LC metar Instrument za mjerenje kapacitivnosti i induktivnosti na PIC16F628A. Verifikacija i kalibracija digitalnog LC metra

Iako imam profesionalni automatski most E7-8, on je preglomazan i težak - 35 kg!

Stoga sam htio da se okušam u pravljenju jednostavnog LC mjerača na mikrokontroleru. Najjednostavniji (ali s tvrdnjama o dobrom kvalitetu rada) krug pronađen je na zastarjelom, ali prilično pristupačnom mikrokontroleru 16F84A, LM311N i LCD indikatoru tipa 1601.

PCB verzija 90x65 mm ovog LC merača iz YL2GL (jamper J3 nisam ugradio na ploču (nema potrebe za njim) - pozadinsko osvetljenje 1601 LCD indikatora, ako ga ima, uvek je uključeno!):

Pogled na neke dijelove za koje je dizajnirana štampana ploča:

Jedna od opcija za štampanu ploču LC merača, napravljenu LUT metodom:

Četiri verzije datoteke firmvera u *.hex formatu za programiranje PIC 16F84A nalaze se u Site File Catalogu (treća verzija firmvera se preporučuje, kao verzija sa automatskom kalibracijom uređaja kada je uključen):

Programiranje PIC 16F84A može se obaviti pomoću najjednostavnijeg JDM programatora spojenog na COM1 port računara (treba zapamtiti da JDM programator dobro radi sa starijim računarima, ali sa najnovijim dual-core i svim vrstama laptopa, laptopa, možda neće rade, jer nasilno ograničavaju struju na kontaktima COM porta. Stoga, potražite računar koji će raditi sa JDM programatorom bez problema, ili napravite programator prema drugoj shemi - sa vanjskim napajanjem):

i ICprog programe.

Uzimajući u obzir kupovinu LCD indikatora 1601 za:

Želio bih napomenuti prema dijagramu uređaja da morate obratiti pažnju na prisutnost ili odsutnost otpornika od 10 ... 12 Ohma instaliranog na LCD indikatorskoj ploči 1601 u krugu pozadinskog osvjetljenja. Ako nije, mora se zalemiti u seriji s pozadinskim osvjetljenjem, inače ga možete jednostavno spaliti prilikom ugradnje J3 kratkospojnika!

Postoje dva kruga LC mjerača, koji se razlikuju u krugu za uključivanje niskonaponskog releja. U drugom krugu, namotaj releja je spojen na masu preko otpornika za gašenje, a ne na + 5V:

Firmver PIC 16F84A dat je pod prvom verzijom sklopa, koji se nalazi na početku članka. Mogu, naravno, raditi s najnovijom verzijom kola, ali će se pred očitavanjem vrijednosti kapacitivnosti i induktivnosti pojaviti znak "-".

Nakon sastavljanja LC mjerača, uređaj počinje od prvog uključivanja. Za jednolinijski LCD indikator 1601, kratkospojnik J1 mora biti zatvoren. Za dvoredni tip 1602 - ostavite otvorenim. Za podešavanje kontrasta LCD ekrana potreban je trimer od 10K. Što je klizač otpornika bliži zemlji, to je veći kontrast ekrana.

Nakon prvog uključivanja potrebno je provjeriti frekvenciju generatora na izlazu LM311N zatvaranjem kratkospojnika J2, s L/C prekidačem postavljenim na C.

Frekvencija na LCD ekranu treba da bude oko 550 kHz.

Očitavanja na displeju će u ovom slučaju biti bez jedne nule - 55000.

Ako imate posude na kojima je naznačeno 1% namaza, onda ih možete koristiti.

Bolje je započeti postavljanje uređaja u načinu mjerenja kapacitivnosti - C.

Pritisnite dugme SW1 - kalibracija.

Poruka Kalibracija će se nakratko pojaviti na ekranu uređaja i očitanja na ekranu će se resetovati na C=0,0 pF.

