Prístroj je určený na meranie nízkych odporov, indukčnosti, kapacity a ESR kondenzátorov. Funkčne je možné obvod rozdeliť na 8 hlavných modulov:
- L / C generátor
- Blok zdrojov stabilného prúdu (50mA / 5mA / 0,5mA)
- Blok zodpovedný za vybitie skúšaného kondenzátora
- Blok napäťových zosilňovačov
- Informačná zobrazovacia jednotka (Nokia LCD 3310)
- Ovládacie tlačidlá
- Mikrokontrolér PIC18F2520
- Spínač (na spínanie testovaných komponentov)

Princíp činnosti generátora LC a teda aj princíp merania indukčnosti a kapacity (1p - 1 uF), nevidím zmysel podrobne popisovať. Toto je podrobne uvedené v popisoch podobných zariadení, ktorých je na internete veľa. Zaznamenám len niektoré funkcie, ktoré boli použité v tejto schéme a výpočtovom algoritme. Na meranie indukčnosti a kapacity sa používajú rôzne páry sond... tento prístup zlepšil presnosť merania organizovaním trvalej, automatickej, čiastočnej kalibrácie. Tie. Drift frekvencie LC oscilátora nemá taký výrazný vplyv na presnosť merania ako tomu bolo doteraz. Nový prístup k výpočtom tiež umožnil zbaviť sa vplyvu otáčkovej kapacity meranej indukčnosti na výsledok merania (zohľadňuje sa pri kalibrácii).

Meranie kapacity elektrolytických kondenzátorov je organizované klasickou metódou - nabíjanie kondenzátora stabilným zdrojom prúdu do určitej úrovne napätia (0,2 V) s paralelným výpočtom doby nabíjania. V schéme to realizuje sl. spôsobom. Pripojený testovací kondenzátor sa vopred vybije (Q1), potom sa naň privedie stabilné napätie a spustí sa časovač. Momentálne napätie dosahuje úroveň 0,2V. spustí sa interný komparátor a čas časovača je pevný. Ďalej sa vypočíta kapacita kondenzátora. Ak chcete skrátiť čas merania v menu, môžete zvoliť maximálny limit merania pre kapacitu testovaného kondenzátora (100/300/600 tisíc mikrofaradov).

Meranie ESR (ESR) kondenzátora a meranie nízkych odporov sa vykonáva podľa čl. princíp. Na skúšaný kondenzátor sa aplikuje krátky napäťový impulz generovaný stabilným zdrojom prúdu. To spôsobí napäťovú špičku, ktorá je úmerná ESR kondenzátora. Dva operačné zosilňovače v sérii zosilnia tento signál na požadovanú úroveň. Ďalej mikrokontrolér pripojený k výstupu operačného zosilňovača registruje vrchol impulzu a vykonáva analógovo-digitálnu konverziu na ďalší výpočet hodnoty napätia. Pri znalosti hodnoty impulzného prúdu a napätia sa vypočíta ESR.

Pri meraní ESR malých kapacít (<10uF) происходит незначительное завышение показаний измерителя. Не смотря на то, что длительность импульса всего 1-2uS этого достаточно для того, чтобы конденсатор успел немного зарядиться, тем самым слегка завысив значение измеряемого напряжения.

Niektoré konštrukčné prvky, ktoré je potrebné zvážiť pri opakovaní. Trimre odpory v bloku stabilného zdroja prúdu (2. I_source) je lepšie vymeniť za konštantné, po zvolení ich približnej hodnoty pri procese ladenia (popísané nižšie).

Trimre rezistory R3 a R8 v bloku zosilňovača (4. Amp) sa odporúčajú použiť viacotáčkové. To umožní jemné doladenie koeficientu. zisk, ktorého hodnota závisí od presnosti zariadenia (kritické najmä pre
ESR).

Namiesto dvoch operačných zosilňovačov MCP601 môžete použiť jeden MCP602.
Relé v spínacej jednotke (8. Spínač) musí byť bistabilné s dvomi vinutiami dimenzovanými na 5V.

Kondenzátory C2 a C5 sú tantalové alebo nepolárne „keramika“. Tlmivka L1 - typ "činka". Ešte lepšie je, ak je táto "činka" vo feritovom "skle".

Blok "S1 voliteľný" je riadiaci blok pre napájanie generátora LC. Voliteľne je možné vypnúť generátor v režime merania "elektrolytov", aby sa znížila spotreba energie obvodu. Jednotku S1 je možné vynechať jednoduchým pripojením LC generátora k napájaciemu zdroju.

Aby nedošlo k poškodeniu mikrokontroléra, prepojku Jmp je potrebné nainštalovať až po úprave napätia v bode „B“ pomocou odporu „R_Vbat“ (popísané nižšie).

Obvod nemá modul frekvenčného čítača (preddeličku a vyrovnávaciu pamäť), aj keď samotný frekvenčný čítač je softvérovo implementovaný. Nameraná frekvencia (so "správnou" amplitúdou) by mala byť privedená na kolík 6 MK (F). Malo by byť zrejmé, že na to, aby režimy merača kapacity a indukčnosti fungovali, musí byť na vstup 6 MK privedený signál z výstupu generátora LC. Na tento účel je na obrázku znázornený spínač. Jedna z možných variant schematického riešenia modulu frekvenčného merača (preddelička / vyrovnávacia pamäť, prepínanie) je stále vo vývoji. V prípade potreby je možné prepínanie organizovať na obyčajných prepínačoch a ako vstupné obvody (delič / vyrovnávacia pamäť) možno použiť jeden z mnohých obvodov dostupných na internete.

Nastavenie a práca so zariadením.

Pri prvom zapnutí zariadenia by ste mali obnoviť všetky nastavenia na predvolené nastavenia. Za týmto účelom stlačte tlačidlo 3 a zapnite napájanie zariadenia. V budúcnosti je možné túto operáciu vykonať z ponuky "Funkcia" v časti "Reset". Po resetovaní je vhodné zariadenie vypnúť a zapnúť. Štandardne je po resetovaní nastavení hodnota kontrastu "Kontrast" nastavená na 200. Túto hodnotu je možné zmeniť v menu nastavení alebo zariadenie vypnúť podržaním tlačidla 4. V takom prípade po zapnutí prístroj okamžite prejde do ponuky úpravy kontrastu. Ďalej, tlačidlom 4 sa kontrast zvyšuje a tlačidlom 3 sa znižuje.

Nastavenie zdrojov konštantného prúdu.

Presnosť merania je výrazne ovplyvnená presnosťou nastavenia zdrojov stabilného prúdu. Ak chcete konfigurovať, prejdite do ponuky „Funkcia“ a potom pomocou tlačidla „OK“ vyberte časť „I_50“. Potom pripojte miliampérmeter na meracie svorky C / ESR. Miliampérmeter ukáže hodnotu budúceho impulzného prúdu pre meranie ESR. Pomocou trimra (R3) nastavte tento prúd čo najbližšie k 50 mA. Potom si zapamätajte hodnoty a vypnite miliampérmeter. Potom pomocou tlačidiel +/- nastavte v menu prístroja hodnotu zobrazenú skôr na miliampérmetri s presnosťou na desatiny a uložte stlačením tlačidla OK. Rovnaký postup je potrebné vykonať pre prúdové zdroje 5 a 0,5 mA ... sekcie "I_5" a "I_05"
s presnosťou na stotiny / tisíciny.

