Представляем очередное самодельное устройство для арсенала радиолюбителя — очень точный LC метр на микроконтроллере PIC16F628A. Эта конструкция немного отличается от других схем аналогичных измерителей, найденных в интернете. В основе LC метр своеобразный частотомер с LC осциллятором, частота которого колеблется в зависимости от измеряемой величины L или C, и в результате вычисляется. Точность частоты до 1 Гц. Схема измерителя индуктивности и ёмкости на PIC16F628AРеле RL1 используется для выбора L или C режима. Счетчик работает на основе четырех базовых уравнений. Для обоих неизвестных L и C, уравнения 1 и 2 являются общими. Можно использовать любые реле на 5 В — будет нормально работать. Работа реле заключается только в выборе режима измерения L или C. Калибровка прибора При подаче питания произойдёт автоматическая калибровка. Если вы все равно не получите идеального значения, подключитесь частотомером к Jp3, чтобы увидеть значение F1. Он будет показывать около 503292 Гц с 100uH и конденсатором 1nF. Или присоединитесь к Jp4, чтобы увидеть F2. Если не показывает ничего, это означает, что ваш генератор не работает. Проверьте монтаж платы. А тут архив с прошивкой измерителя L-C. Поделитесь полезными схемами
|
Рабочий режим по умолчанию — индуктивность. Подождите несколько минут для прогрева, затем нажмите кнопку «
Цифровой измеритель емкости конденсаторов на базе Ардуино своими руками
Этот измеритель емкости и индуктивности позволит вам измерять емкость на микроконтроллере в диапазоне измерений от 0.000pF до 1000uF. Данные отобразятся на дисплее 16х2, а главным рабочим компонентом будут Ардуино Уно и дисплей.
Шаг 1: Список материалов
- 1 16X2 параллельный LCD-дисплей
- 1 Arduino Uno R3 DIP Edition (Revision 3)
- 1 Arduino Uno Proto Shield (только PCB)
- 1 клемма к батарейке 9V со штекером 2.1 мм
- 1 кабель USB2.0 A/B 90 см, черный USB-A мама на USB-B мама
- 1 коннектор со штырьками на 40 позиций 2.54 мм с прямыми сквозными отверстиями
- 1 потенциометр из металлокерамики на 0,6 кв. см 1/2W 10 Kohm
- 1 Пластиковый ABS корпус для платы Arduino — для UNO или MEGA
- 1 6-позиционный хедер-мама в сквозном стиле для Arduino
Шаг 2: Схема
На этом шаге нужно сконцентрироваться на том, что мы собираемся сделать.
Этот шаг проекта очень важен, так как нам нужно понять, как соединить каждый компонент своими руками, чтобы всё функционировало правильно. Таким образом, этот шаг будет основным определяющим успех вашего проекта LC измерителя.
Шаг 3: Дисплей 16X2
На этом шаге отрежьте 2х6 пинов и вставьте их в отверстия дисплея в соответствующие пины: от 1 до 6 и от 11 до 16, таким образом, у вас будет больше свободного места между платой и дисплеем, когда он будет установлен.
Шаг 4: Дисплей, часть 2
Показать еще 4 изображения
На этом шаге нужно создать основное соединение для дисплея, затем нужно идентифицировать соединения от дисплея в пинах 4, 6, 11, 12, 13, и 14, которые позже будут подключены к соответствующим пинам Ардуино Уно 11, 9, 5, 4, 3, и 2, не забывая о подключении +5V, GND и потенциометра на 10K.
Шаг 5: Дисплей, часть 3
На этом шаге нужно сопоставить соединения, сделанные прежде на дисплее с будущими соединениями, которые появятся на плате. Увеличьте фотографии, чтобы рассмотреть детали поближе.
Шаг 6: Плата
Как только вы определили, что с чем соединять между дисплеем и платой, вы должны разъединить их, чтобы установить на плату коннектор со штырьками, разместив 2х8 пинов на стороне цифровых пинов и использовав два пина на другой стороне для GND и +5V.
Шаг 7: Плата, часть 2
На этом шаге нужно соединить два GND с +5V, чтобы вся земля была соединена, и можно было на дорожку земли подсоединить потенциометр на 10K, а затем подцепить всё это к дорожке+5V. Во время выполнения этой процедуры, припаяйте центральный пин к другой ближней дорожке.
Шаг 8: Плата, часть 3
Теперь можно всё соединить – подготовьте соединения и оставьте достаточно места для установки дисплея.
