Tl;dr;

Tester na zkraty (vede-nevede) pro osazené breadboardy a plošňáky, 5-12V, signalizace LED a Piezzo. Nesmí ničit běžné součástky a integráče. Funguje.

Propipator

Kdysi jsem si udělal Zkoušečku zkratu a po nějakém tom ladění to fungovalo a tak jsem to používal.

Ale léta jdou a časem mi začalo vadit

• že je tam moc tlustá jehla a nejde to dobře do breadboardu
• že se mi pořád vyvléká ta druhá sonda a co chvíli si nějak zohýbám ten pin k ní
• že to při měření příliš často chrčí místo pískání (a nebo nepíská)
• že se mi to špatně ladí (ani ne tak na nějaké extra hodnoty, ale na pohodlné měření vede-nevede)
• že si stejně tu indikaci většinou zakreju rukou
• že stejně pořádně nerozumím tomu co to přesně dělá a jaké napětí má kde být

Takže jsem se rozhodnul si vymyslet vlastní, rozumně jednoduchou, zkoušečku na míru svým potřebám. Napájet ji chci z 12V (na to mám plno nabíječek), kdyby šlo i z 5V, tím líp. Zkrat je od 0 Ω řekněme někam k 50 Ω (protože na skupině breadboardů se mi podařilo naměřit mezi napájecími piny až 100 Ω kvůli přechodovým odporům a cestám a to už to chodilo blbě a musel jsem to řešit), víc je "rozpojeno". Pár milivoltů snad nic nezkazí, proud nesmí být schopno dát nějaký velký. Sonda musí být ve svorkovnici, jehly musí být tenké.

Základem bude opět operační zesilovač, na invertovaný vstup mu přivedu konstatní napětí, na neinvertovaný napětí ze sondy. Když tam nebude kontakt, bude to mít napětí o kousek vyšší, když se to zkratuje, tak o kousek nižší, zesilovač to zesílí a bzučák zabzučí.

Pro to napětí udělám dělič za dvou 10 kΩ odporů, tím získám něco kolem půlky napájecího a maximálně 12 V/20 kΩ = 0.6 mA a vlastní můstek bude mít pevné odpory kolem 20 Ω (0.6 * 40 = 2.4 mV rozdíl mezi horním a dolním napětím by měl stačit), místo jednoho budou sondy. Když bude rozpojeno, bude tam horní napětí, když spojeno, bude tam dolní napětí toho můstku.

Teorie hezká, praxe přinesla komplikace - myslel jsem, že mám doma nějaké OZ, ale ukázalo se, že to jsou dvojice komparátorů. Komparátor nezesiluje, ten prostě přepíná (takže paráda, já taky chci jen vede-nevede, prsknu ho tam, druhý zůstane ladem.)

Kouknul jsem letno do datasheetu, napájecí napětí 2-36V - paráda, výstupní proud pár miliampér - já ale chci bzučet a svítit, potřebuju víc. I vylosoval jsem ze šuplíku "libovolný tranzistor" (který se ukázal být KF-517, PNP) a začal hledat datasheet - nakonec se podařilo a hodnoty taky vypadaly použitelně 30V,600mA, to by mělo stačit.

Zapojil jsem to na breadboardu a ono to nechodilo, chovalo se to podivně. Po soustě měření a pokusů jsem si opět pročetl datasheet a zjistil, že tenhle komparátor má na výstupu tranzistor s otevřeným kolektorem. Takže výstup sice dává hezkou nulu, ale místo jedničky jen vysoký odpor a je potřeba tam dát zvenku pullup, třeba zase těch 10 kΩ.

Další problém byl, že když jsem ty sondy zkoušel propojením na breadboardu, tak to chodilo dobře, ale po připojení nějakých delších drátů už to reagovalo i na přiblížení ruky. No jo, ve vzduchu je všude 50Hz a další rušení, rušení se odstraňuje zkratem přez kondenzátor, tak jsem jeden dal paralelně k sondě a ukázalo se, že to problém vyřešilo.

Jenomže to při letmých dotycích, nebo použití jehel, odporně chrčelo - LEDky svítily, ale Piezzo mělo pořád problémy. Zjevně mu stačí zakolísání napětí jako záminka k rozhození kmitání a pazvukům.

No, je tu ještě druhý komparátor v tom samém pouzdře, takže když výstup z prvního necháme nabíjet a vybíjet nějaký RC člen, od jedné meze k druhé, tak při porovnání s půlkou se nám zvlnění neprojeví, jen zásadní změny. Kondenzátor 10uF * odpor 10 kΩ = 0.1s časová konstanta, to by mohlo stačit, takové zpoždění při podobných měřeních nevadí a tak krátká zakolísání nepotřebujeme indikovat. A 1 kΩ = 0.01s pro zapnutí je taky dobré.

Pro pořádnou indikaci by to chtělo LEDku umístit tak, aby se nedala snadno zakrýt - takže na plošňáku je vystrčím až úplně dopředu a do stran - 2 shora a 2 zdola. A červené jsou hezky vidět a mám jich plno. A na závěr samozřejmě dám ještě zelenou LEDku s odporem na napájení, ať je u sondy vidět, jestli je zapnutá, nebo ne.

Když už to fungovalo na breadboardu, tak to ještě nějak umístit na plošňák, aby se to taky dalo přenášet a používat. Načrtnul jsem si schema v KiCadu a začal rozmisťovat součástky na PCB.

Celé jsem to zkusil dát na univerzální destičku tak akorát do ruky (a ještě uvažoval, že spousta místa, zda ji třeba nezkrátit), ale pak se ukázalo, že ty konektory a jehla zabírají dost místa, piezzo a tranzistor taky a klasické odpory jsou taky dost velké a prostě se to tam nevejde, tak jsem nahradil většinu odporů SMD verzemi, co se dalo napojit rovnou na nohy integráče jsem tam napojil a ostatní spoje prostě vedl drátky.

Nakonec jsem to dal do smršťovačky a nechal ji okolo smrsknout, abych při práci nesahal holou rukou na kontakty a tím si to nesabotoval.