Lo que sigue a continuación es, por ahora, más una curiosidad por mi parte que un circuito finalizado por lo que puede que jamás sea finalizado definitivamente por mi parte cosa que me caracteriza. La idea, más que nada, es mostrar un procedimiento que no había visto en otros medidores ESR, que me pareció curioso y tal vez sirva como partida para mejorar/ampliar.
La curiosidad surge después de ver los videos de reparación del medidor Sencore LC-102 por parte de Tony (son 8 en total):
La forma que tiene este instrumento de medir la resistencia serie equivalente (ESR) de los capacitores (descripción completa en el PDF adjunto) es descargando el capacitor, una vez descargado aplica un pulso de corriente por 10uS y mide la tensión 500nS después de comenzar el pulso. Siendo que el capacitor no puede cargarse instantáneamente la tensión debería ser, después de 500nS, prácticamente cero. Por otro lado, en una resistencia, la tensión si subiría "instantáneamente". Con esas dos premisas se puede ver que el capacitor se comportaría como un "cortocircuito" y la tensión medida es prácticamente la que cae en la ESR. Usando una fuente de corriente constante se puede calcular fácilmente el valor de la ESR.
Lo que hice yo fue simplemente simplificar el circuito para medir la ESR (El Sencore mide muchísimos mas parámetros no solo de capacitores sino de inductores) quedando algo así (casi 100% seguro cambiará el diseño, este es solo una primera aproximación) :
Para pruebas por ahora solo esta montado el microcontrolador y la fuente de corriente y las mediciones son echas con el osciloscopio.
Los resultados son los siguientes:
Medición de un capacitor de 1000uF nuevo:
Medición de un capacitor de 1000uF abombado (ver en la imagen del protoboard el estado del mismo):
Y, por último, el capacitor de 1000uF nuevo pero con una resistencia de 1 Ohm y con una de 10 Ohms en serie:
¿ Como funciona el circuito ? - Básicamente el corazón es la fuente de corriente constante formado por Q1, D1, D2, y R2. Cuando el microcontrolador quiere desactivar la fuente pone a 5V la base de Q1 -a través de R1- con lo que Q1 pasa al corte y el capacitor en prueba (CUT) se descarga a través de R3.
Si ahora el microcontrolador pone R1 a GND Q1 empezará a conducir regulando la corriente la cual esta calculada como aproximadamente 0.6V / R2 que, en este caso, es de 0.6 / 5 = 120mA.
La idea del relé es descargar el capacitor, antes de ser medido, de cualquier alta tensión remanente que pueda tener oficiando así como protección. Que por cierto esta conectado al revés, ahora que me doy cuenta. R6 debería estar en el contacto Normal Cerrado (NC) y la salida hacia el circuito tomada desde el contacto Normal Abierto (NA o NO). El valor de R6 esta aún por definirse, 10 Ohms fue tomado arbitrariamente.
El pulsador simplemente inicia una lectura la cual será mostrada en el display que en mi caso es un módulo TMS1637.
Como se puede ver, parece prometedor. Aún falta mas pruebas y ensayos, ir modificando valores e ir agregando el display a la ecuación.
Modificación que de seguro haré es la de liberar un pin para colocar una tensión de referencia más chica para así tener más resolución dado que lo que se va a medir no superara 1V tal vez 2V (10 a 20 Ohms de ESR aproximadamente lo cual ya es mucho). Lamentablemente la tensión de referencia variable interna solo está disponible para el comparador.
La otra opción sería aumentar la corriente de la fuente.
¿ Porque un PIC12F683 ? simplemente porque tengo varios, también se puede usar el 12F675 como reemplazo directo pero nada impide extrapolar todo esto a cualquier otro microcontrolador.
Para el que quiera jugar un rato también dejo la simulación en LT-Spice (Zip adjunto):
Ese es el resultado de colocar un capacitor de 1uf con 10 Ohms de ESR (La ESR esta en el parámetro del capacitor, para cambiarlo hay que dar click derecho sobre el mismo y cambiar el valor).
Saludos.
La curiosidad surge después de ver los videos de reparación del medidor Sencore LC-102 por parte de Tony (son 8 en total):
La forma que tiene este instrumento de medir la resistencia serie equivalente (ESR) de los capacitores (descripción completa en el PDF adjunto) es descargando el capacitor, una vez descargado aplica un pulso de corriente por 10uS y mide la tensión 500nS después de comenzar el pulso. Siendo que el capacitor no puede cargarse instantáneamente la tensión debería ser, después de 500nS, prácticamente cero. Por otro lado, en una resistencia, la tensión si subiría "instantáneamente". Con esas dos premisas se puede ver que el capacitor se comportaría como un "cortocircuito" y la tensión medida es prácticamente la que cae en la ESR. Usando una fuente de corriente constante se puede calcular fácilmente el valor de la ESR.
Lo que hice yo fue simplemente simplificar el circuito para medir la ESR (El Sencore mide muchísimos mas parámetros no solo de capacitores sino de inductores) quedando algo así (casi 100% seguro cambiará el diseño, este es solo una primera aproximación) :
Para pruebas por ahora solo esta montado el microcontrolador y la fuente de corriente y las mediciones son echas con el osciloscopio.
Los resultados son los siguientes:
Medición de un capacitor de 1000uF nuevo:
Medición de un capacitor de 1000uF abombado (ver en la imagen del protoboard el estado del mismo):
Y, por último, el capacitor de 1000uF nuevo pero con una resistencia de 1 Ohm y con una de 10 Ohms en serie:
¿ Como funciona el circuito ? - Básicamente el corazón es la fuente de corriente constante formado por Q1, D1, D2, y R2. Cuando el microcontrolador quiere desactivar la fuente pone a 5V la base de Q1 -a través de R1- con lo que Q1 pasa al corte y el capacitor en prueba (CUT) se descarga a través de R3.
Si ahora el microcontrolador pone R1 a GND Q1 empezará a conducir regulando la corriente la cual esta calculada como aproximadamente 0.6V / R2 que, en este caso, es de 0.6 / 5 = 120mA.
La idea del relé es descargar el capacitor, antes de ser medido, de cualquier alta tensión remanente que pueda tener oficiando así como protección. Que por cierto esta conectado al revés, ahora que me doy cuenta. R6 debería estar en el contacto Normal Cerrado (NC) y la salida hacia el circuito tomada desde el contacto Normal Abierto (NA o NO). El valor de R6 esta aún por definirse, 10 Ohms fue tomado arbitrariamente.
El pulsador simplemente inicia una lectura la cual será mostrada en el display que en mi caso es un módulo TMS1637.
Como se puede ver, parece prometedor. Aún falta mas pruebas y ensayos, ir modificando valores e ir agregando el display a la ecuación.
Modificación que de seguro haré es la de liberar un pin para colocar una tensión de referencia más chica para así tener más resolución dado que lo que se va a medir no superara 1V tal vez 2V (10 a 20 Ohms de ESR aproximadamente lo cual ya es mucho). Lamentablemente la tensión de referencia variable interna solo está disponible para el comparador.
La otra opción sería aumentar la corriente de la fuente.
¿ Porque un PIC12F683 ? simplemente porque tengo varios, también se puede usar el 12F675 como reemplazo directo pero nada impide extrapolar todo esto a cualquier otro microcontrolador.
Para el que quiera jugar un rato también dejo la simulación en LT-Spice (Zip adjunto):
Ese es el resultado de colocar un capacitor de 1uf con 10 Ohms de ESR (La ESR esta en el parámetro del capacitor, para cambiarlo hay que dar click derecho sobre el mismo y cambiar el valor).
Saludos.
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