Arduino जेनर डायोड टेस्टर: 6 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

जेनर डायोड टेस्टर को Arduino Nano द्वारा नियंत्रित किया जाता है। परीक्षक 1.8V से 48V तक डायोड के लिए ब्रेकडाउन जेनर वोल्टेज को मापता है। मापा डायोड की अपव्यय शक्ति 250mW से कुछ वाट तक हो सकती है। मापना सरल है, बस डायोड कनेक्ट करें और START बटन दबाएं।

Arduino नैनो धीरे-धीरे चार चरणों में वोल्टेज की सीमा को निम्न से उच्च तक जोड़ती है। प्रत्येक चरण के लिए, मापा जेनर डायोड के माध्यम से करंट की जाँच की जाती है। यदि करंट शून्य मान (शून्य नहीं) से अधिक है, तो इसका मतलब है: जेनर वोल्टेज का पता चला था। इस मामले में वोल्टेज निश्चित समय के लिए प्रदर्शित होता है (सॉफ्टवेयर द्वारा 10 सेकंड में समायोजित) और मापना बंद कर दिया जाता है। प्रत्येक चरण में धारा उस सीमा में सभी वोल्टेज के माध्यम से स्थिर होती है और चरण संख्या - वोल्टेज रेंज में वृद्धि से घट रही है।

उच्च वोल्टेज के लिए बिजली अपव्यय बनाए रखने के लिए, इस सीमा में वर्तमान को कम किया जाना चाहिए। परीक्षक को 250mW और 500mW से डायोड को मापने के लिए डिज़ाइन किया गया है। उच्च शक्ति वाले जेनर डायोड को उसी तरह मापा जा सकता है, लेकिन मापा वोल्टेज मान लगभग 5% कम है।

चेतावनी: कृपया बहुत सावधान रहें। इस परियोजना में उच्च वोल्टेज 110/220V का उपयोग किया जाता है। यदि आप मुख्य वोल्टेज को छूने के जोखिम से परिचित नहीं हैं, तो इस निर्देश का प्रयास न करें!

चरण 1: जेनर डायोड

जेनर डायोड एक विशेष प्रकार का डायोड होता है जिसका उपयोग मुख्य रूप से संदर्भ वोल्टेज घटक या वोल्टेज नियामक जैसे सर्किट में किया जाता है। आगे की वोल्टेज दिशा में I-V विशेषताएँ सामान्य-प्रयोजन डायोड की तरह ही होती हैं। वोल्टेज ड्रॉप लगभग 0.6V है। विपरीत दिशा में बायस्ड, एक बिंदु है, जहां करंट बहुत तेजी से बढ़ता है - ब्रेकडाउन वोल्टेज। इस वोल्टेज को जेनर वोल्टेज कहा जाता है। इस बिंदु पर, निरंतर वोल्टेज आउटपुट के साथ सीधे बिजली की आपूर्ति से जुड़ा जेनर डायोड, तुरंत जल जाएगा। यही कारण है कि जेनर डायोड के माध्यम से करंट को रोकनेवाला द्वारा सीमित किया जाना चाहिए।

I-V विशेषताओं को चित्र पर प्रदर्शित किया जाता है। प्रत्येक प्रकार का जेनर डायोड वर्तमान मान को परिभाषित करता है जिस पर निर्दिष्ट जेनर वोल्टेज सही है। (इस वोल्टेज को करंट की वृद्धि से थोड़ा बदला जा सकता है)। लगभग 250 से 500mW बिजली अपव्यय वाले डायोड के लिए विशिष्ट धारा, 3 से 10mA है और वोल्टेज मान पर निर्भर करती है।

ब्रेकडाउन वोल्टेज धाराओं की विस्तृत श्रृंखला के लिए अपेक्षाकृत स्थिर है और प्रत्येक डायोड के लिए विशिष्ट और अलग है। इसका मान लगभग 2V से 100V से अधिक हो सकता है। जेनर डायोड, जो ज्यादातर व्यावहारिक सामान्य सर्किट में उपयोग किए जाते हैं, 50V से कम वोल्टेज के साथ निर्दिष्ट होते हैं।

