Тестер оптопар

В даний час випускається величезна кількість різних типів оптопар. Дуже часто при виборі тієї чи іншої оптопари радіоаматори орієнтуються на технічні характеристики в документації, а іноді й зовсім просто на підходящий корпус. Перевірку ж працездатності здійснюють подачею живлення на світлодіод оптопари і вимірюванням опору на виході оптопари. Не дивно, що при такому підході починаються проблеми під час налагодження і експлуатації пристроїв, в яких оптопари служать не просто для гальванічної розв'язки, а й для передачі сигналів, наприклад, блоки в станках ЧПУ, комунікаційного обладнання, управління транзисторами. Та й при використанні оптопари в ланцюгах захисту від перевантаження все-таки бажано відібрати найбільш швидкодіючу оптопару. Саме для такого відбору призначений описуваний тестер.

Робота приладу побудована на принципі порівняння кількості імпульсів, поданих на світлодіод оптопари та отриманих з виходу оптопари. Формуються імпульси з різними токами і різною частотою. Схема приладу наведена нижче.

Основою приладу є мікроконтролер ATMega8. Мікроконтролер по SPI керує генератором частоти AD9833, перебираючи частоту від 1 до 100 кілогерц. З виходу генератора надходять імпульси прямокутної форми на 3 перемикаються буфера мікросхеми 74125. З виходів буферних елементів цієї мікросхеми, перемикаються мікроконтролером, сигнал через резистори різних номіналів надходить на світлодіод тестованої оптопари. Таким чином забезпечується подача імпульсів трьох різних токів. Сигнал з виходу оптопари через буферний формувач мікросхеми 7414 надходить на мікроконтролер, який проводить підрахунок імпульсів. Також на мікроконтролер надходять імпульси з генератора AD9833 через залишкові буферні елементи мікросхем 74125 і 7414, минаючи оптопару. Мікроконтролер порівнює кількість імпульсів, отриманих безпосередньо і через оптопару, і на основі отриманих даних робить висновок про працездатність оптопари. Результат виводиться на 4-рядковий LCD дисплей. В верхньому рядку відображається позначення частоти у вигляді "1-1---2---3-4-5----1", що відповідає частотам 1, 1.5, 10, 12.5, 15, 17.5, 20, 22.5, 25, 27.5, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100 кілогерц. На інших рядках відображається працездатність оптопари при різних токах, поданих на світлодіод оптопари. Символ "+" показує, що кількість поданих на оптопару та отриманих з оптопари імпульсів збігається, і, отже, оптопара вважається робочою на даній частоті при даному токі. Знак "-" - кількість різне, і, швидше за все, оптопара при цьому режимі не робоча.

Перевіряючі оптопари вставляються в панельки, розташовані на виносній макетній платі. Щоб розробити схему з'єднань, були обрані найбільш часто зустрічаються корпуси оптопар і їх розпіновка. Вийшло 8 картинок:

Після цього була розроблена схема з'єднань панелей:

Таким чином, різними способами можна встановити оптопари в панельки для перевірки. Велика панелька на 2*13 виводів призначена для перевірки будованих-четвертих оптопар (наприклад, TLP521-4, PC817-4). Тим не менш, 5 і 8 варіант корпусів (можливо, що є ще й інші варіанти виконання) оптопар в даній розпайці не перевіряється. Тому передбачений роз'єм 2*4 (сірого кольору), куди заведені всі сигнали. У роз'єм можна вставити проводи, до яких підключити оптопару для перевірки. Панельки з'єднані навісним монтажем, і до основної плати йде всього 4 проводи, позначені на малюнку. Проводи "+5 В" і "Загальний" в поясненнях не потребують, провід "Вхід" - це провід від загальної точки з'єднання резисторів R2-R5, провід "Вихід" - на вхід буферного елемента (11 ніжка) мікросхеми 7414. На друкованій платі відповідні точки описані як "To Opto" і "From Opto".

Тестер зібраний на односторонній друкованій платі. Чертеж у форматі SprintLayout 6 знаходиться в архіві до статті. Замість дискретної мікросхеми AD9833 застосований готовий модуль генератора на даній мікросхемі. Його можна придбати в багатьох магазинах. Мікроконтролер ATMega8 і мікросхема 74125 - в DIP корпусі, 7414 - в SOIC виконанні. Так вийшло тому, що такі мікросхеми були в наявності. Спочатку планувалося використовувати кварцовий резонатор на 20 МГц. Перевірка показала, що при живленні від 5 вольт усі наявні у мене мікроконтролери працюють на такій частоті. Вибір такої високої частоти обумовлений тим, що спочатку не був ясний алгоритм перевірки, і планувалося вимірювати саме час затримки фронтів імпульсів. Але задача вирішилася простіше, і в принципі частота роботи мікроконтролера вже вирішального значення не має. Тим не менш, на платі кварцовий резонатор залишився, оскільки для більш точної оцінки якості оптопар вимірювання часу затримки фронтів не завадило б, і, можливо, цю функцію я додам у майбутньому. Для індикації використаний LCD дисплей на 4 рядки по 20 символів в рядку. Електролітичні конденсатори можна взяти ємністю від 5 мкФ і більше. Всі інші елементи підписані на платі, досить лише викликати властивості елемента подвійним кліком миші. Номінали резисторів R2-R5 вказані орієнтовно і вибрані виходячи з завдання току через світлодіод оптопари. Особисто я встановив 220 Ом, 680 Ом і 3 кОм. Живлення всієї схеми здійснюється від 5 вольт, для цього на платі передбачено місце для установки стабілізатора 7805. Хоча в своєму варіанті я використовував батарейне живлення від батареї 9 вольт, і в якості стабілізатора використовував автомобільний ШИМ перетворювач 12 В -> 5 В. Також на платі є роз'єм для внутрішньосхемного програмування.

Для більш наочного з'єднання проводів нижче наводжу фото, як кажуть, "внутрішностей" приладу з описом з'єднань.

Корпус приладу виготовлений з акрилу. Особливо до мінімізації не прагнув, оскільки головне було - зручність у роботі. І мене такий корпус цілком влаштовує.

Прошивка для мікроконтролера, прикладена в архіві до статті, має обмеження по кількості перевірок. Для ознайомлення з роботою приладу і для домашнього користування - цього достатньо. Прошивка розрахована на роботу з внутрішнім осцилятором на 8 МГц. Для мікроконтролера необхідно виставити фьюзи на роботу від внутрішнього осцилятора (FuseHigh - D9, FuseLow - C4). Мікроконтролер з повною версією прошивки, можливо, буде придбати через exDiy або через особисті повідомлення. Також планувалося додати в прилад перевірку оптопар з тиристорним виходом, але поки ця функція не реалізована. Та й перевіряються такі оптопари легко, якихось перевірок на швидкодію для таких оптопар не потрібно. Але якщо народ зацікавиться, то цю функцію можна додати.