Fabrication d'un ESR Meter

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Totor le Butor
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Fabrication d'un ESR Meter

Message par Totor le Butor »

Hello,

Je me suis lancé dans la fabrication d'un ERS meter qui permet de tester les condos sans les dessouder, j'ai trouvé le schéma ci-dessous que l'on peut retrouver un peu partout sous plusieurs variantes.
esr-tester4.jpg
esr-tester4.jpg (20.26 Kio) Consulté 9271 fois
Je me pose plusieurs questions.
A l'origine l'oscillateur pédale à 100Khz mais à cette fréquence j'ai des comportements curieux, en testant des condos entre 0,4 et 2µf j'ai des phénomènes de résonance et la tension sur le µampéremetre augmente :? .

J'ai résolu le souci en réduisant la fréquence à environ 70 Khz , R4= 3K et C1 = 4,7 nF, j'ai dû augmenter le gain de l'ampli U1B en remplacant R8 par une 100K.
Jusque là tout va bien :mrgreen: mais je ne comprends pas la résistance R6 de 10 ohms, je l'ai remplacé par une 0,6 ohm (c'est ce que j'avais de plus petit au carbone) et là j'arrive à mesurer des des ESR à 0,03 ohm autrement avec la résistance d'origine (10 ohms) j'ai du mal voir un ESR inférieur à 2 ohms.
Dans tous les autres schémas sur le net cette résistance est de 10 ohms et ça à l'air de contenter tout le monde, j'ai vu un schéma identique avec une 2,2 ohm mais même avec cette valeur on ne voit pas grand chose en dessous de 1 ohm.

Avez vous une idée ?

Pour info j'ai bobiné 2 transfos avec des résultats identiques et l'AOP est une TL082 alimenté en 5 V.
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Re: Fabrication d'un ESR Meter

Message par humeur »

Moi j'ai choisi ce schéma la, mais pas encore passé a la réalisation, cela évite ce transfo.

Jean Louis


http://kripton2035.free.fr/Resources/ESR02_Schema02.png
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fneck
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Re: Fabrication d'un ESR Meter

Message par fneck »

Le sujet est intéressant car nous sommes souvent confronté au problème des condensateurs vieillissants. Si on arrivait à mettre au point un schéma fonctionnel, fiable et suffisamment simple on pourrait peut-être envisager une fabrication industrielle de PCB pour cet appareil.

Un bon programme pour cette nouvelle année :)
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Totor le Butor
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Re: Fabrication d'un ESR Meter

Message par Totor le Butor »

J'ai choisi ce schéma car on peut mesurer l'ESR d'un condo en direct live sur un circuit sans le dessouder et en plus c'est super rapide et facile à construire, quelques résistances et condensateurs classiques et un seul ampli op TL082.
Un peu plus d'explications sur le montage sur le site de Radioman64

Il n'y a aucune difficulté pour la construction à part peut être le transfo à bobiner et encore... car j'ai pris une self que l'on trouve dans les lampes à basse consommation, j'ai débobiné 20 tours de fils puis ai fait l'opération inverse en connectant le nouvel enroulement sur les plots restant libres. J'ai fait l'opération sur 2 selfs très différentes en taille et en diamètre de fil émaillé et ai obtenu les mêmes résultats.

Pour le proto câblé en volant sur une breadboard, ça a l'air de fonctionner correctement avec mes modifications, j'arrive à voir un ESR d'environ 0,03 ohm :shock: mais il faut encore que je m'achète des résistances au carbone de très faible valeurs pour pouvoir étalonner correctement le bidule (j'ai pas mal de résistances vitrifiées mais comme elles sont bobinées je me méfie de l'effet self ).
Pour le galvanomètre, j'utilise un bon vieux Métrix à aiguille sur le calibre le plus bas qui permet de voir plus précisément ce qui se passe car il a un petit miroir anti parallaxe.
Avec un ESR d'environ 0,03 ohm la déviation de l'aiguille est d'à peine 1 ou 2/10 de millimètre.
Avec 0,1 ohm la déviation est clairement visible et atteint environ 1 mm.

Le seul inconvénient de ce montage est la présence d'un galvanomètre à aiguille mais on en trouve dans les bricomachins pour moins de 10 euros.

Prochaine étape, construire sur une plaquette à trous et souder tous les éléments.
C'est le bazar mais ça marche !
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Re: Fabrication d'un ESR Meter

Message par humeur »

C'est sur ce site que j' ai choisi le type de montage que je vais utiliser

http://kripton2035.free.fr/esr-repository.html.