चरण 2: भाग

प्रयुक्त भागों की सूची:

• OKW से संलग्नक, शेल-प्रकार OKW ९४०८३३१
• हाई-लिंक एसी / डीसी एडाप्टर 220V / 12V, 2 पीसी, ईबे
• हाई-लिंक एसी / डीसी एडाप्टर 220V / 5V, 2 पीसी, ईबे
• एसी/डीसी एडाप्टर 220V/24V 150mA, eBay
• अरुडिनो नैनो, बैंगगूड
• कैपेसिटर M1 2pcs, M33 1pc, स्थानीय स्टोर
• डायोड्स 1N4148 5pcs, बैंगगुड
• IC1, LM317T, उच्च वोल्टेज संस्करण, eBay
• IC2, 78L12, ईबे
• ट्रांजिस्टर 2N222 5pcs, बैंगगूड
• रिले 351, 5 वी, 4 पीसी, ईबे
• रीड रिले, 5वी, ईबे
• प्रतिरोधक 33R, 470R, 1k 4pcs, 4.7k, 10k, 15k 2pcs, स्थानीय स्टोर
• Trimm3296W 100R, 200R, 500R 2pcs, eBay
• स्क्रू टर्मिनल ब्लॉक, बैंगगूड
• कनेक्टर Molex 2pins, बैंगगूड
• कनेक्टर Molex 3pins, बैंगगूड
• छोटा मिनी मुख्य स्विच, ईबे
• एलईडी डिस्प्ले 0-100V, 3 लाइन, ईबे
• पावर प्लग इनलेट, ईबे
• ऑडियो स्प्रिंग टर्मिनल, ईबे
• माइक्रोस्विच और बटन, बैंगगूड
• एलईडी 3 मिमी हरा और लाल, 2 पीसी, बैंगगुड
• फ्यूज 0.5A और फ्यूज होल्डर 5x20mm, eBay
• छोटे उपकरणों के लिए मुख्य पावर कॉर्ड

उपकरण:

• ऊर्जा छेदन यंत्र
• सोल्डरिंग आयरन
• हीट गन
• गर्म पिघल गोंद बंदूक
• वायर स्ट्रिपर और कटर
• पेचकस सेट
• सरौता सेट
• मल्टीमीटर

भागों की विस्तृत सूची यहाँ है:

चरण 3: सर्किट विवरण

सर्किट विवरण संलग्न कनेक्शन आरेख को देखें:

बाईं ओर, उच्च वोल्टेज वाला हिस्सा है। 220V कनेक्शन और सभी पांच एसी/डीसी एडेप्टर के लिए टर्मिनल ब्लॉक। एडेप्टर चार चरणों में माप वोल्टेज प्रदान करते हैं - श्रेणियां: 12V, 24V, 36V, 48V।

मॉड्यूल 5VA और 5VB MCU Arduino नैनो और डिजिटल एलईडी वोल्टमीटर के लिए समर्पित हैं। मॉड्यूल 12VA पहली श्रेणी 12V की आपूर्ति करता है और मॉड्यूल 12VB दूसरी श्रेणी मान 24V में एक और 12V जोड़ता है। अगला मॉड्यूल 24V कुल चौथी श्रेणी के वोल्टेज 48V में एक और 24V जोड़ता है। पिछले 24V मॉड्यूल के अंदर 12V रेगुलेटर सर्किट है, जो 12V को 36V के तीसरे रेंज मान के रूप में प्रदान करता है। यह समाधान आवश्यक था क्योंकि बोर्ड के आकार के कारण उस पर छह मॉड्यूल नहीं लगाए जा सकते थे।

