Тестер светодиодов и стабилитронов

Автор: Мех
Опубликовано 23.05.2025
Создано при помощи КотоРед.

В закромах Родины частенько можно обнаружить целые горы деталей, исправность и параметры которых под вопросом. Либо - в силу их малой степени интеграции и выводных корпусов, вынуждающих дырявить платы - применить которые на что-то серьёзное уже вряд-ли получится, но выкинуть жалко. Вдумчивая утилизация подобного барахла может совместить в себе как прятные, так и полезные моменты.

Таковы, в частности, залежи светодиодных лент и ламп сомнительной исправности, а так же снятые неизвестно откуда стабилитроны с цветными колечками и стёршейся маркировкой. Лабораторный источник для их проверки использовать, конечно, можно - с поправкой на грубую установку малого тока, ограниченый диапазон напряжений и плохенькую точность вольтметра в его нижней части. И ещё помня о разрушительном действии заряженного по-максимуму выходного конденсатора на светодиоды и низковольтные стабилитроны.

Сам-собой просится источник напряжения повыше с ограничением выходного тока, который, работая в паре с вольтметром, поможет узнать и напряжение стабилизации стабилитрона, и питания светодиодной сборки. И такие разрабоки уже есть есть, среди которых даже основанные на микроконтроллере - они тебе и блэкджэк раскинут, полярность определят, и напряжение покажут...
Однако, идея пустить в дело что-то из залежей компонентов, освободить место(для новых запасов)))) и если не обойтись совсем без магазинов, то объёмы покупаемого максимально свести к нулю тоже имеет право на жизнь.

На просторах интернетов ходит схема источника питания светодиодов на рассыпухе от ув. Руслан (_RUS73_) на ~30В х 10мА.
Она послужила источником вдохновения и отправной точкой. Узлы всё те же: повышающий преобразователь и источник тока. Генератор преобразователя взят из превоисточника почти без изменений. Проверка исправности элементов подразумевает их эпизодические подключения и регулярно случающиеся на выходе коротыши, а значит нам нужно стабильное удержание выходного тока, пусть ценой бОльшего потребления.

В отличие от первоисточника использован линейный регулятор тока(Q3-Q4), а обратная связь преобразователя происходит по напряжению. В преобразователь добавлен R3, без которого Q1 с напряжением пробоя база-эмиттер 5В временами выходил из строя. На случай приступа паранойи предусмотрен ещё и стабилитрон D2, хотя и без него полёт нормальный.

Применение в преобразователе в качестве Q2 транзистора на 50В+ позволило разогнать его до 48В и покрыть как светодиодные ленты и сборки из лампочек, так подавляющее большинство извлекаемых из залежей барахла стабилитронов.
Задача обратной связи - удержать выходное напряжение преобразователя в допустимых пределах для использованных транзисторов и электролита. При замене Q2 на транзистор с меньшим напряжением следует уменьшить и суммарное напряжение стабилитронов D4, D6 из соображения Uст = Uвых - 4В. Так примененные стабилитроны 8В + 36В = 44В дают на выходе преобразователя чуть более 48В.

Как утверждает автор статьи об источнике питания для светодиодов, схема работоспособна и не требует настройки. На практике оказалось действительно так: поднятие напряжения питания и замена транзисторов не потребовала пересчета обвязки. Прототип собирался на A1015 и С815 / С1815 просто потому что их оказалось много - и сразу заработал, и вполне может работать дальше. Окончательный вариант - на A1015, КТ814В и D667. При этом длительная работа на коротыш 20мА подогревает C815 / C1815 в качестве Q2. D667 и КТ814В вообще не греются.
Диод Шоттки, очевидно, на 50В+ - маркировка моего оказалась беспощадно затерта. Не замечал, чтобы частота преобразователя превышала 20 кГц, с ростом нагрузки она еще и уменьшается - что дает основания полагать, что в качестве D5 можно использовать какой-нибудь быстрый диод на 0.15-0.5А(из серии UF..., например).
Дроссель преобразователя взят готовый, из маленькой энергосберегайки - самый маленький из найденных в закромах(Ш12х11х4.5). Индуктивность можно менять в широких пределах, однако с некоторыми - существенно меньшей индуктивности на малогабаритных сердечниках - обнаружился неприятный эффект: если от коротыша на выходе дроссель входит в насыщение, преобразователь идет в разнос и начинает много кушать, пока источник питания не будет отключен(и снова включен).

