Buat Sendiri Meter ESR: Panduan Lengkap untuk Pecinta Elektronika

Tentang Meter ESR DIY, Setiap profesi memiliki seperangkat alat yang unik. Dalam hal elektronik, setidaknya Anda harus memiliki multimeter, obeng, potong, dan solder beserta kabel.

Bagian terbaiknya adalah Anda dapat menemukan alat-alat ini di toko elektronik apa pun dan dengan harga terjangkau. Namun, ada alat lain yang penting namun mahal yang Anda butuhkan saat Anda melangkah di jalan elektronik.

Dan di antara alat ini adalah meter ESR.

Jadi, dalam artikel ini, kami akan menunjukkan kepada Anda cara membuat meter ESR Anda sendiri dengan papan strip/ Vero board yang siap pakai dengan hasil yang sama seperti meter ESR di pasaran.

Siap? Mari kita belajar!

Stripboard

Apa itu ESR?

Kapasitor tidak terkenalkan degradasi. Ketika Anda melihat beberapa efek yang tidak diinginkan, itu’s karena Resistansi Seri Ekivalen (ESR). Mengapa? Kapasitor memiliki resistansi internal yang terbatas karena bahan yang digunakan produsen untuk membangunnya. 

Juga, berbagai jenis kapasitor datang dengan rentang ESR yang berbeda. Jadi, sangat penting untuk mengukur resistansi seri ekivalen kapasitor Anda.

Apa itu Meter ESR?

Ketika datang mengukur kapasitor, meter kapasitansi (digital atau analog) dapat menyesatkan Anda. Dengan alat ini, Anda mungkin berpikir kapasitor yang rusak masih baik. Plus, jika Anda tidak menguji ESR pada kapasitor, Anda akan melewatkan kapasitor yang rusak dan gagal melakukan perbaikan apa pun.  Jadi, apa yang Anda butuhkan adalah meter ESR.

Meter ESR adalah alat ukur dua terminal dengan tujuan utama mengukur ESR dari kapasitor. Biasanya, kapasitor yang rusak memiliki bacaan ESR tinggi yang tidak dapat Anda ukur dengan meter kapasitansi digital reguler atau multimeter.

Itu belum semua.

Anda dapat menggunakan meter ESR tanpa melepaskan kapasitor dari rangkaian Anda. 

Ini adalah bagian terbaiknya.

Anda dapat menggunakan ESR untuk eksperimen lain seperti memeriksa resistor ohm rendah seperti 0,33 ohm dan 0,22 ohm, menemukan rangkaian pendek pada papan sirkuit cetak, penguat speaker, dan memeriksa kondisi baterai normal dan baterai isi ulang.

Bagaimana Meter ESR Bekerja?

Berbagai faktor berkontribusi pada kehilangan daya dalam kapasitor. Anda dapat meringkas faktor-faktor ini sebagai ESR. Untuk sepenuhnya memahami cara kerja meter ESR, mari kita lihat komponennya:

Osilator 

Osilator bertanggung jawab untuk menyediakan sinyal AC yang diperlukan untuk mendorong arus melalui kapasitor yang Anda uji. Contoh bagus rangkaian osilator berjalan pada sekitar 100 kHz. 

Juga, 100 kHz adalah standar industri untuk melakukan pengukuran ESR. Salah satu bagian rangkaian ini bertindak sebagai osilator perpindahan fasa. Mudah diimplementasikan, dan ini menunjukkan pendekatan yang sangat baik dari gelombang sinus.

Bagian lain bekerja sebagai penguat dan buffer. Karena osilator perpindahan fasa memiliki impedansi output tinggi, bagian ini mencegah rangkaian osilator kelebihan beban. Juga, Anda dapat menyesuaikan tingkat sinyal 100 kHz dengan potensiometer kontrol gain.

Detektor ESR

Detektor ESR adalah tempat sebagian besar aksi terjadi. Bagian pertama adalah konverter tegangan-ke-arus yang mengonversi sinyal 100 kHz dari osilator menjadi arus puncak-ke-puncak sekitar 7Ma. 

