Цифровой LC-метр удобный для испытания оборудования

Цифровой LC-метр удобный для испытания оборудования, который вы можете сделать для себя для измерения индуктивности и емкости в широком диапазоне. Цифровой LC-метр основан на оригинальной методике измерений, обеспечивает удивительную точность и прост в сборке. Многие современные цифровые мультиметры имеют широкие диапазоны измерения емкости, особенно в дорогих моделях.

Поэтому нетрудно измерить значение конденсаторов, если их значение превышает 50 пФ или около того. Ниже этого уровня цифровые мультиметры не очень полезны для измерения емкости. Конечно, существуют специальные цифровые измерители емкости, которые обычно измеряют до нескольких пФ или около того. Но если вы хотите измерить такие вещи, как паразитная емкость, они тоже имеют ограниченное применение. Еще хуже, когда дело доходит до измерения индуктивности. Очень немногие цифровые мультиметры имеют способность измерять индуктивность, поэтому во многих случаях приходится использовать мост индуктивности старого типа или измеритель Q. Оба они в основном являются аналоговыми приборами и не предоставляют ни высокого разрешения, ни особенно высокой точности.

Это отличается от профессионалов, которые в течение последнего времени могли использовать цифровые измерители LCR. Они позволяют быстро и автоматически измерять практически любой пассивный компонент, часто измеряя не только их первичный параметр (например, индуктивность или емкость), но и один или несколько вторичных параметров. Тем не менее, многие из этих приборов имеют высокую цену, благодаря микроконтроллерной технологии эта ситуация несколько изменилась за последние несколько лет, и теперь стали гораздо более доступны цифровые приборы. К ним относятся как профессиональные, так и самодельные приборы, а также устройство, описанное здесь.

Основные особенности цифровой LC-метр

Как показано на рисунке в тексте, наш новый цифровой LC-метр очень компактен. Он прост в сборке, имеет жидкокристаллический дисплей и его можно разместить в небольшом корпусе. Себестоимость цифровой LC-метр не высока так что каждый желающий может это себе позволить. Несмотря на свою скромную цену, цифровой LC-метр предлагает автоматическое прямое цифровое измерение в широком диапазоне емкости (C) и индуктивности (L) с разрешением в 4 знака. Фактически, он измеряет емкость от 0,1 до 800нФ и индуктивность от 10 до 70мГн. Точность измерения также удивительно хорошая, лучше, чем ± 1% от показаний. Цифровой LC-метр работает от 9В до 12В постоянного тока, потребляя в среднем ток менее 20 мА. Это означает, что он может питаться от 9В батареи встроенной в корпус или от внешнего блока питания.

Как работает цифровой LC-метр

Впечатляющие характеристики цифровой LC-метр зависят от оригинальной методики измерений, разработанной около 12 лет назад Нилом Хехтом из штата Вашингтон в США. Он использует тестовый генератор широкого диапазона, частота которого изменяется путем подключения неизвестной индуктивности или конденсатора, которую вы измеряете.

Результирующее изменение частоты измеряется микроконтроллером, который затем вычисляет значение компонента и отображает его непосредственно на жидкокристаллическом дисплее. Так что в приборе в основном только две ключевые части: (1) сам тестовый генератор и (2) Микроконтроллер, который измеряет его частоту (с измеряемым компонентом и без него) и вычисляет значение компонента. Для достижения надежной генерации в широком частотном диапазоне тестовый генератор основан на аналоговом компараторе с положительной обратной связью смотрим на рисунке. Эта конфигурация имеет естественную склонность к генерации из-за очень высокого усиления между входом и выходом компаратора. При первом включении питания (+ 5 В) неинвертирующий (+) вход компаратора удерживается при половине напряжения питания (+2,5) V делителем смещения, образованным двумя резисторами сопротивлением 100к.

Однако напряжение на инвертирующем входе изначально равно нулю, поскольку конденсатору 10мФ на этом входе требуется время для зарядки через резистор обратной связи сопротивлением 47к. Таким образом, с неинвертирующим входом, намного более положительным, чем его инвертирующий вход, компаратор первоначально переключает свой выходной сигнал на высокий уровень (т. е. на + 5 В). Как только это происходит, конденсатор 10 мФ на инвертирующем входе начинает заряжаться через резистор 47к и таким образом, напряжение на этом входе возрастает экспоненциально. Как только оно поднимается немного выше уровня + 2,5 В, выход компаратора внезапно переключается на низкий уровень. Это низкое напряжение подается обратно на неинвертирующий вход компаратора через резистор обратной связи сопротивлением 100к. Он также подключен через входной конденсатор 10 мФ к настроенной цепи, образованной индуктивностью L1 и конденсатором C1. Это вызывает генерацию на своей резонансной частоте.