Выходной ток устанавливается переключателем, при отсутствии R5 и выбраных номиналах R6-R8 это 5, 10 и 20 мА. Того же следует ожидать при установленном R5 и R6-R8 из верхней строчки таблицы. Токозадающие резисторы для нас заботливо считала программа Multisim(есть в одном хорошо известном месте) - достаточно точно, а подбирались по месту они уже из соображений перфекционизма.
К слову сказать, такой источник тока практически исключает броски в момент подключения исследуемого полупроводника.

При отсутствии нагрузки источник тока съедает от 48В порядка 5мА для своей работы, что делает бессмысленным питание от батареи мультиметра - крайне показан внешний источник. На практике распространен перевод мультиметров на литиевые АКБ, заряжаемые от 5В. Тестер питается теми же 5В и точно такой же MiniUSB разъём, как в мультиметре, предусмотрен на плате тестера - чтобы одним и тем же источником и питать устройство, и подзаряжать мультиметр при необходимости.

Вместе с тем, питание можно подвести и на штыри 2.54 на плате.

Возможность пользоваться тестером для проверки светодиодов как в виде отдельного устройства, так и в составе мультиметра в случае стабилитронов выглядит заманчиво. Вместе с тем, у великого множества мультиметров есть особенность гнезд для щупов:

Не мудствующие глюкаво производители располагают гнезда в одну линию и делают расстояние между ними - стандартные 19мм. Отсюда лайфхак: стандартная же вилка радиовещательной сети или она же на 36В или некоторые советские с завинчивающимися штырями(современная вилка на 220 часто уже не входит в гнезда из-за бОльшего диаметра штырей) и среднестатистический мультиметр как будто бы созданы друг для друга:

Однако, отсутствие двух таких вилок и наличие горсти отгрызеных от щупов штекеров определило другой путь - использовать то, что есть. И в этом случае получилось устройсво, вставляемое в гнезда мультиметра, в то время как сами щупы подключаются в гнезда на панели тестера.

А теперь то, что здесь плохо. Велик соблазн запитать одновременно и подобное устройство, и мультиметр - пока работаешь, у мультиметра ещё и батарейка подзаряжается. Однако, у меня фокус не прошел - DT890B в такой конфигурации напрочь отказался измерять напряжение.
Отсюда проистекает простой вывод: регулировка тока нагрузки "сверху" задумывалась для одновременной разводки общей шины питания на тестер, измерительную цепь мультиметра и встроенное в него зарядное устройство литиевого аккумулятора. Стало быть, без этой общей шины регулировать ток нагрузки можно и "снизу" - на транзисторах npn и отъедая на нужды источника тока ~5мА до преобразователя напряжения, а не после.
Но это уже другая история.

Итак, если в нынешнем виде всё это представляет интерес и у имеющегося под рукой мультиметра 4 гнезда расположены в ряд на расстоянии 19 мм друг от друга, то вот как такое можно сделать:

Плата под ЛУТ, односторонняя и без перемычек(вид "сверху" сквозь текстолит, см. приложеный PDF или проект):

Расположение элементов сверху.

Вид готовой платы с установленными элементами.

Как уже отмечено выше, вариант на 48В не требует установки D2, а так же может отсутствовать R5. "Силовые"(насколько их тут можно так называть) транзисторы могут быть в корпусе TO-92(A1015 и C1815, например) или TO-126(КТ814В), с распространенной распиновкой 1-Э, 2-К, 3-Б.

Хитровывернутый переключатель на 3 положения происходит из отслуживших свое проводных телефонных аппаратов, на некоторых таких переключателях маркировка "COMAX27". Оттуда же - из телефонов - стабилитроны. Транзисторы A1015 и C1815 россыптью - из отслуживших свое UPS на базе LM324 + LM339. Диод Шоттки - из отдавших концы маломощных сетевых адаптеров.

Фактически, из всего набора комплектующих покупались только штыри 2.54 и разъём MiniUSB. Может так случиться, что какой-то экзотики вроде переключателя под рукой не окажется, или что-то захочется поменять - тогда проект на KiCad будет в помощь.

И, наконец, на чём это всё собирать:

Из жестянки можно согнуть такую основу. Достойно показал себя стальной лист 0.65 мм. Если повезло с вилками на 36В с завинчивающимися штырями, установить их поможет пластина 26 х 80 из изоляционного материала с отверстиями под стойки(3 мм) и под штыри в центре отверстий 6мм.

И вот такая штука получилась. Пирожки не печёт, увы, и блэкджэк, конечно, тоже не раскладывает - зато из гумна и пакли, выдает 48В, держит ток и под нагрузкой не жужжит(почти)!

А если серьёзно - далеко не факт, что этот вариант полностью удовлетворит все потребности. Однако, всегда лучше отталкиваться от уже готовых решений.

Файлы:
Проводящий слой(ЛУТ)
Проект KiCad

Все вопросы в Форум.