Je dôležité mať na pamäti, že prepínanie medzi sekciami by sa malo vykonávať s vypnutým miliampérmetrom. V budúcnosti sa odporúča vymeniť rezistory trimrov za konštantné a opakovať postup ladenia.

Nastavenie OA.

Proces ladenia operačného zosilňovača je zredukovaný na úpravu K zisku každého operačného zosilňovača na hodnotu špecifikovanú v sekciách Ampl a Amp2. Ak to chcete urobiť, vyberte režim merania ESR / C / R a ďalej:

1. Na svorky pripojte elektrolyt so známou kapacitou (lepšie je zobrať kondenzátor s malou kapacitou 10-50uF) a pomocou nastavovacieho odporu R3 a hodnoty premennej Amp1 (~ 6,0) v nastavení zobrazte príslušné hodnoty na obrazovke zariadenia.
2. Potom pripojte známy odpor (najlepšie 1 - 10 Ohm) na svorky a pomocou nastavovacieho rezistora R8 a premennej Amp2 (~ 6,0) v ponuke nastavenia nastavte príslušné hodnoty na obrazovke zariadenia.

Presnosť odčítania pri meraní odporov bude ovplyvnená presnosťou nastavenia aktuálnej hodnoty pre prúdové zdroje
0,00 -1,00 Om - sekcia "I_50"
1,00 -10,0 Om - sekcia "I_5"
10,0 -100 Om - sekcia "I_05"

Ladenie LC generátora.

Ladenie LC generátora je zredukované na výber indukčnosti L1 a kondenzátora C1 tak, aby frekvencia generátora, ktorý je možné ovládať pomocou režimu "Oscilátor", bola v rozsahu 900 kHz. C2 a C5 musia byť tantalové alebo nepolárne „keramické“. Kalibračným kondenzátorom môže byť čokoľvek v rozsahu 500-1200 pF. Hlavná vec je, že ide o kondenzátor s minimálnym TKE a vám známou hodnotou kapacity. Je veľmi dobré, ak je možné si jeho reálnu kapacitu vopred zmerať na nejakom kalibrovanom merači. Hodnotu celkovej kapacity C_cal a C3 je potrebné zadať v časti "6.Ccal". C3 nie je možné nainštalovať (.... špehoval v jednom podobnom riešení, ako možná možnosť zníženia celkového TKE).

Indikátor nabitia batérie.

Nastavenie indikátora nabíjania sa zredukuje na nastavenie napätia v bode „B“ rovnajúce sa asi 1/3 napätia batérie. K tomu je potrebné zmerať napätie batérie v bode "A" (pri zapnutom zariadení) U1. Potom pripojte voltmeter k bodu "B", aby ste nastavením odporu "R_Vbat" dosiahli hodnoty voltmetra U2 rovné asi 1/3 U1. Ďalej vypočítajte deliaci faktor K_div = U1 / U2 a zapíšte hodnoty v ponuke do príslušných sekcií nastavení. V nastaveniach tiež špecifikujte hodnotu napätia plne nabitej batérie „V_bat“ a minimálnu úroveň napätia batérie, pri ktorej bude zariadenie signalizovať potrebu výmeny/nabitia batérie.

Pre zlepšenie presnosti ADC je tiež vhodné špecifikovať v menu presné napájacie napätie mikrokontroléra V_ref (štandardne je to 5V) meraním so zapnutým zariadením v bode V_ref.

Meranie ESR / C / R (С 0,1 - 600 000 uF)

Na meranie je potrebné:

2. Prepnite zariadenie pomocou tlačidla "Mode" (ďalej M) do režimu ESR / C / R

(C)

Je potrebné poznamenať, že rýchlosť merania je ovplyvnená kapacitou meraného kondenzátora. Maximálny limit merania je možné zvoliť v menu „Function“ (C_max) (uvádza sa v tisícoch mikrofaradov)

Kalibrácia v režime ESR / C / R.

Kalibrácia sa používa na kompenzáciu vplyvu dĺžky vodičov, svoriek atď. na výsledok merania vnútorného odporu. Ak chcete vykonať kalibráciu v režime ESR / C / R, stlačte tlačidlo "Kalibrácia" (ďalej C). Keď sa zobrazí ponuka „Zavrieť sondy“, musíte sondy zariadenia zatvoriť skôr, ako sa skončí odpočítavanie na obrazovke. Po dokončení procesu kalibrácie sa informácie o nastaveniach automaticky uložia do energeticky nezávislej pamäte zariadenia, čo vám umožní v budúcnosti nevykonávať kalibráciu pri každom zapnutí zariadenia.

Meranie C (C< 1uF)

Na meranie je potrebné:
1. Zapnite prístroj (svorky na pripojenie meracieho komponentu sú voľné)
2. Prepnite zariadenie pomocou tlačidla „M“ do režimu C-meter
3. V prípade potreby vykonajte kalibráciu (popísané nižšie)
4. Pripojte meraný komponent na svorky
5. Na obrazovke zariadenia sa zobrazí výsledok merania.

Kalibrácia v režime C

Kalibrácia slúži na kompenzáciu vplyvu dĺžky vodičov svoriek atď. na výsledok merania kapacity kondenzátora. Na vykonanie kalibrácie v režime C (svorky pre pripojenie meracieho komponentu sú otvorené, meraný kondenzátor odpojený) stlačte tlačidlo "C".

Meranie L

Na meranie je potrebné:
1. Zapnite prístroj (svorky na pripojenie meracieho komponentu sú voľné)
2. Prepnite prístroj pomocou tlačidla „M“ do režimu L-metra
3. V prípade potreby vykonajte kalibráciu (popísané nižšie)
4. Pripojte meraný komponent na svorky
5. Na obrazovke zariadenia sa zobrazí výsledok merania.
6. Pri meraní indukčnosti (najmä malých hodnôt) je pre získanie vyššej presnosti merania možné vykonať počas merania kalibráciu (bez odpojenia meranej indukčnosti) stlačením tlačidla "C". V tomto prípade sa prístroj nakalibruje a na obrazovke sa zobrazí hodnota pripojenej indukčnosti čo najbližšie k skutočnej.

trieda = "eliadunit">

Kalibrácia v režime L

Kalibrácia sa používa na kompenzáciu vplyvu dĺžky vodičov, svoriek atď. na výsledok merania indukčnosti. Existujú dva typy kalibrácie – „hlboká“ na výpočet indukčnosti sond a „normálna“ na korekciu driftu generátora. Normálna kalibrácia sa vykonáva stlačením tlačidla "C" v režime L-meter. Kalibráciu je možné vykonať s nameranou indukčnosťou pripojenou k sondám zariadenia.

