--MORGO ELEKTRONIKA-- Elektronika, Programok, Letöltés, Kapcsolási rajz, E-book,

IC teszter

Egy kis süketelés...

Régi vágyam egy különböző IC-k tesztelésére alkalmas eszköz építése. A miérthez tudni kell, hogy megrögzött újrahasznosító vagyok. Ezért meglehetősen sok bontott alkatrészem van, aminek jó részét képezik az integrált áramkörök. Ezek újbóli használatbavétele előtt meg kell bizonyosodni a működőképességükről. Feltéve, ha nem akarok agyvérzést kapni az állandó hibakereséstől... Elektronikus berendezések javítása közben sem szeretek nyakló nélkül ic-ket cserélgetni.
Bár ezek az IC-k tesztelhetők egy ”dugdosós” breadboardon is, de elég macerás, időrabló dolog.

Sok netes keresgélés közben találtam néhány IC tesztert, de meglepően keveset. Akadt köztük amit megépítettem, de nem váltotta be a hozzá fűzött reményeket. Túlzottan bonyolult, alkatrészigényes, vagy megbízhatatlan volt. Mások nem tudták teljesíteni az általam elvárt funkciókat. Ezért saját elképzelés alapján nekálltam tervezgetni, majd megépíteni egy számomra megfelelő tesztert. Volt nem kevés buktató a folyamat során, de elkészült egy bővíthető, viszonylag egyszerű készülék, ami a hibáival együtt is jól használható. A koncepció az volt, hogy a lehető legtöbb digitális IC, műveleti erősítő, komparátor, optocsatoló működőképessége vizsgálható legyen. Ez 20 érintkezős foglalatot igényelt. Adott volt egy Arduino Mega alaplap ami dobozolva van, kijelzővel, nyomógombokkal, rotary encoderrel és egyéb fixen beépített kiegészítőkkel. Ehhez kell egy ”shield” ami alkalmassá teszi a feladat elvégzésére.

icteszter nyák fotó

A működésről néhány szó...

A feladat nem bonyolult, tápfeszültséget kell kapcsolni a megfelelő kivezetésekre, és logikai szinteket adni a bemeneteknek, majd megvizsgálni a kimenetek állapotát. Az IC kivezetéseinek mechanikai védelme miatt célszerű karos foglalatban végezni a vizsgálatot. Ez nagy helyet elfoglal a kötött méretű shielden, ezért a szükséges további alkatrészek kizárólag felületszerelt formában jöhetnek szóba. A ZIF foglalat helyigényét ellensúlyozza, hogy néhányszáz forintos SMD adapterek is befoghatók, így bővítve a tesztelhető IC-k számát.A műveleti erősítők, optocsatolók, stb. nagyon sokféle lábkiosztással léteznek, ezért kéne egy zsák ”öcsipanel”, ezt minenképpen kerülni szerettem volna. Ez indokolja az első pillantásra soknak tűnő kiegészítő alkatrészt. Szintén ragaszkodtam ahoz az elképzelésemhez, hogy kapcsolók, tekerentyűk, és egyéb kézi műveletek ne legyenek. Ezek hibalehetőséget hordoznak magukban. Tehát a tesztelés teljesen automatikusan történik. Így kizárólag az IC foglalatba helyezésénél kell figyelni a megfelelő pozícióra. Ez annyiból áll, hogy a szokásos digitális IC-k GND kivezetése minden esetben a foglalat bal alsó sarkába legyen dugva, minden más IC 1. kivezetése a foglalat 1. csatlakozójába kerüljön.

A tesztelés folyamata a következő. Az enkóder forgatógombjának segítségével kiválasztható digitális ic, műveleti erősítő, komparátor, optocsató, stb. Az IC most behelyezhető a foglalatba. Ha például LM324 a tesztalany, ez esetben kiválasztandó a műveleti erősítő, majd a nyomógombokkal be kell írni az IC típusszámát. Példánkban: 324, majd enter. A tesztelés erdményét az LCD képernyőn megkapjuk (legtöbb esetben) 1 mp-en belül, külön mind a 4 beépített erősítőre vonatkoztatva. Ennek az az előnye, hogy lehet pl. az IC-ben egy hibás erősítő, miközben a további három használható, tehát nem feltétlenül kuka a chip. A típus beírása közben van egy kis ”turpisság”. Erre azért volt szükség, hogy megkülönböztethető legyen a nyolc és a tizennégy kivezetéses 741, 709. Ennél a két IC-nél nyolc kivezetés esetén csak simán beírandó a típusszám, 14 kivezetés esetén a típusszám után szükség van a + gomb megnyomására is. A nullával kezdődő típusok (074, 081, stb.) esetén a nullát nem kell beírni. Digitális IC-k között akad aminek a szokványostól eltérő helyen vannak a táplábai. Az egyik ilyen típus az SN7490 számláló. Az enkódert digitális módba tekerve erre figyelmeztet a készülék, ezért csak ilyenkor érdemes behelyzni az IC-t. A tesztelés az eredmény kijelzése után is folytatódik mindaddig, amíg az enkódert el nem tekerjük, vagy a nyomógombok közül meg nem nyomjuk a ”DEL” gombot. Ezután a csatlakozási pontok nagyimpedanciás állapotba kerülnek a következő enterig. Az IC-k csoportosítására azért volt szükség, mert előfordulhatnak azonos számozású de más betűjelű IC-k teljesen eltérő funkcióval. Ha az adatbázisban nem szereplő számot irunk be a nyomógombokkal, a teszter figyelmeztet, hogy ismeretlen típus, törli azt és várja a következő típusszámot. A jelenleg tesztelhető IC-k listája az oldal alján tekinthető meg.

icteszter top fotó

A hardverről...