Jadi, Anda dapat menghubungkan CUT (kapasitor yang sedang diuji) di dalam loop umpan balik dari tahap ini. Juga, Anda dapat melakukan ini dengan dua binding post panel depan sehingga CUT menerima arus yang sama.

Bagian Konversi Daya

Dalam bagian ini, pendekatan single-supply memerlukan Anda untuk menyediakan referensi ground virtual di seluruh meter ESR. Jadi, dalam tahap ini, regulator tegangan tiga terminal konvensional (pada input) menyediakan bus +5v. 

Di sisi lain, bus -5v mendapatkan supply-nya dari komponen yang bagus yang mengeluarkan tegangan DC sama dengan magnitudo (tetapi dengan polaritas terbalik) ke input.

Cara Kerja

Diagram Rangkaian ESR

Pertama, TR1 pada diagram di atas dan transistor NPN yang dipegang menciptakan umpan balik sederhana yang memicu osilator pemblokiran. Osilator pemblokiran mulai berosilasi pada frekwensi tinggi. 

Selanjutnya, osilasi menciptakan magnitudo tegangan yang konsisten pada 5 putaran gulungan sekunder trafo. Juga, osilator menerapkan frekwensi tinggi yang diinduksi di seluruh CTU. 

Juga, Anda dapat melihat op-amp yang bergabung dengan umpan frekwensi rendah tegangan rendah. Plus, ia bekerja di sana sebagai penguat tegangan.

Jika ESR tidak ada atau Anda memiliki kapasitor yang berfungsi, maka meter akan menunjukkan defleksi lengkap. Dengan demikian, ini menunjukkan ESR yang kecil di seluruh kapasitor, yang kemudian menurun ke nol untuk berbagai kapasitor—dengan berbagai tingkat ESR.

Sekarang, ESR yang lebih rendah mungkin menyebabkan arus yang cukup lebih tinggi membangun di atas input sensing inverting op-amp. Juga, itu tampil di meter bersama dengan tingkat defleksi yang tinggi dan sebaliknya.

Selanjutnya, transistor BC547 yang lebih tinggi bekerja sebagai tahap kolektor dan regulator tegangan biasa. Untuk alasan ini, transistor dapat menangani tahap osilator dengan tegangan minimal 1,5 volt. Juga, perangkat elektronik lain di sekitar CUT akan tetap tanpa stres dari frekwensi uji meter ESR.

Juga, mudah untuk menkalibrasi meter. Plus, jika Anda menjaga test leads rendah, pre-set 100k dekat meter uA menyesuaikan sampai mencapai defleksi yang sehat pada dial meter.

Setelah itu, Anda dapat memverifikasi berbagai kapasitor dengan nilai ESR tinggi di meter dan derajat defleksi yang lebih kecil.

Akhirnya, trafo berdiri di atas cincin ferit. Juga, ia menggunakan magnet tipis dengan berbagai putaran pada diagram.

Cara Membuat Meter ESR Anda Sendiri

Diagram Rangkaian ESR

Dalam bagian ini, rangkaian di atas adalah yang akan kita pelajari cara buat. Rangkaian ini mendapatkan daya dari baterai 9V tunggal. Anda dapat menggunakan LDO hemat biaya sebagai pengganti sehingga Anda dapat mendapatkan umur baterai maksimal saat tegangan menurun seiring waktu. 

Plus, LM2936 tidak begitu mahal dan akan melakukan operasi bahkan ketika turun ke 5,5V. Juga, kami menambahkan indikator LED on/off setelah saklar—meskipun kami tidak menunjukkannya dalam diagram di atas.

Komponen Rangkaian

• C1- 100uf
• C2 – 470PF
• C3 – 10uf
• C4 – 0.1uf
• C5 – 100nf
• C8 – 100nf
• R1 – 1K
• R2 – 10K
• R3 – 150
• R4 – 12
• R5 – 12
• R6 – 27K
• R7 – 100K
• R8 – 2.2K
• R9 – 100
• R10 – 10K pot
• ICI – 555
• TR1 – 3904
• T1 – 2.1 transformer
• D1 – IN4007
• D2- IN4007
• D3 – IN4148
• D4 – IN4148

Operasi Rangkaian

Mari kita lihat beberapa ilustrasi untuk lebih memahami cara kerja rangkaian ini. Jadi, kita akan menggambarkan dengan gelombang pada titik 1, 2, dan 3 dengan lead ESR yang pendek (0) dan dengan ESR tinggi (5,6) Ohm. Di sini, gelombang sesuai dengan saluran terkait dan tangkapan osiloskop. 

