Instrument LC Meter pentru măsurarea capacității și inductanței pe PIC16F628A. Verificarea și calibrarea contorului digital LC

Deși am o punte automată profesională E7-8, este prea voluminoasă și grea - 35 kg!

Prin urmare, am vrut să încerc să fac un simplu contor LC pe un microcontroler. Cel mai simplu (dar cu pretenții pentru o bună calitate a muncii) a fost găsit pe un microcontroler 16F84A, LM311N învechit, dar destul de accesibil și un indicator LCD de tip 1601.

Versiunea PCB 90x65 mm a acestui contor LC de la YL2GL (nu am instalat jumperul J3 pe placă (nu este nevoie de el) - iluminarea de fundal a indicatorului LCD 1601, dacă are unul, este mereu aprinsă!):

Vedere a unor părți pentru care este proiectată placa de circuit imprimat:

Una dintre opțiunile pentru placa de circuit imprimat a contorului LC, realizată prin metoda LUT:

Patru versiuni ale fișierului de firmware în format *.hex pentru programarea PIC 16F84A sunt plasate în Catalogul de fișiere de pe site (este recomandată a treia versiune de firmware, ca versiune cu autocalibrare a dispozitivului când este pornit):

Programarea PIC 16F84A se poate face folosind cel mai simplu programator JDM conectat la portul COM1 al computerului (trebuie să rețineți că programatorul JDM funcționează bine cu computerele mai vechi, dar cu cele mai recente dual-core și toate tipurile de laptopuri, laptopuri, este posibil să nu funcționează, deoarece limitează forțat curentul pe contactele portului COM. Prin urmare, căutați un computer care să funcționeze cu programatorul JDM fără probleme sau faceți programatorul conform unei scheme diferite - cu alimentare externă):

și programele ICprog.

Ținând cont de achiziția indicatorului LCD 1601 pentru:

Aș dori să notez, conform diagramei dispozitivului, că trebuie să acordați atenție prezenței sau absenței unui rezistor de 10 ... 12 ohmi instalat pe placa indicator LCD 1601 în circuitul de iluminare de fundal. Daca nu, trebuie lipit in serie cu lumina de fundal, altfel il puteti arde pur si simplu la instalarea jumper-ului J3!

Există două circuite ale contorului LC, care diferă în circuitul de pornire a înfășurării releului de joasă tensiune. În al doilea circuit, înfășurarea releului este conectată la masă printr-un rezistor de stingere și nu la + 5V:

Firmware-ul PIC 16F84A este dat sub prima versiune a circuitului, situată la începutul articolului. Ele pot, desigur, să funcționeze cu cea mai recentă versiune a circuitului, dar un semn „-” va apărea înainte de citirile valorilor capacității și inductanței.

După asamblarea contorului LC, dispozitivul pornește de la prima pornire. Pentru un indicator LCD cu o singură linie 1601, jumperul J1 trebuie să fie închis. Pentru două linii, tastați 1602 - lăsați deschis. Este necesar un trimmer de 10K pentru a regla contrastul afișajului LCD. Cu cât glisorul rezistenței este mai aproape de masă, cu atât contrastul afișajului este mai mare.

După prima pornire, este necesar să verificați frecvența generatorului la ieșirea LM311N prin închiderea jumperului J2, cu comutatorul L / C setat pe C.

Frecvența de pe ecranul LCD ar trebui să fie în jur de 550 kHz.

Citirile de pe afișaj, în acest caz, vor fi fără un zero - 55000.

Dacă aveți recipiente cu 1% spread indicat pe ele, atunci le puteți folosi.

Este mai bine să începeți configurarea dispozitivului în modul de măsurare a capacității - C.

Apăsați butonul SW1 - calibrare.

Pe ecranul dispozitivului va apărea pentru scurt timp mesajul Calibrare, iar citirile de pe ecran vor fi resetate la C=0,0 pF.

Introducem o capacitate de referință în prize și dacă citirile dispozitivului diferă de valoarea necesară, atunci selectăm capacitatea în serie cu contactele releului de joasă tensiune, repetând de fiecare dată calibrarea dispozitivului.

