Arreglo: Comprobador de componentes

Comprobador con pantalla rota

La pantalla de este comprobador de componentes recibió un golpe en la esquina y dejó de funcionar, así que empecé a mirar por otra para remplazarla, pero resulta que las pantallas de este tipo cuestan más sueltas que todo el aparato. Por lo que teniendo otra pantalla diferente (una GLCD de 128x64), se me ocurrió que podría de alguna forma utilizarla para sustituir la que está rota. Para que esto se pueda hacer lo que tenemos que tener es el firmware del micro.

De estos comprobadores chinos hay muchos modelos diferentes y la mayoría utilizan un ATmega328 por lo que seguramente se trataría de algún diseño open hardware. Buscando un rato encontré al creador original, Karl-Heinz Kübbeler, quien publicó todo su trabajo en los foros de mickocontroler.net. La documentación está en alemán e inglés (otras personas están traduciéndola a otros idiomas también) y se puede descargar en PDF junto con el firmware.

Son unas 130 páginas donde lo describe todo con mucho detalle, incluidas las variantes de comprobadores chinos que han ido apareciendo con el tiempo. También describe el firmware y como utilizarlo con diferentes micros y pantallas, así como activar diferentes funcionalidades que no suelen estar presentes en los comprobadores chinos, como calibración, generación PWM y otros modos de funcionamiento.

Lo bueno es que soporta pantallas basadas en el chip KS7108, que en la documentación aparece como ST7108, por lo se puede realizar el intercambio de pantallas.

Parte trasera de la PCB con el ATmega328 en el centro

Vamos a ver la documentación que hay sobre el KS7108 y del comprobador para ver como conectar la pantalla a la placa.

Esquema de conexión

Podemos ver los pines que hacen falta para conectar con el micro, que utiliza un 74CH164 (registro de desplazamiento) para usar solamente dos pines en vez de los 8 que tiene la pantalla para el bus de datos, y como va conectada la pantalla al potenciómetro de contraste (VOUT).

A diferencia de esta, la mía tiene unos cuantos años y algunos pines están en otra posición y el contraste utiliza un voltaje negativo, ya veremos como lo he solucionado.

Esquema del circuito del comprobador más parecido al mío

En la imagen superior nos encontramos con el esquema de la placa más parecida a la que tengo, con él nos podemos hacer una idea de como están conectados los componentes entre sí, aunque tras algunas comprobaciones descubrí que el fabricante había hecho algunas modificaciones.

Cambios en el circuito

Después de un rato siguiendo pistas con el multímetro, realizo el dibujo superior. En el recuadro de la parte superior derecha se representa donde están conectados cada pad que iban a la pantalla rota. D5 y D4 no están rutados en absoluto, por lo que tendremos que conectarlos directamente a los pines del micro. Hay algunos condensadores de 100 nF conectados entre varios pines y la pantalla requería de unos tres voltios en uno de sus pines por lo que utiliza dos diodos en serie para bajar la tensión. Como voy a utilizar estos pads para alimentar otros chips de 5V, lo que hago (en azul) es puentear los diodos para conseguir los 5V.

A su izquierda está la parte encargada de de encender el comprobador. En ella el led es la luz de fondo de la pantalla, lo que origina un problema, ya que la nueva pantalla utiliza mucha más corriente y el circuito y regulador al que va conectado no lo soportaría. Por ello para que siga funcionando y arranque el micro, lo que hago es sustituir la iluminación de la pantalla rota, que ya no está en el circuito, por un pequeño diodo de señal (4148). Con esto el circuito funciona normalmente, de no hacerlo tendríamos que tener el dedo pulsando el botón en todo momento y al soltarlo se apagaría al instante.

En la parte inferior está el circuito que he usado para encender la nueva pantalla. La iluminación de la pantalla está conectada a los 9V de la pila directamente ya que el regulador de la placa no soportaría la corriente extra. Se utiliza una resistencia para limitar la corriente, en este caso 96 mA con una resistencia de 50 ohmios. La pantalla pude consumir hasta 150 mA, con lo que he probado ha bajar la corriente hasta que se empiece a atenuarse la pantalla, y con este valor se ve prácticamente igual y nos ahorramos unos 55 mA.

La resistencia limitadora está conectada a un mosfet que es el que se encarga de encender la iluminación. La pantalla iría conectada al positivo de la batería y el negativo de la pantalla a este circuito que la conectaría a masa limitando la corriente.

