|
Met de M8 kunt u vrijwel alle onderdelen testen: weerstanden, potentiometers, condensatoren, spoelen, dioden, LED's, thyristoren, triac's, transistoren, FET's en MOSFET's. Daarnaast kunt u er ook frequenties mee genereren en meten. |
Kennismaking met het bouwpakketje
Goede onderdelen, ontbrekende bouwbeschrijving
Chinese leveranciers staan niet bepaald bekend vanwege hun uitstekende productbeschrijvingen. De samensteller van dit bouwpakketje maakt er helemaal een potje van. Uitstekende onderdelen, printje van geweldige kwaliteit maar een bouwbeschrijving? Ho maar, daar doen wij niet aan! Weliswaar kunt u via internet een 'Installation Instruction' downloaden, maar een goede stap-na-stap bouwbeschrijving zult u tevergeefs zoeken.
 |
| Uit deze onderdelen moet u de M8 componententester samenstellen. (© 2018 Jos Verstraten) |
In onderstaande figuur ziet u hoe de M8 (ook M12864 genoemd door diverse postorderbedrijven) er uit komt te zien. Het apparaatje zit op een printje van 65 mm bij 75 mm en wordt gevoed uit een niet meegeleverde 9 V batterij. Een LCD-display van 128 x 64 pixels domineert het geheel. De elektronica zit grotendeels onder dat display verborgen, waaronder de ATMEGA328 microcontroller die het geheel bestuurt. Deze microcontroller is dank zij de Arduino zeer bekend geworden.
Onder het display zit links een draai-encoder, het enige bedieningsorgaan waarmee u menu-selecties kunt maken en rechts een 14-pens ZIF IC-voetje, dat u moet gebruiken om de te testen componenten aan te sluiten. ZIF staat voor 'Zero Insertion Force', dank zij het hefboompje kunt u de aansluitdraden van de te testen componenten zonder kracht uit te oefenen in het voetje aanbrengen. Nadien sluit u de contacten door het hefboompje naar beneden te drukken. De 14 pennetjes vormen de drie ingangspoorten TP1, TP2 en TP3 die u bij iedere meting ook op het display zult zien. Let er op dat voor TP2 maar twee gaatjes in het voetje ter beschikking staan! Rechtsboven op het printje zitten twee gaatjes waarop u het signaal waarvan u de frequentie wilt meten moet aansluiten. Rechtsonder zitten drie vertinde vakjes waarop u SMD-componenten kunt drukken. Daarnaast zitten nog eens drie gaatjes die verbonden zijn met de drie poorten. Als u de M8 gebruikt voor het genereren van rechthoekvormige signalen staan deze ter beschikking tussen de poorten TP2 en TP3, een specifieke massa-aansluiting is hierbij niet te vinden.
 |
| De onderdelen van de componententester. (© 2018 Jos Verstraten) |
Een heleboel, namelijk:
- Weerstanden.
- Potentiometers.
- Condensatoren.
- Elco's.
- Zelfinducties.
- Dioden.
- LED's.
- Bipolaire transistoren, NPN en PNP.
- Darlingtons, NPN en PNP.
- FET's, N- en P-kanaal.
- IGBT's, N- en P-kanaal.
- MOSFET's, N- en P-kanaal.
- Thyristoren (met beperkingen).
- Triac's (met beperkingen).
- Frequenties.
Bij al deze metingen verschijnen niet alleen de waarde van de relevante parameters op het display, maar ook het symbool van het component en de aansluitgegevens.
Wat kan de M8 leveren?
In de menu-selectie 'f-Generator' levert het apparaatje rechthoekvormige uitgangssignalen met een amplitude van 5,0 V en met frequenties tussen 1 Hz en 2 MHz, hoewel met bandbreedte-beperkingen.
In de optie '10-bit PWM' levert de generator een puls met een amplitude van 5,0 V en een frequentie van 7,812 kHz, waarvan de duty-cycle instelbaar is tussen 1 % en 99 %.
Het schema van de componententester
In onderstaande figuur is het volledig schema van het apparaatje voorgesteld.
 |
| Het volledig schema van de componententester. (© Hiland) |
- Type display: LCD-scherm 12864
- Afmetingen van het display: 50 mm x 35 mm
- Voedingsspanning: 5 Vdc tot 12 Vdc
- Stroomverbruik in stand-by: kleiner dan 20 nA
- Stroomverbruik in werking: 24 mA typisch bij 9 Vdc voeding
- Weerstandsmeting: 50 MΩ max.
- Capaciteitsmeting: 25 pF tot 100 mF
- Inductiemeting: 0,01 mH tot 20 H
- Resolutie van de componenten-metingen: vier cijfers
- Frequentiemeting: 1 Hz tot 25 kHz bij 5,0 V max.
