LC meter založený na mikrokontroléri PIC16F628A. Schéma a popis. LC Merač kapacity a indukčnosti Merač na PIC16F628A Ako merať

Obvod na meranie kapacity kondenzátorov a indukčnosti cievok vyrobený iba na piatich tranzistoroch a napriek svojej jednoduchosti a dostupnosti umožňuje určiť kapacitu a indukčnosť cievok v širokom rozsahu s prijateľnou presnosťou. Existujú štyri podrozsahy kondenzátora a až päť podrozsahov cievky. Po celkom jednoduchom kalibračnom postupe s použitím dvoch trimovacích odporov bude maximálna chyba cca 3%, čo na amatérske rádio nie je vôbec zlé.

Navrhujem spájkovať tento jednoduchý obvod LC merača vlastnými rukami. Základom domáceho rádioamatérskeho produktu je generátor vyrobený na VT1, VT2 a rádiových komponentoch páskovania. Jeho pracovná frekvencia je určená parametrami oscilačného obvodu LC, ktorý pozostáva z neznámej kapacity kondenzátora Cx a paralelne zapojenej cievky L1, v režime určenia neznámej kapacity - kontakty X1 a X2 musia byť zopnuté a v režime merania indukčnosti Lx je zapojený do série s cievkou L1 a paralelne zapojeným kondenzátorom C1.

Keď je k LC-metru pripojený neznámy prvok, generátor začne pracovať na určitej frekvencii, ktorá je fixovaná veľmi jednoduchým meračom frekvencie, zostaveným na tranzistoroch VT3 a VT4. Hodnota frekvencie sa potom prevedie na jednosmerný prúd, ktorý vychýli ručičku mikroampérmetra.

Montážny obvod merača indukčnosti. Na pripojenie neznámych prvkov sa odporúča urobiť spojovacie vodiče čo najkratšie. Po ukončení procesu generálnej montáže je potrebné vykonať kalibráciu konštrukcie vo všetkých rozsahoch.

Kalibrácia sa vykonáva výberom odporov orezávacích odporov R12 a R15 pri pripojení na meracie svorky rádiových prvkov s predtým známymi menovitými hodnotami. Keďže v jednom rozsahu bude hodnota orezávacích odporov jedna a v druhom iná, je potrebné určiť niečo priemerné pre všetky rozsahy, pričom chyba merania by nemala presiahnuť 3%.

Tento pomerne presný LC meter je postavený na mikrokontroléri PIC16F628A. Konštrukcia LC merača je založená na frekvenčnom merači s LC oscilátorom, ktorého frekvencia sa mení v závislosti od nameraných hodnôt indukčnosti alebo kapacity a na základe toho je vypočítaná. Presnosť frekvencie dosahuje 1 Hz.

Na výber režimu merania L alebo C je potrebné relé RL1. Počítadlo funguje na základe matematických rovníc. Pre oboch neznámych L a C, rovnice 1 a 2 sú všeobecné.

Kalibrácia

Po zapnutí napájania sa prístroj automaticky kalibruje. Počiatočný prevádzkový režim je indukčnosť. Počkajte niekoľko minút, kým sa obvody zariadenia zahrejú, a potom stlačením prepínača „nula“ prekalibrujte. Displej by mal zobrazovať hodnoty ind = 0,00... Teraz pripojte testovaciu indukčnosť, napríklad 10uH alebo 100uH. LC meter by mal zobrazovať presnú hodnotu. Na konfiguráciu počítadla sú prepojky Jp1 ~ Jp4.

Nižšie uvedený dizajn merača indukčnosti je veľmi jednoduchý na opakovanie a pozostáva z minima rádiových komponentov. Rozsahy merania indukčnosti: -10nG - 1000nG; 1mkG - 1000mkG; 1 mg - 100 mg. Rozsah merania kapacity:- 0,1 pF - 1 000 pF - 1 nF - 900 nF

Meracie zariadenie podporuje autokalibráciu pri zapnutí, čo eliminuje možnosť ľudskej chyby pri manuálnej kalibrácii. V každom prípade môžete glukomer kedykoľvek prekalibrovať jednoduchým stlačením tlačidla reset. Prístroj má automatickú voľbu meracieho rozsahu.

Konštrukcia zariadenia nevyžaduje použitie žiadnych presných a drahých rádiových komponentov. Jediná vec je, že musíte mať jednu "externú" kapacitu, ktorej označenie je známe s veľkou presnosťou. Dva kondenzátory s kapacitou 1000 pF by mali mať normálnu kvalitu, je žiaduce použiť polystyrén a dva kondenzátory 10 μF by mali byť tantalové.

Quartz je potrebné brať presne na 4 000 MHz. Každý 1% rozdiel vo frekvencii bude mať za následok 2% chybu merania. Relé s nízkym prúdom cievky, pretože mikrokontrolér nie je schopný dodať prúd vyšší ako 30 mA. Nezabudnite umiestniť diódu paralelne k cievke relé, aby ste potlačili spätný prúd a eliminovali odrazy.

Firmvér PCB a mikrokontroléra z vyššie uvedeného odkazu.

Toto mimoriadne užitočné a nenahraditeľné zariadenie som si nejako vyrobil pre seba z dôvodu naliehavej potreby zmerať kapacitu a indukčnosť. Má prekvapivo veľmi dobrú presnosť merania, pričom obvod je pomerne jednoduchý, ktorého základnou súčasťou je mikrokontrolér PIC16F628A.

schéma:

Ako vidíte, hlavnými komponentmi obvodu sú PIC16F628A, displej syntetizujúci znaky (môžete použiť 3 typy displeja 16x01 16x02 08x02), lineárny stabilizátor LM7805, 4 MHz kremenný rezonátor, 5V relé v DIP puzdre , dvojdielny prepínač (na prepínanie režimov merania L alebo C).

Firmvér mikrokontroléra:

Vytlačená obvodová doska:

PCB súbor vo formáte rozloženia sprintu:

Pôvodná doska je zapojená pod relé v obale DIP.

Nenašiel som niečo také a použil som to, čo bolo, staré kompaktné relé akurát veľkosťou. Ako tantalové kondenzátory som použil lopatkové tantalové kondenzátory. Prepínač režimu merania, vypínač a kalibračné tlačidlo boli použité po odstránení zo starých lopatových osciloskopov.

Meracie drôty:

Mal by byť čo najkratší.

Pri montáži a konfigurácii som sa riadil týmto návodom:

Zostavte dosku, nainštalujte 7 prepojok. Najprv nainštalujte prepojky pod PIC a pod relé a dve prepojky vedľa kolíkov pre displej.

Použite tantalové kondenzátory (v generátore) - 2 ks.
10mkf.
Dva 1000pF kondenzátory musia byť polyesterové alebo lepšie (približná tolerancia nie viac ako 1%).

Odporúča sa použiť podsvietený displej (cca 50-100 Ohm obmedzovací odpor, piny 15, 16 nie sú v schéme vyznačené).
Nainštalujte dosku do puzdra. Spojenie medzi doskou a displejom je možné na želanie prispájkovať, alebo vyrobiť pomocou konektora. Drôty okolo L/C prepínača udržujte čo najkratšie a najpevnejšie (približne na zníženie "snímania" a na správnu kompenzáciu meraní, najmä pre uzemnený koniec L).

Quartz by sa mal použiť 4 000 MHz, 4,1, 4,3 atď. nemožno použiť.

Overenie a kalibrácia:

1. Skontrolujte lícovanie dielov na doske.
2. Skontrolujte nastavenie všetkých prepojok na doske.
3. Skontrolujte, či sú PIC, diódy a 7805 správne nainštalované.
4. Pred inštaláciou do LC merača nezabudnite zablikať PIC.
5. Opatrne zapnite napájanie. Ak je to možné, prvýkrát použite regulovaný zdroj napájania. Merajte prúd so stúpajúcim napätím. Prúd by nemal byť väčší ako 20 mA. Vzorka spotrebovala prúd 8 mA. Ak na displeji nie je nič vidieť, otočte rezistor na premenlivé nastavenie kontrastu. Na displeji by sa malo zobraziť „ Kalibrácia Potom C = 0,0 pF (alebo C = +/- 10 pF).
6. Počkajte niekoľko minút („zahriatie“), potom stlačením tlačidla „nula“ (Reset) prekalibrujte. Displej by mal ukazovať C = 0,0 pF.
7. Pripojte "kalibračný" kondenzátor. LC meter zobrazí údaj (+/- 10% chyba).
8. Ak chcete zvýšiť čítanie kapacity, zatvorte prepojku "4" pozri obrázok nižšie (približne 7 nohavíc PIC). Ak chcete znížiť hodnotu kapacity, zatvorte prepojku "3" (približne 6 pinov PIC), pozri obrázok nižšie. Keď sa hodnota kapacity zhoduje s „kalibráciou“, odstráňte prepojku. PIC si zapamätá kalibráciu. Kalibráciu môžete opakovať mnohokrát (až do 10 000 000).
9. Ak sa vyskytnú problémy s meraniami, môžete skontrolovať frekvenciu generátora pomocou prepojok "1" a "2". Pripojte prepojku "2" (približne 8 pinov PIC) a skontrolujte frekvenciu "F1" generátora. Malo by byť 00050000 +/- 10 %. Ak sú namerané hodnoty príliš veľké (blízko 00065535), zariadenie prejde do režimu „pretečenia“ a zobrazí chybu „pretečenia“. Ak je hodnota príliš nízka (pod 00040000), stratíte presnosť merania. Pripojte prepojku "1" (približne 9 pinov PIC), aby ste skontrolovali frekvenčnú kalibráciu "F2". Malo by tam byť asi 71 % +/- 5 % z "F1", ktoré ste získali pripojením prepojky "2".
10. Aby ste získali čo najpresnejšie hodnoty, môžete nastaviť L, kým F1 nebude približne 00060000. Je lepšie nastaviť "L" = 82 µH na 100 µH obvode (82 µH si možno nekúpite;)).
11. Ak sa na displeji zobrazuje 00000000 pre F1 alebo F2, skontrolujte zapojenie v blízkosti spínača L / C - to znamená, že generátor nefunguje.
12. Funkcia kalibrácie indukčnosti sa automaticky kalibruje pri kalibrácii kapacity. (približná kalibrácia nastáva v momente aktivácie relé, keď sú L a C zopnuté v zariadení).

Testpreklady

1. Skontrolujte F2
2. Kontrola F1
3. Znížiť C
4. Zvýšiť C

Ako vykonať merania:

Režim merania kapacity:

1. Prepínač voľby režimu merania presunieme do polohy "C"
2. Stlačte tlačidlo "Nula".
3. Správa „Nastavenie! .tunngu." počkajte, kým sa nezobrazí "C = 0,00pF".

Režim merania indukčnosti:

1. Zapnite zariadenie, počkajte, kým sa nespustí
2. Prepínač voľby režimu merania presunieme do polohy „L“.
3. Zatvoríme meracie vodiče
4. Stlačte tlačidlo "Nula".
5. Správa „Nastavenie! .tunngu." počkajte, kým sa nezobrazí „L = 0,00uH“.

Zdá sa, že všetko je všetko, zanechajte otázky a komentáre v komentároch pod článkom.

Tento projekt je jednoduchý LC meter založený na populárnom lacnom mikrokontroléri PIC16F682A. Je podobný inému dizajnu, ktorý tu bol nedávno uverejnený. Tieto funkcie je zvyčajne ťažké nájsť v lacných komerčných digitálnych multimetroch. A ak niektorí ešte vedia merať kapacitu, tak indukčnosť určite nie. Takže musíte takéto zariadenie zostaviť vlastnými rukami, najmä preto, že v okruhu nie je nič zložité. Používa PIC radič a všetky potrebné súbory dosky a HEX súbory na programovanie mikrokontroléra sú dostupné tu.

Tu je obvod LC merača

Tlmivka pri 82uH. Celková spotreba (podsvietená) 30 mA. Rezistor R11 obmedzuje podsvietenie a musí byť dimenzovaný podľa aktuálneho odberu prúdu LCD modulu.

Merač potrebuje 9V batériu. Preto sa tu používa stabilizátor napätia 78L05. Pridaný aj automatický režim spánku pre okruh. Za dobu prevádzky je zodpovedná hodnota kondenzátora C10 pri 680nF. Tento čas je v tomto prípade 10 minút. Field MOSFET Q2 je možné nahradiť BS170.

Pri procese ladenia bolo ďalším cieľom udržať aktuálnu spotrebu čo najnižšiu. So zvýšením hodnoty R11 na 1,2 kΩ, ktorá riadi podsvietenie, sa celkový prúd zariadenia znížil na 12 mA. Dalo sa to ešte znížiť, no viditeľnosť tým výrazne trpí.

