К счастью ни одному пользователю ни одну контрольку из 20 штук убить не получилось, за исключением механических поломок. Одну раздавили колесом (не восстанавливал), у второй оторвали microUSB разъём (отремонтировал). А совали их куда ни попадя (по моей просьбе): форсунки бензиновые, форсунки дизельные, катушки зажигания, соленоиды, 24В бортсеть и т.д. В розетку 220В я просил не совать... Поэтому, когда закончились платы и я получил отзывы о первой версии, решил немного модернизировать схему и внести следующие изменения в функционал:
1) убрать подтяжку к 2,5В. Т.к. иногда получалась путаница и недопонимание - исследуемая цепь висит в воздухе или там на самом деле около 2,5В.
2) увеличить входное сопротивление (спорно, может вернусь к предыдущему варианту).
3) изменить индикацию. Увеличить количество уровней и на каждом уровне должен гореть только один светодиод (исключение ">18V" горит вместе с предыдущим уровнем). Если щупы разомкнуты - ничего не горит. Вобщем, как то так:
Code: Select all
- 0.0 - 0,5 - синий (Земля)
- 0,5 - 2,5 - зелёный (CAN-Low)
- 2,5 - 4,8 - жёлтый (CAN-Hi)
- 4,8 - 11,0 - оранжевый (+5V на датчиках)
- 11,0 - 28,0 - красный (+12В)
- 18,0 - 28,0 - синий (выбросы ЭДС на реле, соленоидах, катушках. Или 24V бортсеть))5) заменить лампочку на встречно включенные светодиоды. Это позволит сэкономить место, немного расширить функционал лампочки и позволит не переживать за неё при включении в цепь катушек или дизельных форсунок.
6) заменить контроллер заряда на обычную TP4056 (TP4054 надо заказывать отдельно, а модули с TP4056 есть везде...)
7) поднять максимальное входное напряжение до 30 Вольт, т.к. некоторые обслужиивают 24В технику.
Новый вариант схемы:
+ Добавилось два корпуса микросхем - LM393 и 74HC04.
* Защитные цепи чуть упростил, теперь вместо 3х отдельных веток на входе - одна. Правда осталось два супрессора SMBJ28A.
- Резистор R41 исключён из схемы (серым цветом).
- Led5 (синий) и R22 не влезли на обратной стороне платы (повторители). Поэтому индикатор ">18V" только на верхней стороне платы.
* Резистор R23 если поставить в том варианте, как он нарисован чёрным, то Led6 (красный) будет гаснуть при напряжении выше 18 Вольт на входе (когда загорается синий светодиод. Если поставить R23 в варианте, где он нарисован серым, то, при напряжении более 18В, будут гореть одновременно красный и синий индикаторы.
+ Добавлена возможность регулировки опорного напряжения на стабилитроне VD4 (TL431) - R42 и R43. Но на плате оставлена перемычка, поэтому не придётся ничего допаивать, если напряжение стабилитрона близко от номинала.
На схеме цветами указаны:
красным - расчётные напряжения в контрольных точках.
зелёным - реальные напряжения на макетной плате.
голубым - реальные сопротивления резисторов на макетной плате.
Как это работает.
Немного опишу, как устроена новая схема. С помощью диода VD7 (SS34) я создаю виртуальную землю. В итоге у нас компараторы питаются "двухполярным" напряжением питания +5В и -0,25В. А вольтметр питается только от положительного напряжения, т.е. его общий вывод соединён с общим проводом исследуемой цепи. Упрощённая схема такого источника получается вот такая:
- sch_bipolar_ps.GIF (2.16 KiB) Viewed 26739 times
Отрицательное напряжение нам нужно, чтобы притянуть к нему вход, что и сделано резистором R9 (100к). Соответственно на измерительном щупе присутствует отрицательное напряжение (около 0,15-0,2 Вольт) с мизерным током. Вольтметр на отрицательные напряжения никак не реагирует и отображает "0.00".
Теперь, в исходном состоянии, все компараторы (DA1.1-DA1.4, DA2.1, DA2.2) "закрыты", т.е. на их выходах логическая "1", а после инверторов - лог."0".
Когда измерительный щуп будет замкнут на землю, напряжение на инвертирующем (-) входе DA2.2 (LM393) сравняется с неинвертирующим (+) и его выход переключится в лог."0". После инвертора DD3.6 будет лог."1" и загорятся синие Led16 и Led17. При росте напряжения на измерительном щупе выше 0,5В, на инвертирующем (-) входе DA2.1 поднимется выше "опорного" напряжения на его неинвертирующем (+) входе и он тоже переключится в лог."0", а после DD3.5 станет лог."1", которая потушит синие светодиоды Led16 и Led17, т.к. теперь у них с обеих сторон лог."1", и зажжет зелёные светодиоды Led14 и Led15. Ну и т.д. по мере роста напряжения на измерительном щупе.
Отдельно только надо сказать про красный светодиод Led6, он может гореть одновременно с синим Led4 (при напряжении выше порога 18В) или гаснуть. Зависит это от того, куда запаять резистор R23. Если R23 поставить в том варианте, как он нарисован на схеме чёрным, то Led6 (красный) будет гаснуть при напряжении выше 18 Вольт на входе (когда загорается синий светодиод Led4). Если поставить R23 в варианте, где он нарисован серым, то, при напряжении более 18В, будут гореть одновременно красный и синий индикаторы. Красный Led7 горит без вариантов выше 18В, т.к. на обратной стороне нету повторителя синего светодиода Led5 - физически не поместился на плате.