Ak chcete vykonať „hĺbkovú“ kalibráciu, stlačte tlačidlo „C“ a podržte ho stlačené, kým sa nezobrazí nápis „Zavrieť sondy a odobrať ruku“, potom zatvorte meracie sondy až do konca odpočítavania na obrazovke zariadenia, odstráňte ruky a počkajte do konca procesu kalibrácie. Po kalibrácii otvorte testovacie káble. Hĺbková kalibrácia sa nemusí robiť stále. po vykonaní „hlbokej“ kalibrácie sa hodnoty indukčnosti spojovacích sond uložia do energeticky nezávislej pamäte mikroprocesora.

Meranie F

Na meranie frekvencie potrebujete:
1. Zapnite zariadenie
2. Prepnite zariadenie pomocou tlačidla „M“ do režimu F-metra
3. Zvoľte prevádzkový režim (s alebo bez preddeličky) pomocou "/"
4. Aplikujte nameranú frekvenciu na vstup "F" (6. výstup MK).

Pomocou tlačidla "K" môžete zmeniť deliaci faktor aplikovanej preddeličky. Po nastavení koeficientu a uložení "tlačidla OK" sa hodnota uloží do energeticky nezávislej pamäte zariadenia. Schéma zariadenia neobsahuje moduly frekvenčného čítača (preddeličku a vyrovnávaciu pamäť).

Zvukový signál "Pripomenutie"

Ak sa merania nevykonávajú dlhšie ako ~ 1 minútu, zariadenie začne vydávať prerušovaný zvukový signál. Následne sa signál opakuje každých ~ 20 sekúnd. Zvukový signál „pripomienka“ sa neaktivuje, ak je v zariadení nastavený režim „Tichý“.

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 takú vec a použil som to, čo bolo, staré kompaktné relé, ktoré má vhodnú veľkosť. 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 na 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 viditeľné, otočte rezistor s premenlivým kontrastom. 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 hodnotu 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, zanechajte otázky a komentáre v komentároch pod článkom.

Štefan Mironov.

Merač ESR + LCF v3.

Už dlho nie je žiadnym tajomstvom, že polovica porúch moderných domácich spotrebičov je spojená s elektrolytickými kondenzátormi.
Opuchnuté kondenzátory sú okamžite viditeľné, ale existujú aj také, ktoré vyzerajú celkom normálne. Všetky chybné kondenzátory majú stratu kapacity a zvýšenú hodnotu ESR, alebo len zvýšenú hodnotu ESR (normálna alebo vyššia kapacita).
Vypočítať ich nie je také jednoduché, ak je paralelne zapojených niekoľko kondenzátorov, alebo paralelne k meranému kondenzátoru zapojené akékoľvek bočníkové prvky, musíte ich prispájkovať, skontrolovať a prispájkovať tie správne. Mnohé kondenzátory sú nalepené na doske, nachádzajú sa na ťažko dostupných miestach a ich demontáž/inštalácia zaberie veľa času. Aj pri zahriatí môže chybný kondenzátor dočasne obnoviť funkčnosť.
Rádiomechanici, a nielen oni, preto snívajú o zariadení na kontrolu stavu elektrolytických kondenzátorov v obvode bez ich odparovania.
Chcem sklamať, 100% - to nie je možné. Nie je možné správne zmerať kapacitu a ESR, ale skontrolovať prevádzkyschopnosť elektrolytického kondenzátora bez spájkovania, v mnohých prípadoch je to možné zvýšenou hodnotou ESR.
Chybné kondenzátory so zvýšeným ESR a normálnou kapacitou sú bežné, zatiaľ čo tie s normálnym ESR a stratou kapacity nie sú.
Zníženie kapacity z nominálnej o 20% sa nepovažuje za poruchu, je to normálne aj pre nové kondenzátory, preto na počiatočnú detekciu poruchy elektrolytického kondenzátora stačí zmerať ESR. Údaje o kapacite počas meraní v obvode, len pre informáciu a v závislosti od bočníkových prvkov obvodu, môžu byť výrazne nadhodnotené alebo môžu byť nemerané.

Orientačná tabuľka prijateľných hodnôt ESR je uvedená nižšie:

Bolo vyvinutých niekoľko verzií merača ESR.
Meter ESR + LCF v3 (tretia verzia) bol vyvinutý s ohľadom na maximálne možnosti merania v obvode. Okrem základného merania ESR (Rx> x.xxx na displeji) je k dispozícii doplnková funkcia pre výpočet ESR v okruhu, ktorú analyzátor nazýva "aESR" (na displeji a x.xx).
Analyzátor detekuje nelineárne oblasti, keď je meraný kondenzátor nabitý (dobrý kondenzátor sa nabíja lineárne). Ďalej sa matematicky vypočíta odhadovaná odchýlka a pripočíta sa k hodnote ESR.
Pri meraní dobrého kondenzátora sú hodnoty „aESR“ a „ESR“ blízke. Na displeji sa navyše zobrazí hodnota „aESR“.
Táto funkcia nemá žiadny prototyp, takže v čase prípravy hlavnej dokumentácie bolo s jej používaním veľmi málo skúseností.

V súčasnosti existuje veľa pozitívnych recenzií od rôznych ľudí s odporúčaniami na jeho použitie.
Tento režim neposkytuje stopercentný výsledok, ale so znalosťou obvodov a nahromadenými skúsenosťami je účinnosť tohto režimu skvelá.
Výsledok merania v obvode závisí od posunovacieho účinku prvkov obvodu.
Polovodičové prvky (tranzistory, diódy) neovplyvňujú výsledok merania.
Najväčší vplyv majú nízkoodporové odpory, tlmivky, ako aj ostatné kondenzátory zapojené do obvodov meraného kondenzátora.
V miestach, kde bočníkový efekt na skúšanom kondenzátore nie je veľký, je chybný kondenzátor dobre meraný v bežnom režime "ESR" a na miestach, kde je bočníkový efekt veľký, je možné chybný kondenzátor (bez spájkovania) počítať iba s pomocou "analyzátora - aESR".

Malo by sa pamätať na to, že pri obvodových meraniach použiteľných elektrolytických kondenzátorov sú hodnoty "aESR" vo väčšine prípadov o niečo vyššie ako hodnoty "ESR". Je to normálne, pretože viacnásobné pripojenia ku meranému kondenzátoru spôsobujú chybu.

Najťažšie na meranie sú obvody so súčasným posunom mnohých prvkov rôznych typov.

Vo vyššie uvedenom diagrame je chybný kondenzátor C2 + 1Ω posunutý pomocou C1 + L1 + C3 + R2.

Pri meraní takéhoto kondenzátora je hodnota ESR normálna a analyzátor ukazuje "0,18" - to je prekročenie normy.

Bohužiaľ nie je vždy možné určiť stav elektrolytického kondenzátora v obvode.
Napríklad: na základných doskách nebude fungovať napájanie procesora, je tam príliš veľa skratov. Rádiomechanik spravidla opravuje zariadenia rovnakého typu a časom nazbiera skúsenosti a už presne vie, kde a ako sa diagnostikujú elektrolytické kondenzátory.

Čo teda môj merač dokáže?

