LC Meter Seade PIC16F628A mahtuvuse ja induktiivsuse mõõtmiseks. Kompaktne multifunktsionaalne seade - L, C, ESR arvesti, sond-signaali generaator Digitaalsete arvestite vooluringid l c

Selle ülimalt kasuliku ja asendamatu seadme tegin ma kuidagi endale, kuna oli tungiv vajadus mõõta mahtuvust ja induktiivsust. Sellel on üllatavalt väga hea mõõtetäpsus ja üsna lihtne skeem, mille põhikomponendiks on PIC16F628A mikrokontroller.

Skeem:

Nagu näete, on vooluahela põhikomponendid PIC16F628A, tähemärke sünteesiv ekraan (saab kasutada 3 tüüpi ekraani 16x01 16x02 08x02), lineaarne stabilisaator LM7805, 4 MHz kvartsresonaator, 5V relee DIP-paketis , kahesektsiooniline lüliti (mõõtmisrežiimide L või C vahetamiseks).

Mikrokontrolleri püsivara:

Trükkplaat:

PCB-fail sprindi paigutuse vormingus:

Originaalplaat on DIP-pakendis relee jaoks ühendatud.

Mul ei olnud sellist asja ja kasutasin seda, mis mul oli, vana kompaktset releed, mis oli täpselt õige suurusega. Tantaalkondensaatoritena kasutasin tantaalkondensaatoreid. Kasutati mõõtmisrežiimi lülitit, toitelülitit ja kalibreerimisnuppu, mis kunagi vanadelt nõukogude ostsilloskoopidelt eemaldati.

Testi juhtmed:

Peaks olema võimalikult lühike.

Kokkupanekul ja seadistamisel järgisin järgmisi juhiseid:

Pange plaat kokku, paigaldage 7 džemprit. Esmalt paigaldage džemprid PIC-i alla ja relee alla ning kaks džemprit ekraani tihvtide kõrvale.

Kasutage tantaalkondensaatoreid (generaatoris) - 2 tk.
10uF.
Kaks 1000pF kondensaatorit peaksid olema polüestrist või paremast (ligikaudne tolerants mitte rohkem kui 1%).

Soovitatav on kasutada taustvalgustusega ekraani (pange tähele, et piiravat takistit 50-100 oomi pole diagrammil näidatud, kontaktid 15, 16).
Paigaldage plaat korpusesse. Plaadi ja ekraani vahelise ühenduse saab teie soovil jootma või teha konnektori abil. Muutke juhtmed L/C lüliti ümber võimalikult lühikeseks ja jäigaks (häiringute vähendamiseks ja mõõtmiste nõuetekohaseks kompenseerimiseks, eriti maandatud otsa L puhul).

Kvartsi tuleks kasutada sagedusel 4.000MHz, 4.1, 4.3 jne ei saa kasutada.

Testimine ja kalibreerimine:

1. Kontrollige osade paigaldamist plaadile.
2. Kontrollige kõigi laual olevate džemprite seadistusi.
3. Kontrollige, kas PIC, dioodid ja 7805 on õigesti paigaldatud.
4. Ärge unustage PIC-i enne selle LC-mõõturisse paigaldamist vilkuma.
5. Lülitage toide ettevaatlikult sisse. Võimaluse korral kasutage esimest korda reguleeritud toiteallikat. Mõõtke voolu pinge suurenedes. Vool ei tohiks olla suurem kui 20 mA. Proov tarbis voolu 8mA. Kui ekraanil pole midagi näha, keerake muudetava kontrastsuse reguleerimise takistit. Ekraanil peaks olema kirjas " Kalibreerimine", siis C = 0,0 pF (või C = +/- 10 pF).
6. Oodake mõni minut ("soojendus"), seejärel vajutage uuesti kalibreerimiseks nuppu "null" (Lähtesta). Ekraan peaks näitama C=0.0pF.
7. Ühendage "kalibrimise" kondensaator. LC-mõõturi ekraanil näete näitu (+/- 10% veaga).
8. Mahtuvusnäitude suurendamiseks sulgege hüppaja "4", vt allolevat pilti (umbes 7 PIC-jalg). Mahtuvusnäitude vähendamiseks sulgege hüppaja "3" (umbes 6 PIC-jalg), vaadake allolevat pilti. Kui mahtuvuse väärtus ühtib kalibreerimisväärtusega, eemaldage hüppaja. PIC jätab kalibreerimise meelde. Kalibreerimist saab korrata mitu korda (kuni 10 000 000).
9. Kui mõõtmistega on probleeme, saate generaatori sageduse kontrollimiseks kasutada džemprid “1” ja “2”. Ühendage hüppaja "2" (umbes 8 PIC pin) ja kontrollige generaatori sagedust "F1". Peaks olema 00050000 +/- 10%. Kui näidud on liiga kõrged (00065535 lähedal), lülitub seade "ülevoolu" režiimi ja kuvab "ülevoolu" veateate. Kui näit on liiga madal (alla 00040000), kaotate mõõtmistäpsuse. Ühendage hüppaja "1" (umbes 9 PIC-kontakti), et kontrollida sageduse kalibreerimist "F2". See peaks olema umbes 71% +/- 5% "F1"-st, mille saite hüppaja "2" ühendamisel.
10. Kõige täpsemate näitude saamiseks saate reguleerida L-d, kuni F1 on umbes 00060000. Eelistatav on seada “L” = 82 µH 100 µH vooluringis (te ei pruugi osta 82 µH;)).
11. Kui ekraanil kuvatakse F1 või F2 puhul 00000000, kontrollige juhtmeid L/C lüliti lähedal – see tähendab, et generaator ei tööta.
12. Induktiivsuse kalibreerimise funktsioon kalibreeritakse automaatselt, kui toimub mahtuvuse kalibreerimine. (ligikaudne kalibreerimine toimub relee aktiveerimise hetkel, kui seadmes olevad L ja C on suletud).

