Zener diyot ölçme devresi

[fide]

Diyak voltajına kadar (33V) zener diyotları ölçmek için basit bir devre üzerine biraz deneme yaptım.
İşi yapan kısımda lipo pil, xl6009 step up, 3-5 direnç ve bir transistör var.
Gördüğüm kadarıyla xl6009'un uç noktada 170mA akım çekmesi dışında devrede şu anda bir problem yok.
Aklımda esp32 + ssd1306 ekran + xl6009 (yada muadil 20mA verebilecek stepup) ve pil şarj devresinden oluşacak bir devre var.

Mantığı çok basit olacak. Stepup pil gerilimini 36volta çıkaracak. Direnç + transistör + esp32 üzerindeki dac, 0-3.3V aralığında gerilim üretip, 36V çıkış gerilimini 1-35V arasında ayarlayacak. 36V gerilimi 3k direnç üzerinden transistöre veriyorum. DAC çıkışı 47K üzerinden transistörü sürüyor. DAC çıkışı yükselince transistör kazancı oranında kollektör gerilimi düşüyor.
Bu noktada emetör-kollektör gerilimini DAC ile istediğim noktaya ayarlayabiliyorum. Emetör-kollektör arasına zener bağlarsam, zener gerilimine kadar DAC ile emetör-kollektör gerilimi paralel gidiyor. Zener gerilimine ulaşınca DAC seviyesi artsa da (reelde düşse de- çünkü DAC çıkışı ile kollektör voltajı ters orantılı) kollektör voltajı değişmiyor. Bu da zenerin iletime geçtiği noktaya denk geliyor.
Burda bilmediğim birkaç nokta var.
1) zener diyot acaba kaç mA akımı göğüsleyebilir. Denediğim devrede bu akım 12mA geçmeyecek. Sanırım sıkıntı olmaz.
2) Devreyi yaptıktan sonra diyotların Vf ve ters gerilimlerin test etme imkanı olacak. Başka bir iş için de kullanılabilir mi düşünmek lazım.

 

[semih_s]

Buck veya boost converterler voltaj izleyivi olarak ayarlanabiliyorlar. Mesela geri besleme potansiyometresini P-kanal mosfet veya pnp transistör ile bypass yapılıyor. Maksimum voltajı potansiyometreyle ayarlanan voltaj oluyor. mosfet-veya transistörün gate/base bacağı uygun şekilde takip edilecek voltaja bağlanıyor. Sabit akım veren bir voltaj izleyici yapılıp esp'deki dac tamamen devre dışı bırakılabilir. Buck düşürücüyle akü şarj devresi yapmıştım bu metotla, zener ölçümü için de iş yapar. Uygulamayı paylaşayım birazdan, akımı kayar switch ile direnç seçimi yaparak ayarlamak nasıl olur?

 

[fide]

Esp32'de iki donanım da mevcut. Harici ihtiyaç olmayacağı için tercih ettim.
DAC ile stepup gerilimini ayarlamak benim de aklımda ama nasıl yaparım bilmiyorum şimdilik

 

[semih_s]

Burada eklediğim "R-I" 0,6V voltaj düşümü ile akım sınırlama yapıyor. R-B deneyerek seçilmeli çok düşük veya yüksek olduğunda dengesizleşiyordu devre. ben transistörü bc327 kullandım.
Çalışması R-I direnci üzerindeki gerilim 0,6V'yi aşınca transistör iletime geçip FB pinini yükseltiyor. Burada transistörün kollektörüne de bir direnç eklenebilir. Osiloskopla izlemek lazım.

lm2577 var elimde ben bununla bir deneyeyim.

düzeltme: BC327

 

[fide]

Şema güzel ama 220uF paraleline denenecek zener takılması çok güzel olmamış. Zener takılmadığı zaman voltaj yükselip zener üzerinden deşarj olunca zeneri mefta edebilir.
Step up voltajını DAC ile kontrol etmenin yoluna bakayım.

 

[semih_s]

Şema güzel ama 220uF paraleline denenecek zener takılması çok güzel olmamış. Zener takılmadığı zaman voltaj yükselip zener üzerinden deşarj olunca zeneri mefta edebilir.
Step up voltajını DAC ile kontrol etmenin yoluna bakayım.