Jean Louis
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Re: Fabrication d'un ESR Meter

Message par Totor le Butor »

Oui, je l'ai vu aussi, c'est un site incontournable 8) .
j'y ai glané de bonnes idées et je crois que je vais aussi faire une version entièrement à transistor, il faut bien que j’écluse le kilo de transistors que Marco m'a généreusement donné l'an dernier, si ça fonctionne bien j'aurais de quoi fournir gratos les transistors à pas mal de personnes :mrgreen:
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Re: Fabrication d'un ESR Meter

Message par fneck »

Totor le Butor a écrit :J'ai choisi ce schéma car on peut mesurer l'ESR d'un condo en direct live sur un circuit sans le dessouder
C'est un point essentiel de ce type de testeur car s'il faut dessouder le composant pour le vérifier, autant le changer directement.
Quoique j'ai toujours un petit doute sur la possibilité réelle de mesurer sur circuit.
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Marcopolo

Re: Fabrication d'un ESR Meter

Message par Marcopolo »

Bah, tu mesures juste l'ESR de tout ce qui est connecté en parallèle :(

Et avec le principe utilisé, tu es obligé de faire la mesure à une fréquence très élevée qui n'est pas forcément celle d'utilisation.
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Totor le Butor
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Re: Fabrication d'un ESR Meter

Message par Totor le Butor »

Le principe de la mesure est de faire circuler à travers le condensateur en test une tension d'environ 200 mV à haute fréquence. Cette tension est insuffisante pour déclencher les jonctions des semi conducteurs aux alentours et encore elle n'est atteignable que si le condo est coupé et dans ce cas on le verra sur le galvanomètre.

A priori et de ce que j'ai compris du schéma :oops: on a un diviseur de tension formé par R6 et le condensateur.
En court-circuitant les sondes de test on se retrouve avec une tension maximum sur R6, tension qui est amplifiée par le 1/2 ampli op U1B puis redressée par les 2 diodes D1 et D2, le galvanomètre affiche alors une tension continue maximum, on règle la butée max du galva avec l'ajustable R11.
Si on insère un condo, sa résistance (impédance) interne va faire chuter la tension aux bornes de R6 et le galva va montrer la baisse de tension.
Ca c'est la théorie mais je ne m'explique toujours pas pourquoi je dois remplacer R6 de 10 ohms par une 0,6 ohm pour voir les ESR les plus bas.

J'ai effectué quelques tests sur différents circuits et on arrive facilement à évaluer l'état des condos que l'on teste.
Par contre la limite arrive à partir du moment où on teste un circuit comportant plusieurs condos connectés en parallèle très près les uns des autres, carte mère de pc par exemple.
L'autre limite est un condo en court circuit que l'on peut confondre un faible ESR.

En définitive, avec ma maquette j'arrive à des résultats très intéressants avec une grande facilité d'utilisation mais il est certain qu'il faut quand même interpréter ce que l'on voit.

Détail amusant, j'ai une cinquantaine de vieux condos bleus SIC-SAFCO "neufs" des années 70 et tous avait un ESR compris entre 1 et 0,5 ohm pour des capacités de 50 à 470 µF :shock: , j'en ai trouvé quand même 2 dont l'ESR se baladait autour de 20 ohms.
Je n'aurai pas parié une cacahuète sur leur bon état, d'ailleurs je n'ai jamais osé les utiliser :lol: .
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Re: Fabrication d'un ESR Meter

Message par 6502man »

Félicitations pour cette réalisation :D
Phil.

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Re: Fabrication d'un ESR Meter

Message par Totor le Butor »

Ce fut long et j'ai terminé mes tests :D .

J'ai testé plusieurs types d'ampli op (TL 072, LM358, LM4558,LF412, NE5532) avec plusieurs niveaux de tensions, fréquence et valeurs des différentes résistances.

A l'origine le montage est alimenté en 5 ou 6 V , j'ai finalement choisi 9V comme ça une simple pile de 9v suffit et pas besoin de monter un régulateur de tension 8) .

Par rapport au schéma un peu plus haut voici les valeurs à modifier :

C1 = 4,7 nF
R4 = 3 Kohms
R6 = 2,2 Ohms
R8 = 22 Kohms
U1 = TL 072
Le transfo est vraiment très simple à faire et ne coute rien, récupérez le dans une lampe à basse consommation HS.