Testdžemprid

1. F2 kontroll
2. F1 kontroll
3. Vähendage C
4. Suurendage C

Kuidas mõõtmisi teha:

Mahtuvuse mõõtmise režiim:

1. Viige mõõtmisrežiimi valikulüliti asendisse "C"
2. Vajutage nuppu "Null".
3. Ekraanile ilmub teade „Seadistamine! .tunngu.” oodake, kuni kuvatakse "C = 0.00pF".

Induktiivsuse mõõtmise režiim:

1. Lülitage seade sisse ja oodake, kuni see käivitub
2. Liigutage mõõtmisrežiimi valiku lüliti asendisse "L".
3. Me sulgeme mõõtejuhtmed
4. Vajutage nuppu "Null".
5. Ekraanile ilmub teade „Seadistamine! .tunngu.” oodake, kuni ilmub "L = 0.00uH".

Noh, see on kõik, jätke oma küsimused ja kommentaarid artikli all olevasse kommentaaridesse.

Andrei Barõšev, Viibur

Seda seadet saab kokku panna väikesesse korpusesse, näiteks Hiina digitaalsest testrist. See mõõdab mahtuvust 10 pikofaraadist 1 mikrofaradini, induktiivsust 100 µH kuni 1 H, elektrolüütkondensaatorite ekvivalentset jadatakistust (ESR) ja pakub viit fikseeritud sagedust (100 Hz, 1 kHz, 10 kHz, 100 kHz), amplituud , reguleeritav vahemikus 0 kuni 4...5 V. Lisaks saab sellega kontrollida induktiivpoolide lühisega pöörete puudumist ja mõõta kondensaatorite ekvivalentset jadatakistust (ESR) ilma neid plaatidelt jootmata, mis võimaldab mõne minutiga kontrollida näiteks kondensaatoreid, lülitades toiteallika või teleri, kus ESR-indikaator on määrava tähtsusega.

Seadme skeem on näidatud joonisel 1.

Seadme töö põhineb generaatori signaali konstantse komponendi mõõtmise põhimõttel. Mõõtepea saab konstantse pinge, olenevalt mõõdetud induktiivsuse või mahtuvuse väärtusest. Mida suurem on mõõdetava elemendi väärtus, seda suurema nurga all nool kõrvale kaldub.

Lairiba häälestatav generaator on kokku pandud digitaalsele kiibile DD1, mis sisaldab nelja loogilist elementi JA-EI (või-ei on võimalik). Sellise mikrolülitusena saame kasutada näiteks K561LA7, K564LA7, K176LA7 (või NOR elementidega näiteks K561LE5), mille toitepinge jääb vahemikku 5...9 V. Kondensaatorite C1 lülitamisel - C5, generaatori sagedus ja nominaalne mõõtepiir on seatud mahtuvus või induktiivsus. Need kondensaatorid peaksid olema paberist või veel parem metallkilest (K71, K73, K77, K78). Järgmisena saadetakse generaatori signaal transistori VT1 elektroonilise lüliti kaudu mõõtetüübi lülitile S2 - “L/C” või “ESR”. Lüliti S3 valib induktiivsuse või mahtuvuse mõõtmise režiimi, ka mahtuvuse mõõtmise režiimis saab pesast “F” eemaldada viis ülalmainitud püsisagedust ning takisti P2 reguleerib signaali väljundpinget vahemikus 0 kuni 4 . .. 5 V.

Diagrammil näidatud lülitite S1 ja S2 asendiga töötab seade induktiivsuse mõõtmise režiimis.

Transistorile VT2 on monteeritud parameetriline pingestabilisaator, mis on vajalik genereeritud sageduse stabiilsuse ja sellest tulenevalt ka mõõtmiste täpsuse tagamiseks. Stabilisaatori väljundpinge määratakse Zeneri dioodi VD1 tüübi järgi ja see võib olla vahemikus 4,5 kuni 7,5 V (tüüpi KS147, KS156, KS162, KS168, D814A või muud samade stabiliseerimispingetega Zener-dioodid). Pinge paremaks stabiliseerimiseks ja sellest tulenevalt suurema mõõtmistäpsuse tagamiseks on soovitatav kasutada KS-tüüpi zeneri dioode, mille pinge on lähedane 6 V (KS156, KS162), kuna neil on parem parameetrite termiline stabiilsus.

Mõõtmiste ajal ühendatakse kondensaatorid pistikupesadesse “Cx” ja “General”. Cx/Lx", induktiivsus vastavalt "Lx" ja "Üldine". Cx/Lx". "Lx" pesa on ka tavaline pesa (GND) fikseeritud sagedusega ostsillaatori jaoks ja elektrolüütkondensaatorite ESR-i mõõtmiseks. Neid pistikupesasid saab kasutada juba testeri korpusesse paigaldatud (kui sellist korpust selle seadme jaoks kasutatakse). On vaja lisada ainult sarnast tüüpi generaatori väljundpesa “F”. Lülititena S1, S2 ja S3 saab vajaliku arvu kontaktide jaoks kasutada mis tahes sobivaid, näiteks laialdaselt kasutatavaid P2K või sarnaseid imporditud ning generaatori sageduse lülitamiseks (lülituskondensaatorid C1 - C5) mugav kasutada väikese suurusega biskviit-tüüpi lüliteid (sellise lüliti näide joonisel 2).

Dioodid D1, D2 ja D3 on germaanium, tüüp D2, D9, D18, D310, D311, GD507. Mõõteseadmena saab kasutada mikroampermeetrit, näiteks vana magnetofoni salvestustaseme sihverplaadi indikaatorit või väikese sihverplaadi testri mõõtepead.

C- ja L-mõõturit reguleeritakse sagedusmõõturi ja voltmeetri abil (saate kasutada oma arvutis mis tahes tarkvaralist sagedusmõõturit). Lüliti S3 on seatud asendisse “C” ja mõõtmisvahemik (S1) on “1H/1mF/100Hz”. Sagedusmõõtur on ühendatud “F” ja “GND” pesadega ning reguleerides 6,8 kOhm takistit P1, seatakse sagedus 100 Hz peale. Järgmisena lülitatakse mõõtepiirkond asenditesse 1 kHz, 10 kHz, 100 kHz, 1 MHz ja need sagedused seatakse valides vastavad kondensaatorid C1 - C5. Seadme mõõtmiste täpsus sõltub veelgi kondensaatorite valiku täpsusest. Kui teil on ostsilloskoop, on kasulik vaadata generaatori lainekuju transistori VT1 kollektoril. Valides takisti R2, saate kõigis mõõtevahemikes saavutada ruutlainele lähedase signaali kuju. Pärast seda peaksite uuesti sisse lülitama vahemiku “1H/1mF/100Hz” ja ühendama standardse 1 mF kondensaatori “Cx” pesadega. Kasutades trimmeri takistit VR2, peaksite seadma instrumendi nõela hälbe skaala lõppu. Järgmisena ühendame kondensaatorid 0,1, 0,2, 0,3 ... 0,9 µF ja paneme seadme skaalale vastavad märgid (sellisi kondensaatoreid saab teha paralleelselt ühendatud kondensaatoritest nimiväärtusega 0,1 mF). Seejärel ühendame samamoodi mudeli 1 H induktiivpooli "Lx" pesadesse ja kasutame trimmitakistit VR1, samuti seadsime seadme noole skaala lõppu. Tuleb märkida, et kalibreerimiseks vajalike induktiivsuste olemasolul on minu jaoks isiklikult olukord keerulisem kui kondensaatorite puhul, seetõttu pole pärast seadme mitmeaastast edukat kasutamist seda mõõtmisrežiimi kalibreeritud (nagu näha fotol). Kuid isegi mitte täiesti täpse skaala kalibreerimise korral võimaldab seade siiski üsna suure täpsusega valida samade või väga sarnaste väärtustega seotud elemente.

Mõõtmisrežiimi ESR (lüliti S2) lülitamisel suunatakse generaatori signaal trafo Tr1 mähisele trimmitakisti VR3 kaudu. Sel juhul ühendatakse uuesti ka mõõtepea. Sagedus, mille juures mõõdetakse elektrolüütkondensaatorite ekvivalentset jadatakistust, on 100 kHz. Seetõttu peaksite määrama sobiva mõõtmispiirkonna (“1mH/1000pF/100kHz/ESR”) ja seadma lüliti S3 mõõtmisrežiimile “C”.

See seadme osa ei vaja spetsiaalset reguleerimist, peate lihtsalt seadma seadme osuti skaala lõppu, kasutades trimmistakistit VR3, kui sisendkontaktid “ESR” on avatud. Kalibreerimiseks kasutame takisteid 0,5, 2, 5 ja 10 oomi. Ühendame need ükshaaval ESR-i kontaktidega ja teeme skaalale vastavad märgid. Allpool on toodud erinevate nimiväärtustega kondensaatorite "tavalise" takistuse (ESR) väärtused:

• 1 ... 100 µF - mitte rohkem kui 5 oomi;
• 100 ... 1000 µF - mitte rohkem kui 2,5 oomi;
• 1000 ... 10 000 µF - mitte rohkem kui 1 oomi.

