Menu

Email: SakulRaider@seznam.cz

Servery:

Dnes návštěv: 54  On-line: 3

Elektronika

uProcesorové konstrukce

 - Tester ATX zdrojů

Tester ATX zdrojů

Před nějakým časem jsem byl požádán o zhotovení jednoduchého zařízení, které by bylo schopné zjistit závadu na počítačovém zdroji (ATX). Nebylo nutné měřit napětí zdroje, to jde celkem dobře i jakýmkoli měřícím přístrojem. Požadavkem bylo zjistit zvlnění zdroje a to detekovat. V praxi se totiž ukázalo, že ve většině případů stojí za špatně fungujícím počítačem právě vadný zdroj. Přitom, pokud takto vadný zdroj budeme měřit klasickým multimetrem, nezjistíme na něm vůbec žádnou závadu a i měřená napětí budou v povoleném rozmezí. Nicméně počítač jako celek může vykazovat značnou nestabilitu, která se nejčastěji projevuje častými samovolnými restarty, může docházet k haváriím disků, zamrzání operačního systému a dalších programů. Prostě jde o zpočátku nenápadné závady, které ani běžný uživatel nemusí zpozorovat. Samozřejmě situace se stále zhoršuje a to většinou do doby, než zdroj vypoví zcela a přestane pracovat. Bohužel období od prvních příznaků k totálnímu selhání může trvat i měsíce a tak je dobré mít po ruce nějaký jednoduchý tester, který dokáže takto „načnutý“ zdroj spolehlivě zjistit.

Základní parametry

Napájení: - Přímo z testovaného zdroje (12V větev)
Testovaná napětí: - Větev +5V a +12V
Způsob měření: - Detekce zvlnění
Signalizace: - Na displeji a pomocí kontrolek
Režim provozu: - Běžné testování / Kalibrace (volba tlačítkem)

Schéma zapojení

 

 

Zapojení je poměrně jednoduché díky použití mikroprocesoru. Takže na svorku X1-1 a X1-4 je přivedeno napětí +12V a +5V z testovaného zdroje. Svorky X1-2 a X1-3 jsou GND. Z 12ti voltové větve je zároveň zajištěno napájení testeru přes stabilizátor 7805. Jednotlivá testovaná napětí jsou přes děliče napětí přiváděna na vstup procesoru, kde jsou poté porovnány s vnitřní referencí, jež je určena vnitřním děličem a napájecím napětím procesoru. K portu B procesoru je připojen jeden segment LED zobrazovače, na kterém je zobrazován počet naměřených zákmitů. Displej je se společnou katodou. Jako další signalizace jsou použity dvě LED diody, které indikují, v které měřené větvi došlo k zákmitu napětí. LED1 je 5ti voltová a LED2 12ti voltová větev. Dále už je ve schématu pouze tlačítko S1, kterým se provádí nulování displeje a LED diod v případě nového měření (krátký stisk). V případě dlouhého stisku cca 3sekundy přejde tester do seřizovacího režimu, ve kterém je možné ho celkem pohodlně kalibrovat. Konektor JP1 slouží k připojení programátoru a zároveň jsou na něm vyvedeny nepoužité porty procesoru pro případné další rozšíření pomocí externího modulu.

Deska spoje a osazovací plán

 

 
 

 

Plošný spoj je zhotoven na jednostranné desce o velikosti 45x69mm. Při osazování je nutné osadit dvě drátové propojky (jedna je pod procesorem) a je také možné místo trimrů použít pevné rezistory, na jejichž osazení je pamatováno. Samotné osazení by nemělo činit žádné potíže, jen je třeba si dát pozor na spoje tažené mezi vývody procesoru a displeje, aby nedošlo k nechtěným můstkům.

