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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Sonda universal alimentada por ionistr. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Tecnologia de medição Células ou baterias galvânicas, normalmente utilizadas para alimentação autônoma de instrumentos de medição, têm uma alternativa na forma de um ionistor - um capacitor de altíssima capacidade e pequenas dimensões. O autor aproveitou isso habilmente em um novo design de sonda. Quando a sonda não é usada com frequência, as baterias expiram antes que o dispositivo seja necessário novamente. Esta situação não ocorrerá se capacitores com dupla camada elétrica - ionistores - forem utilizados para alimentação [1,2]. Um ou dois minutos são suficientes para carregar esse capacitor e a sonda está pronta para uso. E pode funcionar por muito tempo. Uma sonda com esse dispositivo de armazenamento de energia permite testar circuitos elétricos, verificar diodos e outros dispositivos com junções pn. O gerador de pulsos integrado permite testar circuitos LF e HF e componentes de vários equipamentos eletrônicos. O circuito da sonda é mostrado na Fig. 1. Sua base é um gerador de sinal de pulso nos transistores VT2, VT3, conectado a um emissor acústico ou resistor de corte R2. O transistor de efeito de campo VT1 opera no dispositivo de carga do ionistor C4 e VT4 controla a operação do gerador.
A sonda funciona da seguinte maneira. Os modos principais são definidos usando a chave SA1. No modo “continuidade” (verificação da resistência do circuito), quando a chave SA2 está na posição 4 (“Sonda”), o circuito controlado é conectado à fonte do transistor VT1 e ao fio comum através dos pinos X2 e X4. Se a resistência deste circuito for superior a 1 kOhm, a corrente através do transistor de efeito de campo é menor que o nível limite e, portanto, o transistor VT3 permanece fechado e o gerador não funciona. Quando a resistência é inferior a este valor, o VT3 abre e o sinal sonoro do gerador indica que a resistência do circuito é inferior a 1 kOhm. No modo de verificação de junções pn definido pela chave SA1, o pino X1 é conectado através do resistor R10 à base do transistor VT6. Se a junção pn estiver funcionando corretamente, então se estiver conectada com o ânodo a X1 e o cátodo a X2, a corrente contínua flui através dela; os transistores VT4-VT6 estão abertos e o gerador está funcionando. Quando a junção é ligada na polaridade reversa, uma corrente reversa muito pequena flui através dela, o VT6 é fechado e não há sinal sonoro. O gerador produz pulsos constantemente quando a chave SA2 está na posição “Gerar”. Seu sinal do motor do resistor R2 através do capacitor C3 é fornecido a X1 sem limitação de espectro (no modo “Silker”) ou através do capacitor C2 (no modo “HF”). O gerador produz pulsos curtos com duração de cerca de 30 μs e período de repetição de 1...1,5 ms, que possuem uma ampla faixa de frequências, o que permite sua utilização para testes de cascatas LF e HF. A amplitude do sinal pode ser ajustada usando o resistor de corte R2. O modo de carregamento do ionistor C4 é fornecido pelos elementos VD1, VD2, HL1, VT1. Após colocar a chave SA1 na posição “Carregamento” e SA2 na posição “Sonda”, uma tensão constante (mais em X1) ou alternada de 2...1 V é fornecida aos pinos X5, X20. O diodo VD2 serve para proteção contra conexão incorreta da fonte de tensão contínua, bem como retificação da variável. O VT1 atua como estabilizador de corrente e o HL1 atua como indicador de carga. Como acontece o carregamento? Depois de aplicar tensão aos pinos X1, X2, uma corrente de cerca de 10 mA, estabilizada pelo transistor VT1, flui através do diodo VD1 e do ionistor. À medida que carrega, a tensão aumenta e, quando atinge aproximadamente 1,5 V, parte da corrente começará a fluir através do resistor R1 e do LED HL1. Ao selecionar o resistor R1 no circuito R1HL1, a tensão é ajustada para cerca de 3,2 V, de modo que o ionistor é carregado com uma tensão de 2,5 V. A duração deste processo é de apenas 1...2 minutos. Não há chave liga / desliga especial, pois quando SA2 é colocado na posição “Sonda” e X1 e X2 estão abertos, apenas as correntes reversas dos transistores e a corrente de autodescarga de C4 fluem. Sobre o design da sonda. A maioria das peças é colocada em ambos os lados de uma placa de circuito impresso feita de fibra de vidro de dupla face; seu esboço é mostrado na Fig. 2.