(Tuleb märkida, et väga väikeste kondensaatorite ja kondensaatorite puhul, mille nimivõimsus on 4,7 µF × 200 V, on 5-oomine takistus normaalne).

ESR-arvestis kasutatakse ka germaaniumdioodi D3 ja KD521 (KD522) tüüpi dioode D4 ja D5, mis šundavad mõõtepead, kaitstes mõõtepead kondensaatori tühjenduspinge eest, kui see on plaadil ja ei tühjene. Enne testimist tuleks aga kindlasti lühistada testitava kondensaatori juhtmed, et see täielikult tühjaks saaks! See kehtib eriti kõrgepinge ja suure võimsusega kondensaatorite kohta, kuna nende tühjendusvool on piisavalt suur, et põletada nii dioode kui ka pead.

Trafo on keritud ferriitrõngale, mille välisläbimõõt on 10 ... 15 mm, magnetilise läbilaskvuse väärtus ja suurus ei ole kriitilised. Võite kasutada rõngaid arvuti emaplaadi drosselidest, väikese võimsusega lülitustoiteallikatest jne. Primaarmähisel (millega on ühendatud testitav kondensaator) on 10 pööret PEV-0,4…0,5 traati, sekundaarmähisel (millega on ühendatud mõõteseade) on 200 pööret PEV-0,1…0,15. Sõltuvalt kasutatavast osutiinstrumendist ja selle osuti täieliku läbipainde voolust võib osutuda vajalikuks primaarmähise keerdude arvu reguleerimine (kui ei ole võimalik seada kursorit trimmitakistiga skaala lõppu VR3), seega on parem kerida esmalt sekundaarmähis ja selle peale primaarmähis.

Seade suudab kontrollida ka induktiivpooli või näiteks trafot lühises pöörete suhtes. Selleks ühendatakse see ESR-i pistikupesadega. Väikesi induktiivpooli testitakse, nagu elektrolüütkondensaatoreid, sagedusel 100 kHz ja suuri sagedusel 1 kHz. Tavalisel mähisel on kõrge reaktantsus ja nõel jääb skaala lõppu. Lühis pöörete korral väheneb takistus järsult ja seade kuvab takistust oomi ühikutes.

Seadet saab toita Krona akust või vahelduvvooluadapterist, mille pinge (koormuseta) on 9 kuni 18 V. Tavaliste hooldatavate osade korral ei ületa seadme tarbitav vool 7-9 mA. Seadme pesadesse ühendatakse alligaatoriklambritega mõõtesondid, sondide juhtmeid tuleks kasutada läbimõõduga 0,7 ... 1 mm ja võimalikult lühikese pikkusega, et need ei tekitaks mõõtmisel olulist viga.

Mõõtepea (mikroampermeetri) asemel võite muidugi kasutada tavalist testerit pingete 1-2 V mõõtmise režiimis. Seejärel peate seadistamisel seadistama trimmeri takistid “L”, “ C” ja “ESR” 1 V-ni. Siiski on eelistatav kasutada sihverplaadi indikaatorit , kuna mõõteskaala on mittelineaarne. Seadme mõõtmisviga sõltub ainult kasutatud osade kvaliteedist ja nende valiku/reguleerimise täpsusest.

Disain

Seadme välimus on näidatud joonisel 3. Trükkplaat oli mõeldud konkreetsete lülitite ja korpuse jaoks ning seda siin ei näidata. (Sellise suuruse ja kujuga juhtumeid praegu vaevalt leidub). Osasid on vähe ja paigaldust saab hõlpsasti teha hingedega, otse lülitite ja muutuvtakistite kontaktidele.

Olen kindel, et see projekt ei ole uus, vaid see on minu enda arendus ja ma tahan, et see projekt oleks tuntud ja kasulik.

Skeem LC-meeter ATmega8-lüsna lihtne. Ostsillaator on klassikaline ja põhineb LM311 operatiivvõimendil. Peamine eesmärk, mida ma selle LC-mõõturi loomisel taotlesin, oli muuta see odavaks ja igale raadioamatöörile kättesaadavaks.

Mahtuvus- ja induktsioonmõõturi skemaatiline diagramm

LC-mõõturi omadused:

• Kondensaatorite mahtuvuse mõõtmine: 1pF - 0,3 µF.
• Pooli induktiivsuse mõõtmine: 1uH-0,5mH.
• Teabe väljund LCD indikaatoril 1×6 või 2×16 tähemärki olenevalt valitud tarkvarast

Selle seadme jaoks olen välja töötanud tarkvara, mis võimaldab kasutada raadioamatööri käsutuses olevat indikaatorit, kas 1x16 tähemärgiga LCD-ekraani või 2x 16 tähemärki.

Mõlema ekraani testid andsid suurepäraseid tulemusi. 2x16 tähemärgiga kuva kasutamisel kuvatakse ülemisel real mõõtmisrežiimi (Cap – mahtuvus, Ind –) ja generaatori sagedust ning alumisel real kuvatakse mõõtmistulemus. 1x16 tähemärgiga ekraan näitab vasakul mõõtmistulemust ja paremal generaatori töösagedust.