- Afmetingen printplaat: 75 mm x 65 mm
De bouw van de schakeling
Het printje bestukken
Alle geleverde onderdelen zijn 'ouderwetse' onderdelen met aansluitdraadjes, dus geen SMD. Het vol solderen van het printje is een klusje dat in een half uurtje is geklaard. Monteer en soldeer de onderdelen in de deze volgorde:
- De 22 weerstanden.
- De twee ceramische condensatoren van 22 pF (codering 22).
- De condensator van 10 nF (codering 103).
- De vijf condensatoren van 100 nF (codering 104).
- Het kristal van 8 MHz.
- Het IC-voetje voor de microcontroller, dit onderdeel nog niet in het voetje monteren.
- De achtpolige connector voor het display.
- De LED, de lange aansluitdraad is de anode (+).
- De twee NPN transistoren (codering 9014).
- De ene PNP transistor (codering 9012).
- De 5 V stabilisator (codering 7550).
- De 2,5 V referentiediode (codering TL431).
- De twee elco's van 10 µF, let op de plus en de min.
- De gele referentiecondensator C1 (codering 1nJ).
- Het ZIF-voetje met de hefboom naar de rand van de print.
- De draai-encoder.
Op dit moment moet u onderstaande tussenstand kunnen bewonderen.
 |
De bestukte print vóór de montage van de microcontroller en het display. (© 2018 Jos Verstraten) |
De 9 Vdc voedingsspanning van de batterij moet voor de microcontroller en het display gereduceerd worden tot 5 Vdc. Die stabilisator hebt u reeds op de print gesoldeerd, maar nu moet u even controleren of deze voedingsreductie ook werkt. Soldeer de batterijclip op de print met de rode draad in de plus en monteer de batterij in de clip. Zet nu een universeelmeter tussen de pennetjes 7 en 22 van het IC-voetje. Sluit de drukschakelaar in de draai-encoder door op de as van dit onderdeel te drukken. U moet nu een spanning van 5,0 V meten.
Montage van de microcontroller en het display
Haal de batterij uit de clip en monteer de microcontroller voorzichtig in het IC-voetje. Let er goed op dat er geen van de pennetje naar binnen ombuigt.
Boven de LED en de ZIF-voet ziet u twee 3 mm gaatjes. Monteer hier de twee metalen afstandsbusjes door deze met de meegeleverde boutjes op de print te bevestigen. Deze afstandsbusjes dienen als steun voor het display. Soldeer vervolgens de achtpolige header in de gaatjes 5 tot en met 12 van het display, zie onderstaande figuur. Monteer nu het display met deze header in de printconnector en borg het display met de twee overgebleven boutjes de u in de afstandsbusjes schroeft.
Sluit de 9 V batterij weer aan op de schakeling.
 |
| De positie van de achtpolige header op de display-print. (© Hiland) |
Inbouwen in een behuizing
Voor ongeveer € 6,00 extra kunt u de 'Original Hiland Supporting Shell' kopen. Dat is een kunststof behuizing waarin u de print van de Hiland M8 kunt monteren. Weliswaar moet u dan eerst de 14-pens ZIF-voet weer van de print verwijderen, wat uiteraard niet erg gemakkelijk gaat. De functie van deze IC-voet wordt overgenomen door een vijfpolige connector die u op de frontplaat moet monteren en die u met het printje moet verbinden. Onder deze connector worden nog eens twee 4 mm contactbussen gemonteerd, die met de testaansluitingen 1 en 3 worden verbonden. In de achterkant van de behuizing is een batterijvakje aanwezig. U kunt dus het printje van de M8 op een heel goedkope manier ombouwen tot een handig in de hand te houden componententester.
 |
| De onderdelen van de behuizing die u extra kunt aanschaffen. Rechts ziet u het eindresultaat van de inbouw van de print in de behuizing. (© 2018 Jos Verstraten) |
De kalibratie van de componententester
De tester heeft een vrij uitgebreide zelftest- en kalibratieprocedure. Monteer twee draadbruggetjes tussen TP1 en TP2 en tussen TP2 en TP3. Druk nu kort op de as van de encoder. De microcontroller meet de spanning van de batterij en de 5,0 V spanning en zet vervolgens de tekst 'Selftest mode' op het scherm. Er volgen nu wat schermpjes met gegevens, op een bepaald moment ziet u de tekst 'Isolate probe' verschijnen. Verwijder de twee draadbruggetjes uit het ZIF-voetje. De procedure van de kalibratie gaat verder. Na een tijdje verschijnt het symbool van een condensator in beeld met de tekst '>100 nF' er naast. U moet nu de overgebleven rode condensator met de opdruk 224 (220 nF) tussen TP1 en TP3 aansluiten. Even later verschijnt de tekst 'Test end' op het scherm en kunt u de condensator weer verwijderen.De componententester is nu klaar voor gebruik.