Referentni kapacitet ubacujemo u utičnice i ako se očitanja uređaja razlikuju od tražene vrijednosti, tada odabiremo kapacitet u seriji s kontaktima niskonaponskog releja, svaki put ponavljajući kalibraciju uređaja.

LC metar

Radio amater vrlo često mora mjeriti kapacitivnost, rjeđe - induktivnost. Mnogi multimetri vam omogućavaju mjerenje kapacitivnosti, ali stvari su gore s induktivnošću. Ne postoje jeftini uređaji za ovo, a skupi nisu dostupni svima.

Izlaz iz ove situacije može biti vrlo jednostavan i koristan LC mjerač, opisan. Samo sam ga dopunio automatskim gašenjem nakon 1 min. i indikator pražnjenja baterije ispod 7 V, a također je napustio ulazni prekidač:

Meri kapacitivnost od 0,1pF do 5uF i induktivnost od 0,1uH do 5H sa tačnošću od 2-3%. Kapacitivnosti veće od 5 uF prikladno se mjere pomoću ESR metra. Ovi uređaji se međusobno nadopunjuju.

Otpornik R7 (u originalnom kolu iz arhive) zamijenio sam tranzistorom KP103E u režimu stabilizacije struje. Ovo štedi nekoliko miliampera struje. U istu svrhu, možete zamijeniti tranzistor KT361 s nekim p-kanalnim poljem i riješiti se bazne struje i otpornika od 5,1 k.

Ovako izgleda gotov uređaj:


Slovo C. Odatle potiče naziv uređaja. Ili drugim riječima, LC mjerač je uređaj za mjerenje vrijednosti induktivnosti i kapacitivnosti.

Na fotografiji to izgleda ovako:

LC metar izgleda kao . Također ima dvije sonde za mjerenje vrijednosti induktivnosti i kapacitivnosti. Vodovi kondenzatora mogu se ugurati ili u otvore za kondenzatore, gdje je upisano Cx, ili direktno u sonde. Lakše je i brže se povezati na sonde. Induktivnost i kapacitivnost se mjere vrlo jednostavno, postavite granicu mjerenja okretanjem dugmeta i pogledajte oznaku na displeju LC merača. Kako kažu, čak i malo dijete može lako savladati ovu "igračku".

Kako izmjeriti kapacitivnost LC metrom

Ovdje imamo četiri test kondenzatora. Tri su nepolarna, a jedna je polarna (crna sa sivom prugom)


Idemo


Pogledajmo notaciju na kondenzatoru. 0,022 uF je njegov kapacitet, odnosno 0,022 mikrofarada. Dalje + -5% je njegova greška. Odnosno, izmjerena vrijednost može biti plus ili minus 5% više ili manje. Ako je više ili manje od 5%, onda je naš kondenzator loš i preporučljivo je da ga ne koristite. Pet posto od 0,022 je 0,001. Stoga se kondenzator može smatrati prilično radnim ako je njegov izmjereni kapacitet u rasponu od 0,021 do 0,023. Imamo vrijednost od 0,025. Čak i ako uzmemo u obzir grešku mjerenja uređaja, to nije dobro. Hajde da ga bacimo. O da, obratite pažnju na volte koji su napisani iza procenta. Piše 200 volti - to znači da je dizajniran za napone do 200 volti. Ako ima napon veći od 200 volti na stezaljkama u svom krugu, onda će najvjerovatnije otkazati.

Ako je, na primjer, 220 V naznačeno na kondenzatoru, onda je to - maksimalna vrijednost napona. Uzimajući u obzir činjenicu da su AC mreže naznačene, tada takav kondenzator nije prikladan za korištenje na mrežnom naponu od 220 V, budući da je maksimalna vrijednost napona u ovoj mreži = 220 V x 1,4 (odnosno korijen od 2) = 310 V. Kondenzator mora biti odabran tako da bude projektovan za napon mnogo veći od 310 volti.

Sljedeći sovjetski kondenzator


0,47 mikrofarada. Preciznost +-10%. To znači 0,047 u oba smjera. Može se smatrati normalnim u rasponu od 0,423-0,517 mikrofarada. Na LC-metru 0,489 - dakle, prilično je efikasan.

Sljedeći uvezeni kondenzator


Piše 22, što znači 0,22 mikrofarada. 160 je granica napona. Sasvim normalan kondenzator.

I sljedeći elektrolitski ili, kako ga zovu radio-amateri, elektrolit. 2,2 mikrofarada na 50 volti.



Sve OK!

Kako izmjeriti induktivnost LC mjeračem

Izmjerimo induktivnost induktora. Uzimamo zavojnicu i držimo se njegovih zaključaka. 0,029 milihenrija ili 29 mikrohenrija.


Na isti način se mogu testirati i drugi induktori.

Gdje kupiti LC mjerač

Trenutno je napredak dostigao tačku da možete kupiti univerzalni R/L/C/Tranzistor-metar, koji može mjeriti gotovo sve parametre elektronskih komponenti


Pa, za estete, još uvijek postoje normalni LC mjerači, koji se jednim klikom mogu kupiti iz Kine u Aliexpress online prodavnici ;-)

Evo stranica o LC-metrima.

Zaključak

Induktori i kondenzatori su nezaobilazna stvar u elektronici i elektrotehnici. Vrlo je važno poznavati njihove parametre, jer i najmanje odstupanje parametra od vrijednosti upisane na njima može u velikoj mjeri promijeniti rad kola, posebno kod primopredajne opreme. Merite, merite i ponovo merite!

Iako imam profesionalni automatski most E7-8, on je preglomazan i težak - 35 kg!

Stoga sam htio da se okušam u pravljenju jednostavnog LC mjerača na mikrokontroleru. Najjednostavniji (ali s tvrdnjama o dobrom kvalitetu rada) krug pronađen je na zastarjelom, ali prilično pristupačnom mikrokontroleru 16F84A, LM311N i LCD indikatoru tipa 1601.


PCB verzija 90x65 mm ovog LC merača iz YL2GL (jamper J3 nisam ugradio na ploču (nema potrebe za njim) - pozadinsko osvetljenje 1601 LCD indikatora, ako ga ima, uvek je uključeno!):


Pogled na neke dijelove za koje je dizajnirana štampana ploča:


Jedna od opcija za štampanu ploču LC merača, napravljenu LUT metodom:


Četiri verzije fajla firmvera u *.hex formatu za programiranje PIC 16F84A nalaze se u Site File Catalogu (treća verzija firmvera se preporučuje, kao verzija sa automatskom kalibracijom uređaja...):

Programiranje PIC 16F84A može se obaviti pomoću najjednostavnijeg JDM programatora spojenog na COM1 port računara (treba zapamtiti da JDM programator dobro radi sa starijim računarima, ali sa najnovijim dual-core i svim vrstama laptopa, laptopa, možda neće rade, jer nasilno ograničavaju struju na kontaktima COM porta. Stoga, potražite računar koji će raditi sa JDM programatorom bez problema, ili napravite programator prema drugoj shemi - sa vanjskim napajanjem):


i ICprog programe.

Uzimajući u obzir kupovinu LCD indikatora 1601 za:

Želio bih napomenuti prema dijagramu uređaja da morate obratiti pažnju na prisutnost ili odsutnost otpornika od 10 ... 12 Ohma instaliranog na LCD indikatorskoj ploči 1601 u krugu pozadinskog osvjetljenja. Ako nije, mora se zalemiti u seriji s pozadinskim osvjetljenjem, inače ga možete jednostavno spaliti prilikom ugradnje J3 kratkospojnika!

Postoje dva kruga LC mjerača, koji se razlikuju u krugu za uključivanje niskonaponskog releja. U drugom krugu, namotaj releja je spojen na masu preko otpornika za gašenje, a ne na + 5V:


Firmver PIC 16F84A dat je pod prvom verzijom sklopa, koji se nalazi na početku članka. Mogu, naravno, raditi s najnovijom verzijom kola, ali će se pred očitavanjem vrijednosti kapacitivnosti i induktivnosti pojaviti znak "-".

Nakon sastavljanja LC mjerača, uređaj počinje od prvog uključivanja. Za jednolinijski LCD indikator 1601, kratkospojnik J1 mora biti zatvoren. Za dvoredni tip 1602 - ostavite otvorenim. Za podešavanje kontrasta LCD ekrana potreban je trimer od 10K. Što je klizač otpornika bliži zemlji, to je veći kontrast ekrana.

Nakon prvog uključivanja potrebno je provjeriti frekvenciju generatora na izlazu LM311N zatvaranjem kratkospojnika J2, s L/C prekidačem postavljenim na C.

Frekvencija na LCD ekranu treba da bude oko 550 kHz.

Zatim kratkim kratkospojnikom zatvaramo utičnice uređaja u L modu.

Uređaj piše - Kalibrira i nakon sekunde prelazi u režim mjerenja: L=0,00 mkH.


Izvadimo kratkospojnik, ubacimo izmjerenu referentnu induktivnost u utičnice i pogledamo očitanja uređaja. Ako se vrijednost razlikuje od one koju smo izmjerili na referentnom uređaju, tada biramo preciznije induktivnost uređaja od 82 μH.


Stoga je poželjno koristiti prigušnicu s mogućnošću podešavanja induktivnosti (feritno jezgro sa jezgrom za podešavanje).

Zatim prelazimo na način mjerenja kapacitivnosti C.

LCD će prikazati S=h.h pF


Kratko pritisnite dugme SW1 - kalibracija.

Ovaj precizan LC merač je napravljen od jeftinih komponenti koje je vrlo lako pronaći u radio prodavnicama. Opseg mjerenja LC metra je dovoljno širok da izmjeri čak i vrlo niske vrijednosti kapacitivnosti i induktivnosti.

Ploča - crtež

Induktivnosti - mjerni opsezi:

  • 10nH - 1000nH
  • 1uH - 1000uH
  • 1mH - 100mH

Opseg mjerenja kapacitivnosti:

  • 0.1pF - 1000pF
  • 1nF - 900nF

Veliki plus uređaja je automatska kalibracija kada se uključi napajanje, tako da nema greške u kalibraciji, koja je svojstvena nekim sličnim, posebno analognim. Ako je potrebno, možete ponovo kalibrirati u bilo kom trenutku pritiskom na dugme za resetovanje. Općenito, ovaj LC mjerač je potpuno automatski. Firmware MK PIC16F628 .

Komponente instrumenta

Preprecizne komponente su opcione, s izuzetkom jednog (ili više) kondenzatora koji se koriste za kalibraciju mjerača. Dva kondenzatora od 1000 pF na ulazu bi trebala biti dovoljno dobrog kvaliteta. Stiropor je poželjniji. Izbjegavajte keramičke kondenzatore, jer neki od njih mogu imati velike gubitke.

Dva kondenzatora od 10uF u generatoru bi trebala biti tantala (imaju nizak serijski otpor i induktivnost). Kristal od 4 MHz bi trebao biti striktno 4.000 MHz, a ne nešto slično tome. Svakih 1% greške u frekvenciji kristala dodaje 2% greške mjerenju vrijednosti induktivnosti. Relej bi trebao osigurati oko 30 mA struje okidanja. Otpornik R5 postavlja kontrast LCD ekrana LC metra. Uređaj se napaja konvencionalnom baterijom Krona, budući da se dalje napon stabilizira pomoću mikrokola 7805 .