Kuid selleks, et mahutada mõõdetud väärtus ja sagedus ühele tähemärgireale, vähendasin kuva eraldusvõimet. See ei mõjuta mõõtmise täpsust mitte kuidagi, ainult puht visuaalselt.

Nagu ka teiste tuntud valikute puhul, mis põhinevad samal universaalsel vooluringil, lisasin LC-meetrile kalibreerimisnupu. Kalibreerimine viiakse läbi 1000pF võrdluskondensaatori abil, mille kõrvalekalle on 1%.

Kui vajutate kalibreerimisnuppu, kuvatakse järgmine teave:

Selle arvestiga tehtud mõõtmised on üllatavalt täpsed ja täpsus sõltub suuresti standardse kondensaatori täpsusest, mis kalibreerimisnupu vajutamisel ahelasse sisestatakse. Seadme kalibreerimismeetod hõlmab lihtsalt võrdluskondensaatori mahtuvuse mõõtmist ja selle väärtuse automaatset salvestamist mikrokontrolleri mällu.

Kui te täpset väärtust ei tea, saate mõõturit kalibreerida, muutes mõõteväärtusi samm-sammult, kuni saate kondensaatori kõige täpsema väärtuse. Selliseks kalibreerimiseks on kaks nuppu, pange tähele, et diagrammil on need tähistatud kui “UP” ja “DOWN”. Neid vajutades saate reguleerida kalibreerimiskondensaatori mahtuvust. See väärtus kirjutatakse seejärel automaatselt mällu.

Enne iga mahtuvuse mõõtmist tuleb eelmised näidud lähtestada. Nulli lähtestamine toimub siis, kui vajutada “CAL”.

Induktiivses režiimis lähtestamiseks peate esmalt lühistama sisendviigud ja seejärel vajutama "CAL".

Kogu paigaldus on kavandatud raadiokomponentide tasuta kättesaadavust arvestades ja kompaktse seadme saavutamiseks. Tahvli suurus ei ületa LCD-ekraani suurust. Kasutasin nii diskreetseid kui ka pindkinnituskomponente. Relee tööpingega 5V. Kvartsresonaator - 8MHz.

ALLIKAS: Raadioajakiri nr 7 2004. a

Raadioamatööri praktikas on kasutatavate raadioelementide parameetrite mõõtmine esimene põhimõtteline samm raadiotehnika või elektroonikakompleksi loomisel püstitatud eesmärkide saavutamisel. "Elementaarsete telliste" omadusi teadmata on väga raske öelda, millised omadused nendest ehitatud majal on. See artikkel pakub lugejale kirjelduse lihtsast mõõteseadmest, mis peaks igal raadioamatööril laboris olema.

Kavandatava LC-mõõturi tööpõhimõte põhineb kondensaatori elektriväljas kogunenud energia ja pooli magnetvälja mõõtmisel. Esmakordselt seoses amatöörprojektiga kirjeldati seda meetodit aastal ja järgnevatel aastatel kasutati seda väikeste muudatustega laialdaselt paljudes induktiiv- ja mahtuvusmõõturite konstruktsioonides. Mikrokontrolleri ja LCD indikaatori kasutamine antud konstruktsioonis võimaldas luua lihtsa, väikese suurusega, odava ja hõlpsasti kasutatava seadme, millel on üsna kõrge mõõtetäpsus. Seadmega töötades ei pea te ühtegi juhtnuppu manipuleerima, peate lihtsalt ühendama mõõdetava elemendi ja lugema näidud näidikul.

Tehnilised andmed

Mõõdetud mahtuvuse vahemik............0,1pF...5μF
Mõõdetud induktiivsuse vahemik......0,1 µH...5 H
Mõõdetud väärtuse viga, mitte rohkem kui, %.........±3
Toitepinge, V......7.5...9
Voolutarve, mA, mitte rohkem........................15
Automaatne vahemiku valik
Tarkvara nullparandus
Mõõdud, mm............140x40x30

Seadme skemaatiline diagramm on näidatud joonisel riis. 1

Ristkülikukujuline põnev pingesignaal mikrokontrolleri DD1 tihvtilt 6 (PB1) läbi ahela kolme alumise puhverelemendi DD2 suunatakse seadme mõõteosasse. Kõrge pingetaseme ajal laetakse mõõdetud kondensaatorit Cx läbi takisti R9 ja dioodi VD6 ning madala pingetaseme korral tühjeneb see läbi R9 ja VD5. Keskmine tühjendusvool, mis on proportsionaalne mõõdetud mahtuvuse väärtusega, teisendab seade operatiivvõimendi DA1 abil pingeks. Kondensaatorid C5 ja C7 tasandavad selle lainetust. Takistit R14 kasutatakse operatsioonivõimendi täpseks nullimiseks.

Induktiivsuse mõõtmisel kõrgel tasemel suureneb voolutugevus mähises takistiga R10 määratud väärtuseni ja madala taseme ajal siseneb mõõdetud pooli iseinduktiivsuse emf tekitatud vool läbi ka DA1 mikroskeemi sisendi. VD4 ja R11.

