Medidor LC Un dispositivo para medir capacitancia e inductancia en PIC16F628A. Dispositivo multifuncional compacto: medidor L, C, ESR, generador de señal de sonda Circuitos de medidores digitales l c

De alguna manera me hice este dispositivo extremadamente útil e insustituible, debido a la urgente necesidad de medir capacitancia e inductancia. Tiene una precisión de medición sorprendentemente muy buena y el circuito es bastante simple, cuyo componente básico es el microcontrolador PIC16F628A.

Esquema:

Como puede ver, los componentes principales del circuito son PIC16F628A, una pantalla de síntesis de caracteres (se pueden usar 3 tipos de pantalla 16x01 16x02 08x02), un estabilizador lineal LM7805, un resonador de cuarzo de 4 MHz, un relé de 5 V en un paquete DIP , un interruptor de dos secciones (para cambiar los modos de medición L o C).

Firmware para microcontrolador:

Placa de circuito impreso:

Archivo PCB en formato de diseño sprint:

La placa original está cableada para un relé en un paquete DIP.

No tenía tal cosa y usé lo que tenía, un viejo relé compacto que tenía el tamaño justo. Utilicé condensadores de tantalio como condensadores de tantalio. Se utilizaron el interruptor de modo de medición, el interruptor de encendido y el botón de calibración, una vez retirados de los antiguos osciloscopios soviéticos.

Cables de prueba:

Debe ser lo más corto posible.

Durante el montaje y la configuración, seguí estas instrucciones:

Ensamble la placa, instale 7 puentes. Primero instale puentes debajo del PIC y debajo del relé y dos puentes al lado de los pines de la pantalla.

Utilice condensadores de tantalio (en el generador) - 2 unidades.
10uF.
Los dos condensadores de 1000pF deben ser de poliéster o mejor (tolerancia aproximada no superior al 1%).

Se recomienda utilizar una pantalla retroiluminada (tenga en cuenta que la resistencia limitadora de 50-100 ohmios no está indicada en los pines 15, 16 del diagrama).
Instale la placa en la caja. La conexión entre la placa y la pantalla se puede soldar a pedido o mediante un conector. Haga que los cables alrededor del interruptor L/C sean lo más cortos y rígidos posible (para reducir la interferencia y compensar adecuadamente las mediciones, especialmente para el extremo L conectado a tierra).

Se debe utilizar cuarzo a 4.000MHz, no se pueden utilizar 4.1, 4.3, etc.

Pruebas y calibración:

1. Verifique la instalación de piezas en el tablero.
2. Verifique la configuración de todos los puentes en el tablero.
3. Verifique que el PIC, los diodos y el 7805 estén instalados correctamente.
4. No olvide actualizar el PIC antes de instalarlo en el medidor LC.
5. Encienda la alimentación con cuidado. Si es posible, utilice una fuente de alimentación regulada por primera vez. Mida la corriente a medida que aumenta el voltaje. La corriente no debe ser superior a 20 mA. La muestra consumió una corriente de 8 mA. Si no se ve nada en la pantalla, gire la resistencia de ajuste de contraste variable. La pantalla debería leer " Calibración", entonces C=0.0pF (o C= +/- 10pF).
6. Espere unos minutos (“calentamiento”), luego presione el botón “cero” (Restablecer) para recalibrar. La pantalla debería leer C=0.0pF.
7. Conecte el condensador de "calibración". En la pantalla del medidor LC verá las lecturas (con un error de +/- 10%).
8. Para aumentar las lecturas de capacitancia, cierre el puente “4”, vea la imagen a continuación (aproximadamente 7 patas PIC). Para disminuir las lecturas de capacitancia, cierre el puente “3” (aproximadamente 6 patas PIC), vea la imagen a continuación. Cuando el valor de capacitancia coincida con el valor de “calibración”, retire el puente. El PIC recordará la calibración. Puede repetir la calibración muchas veces (hasta 10.000.000).
9. Si hay problemas con las mediciones, puede utilizar los puentes “1” y “2” para verificar la frecuencia del generador. Conecte el puente “2” (aprox. 8 pines PIC) y verifique la frecuencia “F1” del generador. Debe ser 00050000 +/- 10%. Si las lecturas son demasiado altas (cerca de 00065535), el dispositivo entra en modo "desbordamiento" y muestra el error "desbordamiento". Si la lectura es demasiado baja (por debajo de 00040000), perderá precisión de la medición. Conecte el puente "1" (aproximadamente 9 pines PIC) para verificar la calibración de frecuencia "F2". Debería ser aproximadamente el 71 % +/- 5 % de “F1” que obtuvo al conectar el puente “2”.
10. Para obtener las lecturas más precisas, puede ajustar L hasta obtener F1 alrededor de 00060000. Es preferible configurar “L” = 82 µH en un circuito de 100 µH (no puede comprar 82 µH;)).
11. Si la pantalla muestra 00000000 para F1 o F2, verifique el cableado cerca del interruptor L/C; esto significa que el generador no está funcionando.
12. La función de calibración de inductancia se calibra automáticamente cuando se produce la calibración de capacitancia. (La calibración aproximada se produce en el momento en que se activa el relé cuando L y C en el dispositivo están cerrados).

Pruebasaltadores

1. control F2
2. control F1
3. Disminuir C
4. Aumentar C

Cómo tomar medidas:

Modo de medición de capacitancia:

1. Mueva el interruptor de selección del modo de medición a la posición “C”
2. Presione el botón “Cero”
3. El mensaje “¡Configuración! .tunngu.” espere hasta que aparezca “C = 0.00pF”

Modo de medición de inductancia:

1. Encienda el dispositivo y espere hasta que arranque.
2. Mueva el interruptor de selección del modo de medición a la posición "L"
3. Cerramos los cables de medición.
4. Presione el botón “Cero”
5. El mensaje “¡Configuración! .tunngu." espere hasta que aparezca “L = 0.00uH”

Bueno, eso es todo, deja tus preguntas y comentarios en los comentarios debajo del artículo.

Andrei Baryshev, Vyborg

Este dispositivo se puede montar en una carcasa pequeña, por ejemplo de un probador digital chino. Puede medir capacitancias desde 10 picofaradios hasta 1 microfaradios, inductancias desde 100 µH hasta 1 H, resistencia en serie equivalente (ESR) de capacitores electrolíticos, proporciona cinco frecuencias fijas (100 Hz, 1 kHz, 10 kHz, 100 kHz, 1 MHz) con amplitud , ajustable de 0 a 4...5 V. Además, se puede utilizar para comprobar la ausencia de espiras en cortocircuito en los inductores y medir la resistencia en serie equivalente (ESR) de los condensadores sin soldarlos de las placas, lo que le permite comprobar, por ejemplo, los condensadores en cuestión de minutos cambiando la fuente de alimentación o el televisor, donde el indicador ESR tiene una importancia decisiva.

El diagrama del dispositivo se muestra en la Figura 1.

El funcionamiento del dispositivo se basa en el principio de medir el componente constante de la señal del generador. El cabezal de medición recibe una tensión constante, dependiendo del valor de la inductancia o capacitancia medida. Cuanto mayor sea el valor del elemento que se está midiendo, mayor será el ángulo en que se desviará la flecha.

El generador sintonizable de banda ancha está ensamblado en un chip digital DD1 que contiene cuatro elementos lógicos Y-NO (O-NO es posible). Como tal microcircuito, podemos usar, por ejemplo, K561LA7, K564LA7, K176LA7 (o con elementos NOR, por ejemplo, K561LE5), cuya tensión de alimentación se encuentra en el rango de 5..9 V. Conmutando los condensadores C1 - C5, la frecuencia del generador y el límite de medición nominal se establecen en capacitancia o inductancia. Estos condensadores deben ser de papel o, mejor aún, de película metálica (K71, K73, K77, K78). Luego, a través de un interruptor electrónico en el transistor VT1, la señal del generador se envía al interruptor de tipo de medición S2 - “L/C” o “ESR”. El interruptor S3 selecciona el modo de medición de inductancia o capacitancia; también en el modo de medición de capacitancia, puede eliminar las cinco frecuencias fijas mencionadas anteriormente del zócalo "F", y la resistencia P2 regula el voltaje de salida de la señal de 0 a 4. ..5V.

Con la posición de los interruptores S1 y S2 que se muestra en el diagrama, el dispositivo opera en modo de medición de inductancia.

En el transistor VT2 se ensambla un estabilizador de voltaje paramétrico, que es necesario para la estabilidad de la frecuencia generada y, en consecuencia, la precisión de las mediciones. El voltaje de salida del estabilizador está determinado por el tipo de diodo zener VD1 y puede oscilar entre 4,5 y 7,5 V (diodos zener del tipo KS147, KS156, KS162, KS168, D814A u otros con los mismos voltajes de estabilización). Para una mejor estabilización de voltaje y, en consecuencia, una mayor precisión de medición, es recomendable utilizar diodos Zener tipo KS con un voltaje cercano a 6 V (KS156, KS162), ya que tienen una mejor estabilidad térmica de los parámetros.

Durante las mediciones, los condensadores se conectan a las tomas “Cx” y “General”. Cx/Lx", inductancia, respectivamente, a "Lx" y "General. Cx/Lx". El conector "Lx" es también el conector común (GND) para el oscilador de frecuencia fija y para medir la ESR de los condensadores electrolíticos. Estos enchufes se pueden utilizar ya instalados en la carcasa del probador (si se utilizará dicha carcasa para este dispositivo). Sólo será necesario añadir una toma de salida del generador “F” de tipo similar. Como interruptores S1, S2 y S3, puede usar cualquiera adecuado para la cantidad requerida de contactos, por ejemplo, el ampliamente utilizado P2K o similares importados, y para cambiar la frecuencia del generador (conmutando los condensadores C1 - C5) es Es conveniente utilizar interruptores de galleta de tamaño pequeño (un ejemplo de un interruptor de este tipo se muestra en la Figura 2).

Los diodos D1, D2 y D3 son de germanio, tipo D2, D9, D18, D310, D311, GD507. Como dispositivo de medición, puede utilizar un microamperímetro, por ejemplo, un indicador de cuadrante del nivel de grabación de una grabadora antigua o un cabezal de medición de un probador de cuadrante pequeño.

El medidor C y L se ajusta usando un medidor de frecuencia y un voltímetro (puede usar cualquier medidor de frecuencia de software en su computadora). El interruptor S3 está en la posición “C” y el rango de medición (S1) es “1H/1mF/100Hz”. El frecuencímetro se conecta a las tomas “F” y “GND” y ajustando la resistencia P1 de 6,8 kOhm, la frecuencia se establece en 100 Hz. A continuación, el rango de medición se cambia a las posiciones 1 kHz, 10 kHz, 100 kHz, 1 MHz y estas frecuencias se configuran seleccionando los condensadores C1 - C5 apropiados. La precisión de las mediciones del instrumento dependerá además de la precisión de la selección de los condensadores. Si tiene un osciloscopio, le resultará útil observar la forma de onda del generador en el colector del transistor VT1. Al seleccionar la resistencia R2, puede lograr una forma de señal cercana a una onda cuadrada en todos los rangos de medición. Después de esto, debe activar nuevamente el rango “1H/1mF/100Hz” y conectar un condensador estándar de 1 mF a los enchufes “Cx”. Usando la resistencia de ajuste VR2, debe ajustar la desviación de la aguja del instrumento al final de la escala. A continuación, conectamos los condensadores 0,1, 0,2, 0,3 ... 0,9 µF y colocamos las marcas correspondientes en la escala del dispositivo (dichos condensadores se pueden fabricar a partir de condensadores conectados en paralelo con un valor nominal de 0,1 mF). Luego, de la misma forma, conectamos un inductor modelo 1 H a las tomas “Lx” y, utilizando la resistencia de recorte VR1, también colocamos la flecha del dispositivo al final de la escala. Cabe señalar que con la presencia de las inductancias necesarias para la calibración, la situación para mí personalmente es más complicada que con los condensadores, por lo que después de varios años de uso exitoso del dispositivo, este modo de medición no ha sido calibrado (como puede ver en la foto). Pero incluso con una calibración de la escala que no es del todo precisa, el dispositivo permite, sin embargo, seleccionar elementos emparejados con valores iguales o muy similares con una precisión bastante alta.

Al cambiar al modo de medición "ESR" (interruptor S2), la señal del generador se suministra al devanado del transformador Tr1 a través de la resistencia de ajuste VR3. En este caso también se vuelve a conectar el cabezal de medición. La frecuencia a la que se mide la resistencia en serie equivalente de los condensadores electrolíticos es de 100 kHz. Por lo tanto, debe configurar el rango de medición apropiado (“1mH/1000pF/100kHz/ESR”) y configurar el interruptor S3 en el modo de medición “C”.

Esta parte del dispositivo no requiere ningún ajuste especial; solo necesita configurar el puntero del dispositivo al final de la escala usando la resistencia de recorte VR3 con los contactos de entrada "ESR" abiertos. Para la calibración utilizamos resistencias de 0,5, 2, 5 y 10 Ohmios. Los conectamos uno a uno a los contactos “ESR” y hacemos las marcas correspondientes en la báscula. A continuación se muestran los valores de resistencia "normal" (ESR) para condensadores de diversas clasificaciones:

• 1 ... 100 µF - no más de 5 ohmios;
• 100 ... 1000 µF - no más de 2,5 ohmios;
• 1000 ... 10 000 µF - no más de 1 ohmio.

(Cabe señalar que para condensadores muy pequeños y para condensadores con capacidad nominal de 4,7 µF × 200 V, una resistencia de 5 ohmios es normal).

El medidor ESR también utiliza un diodo de germanio D3 y diodos D4 y D5 del tipo KD521 (KD522) que derivan el cabezal de medición, protegiendo el cabezal de medición del voltaje de descarga del capacitor si está en la placa y no está descargado. Sin embargo, debe asegurarse de cortocircuitar los cables del capacitor que está probando antes de probarlo para que esté completamente descargado. Esto es especialmente cierto para los condensadores de alto voltaje y alta capacidad, ya que su corriente de descarga es lo suficientemente grande como para quemar tanto los diodos como el cabezal.

El transformador está enrollado sobre un anillo de ferrita con un diámetro exterior de 10 ... 15 mm, el valor de la permeabilidad magnética y el tamaño no son críticos. Puede utilizar anillos de bobinas de placa base de computadora, fuentes de alimentación conmutadas de bajo consumo, etc. El devanado primario (al que está conectado el condensador que se está probando) tiene 10 vueltas de cable PEV-0,4…0,5, el secundario (al que está conectado el dispositivo de medición) tiene 200 vueltas de PEV-0,1…0,15. Dependiendo del instrumento indicador utilizado y de la corriente de desviación total de su puntero, puede ser necesario ajustar el número de vueltas del devanado primario (si no es posible ajustar el puntero al final de la escala con una resistencia de ajuste). VR3), por lo que es mejor enrollar primero el devanado secundario y encima el devanado primario.

El dispositivo también puede comprobar si hay espiras en cortocircuito en un inductor o, por ejemplo, en un transformador. Para ello se conecta a las tomas “ESR”. Las bobinas de inductancia pequeñas se prueban, como los condensadores electrolíticos, a una frecuencia de 100 kHz y las grandes, a 1 kHz. Una bobina normal tiene una alta reactancia y la aguja permanecerá al final de la escala. En presencia de espiras en cortocircuito, la resistencia disminuye drásticamente y el dispositivo mostrará una resistencia en unidades de ohmios.

El dispositivo se puede alimentar con una batería Krona o con un adaptador de CA con un voltaje de circuito abierto (sin carga) de 9 a 18 V. Con piezas normales y reparables, la corriente consumida por el dispositivo no supera los 7-9 mA. Las sondas de medición se conectan con pinzas de cocodrilo a los enchufes del dispositivo; se deben utilizar cables para sondas con un diámetro de 0,7 ... 1 mm y una longitud lo más corta posible para que no introduzcan un error significativo en las mediciones.

En lugar de un cabezal de medición (microamperímetro), por supuesto, puede usar un probador normal en el modo de medición de voltajes de 1-2 V. Luego, durante la configuración, deberá configurar las resistencias de ajuste "L", " C” y “ESR” a 1 V. Sin embargo, es preferible el uso de un indicador de cuadrante, ya que la escala de medición no es lineal. El error de medición del dispositivo depende únicamente de la calidad de las piezas utilizadas y de la precisión de su selección/ajuste.

Diseño

La apariencia del dispositivo se muestra en la Figura 3. La placa de circuito impreso fue diseñada para interruptores y carcasas específicos y no se muestra aquí. (En la actualidad apenas se pueden encontrar cajas de este tamaño y forma). Hay pocas piezas y la instalación se puede realizar fácilmente de forma articulada, directamente en los contactos de interruptores y resistencias variables.

Estoy seguro de que este proyecto no es nuevo, pero es mi propio desarrollo y quiero que este proyecto sea conocido y útil.

Esquema Medidor LC en ATmega8 bastante sencillo. El oscilador es clásico y se basa en un amplificador operacional LM311. El objetivo principal que perseguí al crear este medidor LC fue hacerlo económico y accesible para que lo monte cualquier radioaficionado.

Diagrama esquemático de un medidor de capacitancia e inducción.

Características del medidor LC:

• Medida de capacitancia de condensadores: 1pF - 0,3 µF.
• Medición de inductancia de bobina: 1uH-0,5mH.
• Salida de información en indicador LCD 1×6 o 2×16 caracteres según el software seleccionado

Para este dispositivo he desarrollado un software que permite utilizar el indicador que tiene a su disposición un radioaficionado, ya sea una pantalla LCD de 1x16 caracteres o 2x 16 caracteres.

Las pruebas de ambas pantallas dieron excelentes resultados. Cuando se utiliza una pantalla de 2x16 caracteres, la línea superior muestra el modo de medición (Cap – capacitancia, Ind –) y la frecuencia del generador, y la línea inferior muestra el resultado de la medición. La pantalla de 1x16 caracteres muestra el resultado de la medición a la izquierda y la frecuencia de funcionamiento del generador a la derecha.

Sin embargo, para ajustar el valor medido y la frecuencia en una línea de caracteres, reduje la resolución de la pantalla. Esto no afecta en modo alguno a la precisión de la medición, sólo de forma puramente visual.

Al igual que con otras opciones conocidas que se basan en el mismo circuito universal, agregué un botón de calibración al medidor LC. La calibración se realiza utilizando un condensador de referencia de 1000pF con una desviación del 1%.

Cuando presiona el botón de calibración, se muestra lo siguiente:

Las mediciones tomadas con este medidor son sorprendentemente precisas y la precisión depende en gran medida de la precisión del capacitor estándar que se inserta en el circuito cuando presiona el botón de calibración. El método de calibración del dispositivo simplemente implica medir la capacitancia de un capacitor de referencia y registrar automáticamente su valor en la memoria del microcontrolador.

Si no conoce el valor exacto, puede calibrar el medidor cambiando los valores de medición paso a paso hasta obtener el valor del condensador más preciso. Para dicha calibración hay dos botones, tenga en cuenta que en el diagrama están designados como "ARRIBA" y "ABAJO". Presionándolos puede ajustar la capacitancia del capacitor de calibración. Luego, este valor se escribe automáticamente en la memoria.

Antes de cada medición de capacitancia, se deben restablecer las lecturas anteriores. El reinicio a cero ocurre cuando se presiona “CAL”.

Para restablecer en modo inductivo, primero debe cortocircuitar los pines de entrada y luego presionar “CAL”.

Toda la instalación está diseñada teniendo en cuenta la libre disponibilidad de componentes radio y con el fin de conseguir un dispositivo compacto. El tamaño de la placa no excede el tamaño de la pantalla LCD. Utilicé componentes de montaje tanto discretos como de superficie. Relé con tensión de funcionamiento 5V. Resonador de cuarzo - 8MHz.

FUENTE: Revista radiofónica N°7 2004

En la práctica de un radioaficionado, medir los parámetros de los elementos de radio utilizados es el primer paso fundamental para lograr los objetivos marcados al crear un complejo electrónico o de ingeniería de radio. Sin conocer las propiedades de los "ladrillos elementales", es muy difícil decir qué propiedades tendrá una casa construida con ellos. Este artículo ofrece al lector una descripción de un sencillo dispositivo de medición que todo radioaficionado debería tener en su laboratorio.

El principio de funcionamiento del medidor LC propuesto se basa en medir la energía acumulada en el campo eléctrico del condensador y el campo magnético de la bobina. Por primera vez en relación con el diseño amateur, este método se describió y en los años siguientes, con modificaciones menores, se utilizó ampliamente en muchos diseños de medidores de inductancia y capacitancia. El uso de un microcontrolador y un indicador LCD en este diseño hizo posible crear un dispositivo simple, de tamaño pequeño, económico y fácil de usar con una precisión de medición bastante alta. Cuando trabaje con el dispositivo, no necesita manipular ningún control; solo necesita conectar el elemento que se está midiendo y leer las lecturas del indicador.

Especificaciones

Rango de capacitancia medida...0.1pF...5μF
Rango de inductancia medida....0,1 µH...5 H
Error del valor medido, no más de %.........±3
Tensión de alimentación, V......7,5...9
Consumo de corriente, mA, no más.................................15
Selección automática de rango
Corrección cero del software
Dimensiones, mm............140x40x30

El diagrama esquemático del dispositivo se muestra en arroz. 1

La señal de voltaje de excitación de forma rectangular procedente del pin 6 (PB1) del microcontrolador DD1, a través de los tres elementos amortiguadores inferiores DD2 del circuito, se suministra a la parte de medición del dispositivo. Durante un nivel de voltaje alto, el capacitor Cx medido se carga a través de la resistencia R9 y el diodo VD6, y durante un nivel de voltaje bajo, se descarga a través de R9 y VD5. El dispositivo convierte la corriente de descarga promedio, proporcional al valor de la capacitancia medida, en voltaje utilizando el amplificador operacional DA1. Los condensadores C5 y C7 suavizan sus ondulaciones. La resistencia R14 se utiliza para poner a cero con precisión el amplificador operacional.

Al medir la inductancia durante un nivel alto, la corriente en la bobina aumenta a un valor determinado por la resistencia R10, y durante un nivel bajo, la corriente creada por la autoinductancia fem de la bobina medida también ingresa a la entrada del microcircuito DA1 a través de VD4 y R11.

Por lo tanto, con un voltaje de suministro y una frecuencia de señal constantes, el voltaje en la salida del amplificador operacional es directamente proporcional a los valores de la capacitancia o inductancia medida. Pero esto sólo es cierto si el condensador está completamente cargado durante la mitad del período de tensión de excitación y también completamente descargado durante la otra mitad. Lo mismo ocurre con el inductor. La corriente que contiene debe tener tiempo de aumentar hasta el valor máximo y caer a cero. Estas condiciones pueden garantizarse mediante la selección adecuada de las resistencias R9-R11 y la frecuencia del voltaje de excitación.

Se suministra un voltaje proporcional al valor del parámetro del elemento que se está midiendo desde la salida del amplificador operacional a través del filtro R6C2 al ADC de diez bits incorporado del microcontrolador DD1. El condensador C1 es un filtro de la fuente de voltaje de referencia interna del ADC.

Los tres elementos superiores del circuito, DD2, así como VD1, VD2, C4, C11, se utilizan para generar el voltaje de -5 V necesario para el funcionamiento del amplificador operacional.

El dispositivo muestra el resultado de la medición en una pantalla LCD HG1 de siete segmentos y diez dígitos (KO-4V, producida en serie por Telesystems en Zelenograd). Se utiliza un indicador similar en los teléfonos PANAPHONE.

Para aumentar la precisión, el dispositivo tiene nueve subrangos de medición. La frecuencia de la tensión de excitación en la primera subbanda es de 800 kHz. A esta frecuencia se miden condensadores con una capacitancia de hasta aproximadamente 90 pF y bobinas con una inductancia de hasta 90 μH. En cada subrango posterior, la frecuencia se reduce 4 veces y, en consecuencia, el límite de medición se amplía en la misma cantidad. En la novena subbanda, la frecuencia es de 12 Hz, lo que asegura la medición de condensadores con una capacidad de hasta 5 μF y bobinas con una inductancia de hasta 5 H. El dispositivo selecciona automáticamente el subrango requerido y, después de encenderlo, la medición comienza desde el noveno subrango. Durante el proceso de conmutación, el número de subbanda se muestra en el indicador, lo que le permite determinar a qué frecuencia se está realizando la medición.

Después de seleccionar el subrango deseado, el resultado de la medición en pF o μH se muestra en el indicador. Para facilitar la lectura, las décimas de pF (μH) y las unidades de μF (H) están separadas por un espacio vacío y el resultado se redondea a tres cifras significativas.

El LED rojo HL1 se utiliza como estabilizador de 1,5 V para alimentar el indicador. El botón SB1 se utiliza para la corrección cero del software, lo que ayuda a compensar la capacitancia e inductancia de los terminales y el interruptor SA1. Este interruptor se puede eliminar instalando terminales separados para conectar la inductancia y capacitancia medidas, pero esto es menos conveniente de usar. La resistencia R7 está diseñada para descargar rápidamente los condensadores C9 y C10 cuando se corta la alimentación. Sin él, la reactivación, que garantiza el funcionamiento correcto del indicador, es posible no antes de 10 s, lo que resulta algo incómodo durante el funcionamiento.

Todas las partes del dispositivo, excepto el interruptor SA1, están montadas en una placa de circuito impreso de una cara, que se muestra en la figura. arroz. 2.

El indicador HG1 y el botón SB1 se instalan en el lado de montaje y se muestran en el panel frontal. La longitud de los cables al interruptor SA1 y los terminales de entrada no debe exceder los 2...3 cm. Los diodos VD3-VD6 son de alta frecuencia con una baja caída de voltaje, puede usar D311, D18, D20. Las resistencias recortadoras R11, R12, R14 son del tipo SPZ-19 de tamaño pequeño. Reemplazar R11 con una resistencia bobinada no es deseable, ya que conducirá a una disminución en la precisión de la medición. El microcircuito 140UD1208 se puede reemplazar con cualquier otro amplificador operacional que tenga un circuito de puesta a cero y sea capaz de operar con un voltaje de ±5 V, y el K561LN2 se puede reemplazar con cualquier microcircuito CMOS de los modelos 1561, 1554, 74NS, Serie 74AC, que contiene seis inversores, por ejemplo, 74NS14. El uso de TTL series 155, 555, 1533, etc. no es deseable. El microcontrolador ATtinyl 5L de ATMEL no tiene análogo y reemplazarlo por otro tipo, por ejemplo el popular AT90S2313, es imposible sin ajustar el programa.

No se debe reducir la capacidad nominal de los condensadores C4, C5, C11. El interruptor SA1 debe ser de tamaño pequeño y con capacitancia mínima entre los pines.