Merač ESR + LCF v3 - Opatrenia

Ďalšie funkcie:

V režime ESR môžete merať konštantné odpory 0,001 - 100 Ohm, meranie odporu obvodov s indukčnosťou alebo kapacitou nie je možné (keďže meranie prebieha v impulznom režime a meraný odpor je bočný). Pre správne meranie takýchto odporov je potrebné stlačiť tlačidlo „+“ (v tomto prípade sa meranie vykonáva pri konštantnom prúde 10 mA). V tomto režime je rozsah meraných odporov 0,001 - 20 Ohm.
- V režime ESR sa po stlačení tlačidla "L / C_F / P" aktivuje funkcia analyzátora obvodu (podrobný popis nájdete nižšie).
- V režime frekvenčného čítača sa po stlačení tlačidla "Lx / Cx_Px" aktivuje funkcia "počítadlo impulzov" (nepretržité počítanie impulzov prijatých na vstupe "Fx"). Počítadlo sa vynuluje stlačením tlačidla „+“.
- Indikácia vybitia batérie.
- Automatické vypnutie - asi 4 minúty (v režime ESR-2min). Po dobe nečinnosti sa rozsvieti nápis „StBy“ a do 10 sekúnd môžete stlačiť ľubovoľné tlačidlo a pokračovať v práci v rovnakom režime.

V moderných technológiách sa často používajú elektrolytické kondenzátory s indukčnosťou menšou ako 1 μH a keramické kondenzátory. V normálnom režime tu merač nie je schopný odhaliť chybný elektrolytický kondenzátor bez odspájkovania. Na tieto účely bola pridaná funkcia obvodového analyzátora.
Analyzátor detekuje nelineárne oblasti, keď je meraný kondenzátor nabitý (dobrý kondenzátor sa nabíja lineárne). Ďalej sa matematicky vypočíta odhadovaná odchýlka a pripočíta sa k hodnote ESR (Rx) = aESR (a). Na displeji sa tiež zobrazí hodnota aESR (a). Táto funkcia je najúčinnejšia pri meraní kapacít nad 300μF. Ak chcete aktivovať túto funkciu, stlačte tlačidlo "L / C_F / P".

Schematický diagram.

"Srdcom meracieho prístroja je mikrokontrolér PIC16F886-I / SS. Mikrokontroléry PIC16F876, PIC16F877 môžu tiež pracovať v tomto merači bez zmeny firmvéru.

Konštrukcia a detaily.

LCD indikátor založený na ovládači HD44780, 2 riadky po 16 znakov.
Ovládač - PIC16F886-I / SS.
Tranzistory BC807 - ľubovoľné P-N-P, blízko v parametroch.
Operačný zosilňovač TL082 - ktorýkoľvek z tejto série (TL082CP, AC atď.). Je možné použiť OU MC34072. Použitie iných operačných zosilňovačov (s inou rýchlosťou) sa neodporúča.
Tranzistor s efektom poľa P45N02 - 06N03, P3055LD, atď., sa hodí takmer pre každú základnú dosku počítača.
Tlmivka L101 - 100μH + -5%. Môžete si ho vyrobiť sami alebo použiť hotový. Priemer drôtu vinutia musí byť aspoň 0,2 mm.
S101 - 430-650pF s nízkym TKE, K31-11-2-G - nájdete v COS domácich televízorov 4.-5. generácie (KVP obrys).
С102, С104 4-10μF SMD - možno ich nájsť v akejkoľvek starej základnej doske počítača Pentium-3 v blízkosti procesora, ako aj v krabicovom procesore Pentium-2.
BF998 - nájdete v SKV, TV a VCR GRYUNDIK.
SW1 (veľkosť 7 * 7 mm) - dávajte pozor na pinout, existujú dva typy. Rozloženie dosky plošných spojov zodpovedá obr.2.

Doska plošných spojov je vyrobená z jednostranného sklolaminátu.

Doska plošných spojov zároveň slúži ako základ pre puzdro. Po obvode dosky sú prispájkované sklolaminátové pásy šírky 21 mm.

Kryty sú vyrobené z čierneho plastu.

Hore sú ovládacie tlačidlá a vpredu tri konektory TULIP pre odnímateľnú sondu. Pre režim „R / ESR“ konektor vyššej kvality.

Konštrukcia sondy:

Ako sonda sa používa kovová zátka typu "tulipán". Ihla je prispájkovaná k centrálnej svorke.

Z dostupného materiálu na výrobu ihly môžete použiť mosadznú tyč s priemerom 3 mm. Po chvíli je ihla oxidovaná a na obnovenie spoľahlivého kontaktu stačí hrot utrieť jemným brúsnym papierom.

Nižšie v archíve sú všetky potrebné súbory a materiály na zostavenie a konfiguráciu tohto merača.

Veľa šťastia všetkým a všetko dobré!

miron63.

Archive Meter ESR + LCF v3.

Merač frekvencie, merač kapacity a indukčnosti - FCL-meter

Kvalitný a špecializovaný nástroj v zručných rukách je kľúčom k úspešnej práci a spokojnosti s jej výsledkom.

V laboratóriu rádioamatérskeho konštruktéra (a najmä krátkovlnného) sa okrem už „obyčajného“ digitálneho multimetra a osciloskopu nachádzajú špecifickejšie meracie prístroje – generátory signálu, merače frekvenčnej odozvy, spektrálne analyzátory, RF mosty a pod. Takéto zariadenia sa spravidla kupujú od odpísaných za relatívne málo peňazí (v porovnaní s novými) a zaujímajú dôstojné miesto na stole dizajnéra. Vyrobiť si ich samostatne doma je prakticky nemožné, aspoň pre bežného amatéra.

Zároveň existuje množstvo zariadení, ktorých samostatné opakovanie je nielen možné, ale aj nevyhnutné pre ich vzácnosť, špecifickosť, či požiadavky na celkové a masové ukazovatele. Sú to všetky druhy nástavcov pre multimetre a telocvične, testery a merače frekvencie, LC -metre a pod. Vzhľadom na zvyšujúcu sa dostupnosť programovateľných komponentov a PIC -mikrokontroléry, ako aj obrovské množstvo informácií o ich použití v internet Nezávislý návrh a výroba domáceho rádiového laboratória sa stala pre mnohých veľmi reálnou vecou.

Nižšie popísané zariadenie umožňuje merať frekvencie elektrických kmitov, ako aj kapacitu a indukčnosť elektronických súčiastok s vysokou presnosťou v širokom rozsahu. Konštrukcia má minimálne rozmery, hmotnosť a spotrebu energie, čo umožňuje použitie pri práci na strechách, stĺpoch a v teréne.

Technické údaje:

Merač frekvencie Meter LC

Napájacie napätie, V: 6 ... 15

Spotrebný prúd, mA: 14 ... 17 15 *

Limity merania v režime:

F 1, MHz 0,01 ... 65 **

F2, MHz 10 ... 950

Od 0,01 pF ... 0,5 μF

L 0,001 μH ... 5 H

Presnosť merania v režime:

F1 + -1 Hz

F2 + -64 Hz

C 0,5 %

L 2 ... 10 % ***

Perioda zobrazenia, s, 1 0,25

Citlivosť, mV

Ž 1 10 ... 25

F 2 10 ... 100

Rozmery, mm: 110x65x30

* - v režime samokalibrácie, v závislosti od typu relé, do 50 mA po dobu 2 sek.