LC-metru

Un radioamator de foarte multe ori trebuie să măsoare capacitatea, mai rar - inductanța. Multe multimetre vă permit să măsurați capacitatea, dar lucrurile stau mai rău cu inductanța. Nu există dispozitive ieftine pentru asta, iar cele scumpe nu sunt accesibile pentru toată lumea.

Calea de ieșire din această situație poate fi un contor LC foarte simplu și util, descris. L-am completat doar cu o oprire automată după 1 minut. și un indicator de descărcare a bateriei sub 7 V și, de asemenea, a abandonat comutatorul de intrare:

Măsoară capacitatea de la 0.1pF la 5uF și inductanța de la 0.1uH la 5H cu o precizie de 2-3%. Capacitatele mai mari de 5 uF sunt măsurate convenabil cu un contor ESR. Aceste dispozitive se completează reciproc.

Am înlocuit rezistența R7 (în circuitul original din arhivă) cu tranzistorul KP103E în modul de stabilizare curent. Acest lucru economisește câțiva miliamperi de consum de curent. În același scop, puteți înlocui tranzistorul KT361 cu un câmp de canal p și puteți scăpa de curentul de bază și de rezistența de 5,1k.

Iată cum arată dispozitivul finit:

Litera C. De aici provine numele dispozitivului. Sau, cu alte cuvinte, un contor LC este un dispozitiv pentru măsurarea valorilor inductanței și capacității.

În fotografie, arată așa:

Contorul LC arată ca un . De asemenea, are două sonde pentru măsurarea valorilor inductanței și capacității. Conductoarele condensatorului pot fi împinse fie în orificiile pentru condensatoare, unde este scris Cx, fie direct pe sonde. Este mai ușor și mai rapid să vă conectați la sonde. Inductanța și capacitatea sunt măsurate foarte simplu, setați limita de măsurare rotind butonul și priviți desemnarea de pe afișajul contorului LC. După cum se spune, chiar și un copil mic poate stăpâni cu ușurință această „jucărie”.

Cum se măsoară capacitatea cu un contor LC

Aici avem patru condensatoare de testare. Trei dintre ele sunt nepolare, iar unul este polar (negru cu o dungă gri)

sa mergem

Să ne uităm la notația de pe condensator. 0,022 uF este capacitatea sa, adică 0,022 microfarads. Mai mult, + -5% este eroarea sa. Adică, valoarea măsurată poate fi în plus sau în minus 5% mai mult sau mai puțin. Dacă este mai mult sau mai puțin de 5%, atunci condensatorul nostru este rău și este recomandabil să nu-l folosiți. Cinci procente din 0,022 este 0,001. Prin urmare, condensatorul poate fi considerat destul de funcțional dacă capacitatea sa măsurată este în intervalul de la 0,021 la 0,023. Avem o valoare de 0,025. Chiar dacă luăm în considerare eroarea de măsurare a dispozitivului, acest lucru nu este bine. Să-l aruncăm. Da, fiți atenți la volții care se scriu după procent. Spune 200 de volți - asta înseamnă că este proiectat pentru tensiuni de până la 200 de volți. Dacă are o tensiune mai mare de 200 de volți la bornele din circuitul său, atunci cel mai probabil va eșua.

Dacă, de exemplu, 220 V este indicat pe condensator, atunci acesta este - valoarea maximă a tensiunii. Ținând cont de faptul că sunt indicate rețelele de curent alternativ, un astfel de condensator nu este potrivit pentru utilizare la o tensiune de rețea de 220 V, deoarece valoarea maximă a tensiunii în această rețea = 220 V x 1,4 (adică rădăcina lui 2) = 310 V. Condensatorul trebuie ales astfel încât să fie proiectat pentru o tensiune mult mai mare de 310 volți.

Următorul condensator sovietic

0,47 microfarade. Precizie +-10%. Aceasta înseamnă 0,047 în ambele direcții. Poate fi considerat normal în intervalul 0,423-0,517 microFaradi. Pe LC-meter 0,489 - prin urmare, este destul de eficient.

Următorul condensator importat

Scrie 22, ceea ce înseamnă 0,22 microfarad. 160 este limita de tensiune. Condensator destul de normal.

Și următorul electrolitic sau, așa cum îl numesc radioamatorii, electrolit. 2,2 microfarad la 50 volți.

Toate ok!

Cum se măsoară inductanța cu un contor LC

Să măsurăm inductanța inductorului. Luăm bobina și ne agățăm de concluziile ei. 0,029 milihenri sau 29 microhenri.

