W. Dobieranie zawartoúci tabel

nie jest trudne, a†ca³a konfigura-

cja zaleøy od wartoúci spadku

100W 36

0,35V/18

ki do uk³adu. Z³y styk moøe

spowodowaÊ nieprawid³owy wy-

nik pomiaru.

Z†uruchomieniem uk³adu nie

powinno byÊ øadnych k³opotÛw.

Po zmontowaniu uk³adu naleøy

dokonaÊ drobnej regulacji poten-

cjometrem POT1, zgodnie z†wczeú-

niej przedstawionym opisem.

MyúlÍ, øe zaprezentowany

uk³ad interesuj¹co rozwi¹zuje

problemutestowania øarÛwek oraz

okreúlania ich mocy, np. po za-

tarciu opisu na szklanej baÒce.

Prosta budowa uk³adu, dziÍki za-

stosowaniu mikrokontrolera, po-

winna zachÍciÊ zarÛwno m³od-

szych jak i†ambitniejszych elekt-

ronikÛw do samodzielnego wyko-

nania uk³adu.

Krzysztof Górski, AVT

krzysztof.gorski@ep.com.pl

WYKAZ ELEMENTÓW

Rezystory

R1, R2, R11: 3,9k

Wzory p³ytek drukowanych w for-

macie PDF s¹ dostÍpne w Internecie

pod adresem: http://www.ep.com.pl/

?pdf/kwiecien02.htm .

R3...R10: 820

Ω

R13, R14: 220

Montaø i†uruchomienie

Mikrokontroler moøemy zapro-

gramowaÊ multiprogramatorem

AVT-993 (EP01/2000) lub nabyÊ

zaprogramowany uk³ad w†AVT.

Schemat montaøowy testera po-

kazano na rys. 5 . Jak widaÊ,

p³ytka nie jest skomplikowana,

wiÍc nie powinno byÊ k³opotÛw

z†jej wykonaniem.

Specjalnych wskazÛwek doty-

cz¹cych montaøu uk³adu nie ma.

Naleøy jedynie zwrÛciÊ uwagÍ

przy wlutowywaniu diod LED,

aby by³y na jednej wysokoúci.

Waøne jest rÛwnieø to, aby zasto-

sowaÊ jako gniazdo pomiarowe

odpowiedni¹ oprawkÍ tak, aby

powierzchnie styku zapewnia³y

odpowiednie przy³¹czenie øarÛw-

Ω

Kondensatory

C1: 1000

F/16V

C3: 100nF

C4, C5: 30pF

C6: 1

Półprzewodniki

D1...D8: LED dowolne

M1: mostek 1,5A

T1: BC550C

T2: BC557B

US1: ST62T20C

US2: 7805

Różne

X1: 8MHz

Złącze ARK

Rys. 5. Rozmieszczenie elementów

na płytce drukowanej.

Elektronika Praktyczna 4/2002

[

R12: 300

POT1: 220

C2: 470

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: