Peak-Atlas-Messgeräte - Bauteile-Analyse kompakt und intelligent Teil 2

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Aus ELVjournal 05/2015     0 Kommentare
 Peak-Atlas-Messgeräte - Bauteile-Analyse kompakt und intelligent Teil 2

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Aus der Messgeräte-Familie des britischen Unternehmens Peak Electronic Design Ltd. sind besonders die Halbleiter- Analysatoren DCA55 und DCA75 interessant für Hobby- und Laborelektroniker. Sie verdienen daher eine detailliertere Betrachtung in diesem Artikel. Wie alle Peak-Atlas-Analysatoren sind die beiden Geräte klein, preiswert, einfach zu bedienen und bieten einen erstaunlich großen Funktionsumfang. Beide Geräte zeigen auf Knopfdruck die Pinbelegung von (zwei- oder dreipoligen) elektronischen Bauteilen und sogar deren wichtigste elektronische Parameter an.

Gemeinsamkeiten und Unterschiede DCA55 und DCA75

Ein Multimeter (Vielfachmessgerät) hat selbstverständlich jeder Elektroniker am Arbeitsplatz. Was aber, wenn auf die Schnelle die Zuordnung der Anschluss-Pins eines elektronischen Bauteils gesucht wird? Ausmessen der Diodenstrecken mit dem Multimeter? Mithilfe der Bauteilbezeichnung im Internet das Datenblatt suchen und die Seite mit der Pinbelegung öffnen? Sind Kenntnisse und Messgeräte für eine detaillierte Bauteileanalyse überhaupt vorhanden? Was ist, wenn die aufgedruckte Bauteilbezeichnung nicht (mehr) lesbar ist? Ist das Bauteil überhaupt funktionstüchtig? Wie groß ist die Vorwärtsspannung der vorliegenden Diode oder Leuchtdiode tatsächlich? Wie groß ist die Verstärkung des vorliegenden Transistors? Bei allen diesen und weiteren Fragestellungen hilft ein Peak-Atlas- Halbleitertester, sehr schnell und einfach Antworten zu finden. Dazu werden die Pins des vorliegenden Bauelements in beliebiger Reihenfolge mit den farbig unterschiedenen Anschlussklemmen verbunden, die ‚test’-Taste am Gerät gedrückt und nach sehr kurzer Zeit die Pinzuordnung und die wichtigsten Bauteile-Parameter (wie Vorwärtsspannung bei Dioden, Verstärkungsfaktor von Transistoren usw.) abgelesen. Bei Bauelementen mit nur zwei Anschlüssen bleibt eine Anschlussklemme frei. Das Bauteil wird automatisch erkannt, auf Funktionsfähigkeit überprüft und analysiert. Die Vorteile der Peak-Atlas-Halbleiter-Analysatoren sind:

  • Schnelltest von elektronischen Bauteilen
  • Erkennung des angeschlossenen Bauteils
  • Darstellung der Pinbelegung
  • Ermittlung der wichtigsten Bauteilwerte
  • Auto-Power-off
  • Anzeige des Schaltzeichens des Bauteils (DCA75)
  • Anzeige von Kennlinien auf dem PC (DCA75)
Tabelle 1 zeigt eine Übersicht des Funktionsumfanges der Halbleiter- Analysatoren.

Der DCA55 (DCA = Discrete Components Analyzer) verfügt über ein zweizeiliges LC-Display, während der DCA75 (auch DCA Pro gePeak nannt) über ein Grafikdisplay mit 122 x 32 Punkten verfügt, auf dem auch die jeweiligen Schaltbilder angezeigt werden. Der DCA55 ist ein kompaktes Stand-alone-Gerät, während der DCA75 darüber hinaus auch an einem PC verwendet werden kann. Die analysierbaren Bauelemente sind im Wesentlichen gleich, mit dem DCA75 lassen sich allerdings zusätzlich auch Zener-Dioden und Spannungsregler analysieren. Eine detaillierte Beschreibung und auch die Handbücher findet man auf der Herstellerseite.

Halbleitertester Atlas DCA55

Mit dem DCA55 lässt sich eine Vielzahl elektronischer Bauteile auf Knopfdruck identifizieren und analysieren:

  • Dioden und Dioden-Netzwerke
  • LEDs
  • Zweifarbige LEDs (mit zwei oder drei Anschlüssen)
  • Bipolare Transistoren
  • Darlington-Transistoren
  • (MOS)FETs
  • Kleinleistungs-Thyristoren und -Triacs  

Der DCA55 hat erstaunlich kleine Gehäuseabmessungen und liegt angenehm in der Hand. Zur Inbetriebnahme wird das zu analysierende Bauteil an die praktischen Klemm-Prüfspitzen angeschlossen. Welche Prüfspitze an welchen Pin angeschlossen wird, spielt keine Rolle.