Os capacitores C2 e C3 são instalados nos pinos SA1. Os interruptores, LED e emissor acústico são montados nas paredes do corpo da sonda, que pode ser um cilindro de alumínio feito de caneta hidrográfica ou marcador com diâmetro externo de cerca de 22 mm (Fig. 3). A placa de circuito impresso é inserida nela com pouco esforço.
As seguintes peças podem ser utilizadas na sonda: transistor VT1 - KP302A, KP303E ou KP307A com corrente de dreno inicial de 10...15 mA, VT4 - KP303A, KP303B com corrente de dreno inicial de cerca de 1 mA. Transistores VT2, VT5 - séries KT315, KT3102, VT3, VT6 - KT361, KT3107 com qualquer índice de letras e h21E de pelo menos 50. Diodos VD1, VD2 - KD103A, KD104A, LED podem ser qualquer uma das séries AL307, AL341. Resistores trimmer - SP3-19a, resistores constantes - MLT, S2-33, R1-12. Ionistor C4 - K58-9a ou K58-3; capacitor C1 - com baixa corrente de fuga K52, K53; C2, C3 - KM, K10-17. O switch SA1 é um switch deslizante com cinco posições, por exemplo, de adaptadores de rede, SA2 é qualquer switch de pequeno porte com duas posições e duas direções. O emissor BA1 é uma cápsula de fones de ouvido de pequeno porte com resistência de pelo menos 100 Ohms. É permitido substituir o emissor dinâmico por um piezoelétrico, por exemplo, ZP-1, ZP-3 e similares, enquanto a rentabilidade da sonda aumentará, mas as dimensões terão que ser aumentadas. Neste caso, um resistor com resistência de 1...3 kOhm é instalado paralelamente ao emissor BA5. Na versão original da sonda, a carga completa do ionistor era suficiente para 25 minutos de operação contínua do gerador, portanto no modo “diagnóstico” ou verificação das junções pn, quando o gerador é ligado por um curto período de tempo, seu a carga é suficiente para um dia útil. No modo gerador, a eficiência pode ser aumentada se um botão de retorno automático for usado como SA2. Neste caso, é pressionado brevemente após conectar X1 ao circuito em teste. A configuração do dispositivo se resume a ajustar o limite de resposta do gerador com o resistor R5 para que em uma tensão de alimentação de 1,5 ... 2,5 V ele funcione de forma estável quando uma resistência inferior a um quilo-ohm estiver conectada a X1 e X2, e com uma geração de resistência maior não ocorre. A frequência de oscilação do gerador pode ser alterada selecionando o capacitor C5. No modo de teste de diodo, pode ser necessário selecionar o resistor R9 para obter uma operação estável da ponta de prova em baixa tensão (cerca de 1,5 V). Para garantir que ao carregar o ionistor a tensão nele não ultrapasse 2,5 V, a resistência do resistor R1 é selecionada, substituindo-o temporariamente por uma resistência de sintonia de 150 Ohms. Depois de definir R1 para a posição de resistência mínima, conecte X1, X2 a uma fonte de alimentação com tensão de 8...10 V. Dois a três minutos após aplicar a corrente de carga, controle a tensão no ionistor e gradualmente, ao longo de vários minutos , aumente a resistência do resistor até que a tensão no ionistor atinja 2,5 V. Depois disso, o resistor de corte é substituído por um constante de mesma resistência. Para não fazer tal seleção, o resistor R1 pode ser substituído por dois diodos de silício de baixa potência conectados em série, por exemplo KD103A. Com uma tensão de alimentação de 1,5 V ou menos, a frequência do gerador diminui sensivelmente, o que indica a necessidade de recarregar o ionistor. Se não houver ionistor, ele será substituído por uma célula galvânica, por exemplo, uma célula de lítio com tensão de 3 V, sendo excluídas todas as peças que garantiam o carregamento do ionistor. Se for substituído por baterias de pequeno porte, por exemplo D-0,03 (2 unid.), o circuito não é alterado, mas neste caso será necessário selecionar um transistor VT1 com corrente inicial de 3...5 mA e carregue as baterias durante 12...15 h. Se você deseja que o sinal sonoro soe constantemente no modo gerador, a chave SA2.1 é eliminada, o coletor do transistor VT2 é conectado aos terminais inferiores (de acordo com o diagrama) R2 e BA1, e a resistência R2 é aumentada para 1 kOhm. Literatura
Autor: I. Nechaev, Kursk
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