Al programar el microcontrolador, todos los bits FUSE deben dejarse en su valor predeterminado: BODLEVEL=0, BODEN=1, SPIEN=0, RSTDISBL=1, CKSEL1 ...0=00. El byte de calibración debe escribirse en el byte bajo del programa en la dirección $000F. Esto asegurará un ajuste preciso de la frecuencia del reloj de 1,6 MHz y, en consecuencia, la frecuencia del voltaje de excitación para el circuito de medición en el primer rango de 800 kHz. En la copia del ATtinyl 5L que tenía el autor, el byte de calibración es igual a $8B. Los códigos de firmware del microcontrolador se pueden descargar al servidor ftp de la revista Radio (ver. ), o .

Para la configuración, es necesario seleccionar varias bobinas y condensadores con valores de parámetros en el rango de medición del dispositivo y que tengan una tolerancia de desviación mínima según el valor nominal. Si es posible, sus valores exactos deben medirse utilizando un medidor LC industrial. Estos serán los elementos de su "modelo". Teniendo en cuenta que la escala del medidor es lineal, en principio, un condensador y una bobina son suficientes. Pero es mejor controlar todo el rango. Los inductores normalizados de los tipos DM y DP son muy adecuados como bobinas modelo.

Habiendo configurado el dispositivo en modo de medición de capacitancia, debe mover SA1 a la posición inferior según el diagrama, cerrar las tomas de entrada y presionar SB1. Después de la corrección cero, conecte una bobina de referencia a la entrada y use la resistencia R11 para configurar las lecturas requeridas. El precio del dígito menos significativo es 0,1 μH. En este caso, debe prestar atención a que la resistencia de R11 sea de al menos 800 ohmios; de lo contrario, deberá reducir la resistencia de la resistencia R10. Si R11 es mayor que 1 kOhm, se debe aumentar R10, es decir, R10 y R11 deben tener un valor nominal similar. Este ajuste garantiza aproximadamente la misma constante de tiempo para "cargar" y "descargar" la bobina y, en consecuencia, un error de medición mínimo.

Se puede conseguir sin dificultad un error no peor que ±2...3% al medir condensadores, pero al medir bobinas todo es algo más complicado. La inductancia de la bobina depende en gran medida de una serie de condiciones que la acompañan: la resistencia activa del devanado, las pérdidas en los circuitos magnéticos debido a corrientes parásitas, la histéresis, la permeabilidad magnética de los ferroimanes depende no linealmente de la intensidad del campo magnético, etc. , las bobinas están expuestas a diversos campos externos y todos los ferromagnetos reales tienen un valor de inducción residual bastante alto. Los procesos que ocurren durante la magnetización de materiales magnéticos se describen con más detalle en. Como resultado de la influencia de todos estos factores, las lecturas del dispositivo al medir la inductancia de algunas bobinas pueden no coincidir con las lecturas de un dispositivo industrial que mide resistencia compleja a una frecuencia fija. Pero no se apresure a criticar este dispositivo y a su autor. Solo hay que tener en cuenta las peculiaridades del principio de medición. Para bobinas sin núcleo magnético, para núcleos magnéticos abiertos y para núcleos magnéticos ferromagnéticos con un espacio, la precisión de la medición es bastante satisfactoria si la resistencia activa de la bobina no supera los 20...30 ohmios. Esto significa que se puede medir con mucha precisión la inductancia de todas las bobinas y bobinas de dispositivos de alta frecuencia, transformadores para fuentes de alimentación conmutadas, etc.

Pero al medir la inductancia de bobinas de pequeño tamaño con una gran cantidad de vueltas de alambre delgado y un circuito magnético cerrado sin espacio (especialmente de acero para transformadores), habrá un gran error. Pero en un dispositivo real, las condiciones de funcionamiento de la bobina pueden no corresponder al ideal que se garantiza al medir resistencias complejas. Por ejemplo, la inductancia del devanado de uno de los transformadores de que disponía el autor, medida con un medidor LC industrial, resultó ser de aproximadamente 3 H. Al aplicar una corriente de polarización de CC de solo 5 mA, las lecturas llegaron a ser de aproximadamente 450 mH, es decir, ¡la inductancia disminuyó 7 veces! Pero en los dispositivos que funcionan realmente, la corriente que pasa por las bobinas casi siempre tiene un componente constante. El medidor descrito mostró que la inductancia del devanado de este transformador era 1,5 H. Y queda por ver qué cifra se acercará más a las condiciones laborales reales.