Измерение цифровой LC-метр.

В результате компаратор и настроенная схема теперь функционируют как генератор на этой резонансной частоте. Фактически, компаратор эффективно функционирует как «отрицательное сопротивление» во всей схеме, чтобы компенсировать его потери и поддерживать колебания. Как только возникла генерация, то на выходе компаратора появляется прямоугольные импульсы той же частоты, именно эта частота (Fout) измеряется микроконтроллером. На практике, прежде чем что-либо еще будет подключено к цепи, Fout просто соответствует резонансной частоте L1, C1 и любой паразитной емкости, которая может быть связана с ними. Когда частота сначала подается на измеритель, микроконтроллер измеряет эту частоту (F1) и сохраняет его в памяти. Затем он запитывает герконовое реле RLY1, которое переключает конденсатор C2 параллельно с C1 и, таким образом, изменяет частоту генератора (то есть понижает ее). Микроконтроллер измеряет и сохраняет эту новую частоту (F2). Затем микроконтроллер использует эти две частоты плюс значение C2 для точного расчета значений как C1, так и L1. Если вам интересно, уравнения, которые он использует для этого, показаны на рисунке (Режим калибровки). После этих вычислений микроконтроллер снова выключает реле RLY1 для отключения конденсатора C2 из контура, позволяя частоте генератора вернуться к F1. Теперь прибор готов к измерению неизвестной индуктивности или конденсатора (Cx или Lx).

Как показано на рисунке, неизвестный компонент подключается через тестовые клеммы. Затем он подключается к настроенной цепи генератора через переключатель S1. При измерении неизвестного конденсатора S1 переключается в положение «C», так что конденсатор подключается параллельно C1. В качестве альтернативы для неизвестной индуктивности S1 переключается в положение «L», так что бы индуктивность соединялась последовательно с L1. В обоих случаях добавленные значения Cx или Lx снова вызывают изменение частоты генератора на новую частоту (F3). Как и в случае с F2, это всегда будет ниже, чем F1. Таким образом, измеряя F3, как и ранее, и отслеживая положение переключателя S1 (что осуществляется через соединение C / L на выводе 12 IC1), микроконтроллер может рассчитать значение неизвестного компонента, используя одно из уравнений, показанных в нижней части поля уравнений – т. е. раздел с надписью: «В режиме измерения».

Из этих уравнений вы можете видеть, что микроконтроллер имеет довольно максимальное «сжатие чисел», как в режиме калибровки, когда он вычисляет значения L1 и C1, так и в режиме измерения, когда он вычисляет значение Cx или Lx. Каждое из этих значений должно быть рассчитано с высокой степенью разрешения и точности. Для достижения этого в прошивке микроконтроллера необходимо использовать некоторые математические вычисления с 24-разрядными числами с плавающей запятой.

Так как эта оригинальная, но в то же время простая схема измерения используется для создания практичного прибора, видно из полной принципиальной схемы цифровой LC-метр высокой точности, показанной на рисунке. Это даже проще, чем вы могли бы ожидать, потому что нет отдельного компаратора, который сформировал бы ядро измерительного генератора. Вместо этого мы используем компаратор, встроенный в сам микроконтроллер (IC1). Как показано, микроконтроллер IC1 представляет собой PIC16F628A и фактически содержит два аналоговых компаратора, которые можно настраивать различными способами. Здесь мы используем компаратор 1 (CMP1) в качестве измерительного генератора. Компаратор 2 (CMP2) используется только для обеспечения некоторого дополнительного «возведения в квадрат» выхода CMP1, а затем его выход управляет внутренней схемой подсчета частоты. Схема генератора практически не отличается от схемы, показанной на рисунке.

Обратите внимание, что IC1 управляет реле RLY1 (которое переключает калибровочный конденсатор C2 в цепь и из нее) через линию RB7 его порта ввода / вывода B (контакт 13). Диод D1 служит для защиты внутренней схемы микроконтроллера от индуктивных всплесков, когда реле выключается. Во время работы IC1 определяет, в каком положении находится переключатель S1 в режиме использования RB6 (вывод 12). Он поднимается вверх, когда S1b находится в положении «C» и в низ, когда S1b находится в положении «L». Кварц X1 (4 МГц) устанавливает тактовую частоту микроконтроллера IC1, в то время как соответствующие конденсаторы 33 пФ обеспечивают правильное согласование для обеспечения надежного запуска тактового генератора. Результаты вычислений микроконтроллера IC1 выводятся на стандартный 2 × 16 ЖК-модуль. Это управляется непосредственно через контакты портов RB0-RB5. Потенциометр VR1 позволяет настроить оптимальную контрастность ЖК-дисплея.