Avec ces valeurs la fréquence est d'environ 49 Khz et la tension de test 250 mV. Sous 9V le montage consomme 5 mA à vide et 7 mA pendant la mesure.
L'échelle de mesure va d'environ 10 à 20 milli-ohms :shock: jusque 20 ohms.

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.
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Re: Fabrication d'un ESR Meter

Message par humeur »

N'ait il pas gênant que l'oscillateur ne soit que sue 49 khz au lieu de 100 Khz ?

Jean Louis
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Re: Fabrication d'un ESR Meter

Message par Totor le Butor »

A 100khz j'ai remarqué des comportements curieux avec certaines résistances et des condos, en particulier quelques MKT entre 0,47 et 6,8 µF.
Avec certain de ces composants, l'aiguille du galvanomètre va au delà de la plage maximum ce qui est normalement impossible. En effet au lieu d'une atténuation on a une augmentation de la tension :?: .
Au scope, ça donne des minuscules petits pics parasites qui se rajoutent à la tension. Plutôt que faire un filtre passe bande qui aurait compliqué le montage j'ai trouvé assez vite que ce phénomène disparaissait en baissant la fréquence.

A priori et de ce que j'en ai lu sur le web faire une mesure d'ESR à 50 ou 100 Khz ne change pas grand chose au résultat final.

Une fois que j'aurai tout mis au propre j'essayerai de repasser à 100 Khz pour voir si ce phénomène se reproduit parce que là, sur la breadboard, avec des bouts de machins volants dans tous les coins ce n'est pas la maquette idéale pour un "appareil de mesure" :wink: .
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Re: Fabrication d'un ESR Meter

Message par Totor le Butor »

Multimètre étalonné 8) .
J'ai renforcé les 2 sondes de mesures et utilise des câbles de mesures de laboratoire et 2 pointes de touche en aiguille pour minimiser les pertes car on a vite fait de perdre 0,05 ohms dans les contacts, pour faire le zéro je pique les 2 sondes dans une soudure.
Détail amusant, je n'arrivais pas à faire le 0, j'avais des fluctuations de 0,02 à 0,05 environ, en fait cela venait d'un des câbles qui devait être à moitié cisaillé dans sa gaine.
800600multimetreetalonné.JPG
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Re: Fabrication d'un ESR Meter

Message par Belti »

Bonjour à tous

Je me permets de relancer le sujet car le test des capas électrolytiques est un veste sujet.

Je dépanne actuellement une vieille carte mère Abit KT7A et j'ai un gros doute sur les capas.

Lorsque les chimiques sont bombés, ou ont coulés ils n'y a aucun doute, ils sont HS et il faut les changer.

A ce propos, ne pas confondre de l'électrolytique qui à coulé et d'éventuelles traces de colles ou silicone afin d'éviter l'arrachage du composants lors de vibrations sur le PCB.

Là ou ca se complique, et cela m'est déjà arrivé, c'est le condensateur HS qui ne présente aucune trace de défaut.

J'ai eu le cas sur un vieil oscillo, ou 2 condos étaient carrément en CC, et n'étaient pas bombés et aucune trace de coulures.

J'ai les ai soupçonnés car ils étaient très chaud.

J'ai construit et essayé plusieurs testeur ESR, le modèle avec le petit transfo, ou l'autre avec AOP. mais aucun ne me convient vraiment car on ne distingue pas le condo en CC (le modèle à AOP comporte bien une LED CC, mais qui n'est pas super fiable)

Il faut absolument différencier le condo avec un ESR faible donc bon , et celui en CC qui aura également un faible ESR mais à jeter.
Et le top sera le test en circuit qui cela me laisse perplexe.
Je pense , et même si certains modèle neufs, disent que leur produit est "in circuit", que le test "in circuit" est aléatoire et dépend de ce qui y a à coté du condensateur sur le PCB.

Il ya le Peak Atlas ECR70 qui me fait de l'œil. Il est donné pour le test In circuit, mais j'ai bien peur de retomber sur le même type de ceux que j'ai déjà monté.

Pour en revenir à ma carte mère, le test in circuit me dit que toutes mes capas sont bonnes, mais je n'ai pas confiance.

Reste la solution de toutes les dessouder et les tester. Mais cela fait pas mal de travail, sans compter le re soudage qui est assez compliqué car les condos sont pris entre 2 couches de PCB.

Voila mon retour sur ce sujet...
Si quelqu'un possède le peak et veut nous faire un retour d'expérience ... je suis preneur.
Egalement si vous avez d'autres astuces ...
merci
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