Alți inductori pot fi testați în același mod.

De unde să cumpărați un contor LC

În prezent, progresul a ajuns la punctul în care puteți cumpăra un R / L / C / Tranzistor-metru universal, care poate măsura aproape toți parametrii componentelor electronice

Ei bine, pentru esteți, mai există contoare LC normale, care cu un singur clic pot fi achiziționate din China în magazinul online Aliexpress ;-)

Aici pagina despre LC-metre.

Concluzie

Inductoarele și condensatorii sunt un lucru indispensabil în electronică și inginerie electrică. Este foarte important să cunoașteți parametrii acestora, deoarece cea mai mică abatere a parametrului de la valoarea scrisă pe ei poate modifica foarte mult funcționarea circuitului, în special pentru echipamentele transceiver. Măsurați, măsurați și măsurați din nou!

Deși am o punte automată profesională E7-8, este prea voluminoasă și grea - 35 kg!

Vedere a unor părți pentru care este proiectată placa de circuit imprimat:

Una dintre opțiunile pentru placa de circuit imprimat a contorului LC, realizată prin metoda LUT:

Patru versiuni ale fișierului de firmware în format *.hex pentru programarea PIC 16F84A sunt plasate în Catalogul Fișierului Site-ului (se recomandă a treia versiune de firmware, ca versiune cu autocalibrare a dispozitivului...):

și programele ICprog.

Ținând cont de achiziția indicatorului LCD 1601 pentru:

După prima pornire, este necesar să verificați frecvența generatorului la ieșirea LM311N prin închiderea jumperului J2, cu comutatorul L / C setat pe C.

Frecvența de pe ecranul LCD ar trebui să fie în jur de 550 kHz.

Apoi, cu un jumper scurt, închidem prizele dispozitivului în modul L.

Aparatul scrie - Calibrare si dupa o secunda trece in modul de masurare: L=0.00 mkH.

Scoatem jumperul, introducem inductanța de referință măsurată în prize și ne uităm la citirile dispozitivului. Dacă valoarea diferă de ceea ce am măsurat pe dispozitivul de referință, atunci selectăm mai precis inductanța de 82 μH a dispozitivului.

Prin urmare, este de dorit să se folosească un șoc cu capacitatea de a regla inductanța (miez de ferită cu un miez de reglare).

Apoi trecem la modul de măsurare a capacității C.

Ecranul LCD va afișa С=х.х pF

Apăsați scurt butonul SW1 - calibrare.

Acest contor LC precis este construit cu componente ieftine care sunt foarte ușor de găsit în magazinele de radio. Domeniul de măsurare al contorului LC este suficient de larg pentru a măsura chiar și valori foarte scăzute ale capacității și inductanței.

Placa de circuite - desen

Inductanțe - domenii de măsurare:

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

Domenii de măsurare a capacității:

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

Un mare plus al dispozitivului este calibrarea automată atunci când alimentarea este pornită, deci nu există o eroare de calibrare, care este inerentă unora similare, în special cele analogice. Dacă este necesar, puteți recalibra în orice moment apăsând butonul de resetare. În general, acest contor LC este complet automat. Firmware MK PIC16F628 .

Componentele instrumentului

Componentele prea precise sunt opționale, cu excepția unuia (sau mai multor) condensatoare, care sunt utilizate pentru calibrarea contorului. Cei doi condensatori de 1000 pF de la intrare ar trebui să fie de o calitate suficient de bună. Polistirenul este mai preferat. Evitați condensatoarele ceramice, deoarece unele dintre ele pot avea pierderi mari.

Cei doi condensatori de 10uF din generator ar trebui să fie tantal (au rezistență și inductanță în serie scăzute). Un cristal de 4 MHz ar trebui să fie strict de 4.000 MHz, nu ceva aproape de asta. Fiecare eroare de 1% în frecvența cristalului adaugă o eroare de 2% la măsurarea valorii inductanței. Releul ar trebui să furnizeze aproximativ 30 mA de curent de declanșare. Rezistorul R5 setează contrastul afișajului LCD al contorului LC. Dispozitivul este alimentat de o baterie convențională Krona, deoarece în continuare tensiunea este stabilizată de un microcircuit 7805 .