Výsledok zostaveného zariadenia

Tieto fotografie ukazujú LC meter v akcii. Prvý kondenzátor je 1nF / 1% a druhý je tlmivka 22uH / 10%. Prístroj je veľmi citlivý - keď priložíme sondy, vtedy je na displeji už 3-5 pF, ale to pri kalibrácii tlačidlom odpadá. Funkčne podobný merač si samozrejme môžete kúpiť už hotový, no jeho konštrukcia je taká jednoduchá, že nie je problém si ho prispájkovať sami.

• 08.10.2014

  Stereofónne ovládanie hlasitosti, vyváženia a tónu na TCA5550 má nasledujúce parametre: Nízke harmonické skreslenie nie viac ako 0,1% Napájacie napätie 10-16V (12V nominálne) Spotrebný prúd 15 ... 30mA Vstupné napätie 0,5V (zisk pri napájacom napätí 12V , jednotka) Rozsah nastavenia tónu -14 ... + 14dB Rozsah nastavenia vyváženia 3dB Rozdiel medzi kanálmi 45dB Odstup signálu od šumu ...

• 29.09.2014

  Schematický nákres vysielača je na obr.1. Vysielač (27MHz) produkuje výkon cca 0,5W. Ako anténa sa používa 1 m dlhý drôt. Vysielač pozostáva z 3 stupňov - hlavného oscilátora (VT1), výkonového zosilňovača (VT2) a manipulátora (VT3). Frekvencia hlavného oscilátora je nastavená pomocou sq. rezonátor Q1 na frekvencii 27 MHz. Zaťažený generátor na okruhu...

• 28.09.2014

  Parametre zosilňovača: Celkový rozsah reprodukovateľných frekvencií 12 ... 20000Hz Maximálny výstupný výkon MF-HF kanálov (Rn = 2,7 Ohm, Up = 14V) 2 * 12W Maximálny výstupný výkon nízkofrekvenčného kanála (Rn = 4 Ohm, Up = 14V) 24W Menovitý výkon MF-HF kanálov pri 0,2% THD 2 * 8W Nominálny výkon LF kanála pri 0,2% THD 14W Maximálny odberový prúd 8 A V tomto obvode je A1 HF-MF zosilňovač a ...

• 30.09.2014

  VHF prijímač pracuje v rozsahu 64-108 MHz. Obvod prijímača je založený na 2 mikroobvodoch: K174XA34 a BA5386, navyše je v obvode 17 kondenzátorov a iba 2 odpory. Jeden oscilačný okruh, heterodyn. A1 má superheterodynný VHF-FM bez ULF. Signál z antény prechádza cez C1 do IF vstupu mikroobvodu A1 (pin 12). Stanica je naladená v...

Tento presný LC meter je vyrobený z lacných komponentov, ktoré sa dajú veľmi ľahko nájsť v predajniach rádií. Rozsah LC merača je dostatočne široký na meranie aj veľmi nízkych hodnôt kapacity a indukčnosti.

Doska plošných spojov - výkres

Indukčnosti - meracie rozsahy:

• 10 nH - 1 000 nH
• 1uH - 1000uH
• 1 mH - 100 mH

Rozsah merania kapacity:

• 0,1 pF – 1000 pF
• 1nF - 900nF

Veľkým plusom prístroja je automatická kalibrácia po zapnutí napájania, preto je vylúčená chyba v kalibrácii, ktorá je vlastná niektorým analogickým, najmä analógovým. V prípade potreby ho môžete kedykoľvek prekalibrovať stlačením tlačidla reset. Tento LC meter je plne automatický. Firmvér MK PIC16F628 .

Komponenty prístroja

Príliš presné komponenty sú voliteľné, s výnimkou jedného (alebo viacerých) kondenzátorov, ktoré sa používajú na kalibráciu meracieho prístroja. Dva vstupné kondenzátory 1000pF by mali byť primerane dobrej kvality. Výhodný je polystyrén. Vyhnite sa keramickým kondenzátorom, pretože niektoré z nich môžu mať vysoké straty.

Dva 10uF kondenzátory v generátore musia byť tantalové (majú nízky sériový odpor a indukčnosť). 4 MHz kryštál by mal byť striktne 4 000 MHz a nie niečo blízke tejto hodnote. Každé 1% chyby vo frekvencii kryštálu pridáva 2% chyby v meraní hodnoty indukčnosti. Relé by malo poskytovať prevádzkový prúd asi 30 mA. Rezistor R5 nastavuje kontrast LCD LC merača. Zariadenie je napájané bežnou batériou Krona, pretože napätie je ďalej stabilizované mikroobvodom 7805 .