El mosfet lo activamos conectando el gate al pin D6, igual que se hacía con la pantalla anterior.

Chip para RS-232

Como no tenía ningún regulador a mano que genere voltaje negativo a partir de uno positivo, miré lo que tenía por ahí guardado a ver si podía hacer algo con algunos componentes, y me topé con el chip de la imagen superior. Es un driver para puerto serie que comunica un dispositivo que usa tensión TTL (5V) con otro que usa los voltajes del estándar RS-232 ( 15V, -15V o incluso 25V).
Lo interesante es que dispone de un circuito inversor y doblador de tensión, por lo que si lo alimentamos con 5V podemos conseguir -10V en el pin 6. Y esto es lo que he utilizado para el voltaje del contraste de la nueva pantalla.

Parte trasera (placas perforadas)

Los circuitos anteriores los he montado en dos placas perforadas como se ve en la imagen anterior.

Parte delantera (placas perforadas)

En la imagen se ve en la placa izquierda el chip 74CH164, junto con el mosfet (encapsulado T-92) y el potenciómetro para ajustar el contraste. En la placa de la derecha se encuentra el RS-232 para generar los -10V.

Parte trasera del PCB

Por la parte trasera de la placa pueden verse los cables que conectan directamente con los pines D4, D5 y D6.

Programando el micro

Soldé un header de 6 pines a la placa y la conecté al programador para grabar el firmware modificado con el micro que utiliza, la nueva pantalla y algunas opciones extra activadas.

Log de del proceso de grabación

Montaje

Con el micro ya grabado, solo queda sujetar las placas y pantalla con unos tornillos y espaciadores a la placa principal y comprobar que funciona.

Información del firmware

Vemos como sí funciona la pantalla y obtenemos los datos de la versión del firmware y datos internos sobre la calibración que se ha realizado siguiendo el manual, con lo que es más preciso que los que vienen de china.

Menús nuevos

Estos menús aparecen una vez actualizado el firmware, uno para apagar el dispositivo sin tener que esperar al apagado automático, otro para comprobar transistores solamente y no tener que averiguar de que componente se trata, es para cuando se piensa medir una tanda y tarda menos en hacerlo. Otro para poder medir la frecuencia de una señal.

Menús (continuación)

Seguidamente dispone de una función para indicar la frecuencia de la señal a generar, un generador de PWM de 10 bits y otro menú para medir solamente condensadores y su ESR (resistencia en serie equivalente).

Menús (continuación)

Después tenemos menús para medir solamente resistencias e inductores, para solo condensadores y para poder aplicar una corrección de error en la medida de condensadores en la escala de micro faradios.

Menús (continuación)

Para terminar con los menús, dispone de uno para realizar una prueba automática para detectar si hay algún problema con el comprobador, otro para mostrar los datos del firmware y calibración, y de nuevo aparece el menú para apagar el dispositivo.

Estos menús solo aparecen cuando se mantiene presionado el botón un cierto tiempo, en caso contrario funciona como los demás, se pulsa y el comprobador se enciende y realiza pruebas para determinar el componente y a partir de ahí realiza las mediciones para tratar de obtener sus características.

Con la señal PWM podemos indicar también el ancho del pulso de la onda generada.

Ajustando el ancho del pulso

Comprobando el ancho del pulso

Como se ve en la imagen, hay un error del 0.8%, es un error muy pequeño, y la señal se ve bastante limpia. La verdad es que por 20 € que suelen costar, ofrecen un montón de funcionalidades.

Para terminar esta entrada voy a mostrar el comprobador con un mosfet conectado a ver la información que nos proporciona.

Comprobando un mosfet

 Nos muestra un dibujo detallado del componente y de los pines, nos detecta el pin gate, drain y source (puerta, drenador y surtidor/fuente), el voltaje en el que empieza a conducir y la capacitancia en la puerta (gate) junto con el número de pin en grande. Además si esperamos unos segundos, cambia la pantalla y nos ofrece  la resistencia entre drenador y surtidor.

Mosfet (resistencia drain-source)

Es un dispositivo muy recomendado para el aficionado a la electrónica, el hecho de poder comprobar componentes y ver que son, saber cual es cada patilla, medir resistencias, condensadores e inductancias, es muy útil, sobre todo cuando son componentes los de los cuales no podemos obtener el datasheet. Si además podemos usarlo como generador de frecuencia con PWM configurable, diría que es casi imprescindible por el precio que tiene.

El firmware modificado junto con la documentación original en inglés están en el repositorio.