Bild 1: Diodenanalyse mit Halbleitertester DCA55
Bild 1: Diodenanalyse mit Halbleitertester DCA55
Bei Bauteilen mit zwei Anschlüssen (Dioden, LEDs) können beliebige zwei Prüfspitzen verwendet werden (Bilder 1 und 2). Es gibt nur zwei Bedientasten am Gerät. Ein kurzes Drücken der ‚test’-Taste genügt und das angeschlossene Bauteil wird analysiert (Bild 1 links). Nach etwa zwei Sekunden erscheint der Typ des Bauteils (Diode, LED, Transistor …) auf dem zweizeiligen LC-Display (Bild 1 rechts oben). Ein kleiner Pfeil im Display zeigt an, dass noch weitere Informationen vorliegen. Durch Drücken der ‚scroll’-Taste wird zu den nächsten Informationsseiten geblättert. So erhält man die Seite mit dem Pinout des ermittelten Bauteils. Dabei wird in kurzer und übersichtlicher Form anhand der Farbgebung der Prüfspitzen die Pinzuordnung dargestellt (Bild 1 rechts Mitte). Durch weiteres Drücken der ‚scroll’-Taste werden – je nach Bauteiletyp unterschiedliche – weitere Parameter des Bauteils angezeigt. Für eine Diode ist die Vorwärtsspannung eine der wichtigsten Kenngrößen (Bild 1 rechts unten).
Bild 2: LED-Analyse
Bild 2: LED-Analyse

Auch „dreibeinige“ Diodennetzwerke werden erkannt:

  • 2 Dioden mit gemeinsamer Kathode
  • 2 Dioden mit gemeinsamer Anode
  • 2 Dioden in Reihe


Für jede der beiden Dioden wird die Vorwärtsspannung einzeln ermittelt und angezeigt. Bei einer Vorwärtsspannung über 1,5 Volt geht der DCA55 von einer LED aus (Bild 2). Zweifarbige LEDs werden in der Zwei-Pin-Version und in der Drei-Pin-Version erkannt und für jede LED die Vorwärtsspannung einzeln angezeigt.

Bild 3: NPN-Transistor
Bild 3: NPN-Transistor
in der Drei-Pin-Version erkannt und für jede LED die Vorwärtsspannung einzeln angezeigt. In Bild 3 sieht man einen Standardtransistor am DCA55 angeschlossen. Die interessantesten Werte, wie der Verstärkungsfaktor und die Basis-Emitter- Spannung, werden ermittelt und angezeigt. Selbstverständlich kann der DCA55 auch Darlington- Transistoren erkennen.
Bild 4: Darlington-Transistor
Bild 4: Darlington-Transistor
Selbstverständlich kann der DCA55 auch Darlington- Transistoren erkennen. In Bild 4 wurde ein BC517-Darlington-Transistor analysiert. Man sieht die im Vergleich zum Standardtransistor sehr viel höhere Verstärkung und die durch die zwei Halbleiterübergänge etwa doppelt so große Basis-Emitter- Spannung.
Bild 5: MOSFET
Bild 5: MOSFET
Auch MOSFETs (Bild 5), FETs, Thyristoren und Triacs werden korrekt erkannt und analysiert.

Halbleitertester Atlas DCA75

Der DCA75 kann – als der größere Bruder des DCA55 – folgende Komponenten analysieren:

  • Dioden und Dioden-Netzwerke
  • Zener-Dioden
  • LEDs
  • Zweifarbige LEDs (mit zwei oder drei Anschlüssen)
  • Bipolare Transistoren
  • Darlington-Transistoren
  • (MOS)FETs
  • Kleinleistungs-Thyristoren und –Triacs
  • Spannungsregler

Die Bedienung des DCA75 ist identisch mit der des DCA55. Auch er kann ohne PC im Stand-alone-Betrieb benutzt werden. Neben den etwas umfangreicheren Analysemöglichkeiten verfügt der DCA75 zudem über ein kleines Grafikdisplay, auf dem die ermittelten Bauteile mit ihrem Schaltbild dargestellt werden. Das trägt – besonders bei komplexeren Bauteilen – sehr zur Übersicht bei. Dioden-Netzwerke, Duo-LEDs und Feinheiten wie Freilaufdioden können auf einen Blick besser erkannt werden (Bilder 6 und 7).

Bild 6: Duo-LED (3-polig) mit Halbleitertester DCA75
Bild 6: Duo-LED (3-polig) mit Halbleitertester DCA75
Bild 7: MOSFET
Bild 7: MOSFET
Bei einem erkannten Spannungsregler werden die Anschlüsse identifiziert, der Festspannungswert (auch negativ) und sogar die Drop-out-Spannung angezeigt (Bild 8). Der DCA75 erhielt Bestnoten im Lesertest im ELVjournal 1/2015.
Bild 8: Spannungsregler
Bild 8: Spannungsregler