Evet bu düzeltilebilir, datasheet'ten ekran görüntüsü alıp bağlantıyı paintte çizdim. zener olmadığında devre maksimum voltajda oluyor. Bu iyi değil. kapasite düşse bile test sırasında yavaş yükselmesi daha güzel olur. soft start veya test için devreyi tamamlayacak bir tuş eklenebilir. Biraz uğraşılırsa kullanışlı ve pratik bir şey çıkar bence.

 

[semih_s]

Step up voltajını DAC ile kontrol etmenin yoluna bakayım.

Step-up devresinde FB pini manipule etmek için yine yukarıda çizdiğim transistörlü ek işe yarayabilir. Dac çıkışını Opampla yükseltip transistör base bacağını opamp çıkışına bağlayarak step up devresinin dac ile ayarlanan bir referansı takip etmesi sağlanabilir. Bunu çok küçük yüksek frekanslı step-down devrelerde denemiştim ama çıkış temiz olmamıştı. xl6009'da daha iyi sonuç verebilir.

 

[fide]

https://www.fischl.de/dcdccontrol/

Çok daha basit ve efektif bir devre buldum. Daha doğrusu bir revize buldum.

XL6009 Feedback bacağını bir grup dirençle DAC çıkışına bağlayınca DAC çıkışı ile ters orantılı şekilde XL6009 çıkış voltajı kontrol edilebiliyor. Daha önce 36.65 volta kadar çıkış alabildiğim XL6009 ile bu yöntemle 39 volta kadar çıkış aldım. Besleme kaynağım ise 18650 Lipo pil.

Bağlantı linki yukarda revize ise aşağıdaki gibi.

Giriş ve çıkış voltajlarına göre direnç hesabını sayfa üzerinden yapabilirsiniz.
Çıkış gerilimi maksimum olduğunda dahi zener üzerinden geçen akım 39V /25K = 1.6mA civarında. Bu da diren üzerinden bağlı olduğu için herhangi bir discharge durumu yok.Bence yeterince güvenli.

Şimdi bu devreye ESP32 ile bir pcb çizip XL6009 u hem enable-disable hem de soft startup yaptıracak bir tasarım yapmak.

Ölçüm işlemi butonla başlatılacak. Bu sayede devre sürekli enerji altında kalmayacak. XL6009 çıkışında çıkış kapasitesini hızlı boşaltmak için 47K bir direnç olacak. Bu sayede ilk ölçümden sonra ikinci ölçümde çıkış voltajı yine minimumdan daha kolay başlayabilecek.


Devre ile ilgili değil ama tasarım ile ilgili içinde çıkamadığım bir durum var. Bu da 3.6V lipo pil voltajı ile 3.3V stabil gerilim elde etmek.
Sanırım bunun en iyi yolu ikinci bir stepup kullanıp 5V elde etmek ve bunu 3.3V'a regüle etmek. Çünkü pil 3.5V altına düşmeye başlayınca LDO/diyot regülesi sapıtacak.

 

[ozkarah]

Analog Discovery 2 diyot analizi için çok kullanışlı.
Kendi devrenizi yapabiliyorsunuz ya da hazır satılan Transistor Test eklentisini alıp transistör, mosfet ve diyot eğrilerini çıkartmak için kullanabiliyorsunuz.

3.3V bir zener diyot ile test ettim. Görüldüğü gibi forward voltajı 40 mA'de 0.8084V, zener kırılma voltajı 3.117 V.

 

[Sercan]

Ben bir ara 220V ile test eden bir video görmüştüm. Adam bir devre yaptı, ucuz bir multimetre koydu ve oradan kaç voltluk bir zener olduğunu tespi ediyordu. Videoyu sonradan çok aradım ama bulamadım.

 

[fide]

Ben bir ara 220V ile test eden bir video görmüştüm. Adam bir devre yaptı, ucuz bir multimetre koydu ve oradan kaç voltluk bir zener olduğunu tespi ediyordu. Videoyu sonradan çok aradım ama bulamadım.