Прошивка микроконтроллера IC1 предназначена для автоматического выполнения функции калибровки сразу после первоначального включения. Однако это также может быть выполнено в любое другое время при нажатии кнопки S2. При нажатие этой кнопки микроконтроллер вынужден сброситься и запустить снова калибровку. Перемычки LK1 – LK4 не установлены при нормальной работе прибора, но используются для начальной настройки, тестирования и калибровки. Как показано, эти линии соединяются между RB3 и RB0 и землей соответственно. Например, если вы установили перемычку LK1, а затем нажали S2 для принудительного сброса, микроконтроллер активирует реле RLY1 (чтобы переключить конденсатор C2 в цепь) и измерить частоту генератора F2. Это тогда выводиться на ЖК-дисплее. Точно так же, если вы установили LK2 и нажали S2, микроконтроллер просто измеряет начальную частоту генератора (F1) и отображает ее на ЖК-дисплее. Это позволяет вам не только убедиться, что генератор работает, но также вы можете проверить его частоту. Мы еще расскажем об этом позже. Перемычки LK3 и LK4 позволяют выполнять ручную калибровку «подстройки» измерителя. Это полезно, если у вас есть доступ к конденсатору, значение которого очень точно известно (потому что он был измерен, например, с помощью профессионального тестера LCR).

 При установленном LK3 показание емкости уменьшается на небольшое значение каждый раз, когда оно составляет новое измерение (примерно пять раз в секунду). И наоборот, если вместо этого установлен LK4, микроконтроллер с небольшим шагом увеличивает показание емкости при каждом новом измерении. Каждый раз, когда вносятся изменения, поправочный коэффициент сохраняется в EEPROM микроконтроллера, и это значение калибровки затем применяется для будущих измерений. Также обратите внимание, что, хотя калибровка выполняется с использованием «стандартного» конденсатора, она также влияет на функцию измерения индуктивности. Короче говоря, идея состоит в том, чтобы установить перемычку на одну или другую (т. е. На LK3 или LK4) до верного считывания. Затем перемычка снимается. Как упоминалось выше, все перемычки LK1-LK4 не используются для нормальной работы. Они используются только для устранения неполадок и калибровки.

Питание для прибора поступает от внешнего источника постоянного тока от 9 до 12 В. Можно использовать любой подходящий сетевой блок питания либо, от внутренней батареи на 9 В. При подключенном сетевом источнике переключаемый разъем постоянного тока автоматически отключает батарею. Напряжение постоянного тока подается через диод защиты от обратной полярности D2 и выключатель питания S3. Стабилизатор REG1 – это стандартный пятивольтовый 7805. Выходное напряжение + 5В на выходе стабилизатора REG1 используется для питания IC1 и ЖК-модуля. Поскольку цифровой LC-метр использует так мало деталей, его очень легко собрать. Все детали, кроме переключателей S1-S3 и входных клемм Cx / Lx, смонтированы на плате, размером 125 × 58 мм. ЖК-модуль подключается к DIL-разъему 7 × 2 на одном конце платы и поддерживается на другом конце с помощью нейлоновых винтов и гаек M3. На рисунке показано расположение деталей на плате.

Проверка калибровка и настройка цифровой LC-метр.

Ваш LC-метр теперь готов к тестированию и калибровке. Сделать это, сначала подключите к устройству блок питания или щелочную батарею на 9 В, установите ползунковый переключатель S1 в положение «Емкость» и включите с помощью S3. Как только питание подано, на ЖК-дисплее должно появиться сообщение «Калибровка» на секунду или две, а затем на дисплее должно отобразиться «C = NN.N pF», где NN.N меньше 10 пФ. Если это произойдет, тогда ваш измеритель, вероятно, работает правильно, поэтому просто оставьте его на одну или две минуты, чтобы позволить тестовому генератору стабилизироваться. В это время показания емкости могут незначительно меняться на несколько десятых доли пикофарада, когда все успокаивается – это нормально. Теперь нажмите кнопку «Ноль» S2 на секунду или две и отпустите ее. Это заставляет микроконтроллер снова запускаться и перекалиброваться, поэтому вы снова кратко увидите сообщение «Калибровка», а затем «C = 0.0pF». Это указывает на то, что микроконтроллер уравновесил паразитную емкость и сбросил ее ноль.

Поиск проблем при настройке и запуске цифровой LC-метр

Если вы не получаете никаких сообщений, отображаемых на ЖК-дисплее, есть вероятность, что вы не подключили провод аккумулятора, либо поменяли полярность. Тщательно проверьте соединения питания. При включенном питании вы должны в состоянии измерить + 5В на контакте 14 IC1 относительно земли (0 В). В качестве альтернативы, если вы видите некоторые сообщения на ЖК-дисплее, но они не соответствуют описанию, пришло время проверить, что тестовый генератор измерителя работает нормально. Для этого выключите, установите перемычку с шунтом LK2 (т. е. на задней стороне платы), затем подайте питание и посмотрите на ЖК-дисплей. После сообщения «Калибровка», микроконтроллер должен отобразить восьмизначное число, которое представляет частоту генератора F1. Это должно быть примерно между 00042000 и 00058000, если ваши детали L1 и C1 находятся в пределах обычного допуска. Если значение, которое вы получаете для F1, равно «00000000», то ваш тестовый генератор не работает, и вам нужно будет выключить и искать причину. Возможные варианты включают не пропаянное соединения, плохая пайка, включающее один из компонентов генератора, или, возможно, крошечный кусочек припоя, соединяющий соседние дорожки или площадки.

Если вы видите частоту на дисплее в правильном диапазоне, запишите значение, затем выключите и переведите перемычку в положение LK1. Снова включите питание и убедитесь, что на ЖК-дисплее теперь отображается другое восьмизначное число после калибровки. Это будет F2 – т.е. частота генератора, когда конденсатор C2 подключается параллельно с C1. Поскольку оба конденсатора номинально имеют одинаковое значение, F2 должно быть очень близко к 71% от F1. Это потому, что удвоение емкости уменьшает частоту на коэффициент, равный квадратному корню из двух (т. Е. 1 / √2 = 0,707). Если ваши показания для F2 находятся далеко от 71% от F1, вам может потребоваться заменить C2 на другой конденсатор, значение которого ближе к C1. С другой стороны, если F2 точно такой же, как F1, это говорит о том, что реле RLY1 на самом деле не переключило С2 вообще. Это может быть связано с плохим паяным соединением на одном из контактов RLY1, или вы, возможно, неправильно установили его на плате. Как только вы получите сопоставимые показания для F1 и F2, ваш цифровой LC-метр будет готов для калибровки и использованию. Если у вас нет конденсатора с известным значением для выполнения собственной точной калибровки, вам придется полагаться на собственную авто калибровку прибора (которая в значительной степени зависит от точности конденсатора C2). В этом случае просто удалите все перемычки с LK1 на LK4 и установите плату прибора в корпус.

Точная настройка калибровка цифровой LC-метр

Если у вас есть конденсатор известного значения (потому что вы смогли измерить его с помощью высокоточного измерителя LCR), вы можете легко использовать его для точной настройки калибровки цифрового LC-метра. Сначала включите устройство и дайте ему поработать, а затем он проходит через последовательность «Калибровка» и «C = NN.N pF». После этого подождите минуту или две и нажмите кнопку обнуления (S2), убедившись, что на ЖК-дисплее отображается правильно обнуленное сообщение, т. е. «C = 0,0 пФ». Затем подключите конденсатор известного значения к тестовым клеммам и обратите внимание на индикатор. Он должен быть достаточно близок к значению конденсатора, но может быть несколько высоким или низким. Если показание слишком низкое, установите перемычку LK4 на задней панели и посмотрите на ЖК-дисплей. Каждые 200мс или около того показания будут увеличиваться по мере того, как микроконтроллер PIC регулирует коэффициент масштабирования измерителя в ответ на перемычку. Как только показание достигнет правильного значения, быстро снимите перемычку, чтобы завершить настройку калибровки.

И наоборот, если показания измерителя для известного конденсатора слишком высокие, выполните ту же процедуру, но с перемычкой в ​​положении LK3. Это заставит микроконтроллер уменьшать масштабный коэффициент измерителя каждый раз, когда он делает измерение, и, как и прежде, идея состоит в том, чтобы убрать перемычку LK3, как только показание достигнет правильного значения. Если вы недостаточно быстро снимаете перемычку вовремя из этих процедур калибровки, микроконтроллер будет «перерегулировать». В этом случае вам просто нужно использовать противоположную процедуру, чтобы вернуть показания к правильному значению. На самом деле, вам может потребоваться несколько раз отрегулировать калибровку взад и вперед, пока вы не убедитесь, что она правильная. Как упоминалось ранее, микроконтроллер PIC сохраняет свой масштабный коэффициент в своей EEPROM после каждого измерения во время этих процедур калибровки. Это означает, что вам нужно выполнить калибровку только один раз. Также обратите внимание, что, когда вы калибруете прибор таким образом, используя конденсатор с известным значением, он также автоматически калибруется для измерений индуктивности. Прошивка для цифровой LC-метр.

LC МЕТР

   Представляем оригинальную конструкцию lc-метра от нашего коллеги R2-D2. Далее слово автору схемы: В радиолюбительском деле, особенно при ремонтах, необходимо иметь под рукой прибор для измерения емкости и индуктивности — так называемый lc метр. На сегодняшний день для повторения в интернете можно найти много схем подобных устройств, сложных и не очень. Но решил создать свой вариант устройства. Практически все схемы LC метров с использованием микроконтроллеров представленные в интернете, выглядят одинаково. Идея заключается в расчете номинала неизвестных компонентов по формуле зависимости частоты от емкости и индуктивности. Для простоты своей конструкции решил использовать внутренний компаратор микроконтроллера в качестве генератора. Для отображения информации используется LCD от телефона Nokia 3310 либо ему подобный с контроллером PCD8544 и разрешением 84х48, например Nokia 5110. 

Схема lc метра на микроконтроллере

Настройка и функции

   Сердцем устройства является микроконтроллер PIC18F2520. Для стабильной работы генератора в качестве С3 и С4 лучше использовать неполярные конденсаторы либо танталовые. Реле можно использовать любое, соответствующее по напряжению (3-5 вольт), но желательно с минимально возможным сопротивлением контактов в замкнутом положении. Для звука используется буззер без встроенного генератора, или обычный пьезоэлемент.

   При первом старте собранного устройства, программа автоматически запускает режим настройки контраста дисплея. Кнопками 2/4 необходимо установить приемлемый контраст и нажать кнопку OK (3). После выполнения данных действий устройство следует выключить и включить заново. Для некоторой настройки работы измерителя в меню есть раздел «

Setup». В подменю «Capacitor», необходимо указать точный номинал используемого калибровочного конденсатора (С_cal) в пФ. Точность указанного номинала напрямую влияет на точность измерения. Контролировать работу самого генератора можно с помощью частотомера в контрольной точке «B», однако лучше использовать уже встроенную систему контроля частоты в подменю «Oscillator».

   С помощью подбора L1 и С1, необходимо добиться стабильных показаний частоты в районе 500-800 кГц. Большая частота положительно влияет на точность измерения в тоже время с ростом частоты может ухудшаться стабильность генератора. Частоту и стабильность генератора, как я уже сказал выше, удобно мониторить в разделе меню «

Oscillator». При наличии внешнего калиброванного частотомера можно выполнить калибровку частотомера LC-метра. Для этого необходимо подключить внешний частотомер к контрольной точке «B» и с помощью кнопок +/- в меню «Oscillator» подобрать константу «K» таким образом, чтобы показания обоих частотомеров совпадали. Для корректной работы системы отображения состояния батареи питания, необходимо настроить резистивный делитель, построенный на резисторах R9, R10, после чего установить перемычку S1 и записать значения в поля раздела «Battery».

Порядок настройки

• — Измерить напряжение питания микроконтроллера (выводы 19 – 20). Это опорное напряжение “V.ref”
• — Измерить напряжение до резистивного делителя = U1
• — Измерить напряжение питания после делителя = U2
• — Рассчитать коэф. деления “С.div” = U1/U2
• — Внести полученные цифры в соответствующие разделы меню сохраняя их нажатием кнопки «ОК».

   Также внести напряжения “V.max” – максимальное напряжение батареи питания (заполнены все сегменты отображаемой батарейки) и соответственно “V.min” – минимальное напряжение батареи питания (все сегменты батарейки погашены, прибор сигнализирует о необходимой смене или заряде батареи питания). Значения напряжения питания для отображения промежуточных сегментов на пиктограмме батарейки, будут рассчитаны автоматически после внесения информации о “V.max” и “V.min”.

Использование стабилизатора для питания схемы обязательно, так как опорное напряжение должно быть стабильным и не меняться при разряде батареи.