Seega on konstantse toitepinge ja signaali sageduse korral op-amp väljundi pinge otseselt võrdeline mõõdetud mahtuvuse või induktiivsuse väärtustega. Kuid see kehtib ainult siis, kui kondensaator on poole erutava pinge perioodi jooksul täielikult laetud ja teise poole jooksul ka täielikult tühjenenud. Sama kehtib ka induktiivpooli kohta. Selle voolul peab olema aega tõusta maksimaalse väärtuseni ja langeda nullini. Neid tingimusi saab tagada sobiva takistite R9-R11 valikuga ja ergutuspinge sagedusega.

Mõõdetava elemendi parameetri väärtusega võrdeline pinge antakse operatsioonivõimendi väljundist läbi filtri R6C2 mikrokontrolleri DD1 sisseehitatud kümnebitisesse ADC-sse. Kondensaator C1 on ADC sisemise võrdluspinge allika filter.

Skeemi kolme ülemist elementi DD2, samuti VD1, VD2, C4, C11 kasutatakse operatsioonivõimendi tööks vajaliku -5 V pinge genereerimiseks.

Seade kuvab mõõtmistulemust kümnekohalisel seitsmesegmendilisel LCD HG1-l (KO-4V, seeriatootmine Zelenogradi Telesystemsi poolt). Sarnast indikaatorit kasutatakse PANAPHONE telefonides.

Täpsuse suurendamiseks on seadmel üheksa mõõtmisala. Põneva pinge sagedus esimeses alamribas on 800 kHz. Sellel sagedusel mõõdetakse kondensaatoreid mahtuvusega kuni ligikaudu 90 pF ja pooli induktiivsusega kuni 90 μH. Igas järgnevas alamvahemikus vähendatakse sagedust 4 korda ja vastavalt suurendatakse mõõtmispiiri sama palju. Üheksandas alamribas on sagedus 12 Hz, mis tagab kuni 5 μF mahuga kondensaatorite ja kuni 5 H induktiivsusega poolide mõõtmise. Seade valib vajaliku alamvahemiku automaatselt ning peale toite sisselülitamist algab mõõtmine üheksandast alamvahemikust. Lülitusprotsessi ajal kuvatakse indikaatoril alamriba number, mis võimaldab teil määrata, millise sagedusega mõõtmine toimub.

Pärast soovitud alamvahemiku valimist kuvatakse indikaatoril mõõtetulemus pF või μH. Lugemise hõlbustamiseks eraldatakse kümnendikud pF-st (μH) ja μF-i (H) ühikud tühja ruumiga ning tulemus ümardatakse kolme olulise numbrini.

HL1 punast LED-i kasutatakse indikaatori toiteks 1,5 V stabistorina. Nuppu SB1 kasutatakse tarkvara nullkorrektsiooniks, mis aitab kompenseerida klemmide ja lüliti SA1 mahtuvust ja induktiivsust. Seda lülitit saab kõrvaldada, paigaldades mõõdetud induktiivsuse ja mahtuvuse ühendamiseks eraldi klemmid, kuid seda on vähem mugav kasutada. Takisti R7 on mõeldud kondensaatorite C9 ja C10 kiireks tühjendamiseks, kui toide on välja lülitatud. Ilma selleta on taasaktiveerimine, mis tagab indikaatori õige töö, võimalik mitte varem kui 10 sekundi pärast, mis on töötamise ajal mõnevõrra ebamugav.

Kõik seadme osad, välja arvatud lüliti SA1, on paigaldatud ühepoolsele trükkplaadile, mis on näidatud riis. 2.

HG1 indikaator ja nupp SB1 on paigaldatud paigaldusküljele ja kuvatakse esipaneelil. Juhtmete pikkus lülitile SA1 ja sisendklemmidele ei tohi ületada 2...3 cm Dioodid VD3-VD6 on madala pingelangusega kõrgsageduslikud, kasutada saab D311, D18, D20. Trimmeri takistid R11, R12, R14 on väikese suurusega SPZ-19 tüüpi. R11 asendamine traattakistiga on ebasoovitav, kuna see vähendab mõõtmise täpsust. Mikroskeemi 140UD1208 saab asendada mis tahes muu op-võimendiga, millel on nullseade ja mis on võimeline töötama pingega ±5 V, ja K561LN2 saab asendada mis tahes CMOS-mikroskeemiga 1561, 1554, 74NS, 74AC seeria, mis sisaldab kuut inverterit, näiteks 74NS14. TTL-seeriate 155, 555, 1533 jne kasutamine on ebasoovitav. ATMELi mikrokontrolleril ATtinyl 5L pole analoogi ja selle asendamine teist tüüpi, näiteks populaarse AT90S2313-ga, on ilma programmi kohandamata võimatu.

Kondensaatorite C4, C5, C11 mahtuvust ei tohiks vähendada. Lüliti SA1 peaks olema väikese suurusega ja minimaalse mahtuvusega kontaktide vahel.