मध्य भाग में IC1 LM317 स्थित है। IC1 उच्च वोल्टेज (50V) के लिए संस्करण में होना चाहिए। यह निरंतर वर्तमान नियामक सर्किट के रूप में जुड़ा हुआ है और प्रत्येक वोल्टेज चरण की पूरी श्रृंखला के माध्यम से निरंतर वर्तमान प्रदान करता है। यह धारा एक सीमा में स्थिर होती है, लेकिन प्रत्येक चरण में भिन्न होती है। मान समायोज्य हैं और 20mA (12V), 10mA (24V), 7mA (36V), 5mA (48V) हैं। 250mW शक्ति वाले डायोड के लिए मानों को ऊपरी सीमा के रूप में चुना जाता है और वे अधिक शक्तिशाली डायोड के लिए पर्याप्त होते हैं।

IC1 के दोनों किनारों पर रिले होते हैं, जो इसके इनपुट के लिए सही वोल्टेज स्टेप और इसके आउटपुट के लिए राइट ट्रिमर रेसिस्टर से जुड़े होते हैं। ट्रिमर रेसिस्टर आउटपुट पर करंट वैल्यू को निर्दिष्ट करता है और इस करंट को रेसिस्टर R14 के माध्यम से मापे गए जेनर डायोड को फीड किया जाता है। इस रोकनेवाला पर Arduino द्वारा करंट की जाँच की जाती है। वोल्टेज डिवाइडर R1, R2 R2 पर वोल्टेज का कम नमूना लेते हैं और इसे एनालॉग पिन A1 से जोड़ते हैं।

एनालॉग ग्राउंड GND सभी वोल्टेज एडेप्टर, डिजिटल वाल्टमीटर एडेप्टर और IC1 के लिए सामान्य है। सावधान रहें, Arduino और उसके एडॉप्टर के लिए एक और आधार है, डिजिटल। माप संदर्भ बिंदु के रूप में Arduino और इसके एनालॉग इनपुट के लिए डिजिटल ग्राउंड आवश्यक है।

Arduino डिजिटल आउटपुट प्रत्येक चरण के लिए D4 से D7 नियंत्रण रिले, D8 नियंत्रण डिजिटल वाल्टमीटर और D9 नियंत्रण ERROR लाल रंग में नेतृत्व करता है। यदि किसी भी चरण में करंट का पता नहीं चलता है तो ERROR LED चालू है। इस मामले में जेनर डायोड 48V के रूप में उच्च जेनर वोल्टेज के साथ हो सकता है, या दोषपूर्ण (खुला) हो सकता है। यदि टर्मिनलों को मापने पर शॉर्ट सर्किट होता है, तो त्रुटि का नेतृत्व सक्रिय नहीं होता है और पता चला है कि वोल्टेज बहुत छोटा है, 1V से कम है।

प्रोजेक्ट पूरा करने के बाद मैंने एक और एलईडी - पावर जोड़ने का फैसला किया, क्योंकि अगर वाल्टमीटर अंधेरा (बंद) है, तो यह बहुत स्पष्ट नहीं है कि उपकरण स्वयं चालू या बंद है या नहीं। एलईडी पावर को प्रारंभ X3-1 से जेनर X2-1 तक पीसीबी के बाहर के बिंदुओं के बीच प्रतिरोधक 470 के साथ श्रृंखला में जोड़ा गया है। पुश बटन के साथ छोटे बोर्ड पर रेसिस्टर लगा होता है।

चरण 4: निर्माण

परियोजना के लिए एक बॉक्स के रूप में, मैंने पुराने इलेक्ट्रॉनिक भागों की दुकान में पाए गए बाड़े OKW का उपयोग किया है। यह बॉक्स अभी भी OKW में शेल टाइप एनक्लोजर के रूप में उपलब्ध है। बॉक्स बहुत उपयुक्त नहीं है क्योंकि बोर्ड के लिए बहुत छोटा है, लेकिन बॉक्स के कुछ अपग्रेड और पीसीबी सभी भागों को अंदर रखने की अनुमति देते हैं। पीसीबी को ईगल में मुफ्त संस्करण 8x10 सेमी के लिए अधिकतम आकार के रूप में डिजाइन किया गया था। पहले क्षण में ऐसा लगता है कि सभी घटकों को बोर्ड पर रखना असंभव है, लेकिन अंत में मैं सफल रहा।

