Artikel
In-Circuit-Kondensator-Tester
ESR als Maß für die Qualität
Mit dieser Schaltung lassen sich die Kondensatoren auf einer Platine ohne Auslöten überprüfen - und das im Kapazitätsbereich von mehreren tausend Mikrofarad bis herunter zu hundert Nanofarad. Selbst parallel geschaltete Spulen und niederohmige Widerstände stellen dabei in der Regel kein Problem dar.
Die wichtigste Eigenschaft eines Kondensators ist natürlich die Kapazität. Daneben gibt es aber auch eine (weniger erwünschte) ohmsche Komponente, die hier als ESR (Equivalent Series Resistance) bezeichnet wird. Ein idealer Kondensator ist ein rein kapazitives Bauteil mit einer Phasenverschiebung von exakt 90 Grad zwischen Strom und Spannung. Ein realer Kondensator kann hingegen als Reihenschaltung eines (kleinen) Widerstands mit einem idealen Kondensator betrachtet werden. Der Widerstand in der Ersatzschaltung (Bild 1) steht für die (ohmschen, also realen) Verluste des Bauteils. Ein üblicher Kondensator-Tester zeigt die Kapazität an und verrät nichts über die ohmsche Komponente und damit über die Qualität des Kondensators.
Die wichtigste Eigenschaft eines Kondensators ist natürlich die Kapazität. Daneben gibt es aber auch eine (weniger erwünschte) ohmsche Komponente, die hier als ESR (Equivalent Series Resistance) bezeichnet wird. Ein idealer Kondensator ist ein rein kapazitives Bauteil mit einer Phasenverschiebung von exakt 90 Grad zwischen Strom und Spannung. Ein realer Kondensator kann hingegen als Reihenschaltung eines (kleinen) Widerstands mit einem idealen Kondensator betrachtet werden. Der Widerstand in der Ersatzschaltung (Bild 1) steht für die (ohmschen, also realen) Verluste des Bauteils. Ein üblicher Kondensator-Tester zeigt die Kapazität an und verrät nichts über die ohmsche Komponente und damit über die Qualität des Kondensators.
Material
Gerber-Datei
Die zu diesem Projekt gehörende Platine steht als Gerber-Datei exklusiv allen GOLD- und GREEN-Mitgliedern zum sofortigen Download zur Verfügung. Mit Gerber-Daten können Sie Platinen selber herstellen oder sie bei einem Platinenhersteller in Auftrag geben.
Elektor empfiehlt den zuverlässigen PCB-Service von Eurocircuits oder von AISLER.
TIPP: Ihre erste Platine bei AISLER ist bis zu einem Betrag von 30 € kostenlos, wenn Sie an der Kasse den Gutscheincode ELCCBB eingeben.
Gerber-Dateien unterliegen der Creative Commons-Lizenz. Creative Commons bietet Urhebern die Möglichkeit, dass ihre Werke frei genutzt und verbreitet werden.
Platine
Extra-Info / Update
Leserbrief:
Ich möchte Ihnen nicht vorenthalten, was mir beim In-circuit-Kondensatortester (Elektor 9/2002) passiert ist. Nach Aufbau und Einstellung der Justierpunkte funktionierte die Schaltung beim ersten Versuchen ohne Mess-Strippen auch gleich. Beim Probieren mit den Mess-Spitzen (sie sehen so aus, wie die auf den Abbildungen im Artikel) verstand ich meine kleine Elektronik-Welt nicht mehr, denn eigentlich konnte ja nichts mehr verkehrt gemacht werden. Was war passiert?
Eine der beidem Mess-Spitzen hatte einen sich ändernden Widerstand im Bereich 20...80 W . Da die eigentliche Spitze aus zwei Teilen zusammengesetzt ist (vermutlich verschweißt oder hartgelötet), liegt es vermutlich an einer unsauberen Verbindungstechnik. Aber bis man das erst einmal herausfindet! Da hat der berüchtigte Murphy mit seinem Gesetz wieder voll zugeschlagen...
Inzwischen habe ich noch eine kleine Schaltungsänderung vorgenommen: Taster Sl wurde durch einen kleinen Schalter ersetzt. Wenn ich nämlich mit beiden Händen die Mess-Spitzen an einen zu prüfenden Kondensator halte, fehlt mir die dritte Hand, um gegebenenfalls auch noch den Taster zu betätigen. Ansonsten kann ich nur sagen: Ein Supergerät! In der kurzen Zeit seit Fertigstellung habe ich schon ein gutes Dutzend fauler Kondensatoren geortet. Unter anderem konnte ich ein etwa 25 Jahre altes elektromedizinisches Gerät wieder "zum Laufen" bringen – und das ohne Schaltungsunterlagen und ohne zu wissen, wie es eigentlich funktioniert.
Hagen Fröscher
Ich möchte Ihnen nicht vorenthalten, was mir beim In-circuit-Kondensatortester (Elektor 9/2002) passiert ist. Nach Aufbau und Einstellung der Justierpunkte funktionierte die Schaltung beim ersten Versuchen ohne Mess-Strippen auch gleich. Beim Probieren mit den Mess-Spitzen (sie sehen so aus, wie die auf den Abbildungen im Artikel) verstand ich meine kleine Elektronik-Welt nicht mehr, denn eigentlich konnte ja nichts mehr verkehrt gemacht werden. Was war passiert?