Mikrokontrolleri programmeerimisel tuleks kõik FUSE bitid jätta vaikimisi: BODLEVEL=0, BODEN=1, SPIEN=0, RSTDISBL=1, CKSEL1 ...0=00. Kalibreerimisbait tuleb kirjutada programmi madalasse baiti aadressil $000F. See tagab 1,6 MHz taktsageduse täpse seadistamise ja vastavalt ka mõõteahela juhtpinge sageduse esimeses vahemikus 800 kHz. Autoril olevas ATtinyl 5L koopias on kalibreerimisbait võrdne $8B. Mikrokontrolleri püsivara koodid saab alla laadida ajakirja Raadio ftp serverisse (vt. ), või .

Seadistamise jaoks on vaja valida mitu mähist ja kondensaatorit, mille parameetrite väärtused on seadme mõõtepiirkonnas ja millel on nimiväärtuse järgi minimaalne hälbe tolerants. Võimaluse korral tuleks nende täpseid väärtusi mõõta tööstusliku LC-mõõturiga. Need on teie "mudeli" elemendid. Arvestades, et arvesti skaala on lineaarne, siis põhimõtteliselt piisab ühest kondensaatorist ja ühest mähist. Kuid parem on juhtida kogu vahemikku. Mudelmähisteks sobivad hästi DM ja DP tüüpi normaliseeritud drosselid.

Olles konfigureerinud seadme mahtuvuse mõõtmise režiimis, peaksite SA1 vastavalt skeemile viima alumisse asendisse, sulgema sisendpesad ja vajutama SB1. Pärast nulli korrigeerimist ühendage võrdlusmähis sisendiga ja kasutage takistit R11, et seada vajalikud näidud. Vähima tähendusega numbri hind on 0,1 μH. Sel juhul peaksite pöörama tähelepanu sellele, et R11 takistus on vähemalt 800 oomi, vastasel juhul peaksite takisti R10 takistust vähendama. Kui R11 on suurem kui 1 kOhm, tuleb R10 suurendada, st R10 ja R11 peavad olema nimiväärtuselt lähedased. See seadistus tagab pooli "laadimiseks" ja "tühjenemiseks" ligikaudu sama ajakonstandi ja vastavalt ka minimaalse mõõtmisvea.

Kondensaatorite mõõtmisel on viga mitte halvem kui ±2...3%, kuid mähiste mõõtmisel on kõik mõnevõrra keerulisem. Pooli induktiivsus sõltub suuresti mitmetest kaasnevatest tingimustest - mähise aktiivtakistus, pöörisvooludest tingitud kaod magnetahelates, hüsterees, ferromagnetite magnetiline läbilaskvus sõltub mittelineaarselt magnetvälja tugevusest jne. Mõõtmisel , mähised puutuvad kokku erinevate välisväljadega ja kõigil tõelistel ferromagnetitel on üsna kõrge jääkinduktsiooni väärtus. Magnetmaterjalide magnetiseerimisel toimuvaid protsesse kirjeldatakse üksikasjalikumalt artiklis. Kõigi nende tegurite mõju tulemusena ei pruugi seadme näidud mõne mähise induktiivsuse mõõtmisel langeda kokku fikseeritud sagedusel komplekstakistust mõõtva tööstusseadme näitudega. Kuid ärge kiirustage seda seadet ja selle autorit kritiseerima. Tuleb lihtsalt arvestada mõõtmispõhimõtte iseärasustega. Magnetsüdamikuta poolide, avatud magnetsüdamike ja vahega ferromagnetiliste magnetsüdamike puhul on mõõtetäpsus üsna rahuldav, kui pooli aktiivtakistus ei ületa 20...30 oomi. See tähendab, et kõrgsagedusseadmete, lülitustoiteallikate trafode jms kõigi poolide ja drosselite induktiivsust saab mõõta väga täpselt.

Kuid väikese suurusega mähiste induktiivsuse mõõtmisel suure hulga õhukese traadi keerdude ja suletud magnetahelaga ilma tühimikuta (eriti trafoterasest), tekib suur viga. Kuid reaalses seadmes ei pruugi mähise töötingimused vastata ideaalile, mis on tagatud keeruka takistuse mõõtmisel. Näiteks ühe autori käsutuses oleva trafo mähise induktiivsus tööstusliku LC-mõõturiga mõõdetuna osutus umbes 3 H-ks. Kui rakendati ainult 5 mA alalisvoolu eelpingevoolu, said näidud umbes 450 mH, st induktiivsus vähenes 7 korda! Kuid päris töötavates seadmetes on pooli läbival voolul peaaegu alati konstantne komponent. Kirjeldatud arvesti näitas selle trafo mähise induktiivsust 1,5 H. Ja eks ole näha, milline näitaja on tegelikele töötingimustele lähemal.