बॉक्स अपग्रेड के लिए अंदर कुछ प्लास्टिक के हिस्सों को हटाने की आवश्यकता होती है और स्क्रू के लिए खड़ा होता है। भागों के उन्नयन के लिए डिजिटल वाल्टमीटर के लिए प्लास्टिक बॉक्स को संशोधित करने की आवश्यकता होती है, और त्रुटि और मुख्य पावर कनेक्टर के पास दो कोनों पर गोल कटआउट बनाने की आवश्यकता होती है। चित्रों पर उन्नयन दिखाई दे रहे हैं। महत्वपूर्ण बात यह है कि वाल्टमीटर के लिए खिड़की को बॉक्स के किनारे के जितना संभव हो उतना करीब बनाना है। पुश बटन START छोटे बोर्ड पर स्थित होता है और धातु के कोण के साथ लगाया जाता है।

विंडोज और ऊपरी कवर पर छेद डिजिटल वाल्टमीटर, पुश बटन, स्प्रिंग टर्मिनल, एलईडी एरर, एलईडी पावर और यूएसबी अरुडिनो नैनो कनेक्टर के लिए बनाए गए हैं। निचले हिस्से पर पावर स्विच और पावर प्लग इनलेट के लिए कटआउट है। डिजिटल वाल्टमीटर और पावर स्विच को गर्म पिघल गोंद द्वारा जगह पर तय किया जाता है। उसी तरह दोनों 3 मिमी एलईडी डायोड संकेतक तय किए गए हैं।

मापा डायोड जुड़ा हुआ है, आमतौर पर ऑडियो स्प्रिंग कनेक्टर द्वारा नहीं। मैं कुछ सरल और तेज़ कनेक्शन की तलाश में था। ऐसा लगता है कि यह समाधान सबसे अच्छा है।

बोर्ड पर सभी घटकों को टांका लगाने के बाद, मैंने गर्म पिघल गोंद बंदूक द्वारा नीचे के हिस्से पर दो 220V ट्रैक को अलग कर दिया है। बोर्ड से पावर स्विच और पावर प्लग इनलेट तक जाने वाले तारों को हीट-सिक्योरेबल ट्यूबिंग द्वारा अलग किया जाता है। इसे सावधानी से करें, कोई भी उजागर 220V तार या कॉपर ट्रैक नहीं होना चाहिए। पीसीबी को चिपकने वाले रबर स्पेसर द्वारा जगह पर तय किया जाता है, जो इसे ऊर्ध्वाधर गति से रोकता है।

फ्रंट पैनल पर एडहेसिव फोटो पेपर पर लेबल प्रिंट है। लेबल पेंट में किया जाता है, जो विंडोज 10 एक्सेसरीज में टूल है। यह उपकरण उपकरण लेबल बनाने के लिए उपयुक्त है, क्योंकि लेबल बिल्कुल वास्तविक आकार में किया जा सकता है।

पीसीबी को ईगल फ्री सॉफ्टवेयर द्वारा डिजाइन किया गया है। JLCPCB कंपनी में बोर्ड को अच्छी कीमत पर ऑर्डर किया गया था। इसे घर पर करने का कोई कारण नहीं है। मैं बोर्ड को ऑर्डर करने की सलाह देता हूं और इस कारण से Gerber ज़िप संलग्न है। फ़ाइल।

चरण 5: प्रोग्रामिंग और सेटिंग।

Arduino सॉफ़्टवेयर - ino फ़ाइल संलग्न है। मैं कोड के सभी मुख्य भागों का दस्तावेजीकरण करने की कोशिश करता हूं और आशा करता हूं कि यह मेरी अंग्रेजी से बेहतर समझ में आता है। कोड से क्या समझाया जाना चाहिए "सेवा" फ़ंक्शन है। यह सर्विस मोड है और अगर आप इसे पहली बार स्विच करते हैं तो इसका उपयोग इंस्ट्रूमेंट सेट करने के लिए किया जा सकता है।