Het werken met de componententester
Opmerkingen
De schakeling is extreem gevoelig voor spanningen op de drie poorten TP1, TP2 en TP3. U moet er zeker van zijn dat condensatoren en dan met name elco's volledig ontladen zijn alvorens u deze onderdelen op de tester aansluit.
Het maakt niet uit op welke van de drie poorten u een component aansluit, de tester is zo slim dat hij zélf kan ontdekken hoe u het onderdeel hebt aangesloten. Uiteraard geldt voor driepootjes dat u de drie poorten moet gebruiken. Passieve componenten kunt u echter willekeurig tussen twee van de drie poorten aansluiten.
Uiterst eenvoudige bediening
Het werken met de componententester is uiterst simpel. Sluit het te testen onderdeel aan tussen twee van de drie TP's (of tussen alle drie, natuurlijk) en druk even op de encoder. De tester toont eerst de spanning van de batterij en de waarde van de 5,0 V voedingsspanning voor de processor en even later verschijnt het resultaat van de meting op het scherm. Druk twee seconden op de encoder en het keuze-menu verschijnt in beeld, zie onderstaande figuur. Verdraai de encoder tot de optie 'Switch off' wordt geselecteerd en druk op de encoder. Het apparaat gaat weer naar stand-by. Als u niet zélf uitschakelt, gaat het apparaat na ongeveer 28 seconden automatisch naar de stand-by modus.
Als u diverse componenten na elkaar wilt testen kunt u het gemeten component verwijderen, het nieuwe aansluiten en kort op de encoder drukken. Het apparaat start dan direct een nieuwe meetcyclus.
 |
| Het keuzemenu dat verschijnt als u de encoder langer dan twee seconden indrukt. (© Hiland) |
Als u langer dan twee seconden op de encoder drukt verschijnt het menu in beeld. Door aan de encoder te draaien kunt u een van de onderstaande functies inschakelen, bevestig uw keuze door een druk op de encoder:
- Switch off:
Het apparaat wordt uitgeschakeld. - Transistor:
Meten van componenten. - Frequency:
Meten van frequenties. - f-Generator:
Genereren van een blokspanning met instelbare frequentie. - 10-bit PWM:
Genereren van een blokspanning met instelbare duty-cycle. - C+ESR@TP1-3:
Een speciale meetstand waarin u met een spanning van slechts 300 mV elco's tussen 2 µF en 50 µF in-circuit kunt testen. Omdat het onderdeel volledig ontladen moet zijn en dat in-circuit maar de vraag is, lijkt dergelijke functie niet erg zinvol. - rotary encoder:
Een optie waarvan de functie onduidelijk is. - Selftest:
De schakeling voert een nieuwe test en calibratie-routine uit. - Contrast:
Instellen van het contrast van het display. - Show data:
Alle in het geheugen opgeslagen data van de laatste calibratie-routine verschijnen op het scherm.
Meten van weerstanden en potentiometers
Na het aansluiten van een weerstand op twee van de drie poorten ziet u een symbool van een weerstand het scherm met de poortnummers waartussen u het onderdeel hebt aangesloten. Bij het testen van een potentiometer verschijnen de twee deelweerstanden tussen de uiteinden en de loper op het scherm, maar niet de totale weerstand.
 |
| Het display als u weerstanden en potentiometers test. (© Hiland) |
Interessant is natuurlijk een test van de nauwkeurigheid van dit nog geen vijftien euro kostend apparaatje. Welnu, deze is uitstekend, zie onderstaande tabel waarin de meetresultaten van zes zeer nauwkeurige weerstanden met een tolerantie van ±0,1 % zijn weergegeven.
 |
| De Hiland M8 meet de zes weerstanden van een zeer nauwkeurige ±0,1 % weerstandenbank. (© 2018 Jos Verstraten) |
 |
| De resultaten van de test van de nauwkeurigheid van weerstand metingen. (© 2018 Jos Verstraten) |
Wat u op het display te zien krijgt hangt af van de waarde van de condensator. Voor condensatoren kleiner dan 90 nF verschijnt alleen de waarde op het scherm. Voor grotere condensatoren berekent de M8 ook de waarde van de ESR, de 'Equivalent Serial Resistance' met een resolutie van 0,01 Ω.
Als u niet weet wat de ESR is adviseren wij u het artikel 'Meten: ESR70, equiv. series resistance meter' op dit blog te lezen.