Zafer Yıldız isimli YouTuber'ın vardı öyle bir videosu. Hatta CD ve jilet kullanıp çim biçme makinası da yapmıştı. Videolarında güvenlik uyarısı olmadığı için dikkatimi çekmişti.

 

[fide]

Analog Discovery 2 diyot analizi için çok kullanışlı.
Kendi devrenizi yapabiliyorsunuz ya da hazır satılan Transistor Test eklentisini alıp transistör, mosfet ve diyot eğrilerini çıkartmak için kullanabiliyorsunuz.



24145 eklentisine bak

3.3V bir zener diyot ile test ettim. Görüldüğü gibi forward voltajı 40 mA'de 0.8084V, zener kırılma voltajı 3.117 V.

Hocam Siglent SDS1104X-E ile takas ettiğim için artık Analog Discovery2 cihazım yok. Cihaz elimde olsa Python ile test kütüphanesi bile yazardım.

Bende empedans kartı yoktu. Bu yüzden Analog Discovery ile diyot-yarıiletken testi yapıldığını bilmiyordum.

 

[Altair]

Ben bir ara 220V ile test eden bir video görmüştüm. Adam bir devre yaptı, ucuz bir multimetre koydu ve oradan kaç voltluk bir zener olduğunu tespi ediyordu. Videoyu sonradan çok aradım ama bulamadım.

O devreyi biliyorum. Usta TV'de var, ekleyeyim. Ben onu 220V'u arizali telefon sarjini modifiye edip 250V ureten cok basit bir inverter ekleyerek yapmistim. Hala kullaniyorum. 3.7V batarya, 250V ureten inverter, akim limitlemek icin direncler, cikis icin 1x / 10X gerilim bolucu direnc, 30V minik voltmetre seklinde. Sanirim voltmetrenin yanlis kademede bozulmasini engellemek icin bir tane TVS eklemek iyi olabilir.

 

[fide]

ESP32 ve SSD1306 ile taşınabilir birşey yapmayı düşünüyorum. 18650 pil takılan cımbız şeklinde mobil bir cihaz olacak inşallah.

 

[Altair]

ESP32 ve SSD1306 ile taşınabilir birşey yapmayı düşünüyorum. 18650 pil takılan cımbız şeklinde mobil bir cihaz olacak inşallah.

Kalsiyum haplarinin plastik kutulari bu isler icin iyi oluyor. Ben onun icine tikistirdim herseyi. Bir tane cimbizin kollarini ayirip arasina yalitim icin tahta koydum ve kutunun ucuna ekledim. Biraz kaba ama ele oturuyor. SMD ya da normal diyotlari rahatlikla olcebiliyorum boylece. Boyutlar kucultulup daha kullanisli hale getirilebilir tabii.

 

[ozkarah]

Hocam Siglent SDS1104X-E ile takas ettiğim için artık Analog Discovery2 cihazım yok. Cihaz elimde olsa Python ile test kütüphanesi bile yazardım.

Bende empedans kartı yoktu. Bu yüzden Analog Discovery ile diyot-yarıiletken testi yapıldığını bilmiyordum.

Bu transistör/diyot test kartı ile yaptığım test. Empedans kartı ayrı bir kart. Ama bu adaptör kartları şart değil aslında. Breadboard ile kuracağınız basit bir devre de yeterli olur. Kartlar biraz zaman kazandırıyor sadece.

Empedans için PC uygulaması WaveForms'da soldaki seçeneklerde empedans (Impedance) analizör var..

Onu seçince açıulan uygulamada nasıl bir devre ve bağlantı yapmanız gerektiğini gösteriyor. Bir breadboard ile basitçe yapabilirsiniz. Kyullandığınız direnci de seçtikten sonra geriye frekans aralığını vermek ve çalıştırmak kalıyor.

Transistör ve diyot eğri analizi için de tracer uygulamasını açıyorsunuz. Orada da benzer şekilde devre şemasını gösteriyor. Transistör test kartınız yoksa bağlantıları yapıp dirençleri seçip hızlıca çalıştırabiliyorsunuz. Diyot, NPN, PNP, N-MOSFET, P-MOSFET analizi yapabiliyor.