Juga, sinyal pada output pembagi kapasitor/resistor sekitar 232 mV puncak-ke-puncak. Plus, transistor mengalikan nilai output dengan faktor lebih dari 10. Selain itu, saluran 3 menahan sinyal yang difilter dan difaktorkan (sekitar 1,35 V).

Gelombang dengan ESR (0)

Jadi, inilah tampilan meter dalam depletasi penuh setelah menyesuaikan potensiometer 10k.

Depletasi penuh ESR (0)

Di sisi lain, ketika kapasitor memiliki ESR tinggi (5,6 Ohm), Anda dapat memasukkannya di seluruh test leads. Jadi, tegangan output titik 2 menurun, dan juga tingkat DC yang dihasilkan pada titik 3.

Gelombang dengan ESR (5,6 Ohm)

Ini adalah tampilan meter dengan depletasi ESR = 5,6 Ohm.

Meter untuk depletasi ESR (5,6 Ohm)

Membangun Rangkaian

Rangkaian ini sangat mudah Anda dapat menggunakan papan perf untuk pemasangan. Meski tidak mudah menemukan trafo sinyal yang memadai untuk transmisi T1/E1, Anda mungkin memilikinya di kotak bagian Anda. 

Alternatif yang bagus dan solusi untuk masalah ini adalah trafo dari supply daya switching (PC ATX supplies). Alternatif lain adalah rasio putaran yang lebih besar. Namun, ada tangkapan. Anda harus menyesuaikan resistor seri 150 Ohm ke nilai yang lebih tinggi. 

Ini adalah tampilan rangkaian yang sudah dirakit sepenuhnya:

Pemasangan Rangkaian 

Setelah Anda merakit rangkaian, Anda dapat melakukan pemasangan akhir di dalam kotak logam. Juga, Anda dapat menggunakan jack audio dan kabel audio terlindung untuk menghubungkan probe pengujian Anda. Plus, Anda harus menghubungkan ground (shield) ke casing logam.

Pemasangan Rangkaian Akhir

Keterbatasan Hampir Semua Meter ESR

Berikut adalah beberapa keterbatasan meter ESR:

1. Jika Anda memiliki kapasitor dengan rangkaian pendek internal, bacaan meter ESR akan menyesatkan Anda untuk berpikir bahwa ia memiliki nilai ESR rendah.

2. Meter bukan opsi terbaik untuk menguji kapasitor dengan kurang dari 30 mikrofarad. Jika kapasitor yang sedang diuji terlalu rendah, reaktansi frekwensi pengukuran menjadi sangat signifikan. Jadi, ini menghasilkan ESR berlebihan.

3. Dapat terjadi kesalahan dari test leads yang panjang dari CUT. Bagaimana? Karena ESR adalah ohmmeter rentang rendah.

Ringkasan

Membangun meter ESR adalah proyek yang mudah dan menyenangkan. Bagian terbaiknya adalah, Anda dapat mencapai ini dengan bagian-bagian yang umum ditemukan di laboratorium elektronik. Meter ESR adalah pilihan utama untuk teknisi perbaikan elektronik, hobiwan, desainer, dan insinyur.

ESR adalah atribut penting dari kapasitor yang lebih besar dari 1 mikrofarad. Plus, Anda akan membutuhkan penguji ESR jika Anda ingin melakukan pengukuran yang tidak mungkin dengan meter kapasitansi digital standar.

Nah, itulah segala sesuatu yang perlu Anda ketahui tentang meter ESR dan cara membuatnya. Jika Anda memiliki pertanyaan atau saran, jangan ragu untuk menghubungi kami. Kami akan senang membantu.