Najprostszy tester rezonatorów kwarcowych (kwarców)

Witam wszystkich majsterkowiczów po świętach.

Jest to mój pierwszy wpis na stronie więc proszę o wyrozumiałość. Chciałem Wam pokazać jak szybko i tanio wykonać najprostszy tester rezonatorów kwarcowych, zwanych potocznie kwarcami. Elementy te są powszechnie używane w elektronice. Każdy kto rozbierał kiedyś jakieś urządzenie albo bawił się mikrokontrolerami na pewno miał z nimi do czynienia.

Po co nam taki tester ktoś zapyta. Otóż czasami coś w naszym projekcie nie działa i nie zawsze wiadomo dlaczego. Warto wtedy sprawdzić czy nie uszkodził nam się kwarc. Podobna sytuacja ma się do elementów z odzysku. Rozbierając np. stary telewizor znajdziemy co najmniej dwa takie elementy. Multimetrem nie jesteśmy w stanie sprawdzić czy one działają gdyż potrzeba zbudować odpowiedni układ. W internecie jest masa schematów gdyż ludzie od kilkudziesięciu lat tworzę takie testery. Nawet w archiwalnych wydaniach gazet branżowych można spotkać odpowiednie tutoriale. Czasami jednak wydają się ona bardzo rozbudowane lub z mnogością niezbyt potrzebnych nam opcji. Ja pokażę jak z kilku elementów zrobić go na płytce stykowej.

Potrzebna będzie nam jedynie tzw. “drobnica”, tj.:

• 2 x dioda np. impulsowa 150mA/100V (koszt 5 gr.)
• 2 x tranzystor NPN np. BC547B 45V/100mA (koszt 30 gr.)
• 2 x kondensator 220 pF (koszt 10 gr.)
• 2 x kondensator 10 nF (koszt 10 gr.)
• 2 x rezystor 1k (koszt 4 gr.)
• 1 x rezystor 3k3 (koszt 2 gr.)
• 1 x rezystor 47k (koszt 2 gr.)
• 1 x dioda LED dowolna (koszt 20 gr.)

Koszt tych elementów to jedynie 83 grosze. Jednak większość z Was znajdzie takie elementy w warsztacie/garażu. Gniazd i wtyków gold pin nie wliczam w cenę. Opcjonalnie może jeszcze dodać:

• 1 x tact switch (koszt 20 gr.)
• 1 x klip na baterię 9V (koszt 50 gr.)
• 1 x płytka uniwersalna gdyby ktoś chciał zmontować układ na stałe (koszt 1.5 zł)

Mając przygotowane “składniki” czas zabrać się za montaż. Schemat układu przedstawia się następująco:

Jak to działa? Dosyć prosto. Zasilanie jest z baterii 9V lub jak ktoś posiada to z zasilacza o takiej wartości napięcia stałego. W miejsce Q1 będziemy wkładać testowany kwarc. Zastosowano tu generator z dzieloną pojemnością (C1 i C2) zwany generatorem Colpitts’a. Sygnał wyjściowy z emitera T1 jest prostowany i filtrowany i służy do wysterowania tranzystora T2, który zapala LED1. Jeżeli kwarc jest sprawny to po wciśnięciu przycisku dioda zaświeci. Jeżeli nie zaświeci, to kwarc jest uszkodzony.

UWAGA: Nie wiem dokładnie do jakiej wartości można testować poprawnie rezonatory na tym układzie. Osobiście sprawdzałem do 24 Mhz bo takie tylko mnie interesowały i działał bez zarzutu.

UWAGA 2: Atmega na płytce stykowej nie jest częścią tego projektu. Ona sobie tylko tam leżakuje :)

Prototyp zmontowany na płytce stykowej wyglądał tak:

Na co zwrócić szczególną uwagę przy składaniu? Jeżeli jesteś początkujący jak ja, to uważaj na:

• Właściwe podpięcie diod. W przypadku np. rezystorów nie ma to znaczenia ale diody należy podłączać katoda do katody i anoda do anody. Katody rozpoznajemy po czarnym pasku na elemencie jak na rysunku:
• 
• Właściwe podpięcie tranzystora. Należy sięgnąć do datasheetu naszego elementu i znaleźć które nóżki są kolektorem, bazą i emiterem. Mój BC547B wygląda tak: Patrząc od ściętej strony pierwszy od lewej jest kolektor (C), środkowy to baza (B), skrajny prawy to emiter (E)
• Właściwe podpięcie LED. Jak odróżnić anodę i katodę pokazane jest świetnie w artykule  https://majsterkowo.pl/jak-wykonac-oswietlenie-diodowe-na-usb/
• Kwarc podłączamy dowolnie, podobnie jak resztę elementów.

Jak widać ja zastosowałem zasilanie zewnętrzne z zasilacza a nie z baterii. Kwarc włożony więc wystarczy wcisnąć przyciski i dioda zaświeci. Ja w celu zrobienia zdjęcia ominąłem przycisk:

Teraz możemy testować do woli a potem rozmontować układ. Możemy też przenieść go na płytkę uniwersalną, lub bardziej profesjonalnie: wytrawić sobie PCB. Ja takich umiejętności nie posiadam więc pozostałem przy uniwersalnej. Miałem nie dodawać zdjęcia, bo estetyka i rozmieszczenie elementów pozostawia wiele do życzenia ale jednak się skusiłem:

Do podłączenia zasilania i kwarcu zastosowałem gold piny. Mogę sobie łatwo na kabelkach podpinać dowolne źródła zasilania co jest dla mnie wygodniejsze niż bateria. Esteci mogą całość włożyć do obudowy ale mi to wystarcza. Całkowity koszt powyższego układu nie licząc zużytej cyny i prądu zamknie się w 2.5 zł.

Dziękuje każdemu kto dotrwał do końca i zachęcam do komentowania. Wszystkie hejty przyjmę dzielnie na klatę :)