Mint feljebb említettem, igen sokféle lábkiosztás létezik. Ez digitális IC-k esetén csak minimális plusz alkatrész jelent, ami elvileg ki is merülne a kivezetésekkel soros ellenállásokban. Ezek hibás IC esetén nyújtanak védelmet, csupán áramkorlátozó szerepük van. A fejleszés folyamán azonban kiderült, hogy problémát is okoznak. Néhány régi TTL IC esetén futottam abba a problémába, hogy túl nagy áramra van szükségük a működéshez. Az Atmega2560 által szolgáltatott max. 30 mA-t még az ellenállások is korlátozzák. Külső táplálásra van szükség! Ezt egy DC-DC konverter biztosítja, így ez megoldódott. A tápfeszültséget viszont IC típustól függően más-más láb igényli, ezért kell néhány kapcsolóeszköz. Erre legalkamasabbnak kapcsolónak a MOSFET-et találtam. Ezek vezérlése NPN tranzisztoron keresztül történik.
A műveleti erősítők egy része újabb fejtörést okozott. Ezek az eszközök komparátorként vannak tesztelve az egyszerűség jegyében. Viszont néhány típus a rendes működéshez magasabb tápfeszültséget igényel a kontroller által elviselhető 5-5,5 V-nál. A már meglévő DC-DC konverter ezt megoldja, csak a visszacsatolását kell megváltoztatni, hogy a kellő feszültséget biztosítsa. Az átkapcsolást szintén MOSFET végzi. Így rendelkezésre áll 8-9 V ami már elfogadható. Hogy a kontrollernek ez a feszültség ne okozzon halálos sokkot, a soros ellenállások és a hozzá kapcsolódó kontroller kivezetések közé kerültek 5,1 V-os zenerek. A soros ellenállások most már a zenerek előtétellenállásának szerepét is betöltik. A vizsgálandó műveleti erősítő éppen aktuális kimenetét 4051 shift registerek kapcsolgatják egy feszültségosztóra ami a mérést végző analóg bemenetet védelme miatt szükséges.
A kijelző Nokia 3410 LCD. A keypad saját készítésű 4x4 nyomógombból áll, I2C felületen csatlakozik a kontrollerhez.
Egyszerű ugye?

A nyákon van néhány üresen maradt forrpont, alkatrészhely. Ezek egy része a végleges beállításhoz kellettek, mások egy esetleges segédpanel forrpontja amikre végül nem volt szükség. Továbbá egy I2C eepromnak is van hely a nyákon, így egy, az instructables.com-on található automatikus IC felismerő teszter is megépíthető. Hosszútávú terveimben szerepel ezt is integrálni a jelenlegi mellé, menüből választhatóan. Ez segíthetne azonosítani néhány lecsiszolt feliratú IC-t.

Más...

~~A teszterhez kapcsolási rajzot nem készítettem, ezért az most nem kerül közlésre.~~ Ha valaki a fentebb írtak ellenére megépíteni szándékozik az IC tesztert, keressen emailben, vagy a facebookon.
A képeken látható nyák megvásárolható korlátozott darabszámban, megegyezés szerinti áron. A nyáktervet tudom mellé biztosítani, ami tartalmazza a szükséges alkatrészeket. A nyákterv IDE kattintva tölthető le .lay6 formátumban. A szoftver jelenlegi állapotában nem publikus. Ennek oka a sok egyedi részlet ami más számára jó eséllyel használhatatlanná teszi. Kérésre kigyomlálom, ha szükséges átírom 4x16 I2C kijelzőre, és a hex fájlt elküldöm emailben, némi aprópénz fejében.

A jelenleg tesztelhető IC-k listája.

A listában kizárólag olyan eszközök szerepelnek amelyek a valóságban is tesztelve lettek. Ha hozzájutok a listában nem szereplő típusokhoz, bővülni fog a tesztelhető IC-k listája.

ic lista

Összehoztam egy kapcsolási rajzot, ha valami nem tiszta rajta, kérdezzetek nyugodtan.
A kijelző, az enkóder és az állapot visszajelző ledek nincsenek a shieldre építve, csatlakoztatásuk a Mega alaplap hátulján a forrszemekhez forrasztott huzalokkal lett megoldva. Ennek az oka, hogy ezek fixen beépített eszközök.