Kõik eelnev kehtib ühel või teisel määral eranditult kõigi amatöör-LC-mõõturite kohta. Lihtsalt nende autorid vaikivad sellest tagasihoidlikult. Mitte vähem just sel põhjusel leidub mahtuvuse mõõtmise funktsiooni paljudes odavate multimeetrite mudelites, samas kui induktiivsust saavad mõõta ainult kallid ja keerukad professionaalsed seadmed. Amatöörtingimustes on head ja täpset keerulist takistusmõõturit väga keeruline teha, tööstusliku on lihtsam soetada, kui seda tõesti vaja on. Kui see on ühel või teisel põhjusel võimatu, siis arvan, et pakutud disain võib olla hea kompromiss optimaalse hinna, kvaliteedi ja kasutusmugavuse suhtega.

KIRJANDUS

1. Stepanov A. Lihtne LC-meeter. - Raadio, 1982, ╧ 3, lk. 47, 48.
2. Semenov B. Jõuelektroonika. - M.: SOLON-R, 2001.

Kuigi mul on professionaalne automaatsild E7-8, on see liiga kogukas ja raske - 35 kg!

Seetõttu tahtsin kätt proovida lihtsa LC-meetri valmistamisel mikrokontrolleri peal. Lihtsaim (kuid väidetavalt hea töökvaliteediga) vooluring leiti vananenud, kuid üsna taskukohase hinnaga mikrokontrolleril 16F84A, LM311N ja LCD indikaatori tüübil 1601.

Selle YL2GL-i LC-mõõturi 90x65 mm trükkplaadi versioon (ma ei paigaldanud plaadile hüppajat J3 (pole vaja) - LCD-näidiku 1601 taustvalgus, kui see on olemas, põleb pidevalt!) :

Vaade mõningatele osadele, mille jaoks trükkplaat on mõeldud:

Üks LUT-meetodil valmistatud LC-meetri trükkplaadi võimalustest:

PIC 16F84A programmeerimiseks mõeldud *.hex-vormingus püsivara faili neli versiooni paigutatakse saidi failikataloogi (soovitatav on püsivara kolmas versioon, kuna seadme automaatse kalibreerimisega versioon...):

PIC 16F84A programmeerimist saab teha lihtsa JDM programmeerija abil, mis on ühendatud arvuti COM1 porti (peate meeles pidama, et JDM programmeerija töötab hästi vanemate arvutitega, kuid kõige uuemate - kahetuumaliste ja igat tüüpi sülearvutite, sülearvutitega , see ei pruugi töötada, kuna nad on sunnitud piirama COM-pordi kontaktide voolu. Seetõttu otsige arvutit, mis töötab JDM-i programmeerijaga probleemideta või tehke programmeerija erineva skeemi järgi - välise toiteallikaga ):

ja ICprog programmid.

Võttes arvesse LCD indikaatori 1601 ostmist:

Tahaksin seadme skeemi järgi märkida, et peate tähelepanu pöörama 10...12 oomi takisti olemasolule või puudumisele, mis on paigaldatud LCD näidikuplaadile 1601 taustvalgustuse ahelasse. Kui see puudub, tuleb see taustvalgustusega jadamisi joota, vastasel juhul võite hüppaja J3 paigaldamisel lihtsalt läbi põletada!

Seal on kaks LC-mõõturi ahelat, mis erinevad madalpinge relee mähise ühendamise ahela poolest. Teises vooluringis on relee mähis ühendatud maandusega läbi jahutustakisti, mitte +5 V:

PIC 16F84A püsivara on toodud vooluringi esimese versiooni all, mis asub artikli alguses. Loomulikult saavad nad töötada vooluahela uusima versiooniga, kuid enne mahtuvuse ja induktiivsuse väärtuste lugemist ilmub märk “-”.

Pärast LC-mõõturi kokkupanekut käivitub seade esimesel sisselülitamisel. Üherealise LCD indikaatori 1601 jaoks peab hüppaja J1 olema suletud. Kaherealise jaoks tippige 1602 – jätke avatuks. Kasutage LCD-ekraani kontrasti reguleerimiseks 10K trimmerit. Mida lähemal on takisti liugur maandusele, seda suurem on ekraani kontrastsus.

Pärast esimest sisselülitamist peate kontrollima generaatori sagedust LM311N väljundis, sulgedes hüppaja J2, kui L/C lüliti on asendis C.

Sagedus LCD-ekraanil peaks olema umbes 550 kHz.

Seejärel kasutage režiimis L seadme pistikupesade ühendamiseks lühikest hüppajat.

Seade kirjutab - Kalibreerib ja läheb sekundi pärast mõõtmisrežiimi: L=0.00 mkH.

Võtame hüppaja välja, sisestame mõõdetud etaloninduktiivsuse pistikupesadesse ja vaatame seadme näitu. Kui väärtus erineb võrdlusseadmel mõõdetust, siis valime täpsemalt seadme induktiivsuse 82 μH.

Seetõttu on soovitav kasutada drosselit, millel on võimalus reguleerida induktiivsust (häälesüdamikuga ferriitraam).

Seejärel lülitame mahtuvuse mõõtmise režiimi C.

LCD-näidikul kuvatakse C=x.x pF

Vajutage korraks nuppu SW1 - kalibreerimine.