** - spodná hranica môže byť rozšírená na jednotky Hz, pozri nižšie; horná v závislosti od mikrokontroléra až do 68 MHz

Princíp činnosti:

V režime merača frekvencie prístroj pracuje podľa známej metódy merania PIC - mikrokontrolér počtu kmitov za jednotku času s prídavkom preddeličky, ktorý zabezpečuje tak vysoký výkon. V režime F 2 sa pripája prídavný externý vysokofrekvenčný delič o 64 (pri malej programovej korekcii je možné použiť deliče s iným koeficientom).

Pri meraní indukčností a kapacít prístroj pracuje na rezonančnom princípe, ktorý je dobre popísaný v. V skratke. Meraný prvok je zaradený do oscilačného obvodu so známymi parametrami, ktorý je súčasťou meracieho generátora. Zmenou generovanej frekvencie podľa známeho vzorca f2 = 1/4 π2 LC vypočíta sa požadovaná hodnota. Na určenie vlastných parametrov obvodu je k nemu pripojená známa dodatočná kapacita, indukčnosť obvodu a jeho kapacita vrátane konštrukčnej sa vypočítajú pomocou rovnakého vzorca.

Schematický diagram:

Elektrická schéma zariadenia je znázornená na ryža. 1... V obvode možno rozlíšiť tieto hlavné komponenty: merací generátor zapnutý DA 1, zosilňovač vstupného režimu F 1 až VT 1, delič vstupného režimu (preddelička) F 2 - DD 1, zapnutie signálu DD 2, jednotka merania a indikácia zapnutá DD 3 a LCD , ako aj regulátor napätia.

Merací generátor je namontovaný na komparátorovom mikroobvode LM 311. Tento obvod sa osvedčil ako frekvenčný generátor do 800 kHz, poskytujúci na výstupe signál blízky štvorcovej vlne. Generátor vyžaduje impedančne prispôsobenú a stabilnú záťaž, aby poskytoval stabilné hodnoty.

Prvky nastavenia frekvencie generátora sú meracia cievka L1 a kondenzátor C 1, ako aj referenčný kondenzátor komutovaný mikrokontrolérom C 2. V závislosti od prevádzkového režimu L 1 sa pripája na svorky XS 1 v sérii alebo paralelne.

Signál z výstupu generátora cez oddeľovací odpor R 7 ide na prepínač DD 2 CD 4066.

Na tranzistore VT 1 zostavený zosilňovač signálu frekvenčného merača F 1. Obvod nemá žiadne funkcie okrem odporu R 8, ktorý je potrebný na napájanie externého zosilňovača s malou vstupnou kapacitou, čo v mnohých ohľadoch rozširuje záber zariadenia. Jeho schéma je znázornená na ryža. 2.

Ak používate zariadenie bez externého zosilňovača, pamätajte na to, že jeho vstup je na 5 voltov a preto vyžaduje oddeľovací kondenzátor v signálovom obvode.

Preddelička frekvenčného čítača F 2 je zostavený podľa typickej schémy pre väčšinu podobných preddeličiek, sú zavedené len obmedzujúce diódy VD 3, VD 4. Treba si uvedomiť, že pri absencii signálu sa preddelička samobudí pri frekvenciách okolo 800-850 MHz, čo je typické pre vysokofrekvenčné deličy. Samobudenie zmizne, keď sa na vstup privedie signál zo zdroja so vstupnou impedanciou blízkou 50 Ohm. Signál zo zosilňovača a preddeličky ide do DD 2.

Hlavná úloha v zariadení patrí mikrokontroléru DD 3 OBRÁZOK 16 F 84 A ... Tento mikrokontrolér sa teší veľkej a zaslúženej obľube medzi konštruktérmi nielen pre svoje dobré technické parametre a nízku cenu, ale aj pre jednoduchosť programovania a množstvo rôznych parametrov jeho použitia ako od výrobcu, spol. mikročip a všetci, ktorí to použili pri svojich návrhoch. Tí, ktorí chcú získať podrobné informácie, sú dosť v akomkoľvek vyhľadávači Internet 'a zadajte slová PIC, PIC 16 F 84 alebo MicroChip ... Výsledok vyhľadávania sa vám bude páčiť.

DD signál 2 ide na ovládač, vyrobený na tranzistore VT 2. Výstup tvarovača je priamo pripojený k Schmidtovej spúšti, ktorá je súčasťou mikrokontroléra. Výsledok výpočtu sa zobrazuje na alfanumerickom displeji s rozhraním HD 44780. Mikrokontrolér je taktovaný na frekvenciu 4 MHz, pričom jeho rýchlosť je 1 mil. operácií za sekundu. Zariadenie poskytuje možnosť programovania v obvode pomocou konektora ISCP (v sériovom programovaní obvodov ). Ak to chcete urobiť, musíte odstrániť prepojku XF 1, čím sa izoluje napájací obvod mikrokontroléra od zvyšku obvodu. Ďalej pripojíme programátor ku konektoru a "šijeme" program, po ktorom nezabudneme nastaviť prepojku. Táto metóda je užitočná najmä pri práci s mikrokontrolérmi v balení na povrchovú montáž ( SOIC).

Režimy sa ovládajú tromi tlačidlovými prepínačmi SA 1– SA 3 a bude podrobne popísaný nižšie. Tieto prepínače nielen zapnú požadovaný režim, ale tiež deaktivujú uzly, ktoré nie sú zapojené do tohto režimu, čím sa zníži celková spotreba energie. Na tranzistore VT 3 zostavil ovládací kľúč relé spájajúceho referenčný kondenzátor C 2.

Čip DA 2 je kvalitný 5V stabilizátor s nízkym zvyškovým napätím a indikátorom nízkeho napätia. Tento IC bol špeciálne navrhnutý na použitie v nízkoprúdových zariadeniach napájaných z batérie. V napájacom obvode je inštalovaná dióda VD 7 na ochranu zariadenia pred prepólovaním. Nemali by ste ich zanedbávať!!!

Pri použití indikátora, ktorý vyžaduje záporné napätie, je potrebné podľa schémy ryža. 3 zbierať zdroj záporného napätia. Zdroj poskytuje až -4 volty pri použití ako 3 VD 1, 3 VD 2 germániové diódy alebo Schottkyho bariéra.

Obvod programátora JDM , upravený pre programovanie v okruhu, je uvedený na ryža. 4... Viac podrobností o programovaní bude popísané nižšie v príslušnej časti.

Detaily a konštrukcia:

Väčšina dielov použitých v autorskom zariadení je určená pre plošnú montáž (SMD), je pre ne určená aj doska plošných spojov. No namiesto nich možno použiť obdobnú dostupnejšiu domácu produkciu s „normálnymi“ výkonmi bez zhoršenia parametrov zariadenia a s príslušnou zmenou plošného spoja. VT1, VT2 a 2VT2 je možné nahradiť KT368, KT339, KT315 atď. V prípade KT315 treba počítať s miernym poklesom citlivosti v hornej časti rozsahu F1. VT3– KT315, KT3102. 2VT1– KP303, KP307. VD1, 2, 5, 6 - KD522, 521, 503. Ako VD3, 4 je žiaduce použiť kolíkové diódy s minimálnou vlastnou kapacitou, napríklad KD409 atď., Ale je to celkom možné urobiť s KD503. VD7 - na zníženie úbytku napätia je vhodné zvoliť so Schottkyho bariérou - 1N5819, alebo obvyklú z vyššie uvedeného.

DA1– LM311, IL311, K544CA3, mali by sa uprednostniť IL311 závodu „Integral“, pretože fungujú lepšie v nezvyčajnej úlohe generátora. DA2 - nemá žiadne priame analógy, ale je možné ho nahradiť bežným KR142EN5A so zodpovedajúcou zmenou v obvode a odmietnutím alarmu vybitia batérie. V tomto prípade musí byť kolík 18 DD3 ponechaný vytiahnutý až na Vdd cez odpor R23. DD1 - vyrába sa veľa preddeličiek tohto typu, napríklad SA701D, SA702D, zodpovedajúcich záverom s použitým SP8704. DD2– xx4066, 74HC4066, K561KT3. DD3– PIC16F84A nemá žiadne priame analógy, vyžaduje sa index A (so 68 bajtmi RAM). S určitou korekciou programu je možné použiť "pokročilejší" PIC16F628A, ktorý má dvojnásobnú pamäť programu a rýchlosť až 5 miliónov operácií za sekundu.

Autorské zariadenie používa alfanumerický dvojriadkový displej, 8 znakov na riadok, vyrobený spoločnosťou Siemens, ktorý vyžaduje záporné napätie 4 volty a podporuje protokol ovládača HD44780. Pre takéto a podobné displeje je potrebné nahrať program FCL2x8.hex. Zariadenie s displejom formátu 2 * 16 sa používa oveľa pohodlnejšie. Takéto indikátory vyrába mnoho spoločností, napríklad Wintek, Bolumin, DataVision a vo svojom názve obsahujú 1602. Pri použití dostupného SC1602 od SunLike je potrebné prehodiť jeho piny 1 a 2 (1 – Vdd, 2 – Gnd) . Pre takéto zobrazenia (2x16) sa používa program FCL2x16.hex. Takéto displeje zvyčajne nevyžadujú záporné napätie.

Osobitná pozornosť by sa mala venovať výberu relé K1. V prvom rade by mal spoľahlivo fungovať pri 4,5 voltoch. Po druhé, odpor uzavretých kontaktov (pri použití špecifikovaného napätia) musí byť minimálny, ale nie väčší ako 0,5 ohmu. Mnoho malých jazýčkových relé so spotrebou 5-15 mA z dovážaných telefónov má odpor rádovo 2-4 ohmy, čo je v tomto prípade neprijateľné. Autorská verzia používa relé TIANBO TR5V.

Ako XS1 je vhodné použiť akustické svorky alebo rad 8-10 klieštinových kontaktov (polovica zásuvky pre m/s)

Najdôležitejším prvkom, od ktorého kvality závisí presnosť a stabilita odpočtov LC merača, je cievka L1. Musí mať maximálny kvalitatívny faktor a minimálnu vnútornú kapacitu. Dobre tu fungujú obyčajné tlmivky D, DM, DPM s indukčnosťou 100-125 μH.

Požiadavky na kondenzátor C1 sú tiež dosť vysoké, najmä z hľadiska tepelnej stability. Môže to byť KM5 (M47), K71-7, KSO s kapacitou 510 ... 680 pF.

C2 by mal byť rovnaký, ale v rozsahu 820 ... 2200 pF.

Zariadenie je zostavené na obojstrannej doske s rozmermi 72x61 mm. Fólia na vrchnej strane je takmer úplne zachovaná (viď súbor FCL-meter.lay), okrem okolia obrysových prvkov (pre zníženie nosnosti konštrukcie). Na hornej strane dosky sú umiestnené prvky SA1 – SA4, VD7, ZQ1, L1, L2, K1, indikátor a pár prepojok. Dĺžka vodičov od meracích svoriek XS1 po príslušné kontakty na doske plošných spojov by mala byť minimálna. Napájací konektor XS2 je inštalovaný na strane vodiča. Tabuľa je umiestnená v štandardnom plastovom púzdre 110x65x30 mm. s priehradkou na batérie typu „Krona“.

Na rozšírenie spodnej hranice merania frekvencie na jednotky hertzov musia byť elektrolytické kondenzátory 10 mikrónov zapojené paralelne k C7, C9 a C15.

Programovanie a nastavenie

Neodporúča sa zapínať zariadenie s nainštalovaným, ale nenaprogramovaným mikrokontrolérom !!!

Je potrebné začať s montážou zariadenia inštaláciou prvkov regulátora napätia a inštaláciou trimovacieho odporu R 22 napätie 5,0 voltov na kolíku 1 mikroobvodu DA 2. Potom môžete nainštalovať všetky ostatné prvky okrem DD 3 a indikátor. Spotrebný prúd by nemal presiahnuť 10-15 mA v rôznych polohách SA 1 - SA 3.

Na programovanie mikrokontroléra môžete použiť konektor ISCP ... Počas programovania, prepojka XF 1 je odstránený (konštrukcia konektora to inak neumožňuje). Na programovanie sa odporúča použiť nekomerčný program. IC - Prog , ktorej najnovšiu verziu si môžete bezplatne stiahnuť zwww.ic-prog.com(približne 600 kB). V nastaveniach programátora ( F 3) musíte si vybrať Programátor JDM , odstráňte všetky vtáky v sekcii Komunikácia a vyberte port, ku ktorému je programátor pripojený.

Pred načítaním niektorého firmvéru do programu FCL 2 x 8.hex alebo FCL 2 x 16.hex , musíte vybrať typ mikrokontroléra - OBRÁZOK 16 F 84 A , ostatné príznaky sa nastavia automaticky po otvorení súboru firmvéru a je nežiaduce ich meniť. Pri programovaní je dôležité, aby spoločný vodič počítača nemal kontakt so spoločným vodičom programovaného obvodu, inak sa údaje nezapíšu.

Tvarovací zosilňovač a merací generátor nepotrebujú ladenie. Rezistory je možné zvoliť tak, aby sa dosiahla maximálna citlivosť R9 a R14.

Ďalšie nastavenie zariadenia sa vykonáva s nainštalovaným DD 3 a LCD v nasledujúcom poradí:

1. Odber prúdu by nemal presiahnuť 20 mA v žiadnom režime (okrem momentu zopnutia relé).

2. Rezistor R 16 nastaví požadovaný kontrast obrazu.

3.V režime frekvenčného merača F 1 kondenzátor C22 dosiahnuť správne odčítanie na priemyselnom frekvenčnom merači alebo iným spôsobom. Ako zdroje referenčnej frekvencie je možné použiť hybridné kryštálové oscilátory z rádií a mobilných telefónov (12,8 MHz, 14,85 MHz atď.) alebo v extrémnych prípadoch počítačové 14,318 MHz atď.. štandard pre digitálne mikroobvody (7– mínus a 14 – plus), signál je odstránený z kolíka 8. Ak dôjde k nastaveniu v krajnej polohe rotora, potom budete musieť zvoliť kapacitu C23.

4. Ďalej je potrebné vstúpiť do režimu nastavovania konštánt (pozri nižšie v časti „Práca so zariadením“). Neustále X 1 je nastavený číselne rovný kapacite kondenzátora C2 v pikofaradoch. Neustále X 2 sa rovná 1 000 a môže sa neskôr opraviť pri nastavovaní merača indukčnosti.

5. Pre ďalšie nastavenie je potrebné mať sadu (1-3 ks) kondenzátorov a tlmiviek so známymi hodnotami (žiadaná je presnosť lepšia ako 1%). Zariadenie musí byť samokalibrované s ohľadom na konštrukčnú kapacitu svoriek (popis možností autokalibrácie nájdete nižšie).

6. V režime merania kapacity meriame známu kapacitu, potom vydelíme hodnotenie kondenzátora údajmi zo zariadenia, táto hodnota sa použije na korekciu konštanty X 1. Túto operáciu môžete zopakovať s inými kondenzátormi a nájsť aritmetický priemer pomeru ich hodnôt k nameraným údajom. Nová hodnota konštanty X 1 sa rovná súčinu vyššie uvedeného koeficientu jeho „starej“ hodnoty.Túto hodnotu je potrebné zaznamenať pred pokračovaním na ďalšiu položku.

7. V režime merania indukčnosti podobne zistíme pomer hodnotenia k nameraným údajom. Nájdený vzťah bude novou konštantou X 2 a je zapísaná v EEPROM podobná X 1. Na ladenie je vhodné použiť indukčnosti od 1 do 100 µH (lepšie je použiť niekoľko z tohto rozsahu a nájsť priemernú hodnotu). Ak existuje cievka s indukčnosťou niekoľko desiatok až stoviek miliheenries so známymi hodnotami indukčnosti a vlastnou kapacitou, potom je možné skontrolovať fungovanie režimu dvojitej kalibrácie. Náznaky vlastnej kapacity sú spravidla trochu podceňované (pozri vyššie).

Práca so zariadením

Režim merača frekvencie ... Ak chcete vstúpiť do tohto režimu, musíte stlačiť SA 1 "Lx" a SA 2 "Cx “. Výber limitovŽ 1 / F 2 prepínačom SA 3: depresia - F 1, depresia - F 2. S firmvérom pre 2x16 znakový displej sa na displeji zobrazuje „ Frekvencia „XX, XXX. xxx MHz alebo XXX, XXX. xx MHz ... Pre displej 2x8, resp. F = ”XXXXXXxxx alebo XXXXXXxx MHz , namiesto desatinnej čiarky sa nad hodnotou frekvencie používa symbol □.

Režim autokalibrácie ... Na meranie indukčnosti a kapacity je potrebné vykonať samokalibráciu zariadenia. Aby ste to dosiahli, po zapnutí napájania je potrebné stlačiť SA 1 "Lx" a SA 2 "C x “(Ktorý - nápis povie L alebo C ). Potom zariadenie prejde do režimu samokalibrácie a zobrazí sa „ Kalibrácia „alebo“ POČKAJTE “. Potom musíte okamžite stlačiť SA 2 "C x “. Toto sa musí vykonať dostatočne rýchlo bez čakania na činnosť relé. Ak preskočíte poslednú položku, zariadenie nebude brať do úvahy kapacitu svoriek a hodnoty „nula“ v režime kapacity budú 1-2 pF. Podobná kalibrácia (s lisovaním SA 2 "Cx ”) Umožňuje vám vziať do úvahy kapacitu vzdialených svoriek s vlastnou kapacitou až 500 pF pri meraní indukčnosti do 10 však použite takéto sondy mHje zakázané.

režim "C x".možno vybrať po kalibrácii stlačením SA 2 "Cx", SA 1 "Lx "Musí byť vyžmýkaný." Toto zobrazuje „ Kapacita "XXXX xF alebo" C = "XXXX xF.

Režim "Lx".aktivuje sa po stlačení SA 1 "Lx" a vyžmýkaný SA 2 "Cx “. Vstup do režimu dvojitej kalibrácie (pre indukčnosti nad 10 mH) nastáva pri akejkoľvek zmene polohy SA 3 "F 1 / F 2 “, okrem indukčnosti sa zobrazuje aj vlastná kapacita cievky, čo môže byť veľmi užitočné. Na displeji sa zobrazí „ Indukčnosť „XXXX xH alebo“ L = „XXXX xH... Výstup z tohto režimu nastáva automaticky po vybratí cievky zo svoriek.

Medzi režimami uvedenými vyššie sa môžete pohybovať v ľubovoľnom poradí. Napríklad najprv merač frekvencie, potom kalibrácia, indukčnosť, kapacita, indukčnosť, kalibrácia (potrebné, ak bolo zariadenie zapnuté dlhší čas a parametre jeho generátora mohli „zmiznúť“), merač frekvencie atď. Pri vytlačení SA 1 "Lx" a SA 2 "Cx„Pred vstupom do kalibrácie je poskytnutá krátka (3 sekundová) pauza, aby sa zabránilo nechcenému vstupu do tohto režimu počas jednoduchého prechodu z jedného režimu do druhého.

Režim konštantného nastavenia ... Tento režim je potrebný len pri nastavovaní zariadenia, preto vstup do neho zahŕňa pripojenie externého prepínača (alebo prepojky) medzi pin 13 DD 3 a spoločné, ako aj dve tlačidlá medzi kolíkmi 10, 11 DD 3 a spoločný drôt.

Ak chcete zaznamenávať konštanty (pozri vyššie), musíte zapnúť zariadenie so skratovaným ističom. Na displeji v závislosti od polohy prepínača SA 3 „F 1 / F 2“ zobrazí „Konštantná X 1“ XXXX alebo „Konštantná X 2“ X. XXX ... Pomocou tlačidiel je možné meniť hodnotu konštánt v jednociferných prírastkoch. Ak chcete uložiť nastavenú hodnotu, musíte zmeniť stav SA 3. Ak chcete ukončiť režim, otvorte spínač a spínač SA 3 alebo vypnite napájanie. Nahrávanie v EEPROM dochádza len pri manipulácii SA3.

Firmvér a zdrojové súbory (. hex a. asm ): FCL -prog

Schematický diagram v ( sPlan 5.0): FCL -sch.spl

PCB (Sprint Layout 3.0 R):

22. marca 2005. Vylepšenia merača FCL
Buyevsky Alexander, Minsk.

1 ... Pre rozšírenie rozsahu meraných kapacít a indukčností je potrebné prepojiť piny 5 a 6 DA1.

2 ... Úprava vstupných obvodov mikrokontroléra (viď obr.) Zvýši stabilitu merania frekvencie. Môžete tiež použiť podobné mikroobvody série 1554, 1594, ALS, AC, HC, napríklad 74AC14 alebo 74HC132 so zmenami v obvode.