Шаг 9: Соединение платы и дисплея
Пришло время сопоставить соединения между платой и дисплеем, чтобы позже можно было без проблем припаять соответствующие провода.
Шаг 10: Соединение платы и дисплея, часть 2
Внимательно проверьте все соединения на задней стороне вашей платы, чтобы убедиться, что ваши контакты между платой и дисплеем в порядке.
Очевидно, что нужно проверить соединения на GND и +5V на правой дорожке.
Шаг 11: Завершение проекта
После завершения, необходимо определить выходы нашего прибора для измерения емкости конденсаторов, в нашем случае A0 — негативный(-) и A4 — позитивный (+).
Шаг 12: Подготовка к калибровке
Перед загрузкой кода, нужно немного расширить металлические отверстия платы А0 и А4 при помощи небольшой биты для дрели, чтобы сохранить нулевую емкость, когда будет установлен хедер-мама со штырьками 1х6.
Шаг 13: Корпус
Возьмите корпус и установите Ардуино Уно, срезав пластиковые столбики, как показано на картинке.
Шаг 14: Устанавливаем шилд на Ардуино Уно
Как только Ардуино Уно установлен, можно соединить его с шилдом.
Шаг 15: Устанавливаем хедер-маму 1х6
Просто вставьте хедер 1х6 и когда вы загрузите код, указатель будет отображать 0.000pF.
Шаг 16: Загрузка кода
Установив кабель USB-A на USB-B между вашим девайсом и компьютером, загрузите в него этот код http://pastebin.
com/njjKZrfv. Дальше посмотрите на указатель, на котором должно отображаться 0.000pF.
Шаг 17: Использование девайса
После загрузки кода, отсоедините кабель, чтобы подключить переходник на батарейку на 9V и таким образом получить данные по любому конденсатору, который вы пожелаете. В моем случае, я делаю замер конденсатора на 1 pF.
Шаг 18: Использование № 2
Теперь конденсатор на 3.3 pF
Шаг 19: Использование № 3
10 pF.
Шаг 20: Использование № 4
100 pF.
Шаг 21: Использование № 5
1 nF.
Шаг 22: Использование № 6
10 nF.
Шаг 23: Использование № 7
100 nF.
Шаг 24: Использование № 8
1 uF.
Шаг 25: Использование № 9
10uF.
Шаг 26: Использование № 10
100 uF.
Шаг 27: Использование № 11
1000 uF.
измеритель индуктивности: скромный проект по электронике
Philippe Le Guen 26 мая, 2022
по Philippe Le Guen на Тест и измерение
Модестный механизмдля тестирования и измерения катушек индуктивности? Этот самодельный измеритель индуктивности является доступной альтернативой многим дорогим решениям, представленным на рынке.
Хороший прибор для проверки и измерения катушек индуктивности уже много лет значился в списке моих пожеланий к лабораторному оборудованию, но стоимость такого устройства была непомерно высокой. Поэтому я решил построить что-то сам. Маленький инструмент, представленный здесь, не может конкурировать со сложными все-поющими, все-танцующими инструментами на рынке; только скромный измеритель индуктивности позволяет мне получить значение неизвестной индуктивности. В Интернете доступно множество таких устройств, иногда на базе Arduino.
Несколько лет назад я обнаружил веб-сайт Ф. Кудельско, на котором описан небольшой самодельный измеритель индуктивности, способный измерять индуктивность от нескольких десятков наногенри до примерно 10 мГн. Небольшая программа для Windows извлекает значение тестируемого индуктора через USB и отображает его.
Несмотря на то, что я нашел этот подход довольно интересным, вместо этого я искал автономное устройство. Тем не менее, я хотел бы поблагодарить автора за то, что он поделился своей работой, на которой я основывал свой дизайн.
Принцип действия
Принцип работы измерителя индуктивности довольно прост. Неизвестная индуктивность используется для создания LC-генератора. Измерив частоту генератора, можно определить значение неизвестной индуктивности.
Есть много способов построить LC-генератор. Здесь используется осциллятор Колпитца (см. , рис. 1 ).
Рисунок 1: Цепь бака LC определяетчастота генератора Колпитца.
В схеме используется транзисторный усилитель с общей базой (Q1) с входом на эмиттере и выходом на коллекторе. Не вдаваясь в подробности работы этого генератора, его выходная частота определяется формулой Томсона (он же Лорд Кельвин):
F = 1/(2π √ ( L C ))
После повторного его, мы получаем:
56 36636363363 3 (40014
56 = 1/100336363636 36363636363 гг.