Eine der beidem Mess-Spitzen hatte einen sich ändernden Widerstand im Bereich 20...80 W . Da die eigentliche Spitze aus zwei Teilen zusammengesetzt ist (vermutlich verschweißt oder hartgelötet), liegt es vermutlich an einer unsauberen Verbindungstechnik. Aber bis man das erst einmal herausfindet! Da hat der berüchtigte Murphy mit seinem Gesetz wieder voll zugeschlagen...
Inzwischen habe ich noch eine kleine Schaltungsänderung vorgenommen: Taster Sl wurde durch einen kleinen Schalter ersetzt. Wenn ich nämlich mit beiden Händen die Mess-Spitzen an einen zu prüfenden Kondensator halte, fehlt mir die dritte Hand, um gegebenenfalls auch noch den Taster zu betätigen. Ansonsten kann ich nur sagen: Ein Supergerät! In der kurzen Zeit seit Fertigstellung habe ich schon ein gutes Dutzend fauler Kondensatoren geortet. Unter anderem konnte ich ein etwa 25 Jahre altes elektromedizinisches Gerät wieder "zum Laufen" bringen – und das ohne Schaltungsunterlagen und ohne zu wissen, wie es eigentlich funktioniert.
Hagen Fröscher
Stückliste
Widerstände:
R1,R13,R14,R17,R18,R19,R31 = 10 k
R2 = 4k7
R3 = 1k8
R4,R24,R28 = 22 k
R5 = 33 k
R6,R7,R8 = 2k2
R9-R12 = 56 Ohm
R15,R16,R20,R22,R29 = 1 M
R21 = 47 Ohm
R23,R25,R27,R30 = 100 k
R26 = 1 k
P1,P4 = 5 k Spindeltrimmer (Bourns 3266X o.ä.)
P2 = 100 k Spindeltrimmer (Bourns 3266X o.ä.)
P5 = 1 k Spindeltrimmer (Bourns 3266X o.ä.)
P3 = 1 k Trimmpotentiometer
Kondensatoren:
C1 = 180pF
C2,C9-C13,C16,C18 = 100 n
C3,C4,C5 = 10 µ /10V stehend
C6 = 100 µ /16V stehend
C7 = 220 n
C8 = 10 n
C14=100 p
C15 = 1 n
C17 = 220 n
Halbleiter:
D1-D4 = 1N4002
IC1 = 4093
IC2 = 74ACT74 PC
IC3 = 74VHC4066
IC4 = LF412-CN
IC5 = LM2931-5,0
IC6 = 4070
IC7 = ICL7660
IC8 = LM358-N
IC9 = ICL7106-CP
Außerdem:
LCD1 = 3,5 Digit LCD mit LO-BATT Anzeige
S1 = Taster (Schließer)
9-V-Batteriehalter
Ein-/Aus-Schalter (1-polig)
2 Prüfspitzen, z. B. Hirschmann PRÜF1
Abgeschirmtes Kabel (siehe Text)
Kunststoffgehäuse mit Display-Fenster und Batteriefach, z. B. Multicomp BC4
40-polige IC-Fassung (halbiert, siehe Text)
Platine EPS 012022-1
R1,R13,R14,R17,R18,R19,R31 = 10 k
R2 = 4k7
R3 = 1k8
R4,R24,R28 = 22 k
R5 = 33 k
R6,R7,R8 = 2k2
R9-R12 = 56 Ohm
R15,R16,R20,R22,R29 = 1 M
R21 = 47 Ohm
R23,R25,R27,R30 = 100 k
R26 = 1 k
P1,P4 = 5 k Spindeltrimmer (Bourns 3266X o.ä.)
P2 = 100 k Spindeltrimmer (Bourns 3266X o.ä.)
P5 = 1 k Spindeltrimmer (Bourns 3266X o.ä.)
P3 = 1 k Trimmpotentiometer
Kondensatoren:
C1 = 180pF
C2,C9-C13,C16,C18 = 100 n
C3,C4,C5 = 10 µ /10V stehend
C6 = 100 µ /16V stehend
C7 = 220 n
C8 = 10 n
C14=100 p
C15 = 1 n
C17 = 220 n
Halbleiter:
D1-D4 = 1N4002
IC1 = 4093
IC2 = 74ACT74 PC
IC3 = 74VHC4066
IC4 = LF412-CN
IC5 = LM2931-5,0
IC6 = 4070
IC7 = ICL7660
IC8 = LM358-N
IC9 = ICL7106-CP
Außerdem:
LCD1 = 3,5 Digit LCD mit LO-BATT Anzeige
S1 = Taster (Schließer)
9-V-Batteriehalter
Ein-/Aus-Schalter (1-polig)
2 Prüfspitzen, z. B. Hirschmann PRÜF1
Abgeschirmtes Kabel (siehe Text)
Kunststoffgehäuse mit Display-Fenster und Batteriefach, z. B. Multicomp BC4
40-polige IC-Fassung (halbiert, siehe Text)
Platine EPS 012022-1
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