LC Meter Instrumento para medição de capacitância e indutância no PIC16F628A. Verificação e calibração do medidor digital LC

Embora eu tenha uma ponte automática profissional E7-8, ela é muito volumosa e pesada - 35 kg!

Portanto, eu queria tentar fazer um medidor LC simples em um microcontrolador. O circuito mais simples (mas com reivindicações de boa qualidade de trabalho) foi encontrado em um microcontrolador 16F84A, LM311N desatualizado, mas bastante acessível e um indicador LCD do tipo 1601.

PCB versão 90x65 mm deste medidor LC da YL2GL (não instalei o jumper J3 na placa (não há necessidade) - a luz de fundo do indicador LCD 1601, se houver, está sempre acesa!):

Vista de algumas peças para as quais a placa de circuito impresso foi projetada:

Uma das opções para a placa de circuito impresso do medidor LC, feita pelo método LUT:

Quatro versões do arquivo de firmware em formato *.hex para programação do PIC 16F84A são colocadas no Site File Catalog (recomenda-se a terceira versão de firmware, pois a versão com auto-calibração do dispositivo quando ligado):

A programação do PIC 16F84A pode ser feita usando o programador JDM mais simples conectado à porta COM1 do computador (você precisa lembrar que o programador JDM funciona bem com computadores mais antigos, mas com os mais recentes dual-core e todos os tipos de laptops, laptops, pode não funcionam, pois limitam forçosamente a corrente nos contatos da porta COM. Portanto, procure um computador que funcione com o programador JDM sem problemas ou faça o programador de acordo com um esquema diferente - com alimentação externa):

e programas ICprog.

Tendo em conta a compra do indicador LCD 1601 para:

Eu gostaria de observar de acordo com o diagrama do dispositivo que você precisa prestar atenção à presença ou ausência de um resistor de 10 ... 12 Ohm instalado na placa indicadora LCD 1601 no circuito de luz de fundo. Caso contrário, ele deve ser soldado em série com a luz de fundo, caso contrário, você pode simplesmente queimá-lo ao instalar o jumper J3!

Existem dois circuitos do medidor LC, que diferem no circuito para ligar o enrolamento do relé de baixa tensão. No segundo circuito, o enrolamento do relé é conectado ao terra através de um resistor de têmpera e não a + 5V:

Firmware PIC 16F84A são fornecidos na primeira versão do circuito, localizada no início do artigo. Eles podem, é claro, trabalhar com a versão mais recente do circuito, mas um sinal "-" aparecerá antes das leituras dos valores de capacitância e indutância.

Após a montagem do medidor LC, o dispositivo inicia desde a primeira ligação. Para um indicador LCD de linha única 1601, o jumper J1 deve ser fechado. Para duas linhas, digite 1602 - deixe aberto. Um aparador de 10K é necessário para ajustar o contraste da tela LCD. Quanto mais próximo o controle deslizante do resistor estiver do aterramento, maior será o contraste da tela.

Após a primeira energização, é necessário verificar a frequência do gerador na saída do LM311N fechando o jumper J2, com a chave L/C na posição C.

A frequência na tela LCD deve ser em torno de 550 kHz.

As leituras no display, neste caso, serão sem um zero - 55000.

Se você tiver recipientes com um spread de 1% indicado neles, poderá usá-los.

É melhor começar a configurar o dispositivo no modo de medição de capacitância - C.

Pressione o botão SW1 - calibração.

A mensagem Calibrando aparecerá brevemente na tela do dispositivo e as leituras na tela serão redefinidas para C=0,0 pF.

Inserimos uma capacitância de referência nos soquetes e, se as leituras do dispositivo diferirem do valor necessário, selecionamos a capacitância em série com os contatos do relé de baixa tensão, repetindo cada vez a calibração do dispositivo.

Medidor de LC

Um radioamador muitas vezes tem que medir a capacitância, com menos frequência - indutância. Muitos multímetros permitem medir a capacitância, mas as coisas são piores com a indutância. Não existem dispositivos baratos para isso, e os caros não são acessíveis para todos.

A saída para esta situação pode ser um medidor LC muito simples e útil, descrito. Eu só completei com um desligamento automático após 1 min. e um indicador de descarga da bateria abaixo de 7 V, e também abandonou a chave de entrada:

Ele mede capacitância de 0,1pF a 5uF e indutância de 0,1uH a 5H com uma precisão de 2-3%. Capacitâncias superiores a 5 uF são convenientemente medidas com um medidor ESR. Esses dispositivos se complementam.

Substituí o resistor R7 (no circuito original do arquivo) pelo transistor KP103E no modo de estabilização atual. Isso economiza vários miliamperes de consumo de corrente. Para o mesmo propósito, você pode substituir o transistor KT361 por algum campo de canal p e se livrar da corrente de base e do resistor de 5,1k.

Esta é a aparência do dispositivo finalizado:

A letra C. É daí que vem o nome do dispositivo. Ou em outras palavras, um medidor LC é um dispositivo para medir valores de indutância e capacitância.

Na foto está assim:

O medidor LC se parece com um . Também possui duas pontas de prova para medir valores de indutância e capacitância. Os terminais dos capacitores podem ser inseridos nos orifícios dos capacitores, onde Cx está escrito, ou diretamente nas pontas de prova. É mais fácil e rápido conectar-se às sondas. A indutância e a capacitância são medidas de forma muito simples, defina o limite de medição girando o botão e observe a designação no visor do medidor LC. Como se costuma dizer, até uma criança pequena pode dominar facilmente esse “brinquedo”.

Como medir a capacitância com um medidor LC

Aqui temos quatro capacitores de teste. Três deles são apolares e um é polar (preto com uma faixa cinza)

vamos

Vejamos a notação no capacitor. 0,022 uF é sua capacitância, ou seja, 0,022 microfarads. Mais + -5% é o seu erro. Ou seja, o valor medido pode ser mais ou menos 5% mais ou menos. Se mais ou menos de 5%, nosso capacitor está ruim e é aconselhável não usá-lo. Cinco por cento de 0,022 é 0,001. Portanto, o capacitor pode ser considerado bastante funcional se sua capacitância medida estiver na faixa de 0,021 a 0,023. Temos um valor de 0,025. Mesmo se levarmos em conta o erro de medição do dispositivo, isso não é bom. Vamos jogar fora. Ah sim, preste atenção aos volts que são escritos após a porcentagem. Diz 200 volts - isso significa que foi projetado para tensões de até 200 volts. Se ele tiver uma tensão de mais de 200 volts nos terminais do circuito, provavelmente ele falhará.

Se, por exemplo, 220 V for indicado no capacitor, então isso é - valor máximo de tensão. Levando em consideração o fato de que as redes CA são indicadas, esse capacitor não é adequado para uso em uma tensão de rede de 220 V, pois o valor máximo de tensão nesta rede = 220 V x 1,4 (ou seja, a raiz de 2) = 310 V. O capacitor deve ser escolhido de forma que seja projetado para uma tensão muito superior a 310 volts.

O próximo capacitor soviético

0,47 microfarads. Precisão +-10%. Isso significa 0,047 em ambas as direções. Pode ser considerado normal na faixa de 0,423-0,517 microFarads. No LC-meter 0,489 - portanto, é bastante eficiente.

O próximo capacitor importado

Diz 22, o que significa 0,22 microfarads. 160 é o limite de tensão. Capacitor bem normal.

E o próximo eletrolítico ou, como os radioamadores o chamam, eletrólito. 2,2 microfarads a 50 volts.

Tudo bem!

Como medir a indutância com um medidor LC

Vamos medir a indutância do indutor. Pegamos a bobina e nos apegamos às suas conclusões. 0,029 millihenries ou 29 microhenries.

Outros indutores podem ser testados da mesma maneira.

Onde comprar um medidor LC

Atualmente, o progresso atingiu o ponto em que você pode comprar um universal R / L / C / Transistor-metr, que pode medir quase todos os parâmetros de componentes eletrônicos

Bem, para estetas, ainda existem medidores LC normais, que em um clique podem ser comprados da China na loja online Aliexpress ;-)

Aqui página em LC-meters.

Conclusão

Indutores e capacitores são uma coisa indispensável em eletrônica e engenharia elétrica. É muito importante conhecer seus parâmetros, pois o menor desvio do parâmetro em relação ao valor escrito neles pode alterar bastante o funcionamento do circuito, principalmente para equipamentos transceptores. Meça, meça e meça novamente!

Embora eu tenha uma ponte automática profissional E7-8, ela é muito volumosa e pesada - 35 kg!

PCB versão 90x65 mm deste medidor LC da YL2GL (não instalei o jumper J3 na placa (não há necessidade) - a luz de fundo do indicador LCD 1601, se houver, está sempre acesa!):

Vista de algumas peças para as quais a placa de circuito impresso foi projetada:

Uma das opções para a placa de circuito impresso do medidor LC, feita pelo método LUT:

Quatro versões do arquivo de firmware em formato *.hex para programação do PIC 16F84A são colocadas no Site File Catalog (a terceira versão de firmware é recomendada, pois a versão com auto-calibração do dispositivo...):

e programas ICprog.

Tendo em conta a compra do indicador LCD 1601 para:

Após a primeira energização, é necessário verificar a frequência do gerador na saída do LM311N fechando o jumper J2, com a chave L/C na posição C.

A frequência na tela LCD deve ser em torno de 550 kHz.

Então, com um jumper curto, fechamos os soquetes do dispositivo no modo L.

O aparelho escreve - Calibrando e após um segundo passa para o modo de medição: L=0,00 mkH.

Retiramos o jumper, inserimos a indutância de referência medida nos soquetes e observamos as leituras do dispositivo. Se o valor for diferente do que medimos no dispositivo de referência, selecionamos com mais precisão a indutância de 82 μH do dispositivo.

Portanto, é desejável usar um indutor com a capacidade de ajustar a indutância (núcleo de ferrite com núcleo de ajuste).

Em seguida, mudamos para o modo de medição de capacitância C.

O LCD exibirá С=х.х pF

Pressione brevemente o botão SW1 - calibração.

Este medidor LC preciso é construído com componentes baratos que são muito fáceis de encontrar em lojas de rádio. A faixa de medição do medidor LC é ampla o suficiente para medir mesmo valores de capacitância e indutância muito baixos.

Placa de circuito - desenho

Indutâncias - faixas de medição:

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

Faixas de medição de capacitância:

0,1pF - 1000pF
1nF - 900nF

Uma grande vantagem do dispositivo é a calibração automática quando a energia é ligada, portanto, não há erro de calibração, que é inerente a alguns semelhantes, especialmente os analógicos. Se necessário, você pode recalibrar a qualquer momento pressionando o botão de reinicialização. Em geral, este medidor LC é totalmente automático. Firmware MK PIC16F628 .

Componentes do instrumento

Componentes muito precisos são opcionais, com exceção de um (ou mais) capacitores, que são usados para calibrar o medidor. Os dois capacitores de 1000 pF na entrada devem ser de boa qualidade. O isopor é mais preferido. Evite capacitores cerâmicos, pois alguns deles podem ter perdas elevadas.

Os dois capacitores de 10uF no gerador devem ser de tântalo (eles têm baixa resistência em série e indutância). Um cristal de 4 MHz deve ser estritamente 4.000 MHz, nada próximo disso. Cada erro de 1% na frequência do cristal adiciona 2% de erro à medição do valor da indutância. O relé deve fornecer cerca de 30 mA de corrente de disparo. O resistor R5 define o contraste do display LCD do medidor LC. O dispositivo é alimentado por uma bateria Krona convencional, pois além disso a tensão é estabilizada por um microcircuito 7805 .