C )
Здесь C — это значение двух конденсаторов C6 и C7. В параллеле:
C = C6 × C7/(C6+C7)
. конденсаторы известны — я измерил их своим емкостным измерителем для большей точности в расчетах — нам нужно подключить толькоСхема измерителя индуктивности
Схема измерителя индуктивности показана на рис. 2 . Я заменил микроконтроллер PIC18F2550 в исходной схеме на PIC18F252, так как мне не нужен интерфейс USB, и добавил буквенно-цифровой ЖК-дисплей 2 × 16. Некоторые значения компонентов были определены тем, что у меня было в наличии.
Примечание C5: Эта часть была унаследована от оригинальной конструкции [1] и оказывает незначительное влияние на частоту генератора. С C5 C для использования в расчетах определяется как:
C = C5 + C6 × C7 / (C6 + C7)
C5 должен быть того же качества и точности, что и C6 С7.
С моими значениями компонентов (и Lx закорочен реле, см. ниже), теоретическая рабочая частота генератора составляет 83,821 кГц (86,488 кГц с идеальными компонентами). Измерение с помощью осциллографа показало частоту 88,652 кГц, разница 5,4%.
Все вычисления выполняются микроконтроллером. Он измеряет частоту генератора через свой порт RC0. Для этого необходимо разделить частоту до значений, приемлемых для микроконтроллера. Об этом позаботится двоичный счетчик типа 4040 (IC1). Используемый здесь коэффициент деления равен 1/32.
L1 и реле
Для обеспечения быстрого запуска генератора независимо от значения неизвестной индуктивности Lx последовательно с ним включена еще одна катушка индуктивности L1. При измерении частота генератора определяется этими двумя индуктивностями. Однако нам нужно знать только значение Lx . Поэтому программа сначала выполняет измерение с Lx , закороченными накоротко. Это значение, эталон нуля, запоминается и используется позже для расчета значения 9.0035 люкс .
Блок питания
Блок питания основан на MC34063 (IC3), импульсном понижающем стабилизаторе напряжения, обеспечивающем хорошее напряжение питания +5 В ( Рисунок 3 ). Источник питания, подаваемый на вход схемы, сначала выпрямляется, а затем фильтруется конденсатором С10 перед входом в IC3. Причина использования выпрямителя D2..D5 заключается в том, чтобы обеспечить питание как переменным, так и постоянным током, не беспокоясь об их полярности.
Таким образом, устройство принимает от 7 В переменного тока до 23 В переменного тока или 9 В переменного тока.В пост. тока до 32 В пост. тока на его входе. Его рабочая частота составляет около 30 кГц. Потребляемая мощность всей цепи составляет всего 35 мА, что не является проблемой для этого блока питания, который может обеспечить максимальный ток 1,2 А. Центральный контакт разъема питания имеет диаметр 2 мм, что позволяет использовать многие стандартные источники питания. адаптеры.
Прошивка
Я разработал небольшую программу на mikroC [2], которая, как и оригинальный дизайн, позволяет измерять любую индуктивность и отображать ее значение (в нГн, мкГн или мГн) на ЖК-дисплее. Выбор диапазона измерения происходит автоматически. Измерение значения Lx
1. Последовательность калибровки системы (реле замкнуто, рис. 4 ).
2.
Последовательность измерений с отображением рассчитанного значения.
последовательность калибровки системы.
Таймер 1 MCU настроен на начало подсчета по первому переднему фронту на RC0; он будет считаться за одну секунду (управляется Timer0). Через одну секунду значение Timer1 представляет собой частоту сигнала, присутствующего на его входе. Теперь процессор может выполнить все вычисления, необходимые для определения значения либо L1 (шаг 1), либо
ЖК-дисплей показывает, что происходит. Во время шага 1 загорается желтый светодиод (LED1, ноль). Если измеряемая индуктивность отключена, то отображается сообщение «катушка не обнаружена» и загорается красный светодиод (LED3, Error). В этом случае проверьте, правильно ли подключена катушка, и перезапустите последовательность измерений, нажав кнопку.
Пользоваться системой просто и удобно, так как она полностью автоматическая.
Единственное, что нужно сделать, это кратковременно (около 0,5 с) нажать кнопку, подключенную к RC5, чтобы при необходимости перезапустить процедуру. На дисплее отображается стрелка, указывающая на новое измерение.