Princip zjištění závady

Jak už jsem psal v úvodu, nelze závadu na zdroji zjistit běžným multimetrem, protože ten není schopen dostatečně rychlé odezvy a nedokáže zachytit zvlnění na výstupu zdroje, které je způsobeno vadnými filtračními kondenzátory na výstupu zdroje. Poté co jsem opravoval již nespočet těchto zdrojů, začínám zastávat názor, že všichni výrobci zcela vědomě, konstruují zdroje tak, aby během několika let došlo k jejich závadě. Již mnohokrát jsem musel ze zdroje vyndat různé průhledné fólie, které zcela nebo z velké části zakrývají chladiče a ventilátor, čímž dokonale zamezují proudění vzduchu z ventilátoru na chladič. Proto se pak zdroj doslova peče ve vlastní šťávě, přičemž se zdá, že je vše v pořádku, protože ze zdroje je vyfukován prakticky studený nebo vlažný vzduch. Největší nápor je pak na výstupní kondenzátory, které se zahřívají sami o sobě, natož když jsou ještě ohřívány od rozžhaveného chladiče a cívek. Všichni, kdo jste měli nějaký zdroj rozebraný, jistě potvrdíte jak je tam vše nahňácané na sobě a přes sebe. Pak není divu, když vidíme nafouknuté nebo dokonce explodované kondenzátory. A právě zdroje s takto nafouknutými kondenzátory jsou příčinou veškerých problémů. Zdroj jakoby na oko pracuje, ale na jeho výstupu je napětí zvlněné a dosahuje ve špičkách i o +/-5V vůči nominální hodnotě. Celé je to krásně patrné na osciloskopu. Samozřejmě počítač s citlivou elektronikou toto nesnáší a jednotlivé komponenty se pak chovají nestabilně. Bohužel ne každý má k dispozici poměrně drahý osciloskop a proto je zde tento tester, který dokáže takto vadný zdroj rozpoznat.
Princip testeru je zcela jednoduchý. Jako hlavní obvod je použit mikroprocesor PIC16F628A, který obsahuje 2 komparátory. Na těchto komparátorech se porovnává napětí na vstupu větve 5V a 12V vůči vnitřní referenci. Vnitřní reference je nastavena na 3V. Pokud je tedy napětí na vstupech komparátorů (za vstupním děličem) vyšší jak 3V je vše v pořádku. Jakmile však napětí klesne pod 3V a následně zase vystoupá nad 3V je to detekováno jako chyba. V případě zvlněného napětí není o tyto výkyvy nouze a tak může tester s vysokou přesností odhalit vadný zdroj.

Funkce

Tester pracuje ve dvou režimech: Testování / Kalibrace. V režimu testování se porovnává vstupní napětí s referencí a v momentě, kdy je v patřičné větvi detekován pokles a následně vzestup napětí nad rozhodovací úroveň je to detekováno jako chyba a je rozsvícena patřičná LED dioda a na displeji se zobrazí číslo 1. Při další chybě zůstává svítit patřičná LED a je přičtena další chyba na displeji. Pokud počet chyb přesáhne zobrazení displeje (10) je to signalizováno rozsvícením desetinné tečky na displeji a zároveň se displej rozbliká. Blikání displeje pak signalizuje vadný zdroj. Může se stát, že i na dobrém zdroji tester detekuje 1-3 chyby v rozmezí několika minut. Pokud je však testovaný zdroj vadný na displeji se číslice točí stále dokola a už po několika vteřinách tester bude blikáním displeje hlásit vadný zdroj. Tester je vhodné připojit ke zdroji klasickým MOLEX konektorem na nějakou volnou zásuvku. Zdroj by měl být testován přímo v počítači, kdy jsou všechny komponenty zapojené. Testování zdroje na prázdno nemá žádný efekt, protože vlivem nezatíženého výstupu zdroje nemusí výstupní napětí odpovídat správným hodnotám a může značně kolísat, případně nemusí zdroj ani naběhnout. Proto by zdroj mohl vykazovat falešné chyby. Tester je možné připojit i za chodu zdroje (počítače), neboť procesor začne měřit se zpožděním, které zamezí falešné detekci chyb při připojování testeru. Pokud však připojíte tester před spuštěním testovaného PC (zdroje) rozhodně nic nesrazíte.
Samotné testování je zpožděno programově a to tak, že se vstupy vyhodnocují v 10ms intervalech. Tento čas byl určen proto, aby v případě vadného zdroje trvala detekce několik vteřin a zároveň se zamezilo falešným detekcím. Bez tohoto zpoždění, by ani nebylo na displeji postřehnutelné, že se mění čísla. Samozřejmě číselný údaj na displeji nemá takřka žádnou výpovědní hodnotu a je spíše informační. Stejně dobře by mohla být vyvedena třeba třetí LED, která by po určitém počtu změřených poklesů signalizovala vadný zdroj. Nicméně signalizace na displeji je jistě zajímavější a je i stručný přehled co se na vstupu děje z rychlosti počítání. Dá se tak rozeznat v jak pokročilém stavu je daný zdroj.
V režimu kalibrace (dlouhý stisk tlačítka) se provádí seřízení vstupních děličů napětí trimry R10 a R11. Režim kalibrace je signalizován svitem pomlčky na displeji (-) a v tento moment jsou LED diody přímo napojeny na výstupy komparátorů.

