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Misuratore di ESR

Progettazione collaborativa: dall'idea alla formazione del gruppo di lavoro per la realizzazione di un prodotto finito.

Moderatore: Foto Utentebrabus

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[381] Re: Misuratore di ESR

Messaggioda Foto Utentesetteali » 22 lug 2021, 16:12

Foto Utentestefanopc, ho letto quanto dici e mi sta benissimo anche solo lo strumento RC, viste le caratteristiche che si hanno, che non sono negli strumenti in commercio, era stata un'idea venuta dai componenti che si trovano sempre assieme.
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[382] Re: Misuratore di ESR

Messaggioda Foto UtenteDarwinNE » 22 lug 2021, 23:19

Per quanto riguarda la mia versione del circuito, la misura completa della ESR viene fatta in circa 650 ms.
L'acquisizione viene fatta con l'ADC del PIC16F883 che è a 10 bit, poi con la somma di 64 valori (senza scartarne nessuno) ottengo un valore su 16 bit. Tutti i calcoli successivi sono fatti a virgola fissa. Su questi valori ho una variazione di +/- 5 unità, che danno un 14 bit effettivi.

Confermo che così com'è lo strumento non è molto adatto a misurare la capacità, ho l'impressione qualche volta che si raggiungano un po' i limiti del modello condensatore + resistenza equivalente serie, date le condizioni di misura. Le resistenze di piccolo valore sono misurate invece molto ma molto bene. Ho l'impressione che si possa scendere al di sotto di un errore dell'1%. Qui un esempio di misura di una resistenza da 10 ohm 0,5%:

IMG_1905 copie.JPG


Una cosa che ho notato è che usando cavi di misura un po' lunghi, devo probabilmente prevedere una operazione di calibrazione per sottrarre la loro influenza. Quando metto le pinze in corto, ottengo 0Ω fino a 10 kHz, poi salendo in frequenza la resistenza "parassita" aumenta sensibilmente, soprattutto al di là di 100 kHz. Questo effetto era appena percettibile con cavi molto più corti (e un po' più scomodi da usare). Foto Utentestefanopc, succede anche nella la tua versione del circuito?

Comunque ho preso una piccola pausa nello sviluppo, avevo bisogno di riposarmi un po' lavorando su altro, lo sviluppo su PIC16F prende abbastanza risorse, anche se è divertente.

Una cosa su cui non ho ancora deciso è se implementerò o meno la misura della resistenza in continua per vedere se il condensatore è in corto. Mi sembra utile ma i condensatori in serie con gli switch mi rassicuravano per la protezione di questi ultimi nel caso di un condensatore carico.

Ripeto che ho qualche scheda PCB che posso mandare se qualcuno vuole provare a montare il circuito (attenzione, bisogna prevedere alcune modifiche).
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[383] Re: Misuratore di ESR

Messaggioda Foto Utenteedgar » 23 lug 2021, 9:31

DarwinNE ha scritto:Una cosa che ho notato è che usando cavi di misura un po' lunghi...

Anni fa, usando un microohmetro, ho riscontrato valori più stabili tenendo i cavi di misura vicini tra loro o, meglio ancora, attorcigliati. Hai visto mai ...
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[384] Re: Misuratore di ESR

Messaggioda Foto UtenteEtemenanki » 23 lug 2021, 9:36

Forse (ma tiro ad indovinare, serve fare un tentativo) si puo tentare di usare del cavetto schermato per i puntali, la calza collegata alla parte "di potenza" ed il centrale alla parte "di misura", e vedere se quell'errore dovuto alla resistenza parassita si riduce ?
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[385] Re: Misuratore di ESR

Messaggioda Foto Utentestefanopc » 23 lug 2021, 10:37

@Foto UtenteDarwinNE
Si ho circa dimezzato la lunghezza dei cavi.
Oltre i 120 kHz cominciano i guai dovuti probabilmente alla reattanza dei cavi.
Si potrebbe tentare con un cavo audio di quelli multianima molto intrecciati tipo filo di litz di piccola sezione.
Anche la calza coax potrebbe essere una ottima idea.
Ho anche del coax ptfe di recupero morbido piuttosto sottile (3 mm conduttori argentati ) che potrebbe essere non male.
L'unico neo è che meccanicamente i coax sono un pochino piu delicati.

Ho ordinato il convertitore A/D ADS1118 al posto del ADS1115 vediamo cosa arriva stavolta :mrgreen:
Dopo aver fatto il punto della situazione prossima settimana montagna :D
Ciao
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[386] Re: Misuratore di ESR

Messaggioda Foto UtenteDarwinNE » 23 lug 2021, 14:13

Il mio sistema di misura usa due cavi coassiali per ogni pinza. Ho provato mettendo la calza a massa o lasciandola scollegata, non mi pare che ci fosse una gran differenza, ma quando ho provato volevo soffermarmi su questi problemi in un secondo momento e non ho preso nota.
Effettivamente ho visto anch'io che questi effetti sono molto minori con cavi più corti, ma trovo che la lunghezza attuale è abbastanza comoda, da cui il mio interesse per una calibrazione magari in EPROM. Non ho fatto osservazioni se i valori misurati sono stabili (e quindi se questo approccio può funzionare).
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[387] Re: Misuratore di ESR

Messaggioda Foto UtenteEtemenanki » 23 lug 2021, 14:37

No, intendevo usando un solo coassiale per pinza, con la calza che porta il segnale ed il centrale che riporta allo strumento il valore da leggere, magari si ridurrebbe il problema.