Voor grotere condensatoren zet de tester ook nog eens de spanningsdaling Vloss op het scherm na het aanleggen van een puls op het onderdeel. Helaas ontbreken gegevens over de tijdsduur waarin die spanningsdaling over de condensator wordt gemeten. Deze spanningsdaling is uiteraard een maat voor de inwendige weerstand van de condensator. Hoe kleiner de daling, hoe beter de kwaliteit van de elco.
 |
| De gegevens die de tester meet als u er een kleine of grote condensator op aansluit. (© Hiland) |
In onderstaande tabel ziet u de resultaten van de meting van acht nauwkeurige MKP filmcondensatoren van Vishay met een tolerantie van ±1,0 %. Om de invloed van parasitaire capaciteiten te vermijden werden deze onderdelen rechtstreeks in de vijfpolige connector op de behuizing gestoken. Ook die meetresultaten zijn uitstekend te noemen voor een dergelijke goedkoop apparaatje.
 |
| De resultaten van de test van de nauwkeurigheid van condensator metingen. (© 2018 Jos Verstraten) |
Bij het meten van spoeltjes zet de componententester niet alleen de waarde van de inductie op het scherm in Henry, maar ook de waarde van de inwendige weerstand van de spoel. De fabrikant waarschuwt u echter in de 'Installation Instruction' dat de nauwkeurigheid van dergelijke metingen niet groot is.
 |
| Het meten van een spoeltje. (© Hiland) |
De tester bepaalt uiteraard op welke poort u de anode en de kathode hebt aangesloten, maar meet bovendien de geleidingsspanning Uf, de sperstroom Ir en de capaciteit C van de diode in sper.
Meten van bipolaire transistoren
Deze onderdelen sluit u uiteraard aan op de drie poorten van de tester. De M8 meet de polariteit van de halfgeleider, dus NPN of PNP en meet de stroomversterking B, de basis/emitter-spanning Uf en de collector lekstroom met open basis (Iceo) en met de basis verbonden met de emitter (Ices).
 |
| De meetgegevens bij het testen van een diode of een bipolaire transistor. (© Hiland) |
Vaak zijn de zware exemplaren, die dienst doen als eindtransistoren in vermogensversterking en -regeling, voorzien van interne beveiligingsdioden. De Hiland M8 is in staat de aanwezigheid van dergelijke dioden te ontdekken en past het symbool van de halfgeleider aan. De tester meet de gate/source-spanning en de bijbehorende drainstroom en de gegevens van de diode, indien aanwezig.
 |
| De meetgegevens bij het testen van FET's en MOSFET's. (© Hiland) |
Deze onderdelen kunt u uitsluitend testen als de houdstroom van het onderdeel kleiner is dan de stroom waarmee de tester werkt. Deze stroom ligt rond 6 mA. De componententester meet de gatespanning van de geleidende thyristor of triac.
 |
| Het testen van een thyristor. (© Hiland) |
Het gebruiken van de M8 als signaalgenerator
Inleiding
Als u op de beschreven manier het menu oproept en u scrolt door de opties door het verdraaien van de encoder merkt u twee opties die iets met de signaalgeneratie te maken hebben:
- f-Generator.
- 10-bit PWM.
Vervelend is dat ook in deze opties de tester automatisch na 28 seconden naar stand-by gaat en u het signaal dan kwijt bent. Dat had men toch in de software kunnen aanpassen?
 |
| Het instellen van de parameters van het uitgangssignaal. (© Hiland) |
Na het selecteren van deze optie krijgt u een menu in beeld, waarin u de keuze hebt uit twintig verschillende frequenties tussen 1,000 Hz en 2,000 MHz. Daar zijn erg vreemde frequenties bij, zoals 153,8462 kHz. De signalen die u tussen TP2 en TP3 kunt aftakken zijn rechthoekig en hebben een duty-cycle van exact 50 %. Zoals uit onderstaande foto blijkt blijft er bij 2 MHz niet erg veel over van de mooie rechthoek. Met een beetje goede wil kunt u de signalen tot 250 kHz mooie blokgolven noemen.
 |
| De signaaluitgang bij 10 kHz en bij 2 MHz. (© 2018 Jos Verstraten) |
PWM staat voor 'Pulse Width Modulation'. Met deze optie kunt u van dezelfde twee poorten een blokgolf aftakken met een vaste frequentie van 7,812 kHz maar met een instelbare duty-cycle. U kunt door het draaien aan de encoder deze parameter instellen tussen 1,0 % en 99 %.
 |
| De PWM-uitgang bij een instelling van de duty-cycle op 5,0 %. (© 2018 Jos Verstraten) |
Ons oordeel van de Hiland M8
Dit apparaatje is een wondertje van techniek en vooral van nauwkeurigheid. Voor nog geen twintig euro krijgt u een handig in de hand te houden componententester die uw weerstanden en condensatoren meet met een nauwkeurigheid die u alleen van veel duurdere apparaten zou verwachten. Als u een componententester zoekt, dan is dit bouwpakketje een absolute aanrader!
Original Hiland DIY M12864 LCR ESR PWM Transistor Tester Kit