Процесс сборки
После проверки прототипа я разработал для него двустороннюю печатную плату. Он предназначен для размещения в корпусе Multicomp MCRh4135 (, рисунок 5, ). Ваш наметанный глаз мог заметить небольшой размер подушечек. Большинство из них имеют диаметр 1,4 мм для отверстия 0,8 мм. Поэтому я настоятельно рекомендую использовать хороший паяльник для монтажа компонентов или изменить маршрут платы по-другому.
Рис. 5: Печатная плата измерителя индуктивности плотно прилегает к корпусу. Несмотря на то, что я сделал все возможное, чтобы придумать хороший дизайн печатной платы, в итоге возникли две проблемы, которые я не устранил:
- Забыл проверить размеры и форму контактных площадок разъема питания J1. Если вы используете ту же модель, что и я, вам придется немного переработать печатную плату с помощью инструмента, похожего на Dremel ( Рисунок 6 ).
Поскольку разъем уже не правильно держится за счет пайки, я приклеил его к плате (после пайки). - Отсутствует разъем ICSP для внутрисхемного программирования MCU, что довольно нецелесообразно. Однако можно запрограммировать микроконтроллер, сняв его с платы и поместив на макетную плату или макетную плату.
Поскольку разъем уже не правильно держится за счет пайки, я приклеил его к плате (после пайки).чтобы бочкообразный домкрат поместился на неправильной опоре.
ЖК-дисплей монтируется на однорядном 16-контактном разъеме и прочно крепится к печатной плате с помощью четырех нейлоновых прокладок M3 × 10 мм и подходящих болтов и гаек.
Микросхемы устанавливаются на разъемы, которые, конечно, не являются абсолютно необходимыми (если только вы не хотите перепрограммировать микроконтроллер…). Реле припаивается непосредственно к печатной плате, главным образом для того, чтобы избежать нежелательных паразитных емкостей и индуктивностей. Три светодиода впаяны почти заподлицо с платой, я использовал световоды (оптоволокно) для улучшения их видимости.
Бинарный файл, созданный компилятором, должен быть запрограммирован во флэш-памяти микроконтроллера с помощью программатора, такого как PICkit3.
После разработки дизайна передней панели с помощью бесплатного инструмента Front Panel Designer [2][3] я напечатал ее на самоклеящейся алюминиевой фольге (3M) на своем лазерном принтере. Результат чистый, но правильно отрезать переднюю панель и приклеить ее в правильном положении немного сложно.
Детали и последние штрихи
Рекомендуется, чтобы соединения между устройством и тестируемой индуктивностью Lx были как можно короче, поскольку они могут вносить ошибки из-за паразитных емкостей и индуктивностей. Мои измерительные провода представляют собой многожильные провода диаметром 12 см и сечением 0,2 мм² с крючками на одном конце. Как и любой измерительный прибор, включите его на несколько минут, чтобы стабилизировать рабочую температуру, прежде чем проводить какие-либо измерения.
Вопросы или комментарии?
У вас есть технические вопросы или комментарии по поводу его статьи? Напишите автору по адресу pleguen@gmail.
com или свяжитесь с Elektor по адресу [email protected].
Прочтите полную статью
Скрыть полную статью
Добавить рейтинг к этой статье
★ ★ ★ ★ ★
★ ★ ★ ★ ★
Строитель строительство. Hackaday.io
Это проект с открытым исходным кодом. Вы можете использовать, модифицировать и распространять как программное, так и аппаратное обеспечение, если вы даете кредит.
Все файлы проекта доступны здесь: https://github.com/coreWeaver/LC-Meter
Этот проект основан на оригинальной идее, которой поделился Нил Хехт еще в середине 90-х.
«Спасибо, что поделились своей работой, Нил!»
Посмотрите серию Youtube о том, как это работает, как я это сделал и протестировал здесь: https://www.youtube.com/watch?v=KhJiE4gL5T4
Детали
# LC-метр
ЖХ-метр с открытым исходным кодом.
Вся документация включена.
Этот проект LC Meter имеет открытый исходный код. Вся документация по аппаратному и программному обеспечению предоставляется без каких-либо гарантий.
Если вы соберете один, я буду рад получить изображение вашего готового устройства. Подпишитесь на мой канал Youtube и оставляйте свои комментарии и вопросы об этом проекте в разделе комментариев серии.