Bu iki özellikle ilgili birer inceleme konusu açayım yakın zamanda.

 

[fide]

Şimdilik bu şekilde bir şematik çıkardım. Fazladan bir buton var. Şimdilik boşta. ESP32 bağlantıları ve SSD1306 ekran bağlantılarını henüz eklemedim. Pin dağılımını seçilecek ESP32 çipe göre değiştirmek için henüz çizmedim. ESP32 Wrover yada Esp32Wroom olabilir.
Bu noktada sormak istediğim 2 soru var. Özellikle @ozkarah ve @taydin ilgilenebilirse sevinirim.
1) DAC pin yazan yerde XL6007 (xl6009Da olabilir) feedbak girişine ESP32 DAC çıkışı doğrudan verdim. Burada opamp kullanmaya gerek var mı?
2) ADC2Pin yazan yerde zener üzerinden geçen akımı ve devrenin toplam akımını azaltmak için 44K - 47K arası bir direnç koydum. Bu şekilde en yüksek voltaj çıkışında bile zener üzerinden geçen akım 2mA geçmeyecek. Bu noktada 330K ve 33k gerilim bölücü dirençler ve opamp yardımıyla burdaki voltajı ADC pine girmeyi planladım. Bu noktada gerilim bölücü dirençler 44K öngerilim direncinden dolayı zener üzerindeki voltajı biraz düşürecek. ESP32 ADC girişine opamp kymaya gerek var mı yoksa gerilim bölücü direnç çıkışı doğrudan ESP32 ADC kanala girilse olur mu?

 

[Sercan]

Sanıyorum benim izlediğim buydu.

 

[fide]

To Be Continued...

 

[ozkarah]

24154 eklentisine bak
Şimdilik bu şekilde bir şematik çıkardım. Fazladan bir buton var. Şimdilik boşta. ESP32 bağlantıları ve SSD1306 ekran bağlantılarını henüz eklemedim. Pin dağılımını seçilecek ESP32 çipe göre değiştirmek için henüz çizmedim. ESP32 Wrover yada Esp32Wroom olabilir.
Bu noktada sormak istediğim 2 soru var. Özellikle @ozkarah ve @taydin ilgilenebilirse sevinirim.
1) DAC pin yazan yerde XL6007 (xl6009Da olabilir) feedbak girişine ESP32 DAC çıkışı doğrudan verdim. Burada opamp kullanmaya gerek var mı?
2) ADC2Pin yazan yerde zener üzerinden geçen akımı ve devrenin toplam akımını azaltmak için 44K - 47K arası bir direnç koydum. Bu şekilde en yüksek voltaj çıkışında bile zener üzerinden geçen akım 2mA geçmeyecek. Bu noktada 330K ve 33k gerilim bölücü dirençler ve opamp yardımıyla burdaki voltajı ADC pine girmeyi planladım. Bu noktada gerilim bölücü dirençler 44K öngerilim direncinden dolayı zener üzerindeki voltajı biraz düşürecek. ESP32 ADC girişine opamp kymaya gerek var mı yoksa gerilim bölücü direnç çıkışı doğrudan ESP32 ADC kanala girilse olur mu?

1- Anladığım kadarıyla DAC çıkışını ikiye bölüp üzerine 2.5V ofset ekliyorsunuz. DAC için bir problem olacağını düşünmüyorum. Ancak ESP32'de DAC 8 bit. Bu yeterli oluyorsa ESP32 açısından sorun yok bence.

2- ADC girişinde yüksek dirençli bir bölcü olunca gürültü fazla olabiliyor. Opamp mantıklı olur. Ayrıca unutmayın ESP32'de 0-150 mV aralığında körlük olabilir. Şurada ADC ile ilgli biraz bilgi paylaşmıştım.

ESP32 ADC Doğrusallık testi

Daha önce bir kaç konu içerisinde ESP32 ailesinin ADC girişlerinin çok başarılı olmadığını; ofset ve doğrusallık problemleri olduğunu konuşmuştuk. ESP32 WROOM 32D, ESP32 WROVER ve ESP32-S3 modülleri için uygun bir zamanda birer test yapıp paylaşacağımı yazmıştım...

mekatronik.org