Todo lo anterior es cierto en un grado u otro para todos los medidores LC de aficionados sin excepción. Lo que pasa es que sus autores guardan un modesto silencio al respecto. Por esta razón, la función de medir la capacitancia se encuentra en muchos modelos de multímetros económicos, mientras que la inductancia sólo se puede medir con dispositivos profesionales caros y complejos. En condiciones de aficionados, es muy difícil fabricar un medidor de resistencia complejo bueno y preciso, es más fácil comprar uno industrial si realmente lo necesita; Si esto es imposible por una razón u otra, creo que el diseño propuesto puede servir como un buen compromiso con una relación óptima entre precio, calidad y facilidad de uso.

LITERATURA

1. Stepanov A. Medidor LC simple. - Radio, 1982, ╧ 3, pág. 47, 48.
2. Semenov B. Electrónica de potencia. - M.: SOLON-R, 2001.

Aunque tengo un puente automático profesional E7-8, es demasiado voluminoso y pesado: ¡35 kg!

Por lo tanto, quería intentar hacer un medidor LC simple en un microcontrolador. El circuito más simple (pero con pretensiones de buena calidad de trabajo) se encontró en un microcontrolador 16F84A, LM311N y un indicador LCD tipo 1601 obsoletos pero bastante asequibles.

Una versión de placa de circuito impreso de 90x65 mm de este medidor LC de YL2GL (no instalé el puente J3 en la placa (no es necesario); la luz de fondo del indicador LCD 1601, si la tiene, ¡está constantemente encendida!) :

Vista de algunas de las piezas para las que está diseñada la placa de circuito impreso:

Una de las opciones para la placa de circuito impreso del medidor LC fabricada mediante el método LUT:

En el catálogo de archivos del sitio se encuentran cuatro versiones del archivo de firmware en formato *.hex para programar el PIC 16F84A (se recomienda la tercera versión del firmware, ya que es la versión con autocalibración del dispositivo...):

La programación del PIC 16F84A se puede realizar utilizando un programador JDM simple conectado al puerto COM1 de la computadora (debe recordar que el programador JDM funciona bien con computadoras más antiguas, pero con las más nuevas: de doble núcleo y todo tipo de computadoras portátiles, notebooks , es posible que no funcione, ya que se ven obligados a limitar la corriente en los contactos del puerto COM. Por lo tanto, busque una computadora que funcione con el programador JDM sin problemas, o fabrique el programador de acuerdo con un esquema diferente, con una fuente de alimentación externa. ):

y programas ICprog.

Teniendo en cuenta la compra del indicador LCD 1601 para:

Me gustaría señalar en el diagrama del dispositivo que es necesario prestar atención a la presencia o ausencia de una resistencia de 10...12 ohmios instalada en el tablero indicador LCD 1601 en el circuito de iluminación. Si falta, debe soldarse en serie con la luz de fondo; de lo contrario, simplemente puede quemarlo al instalar el puente J3.

Hay dos circuitos de medidor LC, que se diferencian en el circuito para conectar el devanado del relé de bajo voltaje. En el segundo circuito, el devanado del relé está conectado a tierra a través de una resistencia de extinción, y no a +5V:

El firmware PIC 16F84A se proporciona en la primera versión del circuito, ubicada al principio del artículo. Por supuesto, pueden funcionar con la última versión del circuito, pero aparecerá un signo "-" antes de las lecturas de los valores de capacitancia e inductancia.

Después de ensamblar el medidor LC, el dispositivo se inicia la primera vez que se enciende. Para un indicador LCD de una sola línea 1601, el puente J1 debe estar cerrado. Para dos líneas, escriba 1602 y déjelo abierto. Utilice un recortador de 10K para ajustar el contraste de la pantalla LCD. Cuanto más cerca esté el control deslizante de la resistencia a tierra, mayor será el contraste de la pantalla.

Después del primer encendido, es necesario verificar la frecuencia del generador en la salida del LM311N cerrando el puente J2 con el interruptor L/C colocado en C.

La frecuencia en la pantalla LCD debe ser de alrededor de 550 kHz.

Luego, utilice un puente corto para conectar las tomas del dispositivo en modo L.

El dispositivo escribe - Calibrando y después de un segundo entra en modo de medición: L=0,00 mkH.

Sacamos el puente, insertamos la inductancia de referencia medida en los enchufes y observamos las lecturas del dispositivo. Si el valor difiere de lo que medimos en el dispositivo de referencia, entonces seleccionamos con mayor precisión la inductancia de 82 μH del dispositivo.

Por tanto, es recomendable utilizar un estrangulador con capacidad de ajustar la inductancia (marco de ferrita con núcleo de sintonización).

Luego cambiamos al modo de medición de capacitancia C.

El indicador LCD mostrará C=x.x pF

Presione brevemente el botón SW1 - calibración.