आकस्मिक यादृच्छिक वर्तमान पठन को रोकने के लिए वर्तमान "readCurrent" पढ़ने के लिए फ़ंक्शन को कोड में पेश किया गया था। इस फ़ंक्शन में, दस बार रीडिंग की जाती है और दस मानों में से अधिकतम मान चुना जाता है। करंट का अधिकतम मान Arduino के एनालॉग इनपुट के नमूने के रूप में लिया जाता है।

सेवा मोड में आप चार समायोज्य रोकनेवाला R4 से R7 समायोजित करते हैं। प्रत्येक ट्रिमर एक वोल्टेज रेंज में करंट के लिए जिम्मेदार होता है। 12V के लिए R4, 24V के लिए R5, 36V के लिए R6 और 48V के लिए R7। इस मोड में उल्लिखित वोल्टेज धीरे-धीरे आउटपुट टर्मिनलों पर प्रस्तुत किए जाते हैं और वर्तमान (20mA, 10mA, 7mA, 5mA) के आवश्यक मान को समायोजित करने की अनुमति देते हैं।

सेवा मोड में प्रवेश करने के लिए 2 सेकंड के भीतर उपकरण को चालू करने के ठीक बाद START दबाएं। पहला चरण (12V) सक्रिय है और ERROR एलईडी एक बार ब्लिंक कर रहा है। अब वर्तमान को समायोजित करने का समय है। यदि करंट को समायोजित किया जाता है, तो अगले चरण (24V) को फिर से START दबाकर सक्रिय करें। एलईडी त्रुटि दो बार झपक रही है। अगले चरणों को उसी तरह दोहराएं, START बटन का उपयोग करके। सेवा मोड को START बटन द्वारा छोड़ दें। हर बार, START को दबाने का सबसे अच्छा क्षण वह समय होता है जब ब्लिंक की श्रृंखला के बाद एलईडी त्रुटि अंधेरा हो।

करंट एडजस्टमेंट किसी जेनर डायोड को मध्य रेंज के आसपास वोल्टेज के साथ कनेक्ट करके किया जाता है, 12V रेंज के लिए यह 6 से 7V डायोड होना चाहिए। इस जेनर डायोड को एमीटर या मल्टीमीटर के साथ श्रृंखला में जोड़ा जाना चाहिए। करंट का एडजस्टेड वैल्यू सटीक नहीं होना चाहिए, माइनस 15% से प्लस 5% तक ठीक है।

चरण 6: निष्कर्ष

Arduino द्वारा जेनर डायोड को मापने के लिए प्रस्तुत समाधान पूरी तरह से नया है। अभी भी कुछ नुकसान हैं, जैसे बिजली की आपूर्ति 220V, एलईडी वाल्टमीटर और अधिकतम मापा वोल्टेज 48V। उल्लिखित कमजोरियों में साधन में सुधार किया जा सकता है। मैं मूल रूप से इसे बैटरी द्वारा पावर देने की योजना बना रहा हूं, लेकिन एक या अधिक स्टेप अप वोल्टेज कनवर्टर के साथ Arduino और अपेक्षाकृत उच्च माप वोल्टेज को पावर देने के लिए बड़ी बैटरी की आवश्यकता होती है और उपकरण आकार में बड़ा होगा।

बाजार पर कई बहुत अच्छे घटक परीक्षक हैं। वे सभी प्रकार के ट्रांजिस्टर, डायोड, अन्य अर्धचालक और कई निष्क्रिय घटकों का परीक्षण कर सकते हैं, लेकिन बैटरी के छोटे वोल्टेज के कारण जेनर वोल्टेज को मापना समस्याग्रस्त है। मुझे आशा है, आप मेरी परियोजना का आनंद लेंगे और निर्माण के साथ खेलने में अच्छा समय लगेगा।