Medidor de ESR
25/set/2009
Necessitava verificar alguns capacitores eletrolíticos e para isso é preciso não somente medir a capacidade mas também a resistência equivalente série (ESR). Decidi montar um medidor decente e me lembrei do artigo de Manfred Mornhinweg, XQ2FOD, depois recordei de ter visto no site do Luciano Sturaro, PY2BBS uma montagem daquele. Luciano introduziu proteção para o caso de capacitores estarem carregados, colocando 2 diodos em contra-fase, e adicionou uma escala adicional aumentando a resolução e a precisão para baixos valores de ESR.
Montei uma versão bastante parecida, inclusive utilizando um instrumento aparentemente similar embora no meu caso o alcance do galvanômetro seja de 500uA, no caso da versão de Luciano o medidor é de 200uA.
Também aproveitei o excelente projeto gráfico de PY2BBS para o novo painel do galvanômetro. Imprimi em papel qualidade fotográfica e colei por sobre o painel original, após recortar convenientemente.
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Para a construção do transformador, não encontrei nada na sucata de tamanho pequeno como era necessário. Adquiri no comércio da Santa Efigênia em São Paulo um pequeno núcleo com carretel da Thornton que serviu perfeitamente. Como esses núcleos são fabricados exatamente para fontes chaveadas então têm a permeabilidade e comportamento ótimo nessa região de frequência.
Como queria aproveitar a escala de painel, durante a montagem coloquei trim-pots no lugar de R8 e R13, seus valores determinam o ganho de U1B e o alcance da escala. Para o integrado utilizei o TLC272, uma escolha de Luciano muito apropriada.
Descobri que na escala A o aparelho é sensível a mudança de temperatura e o ajuste de zero precisaria ser colocado externamente, assim como era nos ohmímetros analógicos como esse. O valor de R11 foi avaliado entre "quente" colocando uma lâmpada próxima e "fria" deixando na geladeira algum tempo. Desse modo descobri que os valores assumidos por R11 ficavam entre 0 e 1,3 kohms. O potenciômetro original do multímetro é 1,4 kohms e foi perfeito para o uso. Colei-o no recesso onde anteriormente ficava a chave seletora no painel frontal. A escala B varia insignificantemente de modo que o trim-pot continuou montado dentro, para ajuste uma única vez.
A escala A, de maior resolução, bateu perfeitamente com o desenho dependendo do ajuste de R8 que no meu caso ficou em 7,8 kohms. Esse valor depende dos diodos empregados. Já a escala B não houve como fazer bater, ajustando numa parte fica fora em outra; experimentei colocar diodos retificadores rápidos tipo 1N4397 no lugar dos 1N4148 e embora fizesse grande mudança necessitando ajuste em R13 e R12, ainda assim a discrepância não se alterava, demonstrando não ser os diodos os culpados. Talvez a sensibilidade do galvanômetro, talvez os valores exatos de R5 e R6, ou talvez o desenho do painel não tenha ficado fiel nessa escala. De todo modo o resultado obtido satisfaz inteiramente pois não é preciso precisão na parte de baixos valores (basta ir para a escala A) nem na parte alta, não tem importância se um capacitor indica ESR de 15 ou 12 ohms, a depender do valor da capacidade isso já permite saber se está ruim ou bom!
Observações e modificações:
1 - Coloquei um diodo LED e resistor de 1k5 ligado diretamente no 9V da bateria, após a chave.
2 - Em R8 coloquei um trim-pot multivoltas de 10k (valor medido final de 7k8). Em R13 usei um resistor de 16k0 após ter experimentado com um trim-pot multivoltas de 20k. R11 usa o potenciômetro original do multímetro e tem valor de 1k4. Em R12 utilizei um trim-pot multivoltas de 10k (o valor medido final foi de 5k9).
3 - Em C3 usei um capacitor de 100nF SMD pois não é preciso mais que isso. Usei o mesmo tipo de capacitor em C6 e C7. Em C8 usei um de disco de 10nF. Os demais ficaram como está no desenho esquemático.
Ajuste inicial
Para ajuste de R8 é preciso dispor de alguns resistores de baixo valor como 1 1,5 2,2 3,3 4,7 5,6 8,2 ohms e ajustar R8 e a cada vez zerando em R11 até a escala bater. Pode-se fazer o mesmo com a escala B com um trim-pot em R13. Feito isso o instrumento terá precisão mais do que satisfatória para o objetivo pretendido.
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Forma de onda observada no pino 1 de U1.