Un'altra possibilita', anche questa da testare, sarebbe usare un cavo schermato a 4 poli (cavetti interni un po robusti), con la calza connessa a massa ed il cavo diviso solo negli ultimi 20cm o roba simile, in modo da avere i cavi appaiati per la maggiore lunghezza possibile ma il cavo complessivo lungo a sufficenza da poter tenere lo strumento ad una certa distanza e lavorare comodi, questo con l'idea che gli accoppiamenti interni del cavo, seppur presenti, in quel modo dovrebbero rimanere il piu costanti possibile, cosi da poter effettuare una calibrazione o azzeramento all'occorrenza (anche se una simile configurazione poi costringerebbe ad usare un connettore a 5 poli, nel caso si volessero mettere sonde intercambiabili).

Solo idee al volo comunque per ora.

EDIT: o magari anche solo quella piattina schermata che si usa per l'audio, con i due fili indipendenti, usandoli come due cavi schermati ma tenendoli uniti per la maggior parte del percorso ... serve credo testare se quegli accoppiamenti cambiano modificando la posizione dei cavi (sospetto di si alle frequenze piu elevate)
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[388] Re: Misuratore di ESR

Messaggioda Foto UtenteDarwinNE » 24 lug 2021, 0:26

Ho fatto qualche prova con le mie pinze attuali (misura a 4 contatti, due coassiali per pinza, lunghezza 65 cm, che è tanto)e sono giunto a queste conclusioni:
- i risultati su un cortocircuito cambiano molto poco se collego le calze schermo dei quattro coassiali a massa, le metto a due a due rispettivamente sulla uscita della resistenza R5 e sulla massa.
- Foto UtenteEtemenanki ha visto giusto: i risultati cambiano molto di più se allontano o avvicino le due coppie di cavi. Per intendersi, si passa da 0,150 ohm con le due coppie di coassiali stese il più vicino possibile a 1 ohm con le due coppie di cavi tenute molto lontano.

La vedo dura calibrare in queste condizioni. L'unica soluzione mi pare ridurre la lunghezza dei cavi. Nelle mie prime prove usavo quattro pinzette molto più piccole delle attuali, con un cavo ciascuna lungo 20 cm ed in effetti le misure ad alta frequenza erano migliori.
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[389] Re: Misuratore di ESR

Messaggioda Foto Utenteelektronik » 24 lug 2021, 7:39

DarwinNE ha scritto:Ho fatto qualche prova con le mie pinze attuali (misura a 4 contatti, due coassiali per pinza, lunghezza 65 cm, che è tanto)e sono giunto a queste conclusioni:
- i risultati su un cortocircuito cambiano molto poco se collego le calze schermo dei quattro coassiali a massa, le metto a due a due rispettivamente sulla uscita della resistenza R5 e sulla massa.
- Foto UtenteEtemenanki ha visto giusto: i risultati cambiano molto di più se allontano o avvicino le due coppie di cavi. Per intendersi, si passa da 0,150 ohm con le due coppie di coassiali stese il più vicino possibile a 1 ohm con le due coppie di cavi tenute molto lontano.
.

si potrebbe fare un'altra prova perché se i cavi vengono tenuti affiancati non diventano un pezzo rigido che renderebbe difficile i test su scheda. Si potrebbe senza creare un lop vicino alle pinzette saldare sul PCB la garza del coassiale di sinistra assieme al punto caldo di destra e la massa di destra assieme al punto caldo di sinistra, così facendo e come se i cavi fossero avvicinati, perlomeno spero
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[390] Re: Misuratore di ESR

Messaggioda Foto Utentesetteali » 24 lug 2021, 8:51

Buongiorno,
si potrebbe provare a fare dei cavetti usando del filo litz, due capi del solito ramo tenuti assieme a degli spezzoni di termoretrattile che fanno capo ai coccodrilli od uniti ad un puntale.
I due rami isolati con un tubetto sottile od anche no, perché i fili sono già isolati di suo, messi dentro una guaina flessibile tipo quella in foto, questa è di 10 mm ma si possono avere anche più piccole.

Il filo che ho usato nella foto per cercare di chiarire lo scritto, non è un vero e proprio litz, che è un po' più difficile da reperire, specialmente per sezioni grosse, ma oggi per fare i trasformatori switching, viene usato questo tipoo che lo chiamano " multi-capi" , molti fili sottili attorcigliati a formare un capo , quello che ho usato io è composto da 60 fili di 0.10 mm di diametro, il filo è autosaldante, ciè la temperatura del saldatore scioglie la vernice, non c'è quindi bisogno di grattarli per toglier la vernice.

In questo modo si porta alle pinze una frequenza di 120kHz nel migliore dei modi, perché già a questa frequenza l'effetto pelle si fa sentire, inoltre l'accoppiamento capacitivo dei due capi del solito ramo è molto efficace.
O per lo meno credo.

Comunque se volete provare questa soluzione, posso spedire qualche m per fare delle prove, ora ne avrò una decina di metri, ma posso averlo facilmente.
Allegati
2cavi.jpg
1cavo.jpg
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