Работа с устройством

   Ещё меню lc-метра содержит разделы Light, Sound, Memory. В разделе Light есть возможность включить либо отключить подсветку LCD. Раздел Sound, для вкл/откл звука. В разделе

Memory можно посмотреть результаты последних 10 измерений, а также (для новичков) увидеть полученный результат в разных единицах измерения. Назначение кнопок описывают пиктограммы, размещенные в нижней части экрана.

• (F) – “Function” переход в меню Setup
• (M) – “Memory” сохранение результатов измерения в памяти
• (☼) – “Light” вкл/откл подсветки
• (C) – “Calibration” калибровка

   Главный экран содержит условную шкалу погрешности в измерениях, которую необходимо контролировать и в случае необходимости своевременно выполнять калибровку.

Измерение емкости

   1. Переключить устройство в режим измерения емкости. Выполнить калибровку. Убедиться, что погрешность измерения находится в допустимых пределах. В случае больших отклонений повторить калибровку.

   2. Подключить измеряемый конденсатор к клеммам. На экране появится результат измерений. Для сохранения результата в памяти необходимо нажать (M).

Измерение индуктивности

   1. Переключить устройство в режим измерения индуктивности. Замкнуть клеммы. Выполнить калибровку. Убедиться, что погрешность измерения находится в допустимых пределах. В случае больших отклонений повторить калибровку.

   2. Подключить измеряемую индуктивность к клеммам. На экране появится результат измерений. Для сохранения результата в памяти необходимо нажать (M).

Видео работы измерителя

   В качестве корпуса задействовал геройски погибший при ремонте телевизора китайский тестер.

   Все файлы — прошивки контроллера, платы в Lay и так далее можно скачать тут или на форуме. Материал предоставил — Савва. Автор схемы 

R2-D2.

   Форум по данному прибору

   Обсудить статью LC МЕТР

LC Метр Прибор для измерения емкости и индуктивности на PIC16F628A — Electronics Blog

Сделал как то себе этот крайне полезный и не заменимый прибор, из-за острой необходимости в измерении емкости и индуктивности. Обладает на удивление очень хорошей точностью измерения при этом схема довольно простая базовым компонентом которой является микроконтроллер PIC16F628A.

 

Схема:

 

Как видно, основные компоненты схемы это PIC16F628A, знакосинтезирующий дисплей (можно использовать 3 типа дисплея 16х01 16х02 08х02), линейный стабилизатор LM7805, кварцевый резонатор на 4 Мгц, реле на 5В в DIP корпусе, двух секционный переключатель (для переключения режимов измерения L или C).

Прошивки для микроконтроллера:

Скачать

Печатная плата:

 Файл печатной платы в формате sprint layout: скачать

 

Исходная плата разведена под реле в DIP корпусе.

У меня такого не нашлось и я использовал что было, старое компактное как раз подходящее по размерам реле. В качестве танталовых конденсаторов использовал совковые танталовые. Переключатель режима измерения, выключатель питания и кнопку калибровки использовал, снятые когда то со старых совковых осциллографов.

 

Провода измерительные:

Должны быть как можно короче.

 

 

Во время сборки и настройки руководствовался вот этой инструкцией:

---

Соберите плату, установите 7 перемычек. Установите в первую очередь перемычки под PIC и под реле и две перемычки рядом с контактами для дисплея.

Используйте танталовые конденсаторы  (в генераторе) — 2 шт.
10мкф.
Два конденсатора  1000пФ должны быть полиэстеровые или лучше (прим. допуск не более 1%).

Рекомендуется использовать дисплей с подсветкой (прим. ограничительный резистор 50-100Ом на схеме не указан контакты 15, 16).

Установите плату в корпус. Соединение  между плату и дисплей по вашему желанию можно припаять, или сделать используя  разъем. Провода вокруг переключателя L/C сделайте как можно короткими и жесткими (прим. для уменьшения  «наводок»  и для правильной компенсации измерений особенно для  заземленного конца  L).

Кварц следует использовать 4.000MHz, нельзя использовать 4.1, 4.3 и т.п.