Серия видеороликов представляет собой полное руководство о том, как это работает, как его построить и как его протестировать. 9. -)
Об этом проекте:
Этот дизайн основан на идее Нила Хекта. Он использует генератор (LM311) для генерации частоты, которую затем можно изменить, добавив емкость или индуктивность на измерительные клеммы. Частота измеряется микроконтроллером (ATMEGA328p), который затем также выполняет все математические операции, чтобы извлечь значение добавленной емкости или индуктивности. Затем значение корректируется в технических единицах и отображается на графическом ЖК-дисплее.
Я спроектировал печатную плату, используя только компоненты со сквозными клеммами. Это делает пайку действительно легкой для всех. В схеме есть место для доработок. Вторая версия, вероятно, будет включать в себя следующие изменения:
– использование перезаряжаемой литий-ионной батареи
– добавление разъема USB на плате – добавление схемы зарядки аккумулятора
– добавление UART – схема преобразования USB на плате до повышения напряжения батареи до 5В
— увеличить частоту AVR
Компьютерное приложение LC Meter было написано на C#, и оно очень полезно, когда необходимо выполнить множество измерений. Он включает в себя функцию каталога для измеренных компонентов и регистрацию UART для целей отладки.
Прошивка микроконтроллера написана на BASCOM. Я поделился исходными файлами тоже. Вы можете изменить и улучшить их. Вы можете легко портировать прошивку на другие языки. В папке с прошивкой есть файл readme с конфигурацией FUSES для AVR, если вы решите использовать предварительно скомпилированную прошивку.
ЧАСТЬ 1: Необходимые материалы и инструменты для этого проекта, принцип работы LC Meter, написание алгоритма, на котором будет основана прошивка.
ЧАСТЬ 2: Чертеж схемы и печатной платы для этого проекта, пайка компонентов и краткое объяснение прошивки.
ЧАСТЬ 3: 3D-моделирование корпуса LC-метра и сборка.
ЧАСТЬ 4: Проверка измерителя LC и приложения для ПК.
Наслаждайтесь изготовлением и пришлите мне фотографию готового LC METER!
coreWeaver / ioCONNECTED — 2021
Обновленная прошивка (3 мая 2021 г. ).zip В функции отладки UART оригинальной прошивки есть небольшая опечатка («F4 для C_det»), которая должна была быть («F4 для L_det»).
Теперь это исправлено.x-zip-сжатый — 30,64 КБ — 03.05.2021 в 10:48 | Скачать 903:00 | |
Чемодан для измерителя LC — STL (ОБНОВЛЕНО 3 мая 2021 г. ).zip Это обновленная версия корпуса LC Meter. Подробнее см. в «ОБНОВЛЕНИИ Readme 1st.txt».
3 мая 2021 г.
coreWeaver / ioCONNECTEDx-zip-сжатый — 595,28 КБ — 03.05.2021 в 09:50 | Скачать | |
(ОБНОВЛЕНО 08 апреля 2021 г.) LC Meter_FilesArchive.zipПоследнее обновление: 8 апреля 2021 г. Я хотел бы поблагодарить Майка Доти, который обнаружил некоторые ошибки в исходном архиве файлов и помог мне улучшить корпус LC Meters.
Этот архив содержит схему, печатную плату, файлы Gerber, спецификацию, прошивку — исходную и предварительно скомпилированную, UART PC API, файлы STL для корпуса, напечатанного на 3D-принтере.x-zip-сжатый — 2,91 МБ — 08.04.2021 в 16:06 | Скачать 903:00 | |
разъемы. txt список используемых разъемов и датчиков для этого проекта.простой — 1,30 КБ — 28.03.2021 в 12:17 903:00 | Скачать |
Обновлены файлы STL для CASE измерителя LC.
основной ткач • 03. 05.2021 в 09:56 •
0 комментариев Новые файлы STL (обновленная версия корпуса) теперь доступны в виде отдельного ZIP-архива.
8 апреля, ОБНОВЛЕНИЕ
основной ткач • 08.04.2021 в 16:21 • 0 комментариевЯ исправил некоторые ошибки в оригинальной схеме и обновил весь архив файлов.
Сообщается, что R14 на схеме слишком низкий. Вместе с R12 этот резистор образует делитель напряжения для линии сброса ЖКИ. Должно быть, я случайно поменял местами значения R12 с R14. Хотя старое значение (1k2) устраивало на моей плате (поэтому я и не заметил опечатку), более высокое значение (3k9) для резистора R14 предпочтительнее.
05.2021 в 09:56 •
0 комментариев 