Der DCA75 in Verbindung mit einem PC

Der DCA75 ist im Stand-alone-Betrieb ein sehr nützliches Messgerät, das aufgrund seiner kleinen Abmessungen und des Batteriebetriebs überallhin mitgenommen werden kann. Zusätzlich lassen sich nach Anschluss des DCA75 an einen Windows-PC weitere Möglichkeiten nutzen. Der DCA75 stellt dann eine Schnittstelle zum Messen von Bauteilen dar und wird vom PC aus gesteuert. Die Ergebnisse der Analyse werden am PC-Bildschirm angezeigt. Zusätzlich zu den bisher beschriebenen Möglichkeiten können Kennlinien automatisch erstellt und angezeigt werden. Das ist oft hilfreich, um mehrere Bauteile zu vergleichen. Im Lieferumfang des DCA75 befindet sich ein USB-Stick mit der PCSoftware. Alternativ kann man die jeweils aktuellste Software von der PEAK-Seite [3] herunterladen. Dort kann man auch den Installations- Guide herunterladen.
Im Download enthalten sind

  • die aktuelle PC-Software und
  • die aktuelle Firmware für den DCA75.

Die Datei dcaprosetup.exe wird in einen Ordner auf dem PC heruntergeladen und wie üblich installiert. Nach erfolgter Installation wird der DCA75 an einem USB-Steckplatz angeschlossen und es wird in der Programmoberfläche angezeigt, dass dieser erkannt wurde. Ein Klicken des Test-Buttons genügt, und das am DCA75 angeschlossene Bauteil wird analysiert und das Ergebnis am PC angezeigt (Bild 9 links).

Bild 9: Diode
Bild 9: Diode
Es werden jeweils die wichtigsten Parameter, ein Schaltbild mit Pinbezeichnungen und weitere Erläuterungen angezeigt. Bei allen Bauteilen gibt es im PC-Programm weitere Tab-Reiter mit Kennlinien. Nach Klicken des Start-Buttons wird die Kennlinie des angeschlossenen Bauteils erstellt (Bild 9 rechts). Dabei können noch einige Parameter eingestellt werden. Je nach Bauteiltyp werden unterschiedliche Kennliniendiagramme angeboten. In Bild 10 wurde eine LED analysiert und rechts in Bild 10 wurde von der Möglichkeit Gebrauch gemacht, mehrere Bauteile zu vergleichen.
Bild 10: LEDs
Bild 10: LEDs

Man sieht im Bild als schwarze Linie die Kennlinie einer normalen Diode und rechts davon die Kennlinien verschiedener LEDs mit ihren höheren Vorwärtsspannungen im Vergleich zur normalen Diode. Die rote Linie zeigt den Verlauf von einer zu Testzwecken „eingeschmuggelten“ 5-Volt- LED (mit eingebautem Widerstand). Auch diese wird korrekt als LED erkannt. Der eingebaute Vorwiderstand verändert den Verlauf der Kurve im Vergleich zu Dioden und LEDs.
Mehrfarbige LEDs werden sehr übersichtlich mit den farbigen Anschlüssen (für die farbigen Prüfspitzen) angezeigt und man kann für jede einzelne eingebaute LED die Vorwärtsspannung und die Kennlinie sehen (Bild 11).

Bild 11: Duo-LED
Bild 11: Duo-LED
Für Transistoren gibt es verschiedene Arten von Kennlinienfeldern (Bild 12).
Bild 12: Transistor
Bild 12: Transistor
Alle Kennlinienbilder lassen sich zoomen, drucken und in die Windows-Zwischenablage kopieren. Alle ermittelten Daten lassen sich zur späteren Verwendung speichern oder zur Weiterverarbeitung (per Windows-Zwischenablage) nach Excel übertragen (Bild 13).
Bild 13: Transistordaten in Excel
Bild 13: Transistordaten in Excel
Die Bilder 14, 15, 16 und 17 zeigen Anzeigen für analysierte Darlington-Transistoren, MOSFETs, Thyristoren bzw. Spannungsregler.
Bild 14: Darlington-Transistor
Bild 14: Darlington-Transistor
Bild 15: MOSFET
Bild 15: MOSFET
Bild 16: Thyristor
Bild 16: Thyristor
Bild 17: Spannungsregler
Bild 17: Spannungsregler

Fazit

Die Darstellungen sollen einen ersten Eindruck über die Möglichkeiten der Peak-Halbleitertester DCA55 und DCA75 geben. Es wurde aus Platzgründen nicht alles bis ins Detail dargestellt, aber schon die gezeigten Möglichkeiten haben sicherlich gezeigt, dass in jeder Elektronik- Werkstatt eines dieser beiden Geräte vorhanden sein sollte. Es erspart Unsicherheiten, ob ein Bauteil funktionstüchtig oder defekt ist und das Aufrufen des Datenblatts zum Nachlesen der Anschlussbezeichnungen und der wichtigsten Parameter entfällt. Somit stellen diese Geräte eine große Arbeitserleichterung dar und führen zu viel Zeitersparnis. Peak-Geräte für weitere Bauteile wurden im ELVjournal 4/2015 beschrieben.

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