 

Проверка и калибровка:

1. Проверьте установку деталей на плате.
2. Проверьте установку всех перемычек на плате.
3. Проверьте правильность установки PIC, диодов и 7805.
4. Не забудьте – «прошить» PIC до установки в LC — метр.
5. Осторожно включите питание. Если есть возможность , используйте регулируемый источник питания в первый раз. Измерять ток при увеличении напряжения. Ток должен быть не более 20мА. Образец потреблял ток 8мА. Если ничего не видно на дисплее покрутите переменный резистор  регулировки контраста. На дисплее должно быть написано «Calibrating», затем  C=0.0pF (или  С= +/- 10пФ).
6. Подождите несколько минут («warm-up»), затем нажмите кнопку  «zero» (Reset) для повторной калибровки. На дисплее должно быть написано C=0.0pF.
7. Подключите  «калибровочный» конденсатор. На дисплее LC – метра  увидите показания (с  +/- 10% ошибкой).
8. Для увеличения показаний емкости замкните перемычку «4» см. картинку ниже (прим. 7 ножка PIC). Для уменьшения показаний емкости, замкните перемычку «3» (прим. 6 ножка PIC) см. картинку ниже. Когда значение емкости будет совпадать с «калибровочным» удалите перемычку. PIC запомнит калибровку. Вы можете повторять калибровку множество раз (до  10,000,000).
9. Если есть проблемы с измерениями, вы можете с помощью перемычек  «1» и «2» проверить частоту генератора. Подсоедините  перемычку «2» (прим. 8 ножка PIC)  проверьте частоту «F1» генератора. Должно быть  00050000 +/- 10%. Если показания будут слишком большие  (near 00065535), прибор выходит в режим  «переполнение» и показывает ошибку «overflow» . Если показание слишком низкие  (ниже 00040000), вы потеряете точность измерения. Подсоедините перемычку  «1» (прим. 9 ножка PIC)   для проверки калибровки  частоты «F2». Должно быть около  71% +/- 5% от  «F1» которые вы получили подсоединяя перемычку «2».
10. Для получения максимально точных показаний можно регулировать  L   до получения  F1 около 00060000. Предпочтительней устанавливать «L»  = 82 мкГн  на схеме  100мкГн (вы можете не купить 82мкГн 😉 ).
11. Если на дисплее  00000000 для  F1 или F2, проверьте монтаж около переключателя  L/C —  это означает, что  генератор не работает.
12. Функция калибровки индуктивности  автоматически калибруется , когда происходит калибровка емкости. (прим. калибровка происходят в момент срабатывания реле когда замыкаются  L иC в приборе).

 

Тестовые перемычки

1. Проверка F2
2. Проверка F1
3. Уменьшение C
4. Увеличение C

---

 

Как проводить измерения:

Режим измерения емкости:

1. Включаем прибор, ждем пока загрузится
2. Переводим переключатель выбора режима измерения в положение «C»
3. Нажимаем кнопку «Zero»
4. Появляется надпись «Setting! .tunngu.» ждем пока не появится «C = 0.00pF»
5. Все

 

Режим измерения индуктивности:

1. Включаем прибор, ждем пока загрузится
2. Переводим переключатель выбора режима измерения в положение «L»
3. Замыкаем измерительные провода
4. Нажимаем кнопку «Zero»
5. Появляется надпись «Setting! .tunngu.» ждем пока не появится «L = 0.00uH»
6. все

---

 

Ну вроде все, вопросы и замечания оставляйте в комментариях под статьей.

Very Accurate LC Meter based on PIC16F84A IC.

