[Tuto] - Fabrication d'un ESR METER

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[Tuto] - Fabrication d'un ESR METER

Message non lupar Krapoutchik » 03 févr. 2016, 23:35

Hello,

Pour compléter mes moyens d'investigations sur les pannes de nos vieux (et moins vieux) bousins je me suis lancé dans la fabrication d'un Esrmeter.
Pour faire court c'est un appareil qui permet de mesurer la résistance série d'un condensateur, ce paramètre est un bon marqueur de la qualité d'un condensateur chimique.
Vous n'avez certainement pas pu passer à travers les multiples discours sur l'obsolescence programmée.... et bla bla bla... :bullwhip:
Un fait avéré est que beaucoup de pannes sont causées par des condensateurs qui vieillissent à vitesse grand V dans toutes nos machines.
Grosso modo, dans les vieilles machines les condensateurs chimiques sèchent petit à petit (ils contiennent un liquide) et perdent leur capacité et/ou se mettent en court circuit.
Dans les machines plus récentes et plus particulièrement dans les alimentations à découpages les condensateurs vieillissent 10 à 20 fois plus vite que dans nos vieux bousins. Là où un condensateur perdait la majeure partie de ses qualités en 20 ou 30 ans, maintenant c'est en 1 an ou 2, parfois plus parfois moins ::twisted: .
Bon je n'ai pas fait de statistiques mais mon flair légendaire me dit que je ne suis pas loin de la vérité :mrgreen: .

Aller, au boulot... J'ai choisi un schéma que j'ai trouvé sur le site de radioman64, ce schéma permet de tester un condensateur sans avoir besoin de le dessouder, en effet la tension de test alternative - ~200 mV à 50 Khz - est tellement faible que les éventuelles diodes/transistors et circuits intégrés aux alentours ne parasitent pas la mesure.
Ah... en voilà un truc sympatoche :clap:
Évidemment ça n'a pas la prétention de rivaliser avec un appareil professionnel de 2 ou 3000 euros mais pour nos usages c'est largement suffisant.
On peut mesurer/estimer la résistance série d'un condensateur d'environ 20 milliohms à 20 ohms, oui vous avez bien lu, 20 milliohms c'est à dire 0,02 ohms et tout ça pour 5 à 10 euros :8: .

J'ai un peu adapté le schéma d'origine (merci les tests sur une breadboard ::wink: ) qui ne me donnait pas satisfaction, ci dessous le schéma modifié.
ESRMETER.png
Si la galvanomètre n'arrive pas en fin de course il suffit d'augmenter le gain et de passer la résistance R8 à 47k.
Pour mesurer des résistances encore plus basse on peut mettre une 1 ohm à la place de R6.

La consommation avec une pile de 9V est d'environ 5 mA à vide et 7 mA pendant les tests.
Le seul truc qui peut faire peur c'est qu'il faut fabriquer un petit transfo, en fait c'est super simple.
J'ai récupéré plusieurs transfos dans des lampes basses consommations, il y en a plein les bacs de récupération dans les magasins ::wink: .
Il suffit d'enlever le ruban adhésif qui protège l'enroulement, de débobiner environ 20 tours de fils, couper ce fils et le mettre de coté, l'enroulement restant sur le transfo devient le primaire, rembobiner dans le même sens qu'à l'origine les 20 tours de manière à former l'enroulement secondaire.
J'ai fait 2 transfos très différents en environ 1h et n'ai pas constaté de différence dans le fonctionnement.
bobinage.JPG
Transfo en cours de fabrication...

transfo.JPG
L'idéal est un transfo à 4 pattes, 2 pour le primaire et 2 pour le secondaire.

ESR1.jpg
C'est le bazar mais ça marche !!