Вместо инверторов 74HC04 можно поставить триггеры Шмидта 74HC14, без изменения функционала и платы. Инверторы CD4069 применять нельзя, хоть у них и такая же распиновка, но у них очень слабые выходы и светодиоды будут светиться слабо.
Печатная плата.
Размер платы решил оставить старый (22*100мм), уж больно он всем понравился - и в руке лежит нормально и подлезть везде можно. Поэтому разводка платы у меня отняла очень много времени. В итоге получилась плата, которую вряд ли можно повторить в домашних условиях - дорожки 0,3мм, а местами 0,2мм. Растояние между дорожками во многих местах 0,2мм.
Верхняя сторона.
На данный момент (30.10.2019) платы изготовлены и едут почтовыми улитками из поднебесной.
Code: Select all
Production file
1 MI 2019-10-22 15:44:38
2 Drilling 2019-10-22 16:12:35
3 Copper Deposition 2019-10-22 20:13:56
4 Image the outer layers 2019-10-22 23:01:31
5 Pattern Plating 2019-10-23 01:21:53
6 Automatic Optical Inspection(AOI) 2019-10-23 04:52:00
7 Solder Mask 2019-10-23 05:57:18
8 Silkscreen 2019-10-23 09:15:00
9 Hot Air Solder Leveling(HASL) 2019-10-23 17:59:44
10 Electrical Test 2019-10-23 18:32:03
11 Profiling,V-cut scoring 2019-10-24 00:19:37
12 Final inspection 2019-10-24 06:51:47
UPD: 09.12.2019
Платы приехали давно (15.11.2019). Собрал пару макетов, проверил и нашёл ещё одну крупную досадную ошибку, помимо двух известных. Исправил, немного добавил "вариативности" схемы, и заказал платы заново.
Окончательный вид плат:
Code: Select all
Production file
1 MI 2019-12-02 15:29:46
2 Drilling 2019-12-02 15:58:15
3 Copper Deposition 2019-12-02 17:57:31
4 Image the outer layers 2019-12-02 19:22:54
5 Pattern Plating 2019-12-03 00:16:53
6 Automatic Optical Inspection(AOI) 2019-12-03 03:55:50
7 Solder Mask 2019-12-03 05:04:48
8 Silkscreen 2019-12-03 08:33:14
9 Hot Air Solder Leveling(HASL) 2019-12-03 11:39:30
10 Electrical Test 2019-12-03 11:43:13
11 Profiling,V-cut scoring 2019-12-03 17:11:01
12 Final inspection 2019-12-03 21:18:461) Под его индикатором конденсатор - его запаиваем первым.
2) Рядом 74HC04 - тоже можно запаять до индикатора, тогда будет проще.
3) Вольтметр нужно разобрать - выпять индикатор.
4) Вначале плата вольтметра припаивается тремя контактами (плюс, минус и вход) к основной плате, с помощью кусочков проволоки ~0,2мм.
5) затем устанавливается индикатор с лицевой стороны и пропаивается весь будетрброд.
- sch_voltmeter.GIF (3.02 KiB) Viewed 25144 times
Почему 9,90 Вольта? Причин несколько. Выше 10 Вольт запятая смещается и вместо 2х цифр после запятой отображается только одна. Ну и это максимально близко к "обычному" напряжению, которое будет измеряться (12-15 Вольт). Внизу диапазона точность немного уплывает, но в конце-концов, это же только "контролька", а не измерительный прибор.
Остается измерительный щуп и "земля". С позволения читателей, я текст и картинки скопирую из прошлой конструкции - в этой части никаких изменений не произошло.
Отдельного упоминания стоит разъём "массы". Мне всегда бесила необходимость разборки устройства для перепаивания несъёмных проводов. На своей контрольке 3 раза перепаивал провод. Один раз оторвал, 2 раза переламывался. Для того, чтобы не разбирать эту контрольку я решил поставить разъём. Очень хорошо подошёл "банан 2мм" для моделей. Сидит очень плотно, ток выдерживает приличный.
Ещё забыл сказать про светодиод подсветки. Обычный белый светодиод с широким углом свечения - типа "соломенная шляпа". Яркости достаточно, чтобы видеть куда ткнуть контролькой.
Ну и, так сказать, конечный результат без "корпуса".
Перечень элементов для приобретения.
02.03.2020 схему обновил. Поменялись некоторые номиналы, добавлен на схему делитель на плате вольтметра.
С перечнем элементов всё сложно. Например для ограничения тока светодиодов у меня стоят 560 Ом, но для зелёного 1кОм (на схеме все 560 Ом). У кого-то будут суперяркие светодиоды и там надо больше сопротивление - учитывайте. Далее R45 1кОм - подстроечный, т.е. "подборный". R9 - 22k, определяет подтяжку к отрицательному потенциалу входа. От него зависит входное сопротивление контрольки. Изначально планировал его 100к, но оказалось сильно много. Поставил 22к, вобщем тоже на усмотрение, можно игратся в широких пределах, но больше 100к не нужно. Остальное вроде "постоянно" )))
)