Об LC — метре —————————————————————————— Это самый точный и простой LC метр который вы сможете найти. Он позволяет вам измерять очень маленькие индуктивности, начиная от 10nH до 1000nH, от 1uH до 1000uH и от 1mH до 100mH, и емкости от 0.1pF вплоть до 300nF. Прибор использует систему автоматического выбора диапазона, так что вам не придется тратить время для выбора его вручную. Еще одна полезная функция это переключатель моментального «Сброса в ноль», который сбросит прежнее значение индуктивности / емкости, гарантируя что последние данные точны, насколько это возможно. Как это работает? —————————————————————————— Чтобы определить значение неизвестной катушки или конденсатора, мы можем использовать формулу частоты, данную ниже. Замечу, что есть три переменные, с которыми мы можем работать: f, L и C (f частота, L индуктивность и C емкость). Если нам известны значения двух переменных, мы можем посчитать значение третьей. Допустим, что мы хотим определить значение катушки, с индуктивностью X. Мы подставляем индуктивность X в формулу, и используем известное значение емкости конденсатора. Используя эти данные мы можем рассчитать частоту. Если нам известна частота, мы можем использовать силу алгебры и переписать верхнюю формулу чтобы найти L (индуктивность). В этом случае мы используем рассчитанную частоту, и известное значение конденсатора, чтобы рассчитать индуктивность. Не изумительно ли это? Мы только что рассчитали неизвестное значение катушки, и мы можем использовать ту же технику для расчета неизвестного конденсатора и даже частоты. Воплощение теории в оборудовании. ——————————————————————————— Теперь давайте используем теорию, изложенную выше и применим ее в электронике. LC — метр использует популярную микросхему LM311, функционирующую как генератор частоты, что нам и надо. Если мы хотим рассчитать неизвестное значение катушки мы используем конденсатор Ccal с емкостью 1000pF и значение неизвестной катушки. LM311 сгенерирует частоту, которую мы можем измерить с помощью частотомера. Получив эту информацию мы сможем использовать формулу частоты для расчета индуктивности. Тоже самое может быть сделано для расчета неизвестного конденсатора. В этот раз мы не знаем значение конденсатора, так что вместо него используем известное значение катушки, для расчета частоты. Когда получим данные, обратимся к формуле, для определения емкости. Звучит хорошо, однако если мы хотим определить значение многих катушек / конденсаторов, тогда это может стать очень длительным процессом. Конечно, мы можем написать компьютерную программу, но что если у нас нет доступа к компьютеру или частотомера. Вот почему полезным становится PIC16F84A. PIC16F84A как небольшой компьютер, который может выполнять HEX программы, написанный с использованием ассемблера. PIC16F84A легко приспосабливаемый микрочип, так как имеет выводы, которые могут быть настроены как на вход так и на выход. Кроме того PIC16F84A требует очень небольшого числа внешних компонентов таких как 4MHz кристалл / резонатор и нескольких резисторов, зависящих от того каким мы занимаемся проектом. Перед использованием PIC16F84A его нужно запрограммировать HEX, который должен быть послан с компьютера. На следующем этапе мы используем частоту, сгенерированную микросхемой LM311, и отправляем ее на ножку 17 микроконтроллера. Мы назначили эту ножку для входа, заодно и все другие напрямую подключили к переключателем и перемычкам. Пользователь может использовать эти входы, чтобы приказать контроллеру выполнить определенный набор инструкций или расчеты. После расчета неизвестной частоты или емкости микроконтроллер использует ножки, определенные на выход и передаст результаты на 16 — ти символьный дисплей. Переключатели / Перемычки ————————————————————————————— SW1 — Zero out the readings. SW2 — Переключатель индуктивность / емкость. J3 — Включает подсветку LED дисплея, у LED дисплеев имеющих ее J1 — использован 16 — ти символьный двухстрочный LCD дисплей. J2 — показывает исходную частоту генератора LM311, которая должна быть в районе 550KHz. Соединение символьного LCD дисплея. ————————————————————————————— Большинство символьных LCD дисплеев имеют 14 или 16 ножек. Дисплеи у которых есть подсветка имеют 16 ножек, а у которых нет — 14 ножек. Ножки, окрашенные в зеленый в таблице внизу это те которые PIC16F84A использует для вывода информации, представленной в битах (0/1). PIN Symbol Function States 1 VSS GND — 2 VDD VCC +5V + 3 VO Contrast Adjustment +/- 4 RS Register Select H/L 5 R/W Read / Write H/L 6 E Enable Signal H/L 7 DB0 Data Bit 0 H/L 8 DB1 Data Bit 1 H/L 9 DB2 Data Bit 2 H/L 10 DB3 Data Bit 3 H/L 11 DB4 Data Bit 4 H/L 12 DB5 Data Bit 5 H/L 13 DB6 Data Bit 6 H/L 14 DB7 Data Bit 7 H/L 15 LED Backlight VCC +5V + 16 LED Backlight GND — ВНИМАНИЕ: Чип контроллера, который видно сзади LCD дисплея может быть поврежден статическим разрядом. Позаботьтесь о своем заземлении , каждый раз кода берете его, и держите его за края, а не за ножки. Последние рекомендации —————————————————————————————- 1nF Ccal используется как калибровочный конденсатор, так что убедитесь что используете качественный конденсатор на майларовой плёнке. Сделайте проводки между LM311 и клеммами как можно короче, чтобы свести паразитную ёмкость к минимуму и гарантировать высочайшую точность. Вам также придется использовать «5V геркон», так как ток от PIC16F84A очень мал. Герконам нужен очень маленький ток чтобы переключиться. Я также советую использовать микросхему 7805 для защиты LC — метра, в случае если вы случайно подадите большее напряжение. PIC16F84A будет поврежден если вы подадите напряжение выше 5.5V. Прошивка контроллера. За перевод благодарим Night watcher h