Et hop, une vieille plaquette à trous des composants de récup, un vieux multimètre et c'est parti mon kiki ::lol: !
Esr-meter 1.JPG


L’étalonnage est très simple à faire.
Court-circuiter les sondes de mesures et ajuster la résistance ajustable R11 pour que l'aiguille du multimètre dévie à fond.
Il suffit de connecter différentes résistances au carbone de faible valeur puis de reporter la valeur sur le galvanomètre.
Il suffit d'acheter une dizaine de résistances de 1ohm et de les souder en série pour pouvoir réaliser l'échelle de 1 à 10 ohms.
Pour les valeurs inférieures à 1 ohm faire de même soit en achetant une dizaine de résistances de 0,1 ohms ou en mettant plusieurs résistances connues en //, par exemple 2 résistances de 1 ohm en // = 0,5 ohm, 10 résistances de 1 ohm en // = 0,1 ohm
Attention il faut acheter des résistances au carbone , des 1/4 ou des 1/8 de watt sont suffisantes, et éviter les résistances bobinées pour réduire des fausses mesures induites par l'effet inductif du bobinage.
Dans cette esprit il est impossible de mesurer la résistance d'un bobinage de 5 ou 6 spires bobiné sur un simple tore ferrite car l'impédance de celui ci dépasse les 20 ohms sous 50 Khz.

Ci dessous les valeurs que devrait avoir un condensateur en fonction de sa capacité.
esr_table.png
esr_table.png (66.91 Kio) Vu 3128 fois

Cette table comporte quelques incohérence mais dans l'ensemble c'est ça. Plus basse est la résistance, meilleur est le condensateur.
Je dirais que pour les fortes capacités > à 1000 µF la valeur normal se situe plus vers 0,05 ohms.
Au delà de 5 à 10 fois les valeurs de la table on peut considérer le condensateur comme fatigué et à changer.
Le mieux est de tester plein de condensateurs pour se rendre compte des différentes valeurs que l'on peut rencontrer.

Dernier truc, des multimètres à aiguilles qui vont bien on en trouve à 5 ou 10 euros en Chine, on peut aussi utiliser un numérique mais c'est beaucoup moins pratique.
Attention lors de la mesure d'un condensateur haute tension (filtrage du primaire d'une alimentation à découpage) , il est préférable de le décharger avant, en effet le montage est protégé jusque environ 50V (valeur du condensateur C3 mais on peut très bien mettre un 100 V par exemple) .
Dans ma bidouille, les sondes sont en 4/10 (fils jaunes), il est préférable d'avoir 2 fils du plus gros diamètre possible (~1mm²) pour minimiser les pertes et pouvoir ainsi mesurer plus facilement des valeurs très faibles, d'ailleurs j'attends une paire de sonde à 1.65 euros venant de Chine ::wink: .
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Re: [Tuto] - Fabrication d'un ESR METER

Message non lupar Krapoutchik » 04 févr. 2016, 23:26

Le fonctionnement est relativement simple :
R1, R2, R3, R4, C1 et la première partie de U1 forment un oscillateur d'environ 50Khz et d'une amplitude d'environ 4V. En diminuant C1 on augmente la fréquence
Le signal est transmis par l'intermédiaire de C2 jusqu'au transformateur qui va abaisser la tension d'un facteur de 20.
Le secondaire du transfo va donc générer un signal de 200 mV, R5 sert de charge pour stabiliser et éviter une trop grande fluctuation du signal.
On arrive au truc intéressant :D.
Le condensateur en test et la résistance R6 forment un diviseur de tension dont on recueille une partie de la tension alternative aux bornes de R6. Le signal est transmis par l'intermédiaire de C3 qui sert aussi à couper toute composante continue en provenance du condensateur en test qui peut être chargé.
Le signal est amplifiée par la 2eme partie de U1 dont le gain est réglé par R8/R7 (22/1 = gain de 22). En augmentant R8 on augmente le gain et donc la tension de sortie
L'ensemble R10, R9 et C5 permettent de fixer le point de fonctionnement de la sortie 7 de U1 à la moitié de la tension d'alimentation (4,5v).
Le signal amplifié est transmis par C6 qui supprime la composante continue et ne transmet que la partie alternative, le signal est redressé par D1, D2 et filtré par C7. L'ajustable R11 sert à régler la tension appliquée au galvanomètre.
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Re: [Tuto] - Fabrication d'un ESR METER

Message non lupar Krapoutchik » 07 févr. 2016, 19:17

Plutôt que pourrir mon voltmètre et inscrire directement sur le cadran l'étalonnage des valeurs ,j'ai pris une photo et l'ai modifié ::wink: .
Petit truc intéressant, l'échelle est quasiment linéraire jusque 0,5 ohms et commence petit à petit à se tasser quand la résistance augmente.
multimetreetalonné.JPG
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