Kalibrace

Po zhotovení testeru je nutné ho kalibrovat. To provedeme pomocí nějakého plynule regulovatelného zdroje 3-14V. Pokud máme k dispozici nějaký laboratorní zdroj se dvěma kanály je to ideální. Na jednom kanále nastavíme 5V a na druhém 12V. Poté připojíme tester a přepneme ho do režimu kalibrace (dlouhý stisk S1) Na 5ti voltové větvi nastavíme napětí 4,80-4,85V a trimrem R10 otočíme do polohy, kdy se právě rozsvítí LED1. Pokud pak na zdroji zvýšíme napětí na 4,90V musí LED1 bezpečně zhasnout. Stejný postup aplikujeme na větev 12V (R11), přičemž práh detekce poklesu nastavíme na 11,70-11,75V. Na 11,80 by měla LED2 bezpečně zhasnout. Poté je dobré trimry něčím zakápnout (tavnou pistolí), aby se nemohli samovolně rozladit. Samotné nastavení prahu detekce není až tak podstatné. Pokud bude zdroj vadný, jeho napětí bude kolísat ve špičkách i o více jak +/-5V a tak není nutné lpět na desetinách.

Praktické zkušenosti

Tento tester je již druhá verze, kterou jsem navrhl. První byla postavena na klasických součástkách a byla podstatně složitější, ale přitom nebyla tak dokonalá a občas měla i falešné detekce. Tato s procesorem je jednoduchá, jak na sestrojení, tak na nastavení a obsluhu. O otestování konstrukce jsem požádal servisní středisko firmy Comtex Network Systems, kde se zabývají opravou počítačů a tak mají dostatek testovacích vzorků. Díky tomu bylo možné tester odladit a správně seřídit, aby byla jeho účinnost co největší.
Pomocí tohoto testeru se mi podařilo najít závady i na jiných zdrojích než jsou klasické AT nebo ATX pro PC. V případě jiných zdrojů je nutné akorát upravit rozsah vstupních děličů. Na desce plošného spoje je pamatováno i na možnost osadit pevné rezistory místo trimrů. Dále je možné i v seřizovacím režimu zjistit, zda je napětí měřeného zdroje vyšší nebo nižší než nastavené. To může také při odhalování závady na zdroji pomoci. Tento tester si neklade za cíl konkurovat složitým měřičům a testerům, které se pro testování ATX zdrojů dají pořídit. Nedokáže napětí měřit, pouze ho porovnává, ale pro svoje účely zcela dostačuje a jeho cena nepřesáhne několik desítek korun. Zároveň díky programovacímu konektoru je možné stále upravovat a zlepšovat program, bez jakéhokoli zásahu do hardware.

Seznam součástek

R1,R2 - 1K
R3 - 4,7K
R4 - 27K
R5,R6,R7 - 12K
R8-R17 - 1K
R10 - 5K (4,7K)
R11 - 10K
C1 - 100nF
LED1,2 - LED 3mm 2mA (červená)
DIS1 - HD-H103 (společná katoda)
IC1 - 78L05
US1 - PIC16F628A (naprogramovaný)
S1 - Mikro tlačítko do DPS
JP1 - Lámací jumper lišta 8pin
X1 - Svorkovnice do DPS ARK500 2x2piny

Dokumentace

No a na závěr si zde můžete stáhnout veškerou dokumentaci pro stavbu. Je zde i projekt pro Eagle.
DOWNLOAD  - Včetně programu pro procesor
Diskusi pro tuto konstrukci najdete ZDE.
 
KONFIGURACE:
__config _BODEN_OFF & _CP_OFF & _PWRTE_ON & _WDT_OFF & _LVP_OFF & _MCLRE_OFF & _INTRC_OSC_NOCLKOUT

Podpořte tuto konstrukci

Pokud Vás tato konstrukce zaujala nebo Vám dobře slouží, můžete ji podpořit volitelnou částkou. Stačí kliknout na tlačítko DONATE, zadat požadovanou částku, kterou chcete přispět na další rozvoj této a jiných konstrukcí, poté stiskněte Update Total a přihlaste se k odeslání příspěvku. Za jakékoli příspěvky předem děkuji a věřím, že zde najdete mnoho dalších zajímavých konstrukcí, které třeba vzniknou právě díky Vám.

 

 

Prohlášení

Tato konstrukce je z mé hlavy a proto není povoleno bez mého souhlasu přejímání na jiné stránky nebo komerční využití. Je povoleno se pouze odkazovat na tento web a tuto konstrukci. Pro více informací mne stačí kontaktovat. Zároveň nepřebírám jakoukoli odpovědnost za chování zařízení a případné škody spůsobené použitím tohoto zařízení, ať by byly jakéhokoli rázu. Zařízení je určeno pouze k užití pro vlastní potřebu. V této konstrukci je použit program (program mikrokontroleru), na který se vztahují autorská práva. Na program je udělena zdarma licence na jeho užití pro vlastní potřebu. Jakýkoli prodej není bez souhlasu autora možný.
Na programu jsem spolupracoval s Botasem a program je zveřejněn s jeho souhlasem.

 

Můj Youtube kanál:

fb-large.png, 5,8kB
Copyright © Resi-Design 2017 www.resi-design.cz.
TOPlist