Hlavné technické vlastnosti zariadenia:

Citlivosť v rozsahu 1 (10Hz - 50MHz) zo vstupu A, mV nie horšia ako 50 Vstupný odpor v rozsahu 1, MΩ 1,0 + 0,1 Chyba metódy merania v rozsahu 1, Hz +1 Citlivosť v rozsahu 2 (50MHz - 1100MHz) zo vstupu V , mV nie menej ako 50 Vstupná impedancia v rozsahu 2, Ohm 50 + 1 Chyba metódy merania v rozsahu 2, Hz +64 Minimálna nameraná kapacita, pF 0,1 Maximálna nameraná kapacita, μF nie menšia ako 2 Minimálna nameraná indukčnosť, nH 1 , 0 Maximum nameraná indukčnosť, H, nie menšia ako 3
Bloková schéma zariadenia

Štrukturálna schéma zariadenia obsahuje nasledujúce bloky:

• merač frekvencie tvarovania zosilňovača rozsahu 1 (10Hz - 50MHz) - Vstup A;
• preddelička s obmedzovačom frekvenčného merača pre rozsah 2 (50MHz - 1100MHz) - Vstup B;
• LC-oscilátor na meranie kapacity a indukčnosti;
• prepínač vstupného signálu (DD3);
• ovládacia a zobrazovacia jednotka (DD4 a H1).

Pozrime sa podrobnejšie na tvarovač zosilňovača 1. rozsahu frekvenčného merača, pretože rádioamatéri zvyčajne nevenujú náležitú pozornosť tomuto zodpovednému uzlu a spravidla obmedzujú zosilnenie na jednom tranzistore ako kaskádu a ako Výsledkom je, že nemajú možnosť sa ani len priblížiť k priemyselným meracím prístrojom (napríklad Ch3-75). Zapojenie posilňovača vychádzalo z konštrukcie (2), v ktorej boli vymenené tranzistory diferenciálneho stupňa, ako aj nesaturovateľný výstupný spínač - na zosilňovací stupeň s OE, od r. predchádzajúca vykazovala tendenciu k vzrušeniu pri frekvenciách nad 40 MHz. Tvarovač sa skladá zo vstupného atenuátora R3, R4, C3, obmedzovača VD3, VD4, zosilňovača s vysokou vstupnou impedanciou VT1, diferenciálneho stupňa VT3, VT4, zosilňovača VT6 a tvarovača na úrovni TTL na prvkoch DD2.2 resp. DD2.5. V zvode tranzistora VT1 je zahrnutý orezávací odpor R9, pomocou ktorého je diferenciálny zosilňovač vyvážený.

Tento obvod má nízku zložitosť, nízku spotrebu energie a vysokú citlivosť.

Väčšina mikrokontrolérov PIC umožňuje merať frekvenciu zo vstupu T0CKI nad výrobcom garantovaných 50 MHz, až po cca 60 - 65 MHz.

2. rozsah frekvenčného merača predstavuje preddelička (preddelička) Philips SA701D v typickej schéme zapínania deliča po 64. Prítomnosť vstavaného vysokocitlivého zosilňovača (5mV na 1GHz) umožnila opustiť vonkajší obvod a výrazne zjednodušujú konštrukciu, medzi ďalšie výhody patrí nízka spotreba prúdu (6mA pri 1GHz) a malé rozmery. Na prevod signálu na úrovne TTL sa používajú prvky VT5, DD2.1, DD2.6, R10, R16 a R17.

Vstupná impedancia v tomto rozsahu je 50 Ohm, štandard pre takéto zariadenia (pozri napr. technické špecifikácie pre frekvenčné merače CUB alebo SCOUT M40 od ​​Optoelectronics). Profesionálne merače frekvencie (Ch3-75) majú vstupnú impedanciu 1MΩ až 1GHz, ale v amatérskom rádiovom prostredí to zvyčajne nie je potrebné, a preto je to v tomto prevedení iracionálne.

Na meranie kapacity a indukčnosti sa použila frekvenčná metóda, pri ktorej je meraný prvok zaradený do obvodu LC-generátora, meria sa výsledná frekvencia a so znalosťou referenčného prvku L alebo C môžete vypočítať požadovanú podľa vzorca ktorá určuje frekvenciu kmitania obvodu: f = 1 / (2 * PI * SQR (L * C)).

LC-generátor je namontovaný na komparátore DA1, myšlienka takéhoto dizajnu patrí a prakticky neprešla žiadnymi zmenami, s výnimkou výmeny komparátora LM311 za K554CA3 v balení DIP8 - IL311AN (vyrába INTEGRAL) a zahrnutie vyrovnávacieho prvku DD2.4 na výstup generátora. To umožnilo rozšíriť horný limit merania L a C zo 150 mH na 3G a z 1,5 mkF na 4 mkF. Na pôvodnom SGS-Thomson LM311 boli výsledky podobné tým, ktoré sa získali v. Odporúčame teda použiť domáci porovnávač. (V režime autogenerátora to funguje zábavnejšie :)

Prvky L1 a C4 tvoria hlavný oscilačný obvod, ku ktorému je pripojený meraný prvok: indukčnosť v sérii s L1, kapacita paralelne s C4. Prepínačmi S1 a S2 sa volí režim merania L alebo C, ak sú oba spínače uvoľnené, aktivuje sa režim kalibrácie. V tomto režime sú vstupné svorky navzájom uzavreté a referenčný kondenzátor C5 je pripojený k obvodu prvkov L1, C4 pomocou relé. Na základe výsledkov meraní dvoch frekvencií (s a bez C5) sa vypočítajú skutočné hodnoty vzorových prvkov, berúc do úvahy konštrukčné kapacity a indukčnosti celého generátora, ako aj teplotný posun parametrov. prvkov. Vypočítané hodnoty sa neskôr použijú na výpočet hodnoty meraného parametra.

Meranie frekvencie a matematické výpočty zabezpečuje mikrokontrolér (PIC16C622 alebo PIC16F628) MICROCHIP (DD4). Nameraná frekvencia sa pomocou vzorcov prevedie na kapacitu alebo indukčnosť. Matematické knižnice s pohyblivou rádovou čiarkou sú od. Na meranie frekvencie sa používa doplnková metóda počítania, ktorá umožňuje merať frekvenciu až do 50 MHz s presnosťou + 1Hz. Frekvencia počítania vo všetkých režimoch je jedno meranie za sekundu. Mikrokontrolér je taktovaný oscilátorom s externým kremenným rezonátorom s frekvenciou 4 MHz. Pre zlepšenie presnosti merania sa odporúča použiť ako hodiny referenčný oscilátor z mobilného telefónu, my sme použili frekvenciu 14,85 MHz - ako najbežnejšiu. V tomto prípade je potrebné použiť mikrokontrolér s príslušným firmvérom na prácu s novou taktovacou frekvenciou.

Prevádzkové režimy sa prepínajú pomocou spínačov S1, S2 a tlačidiel S3 - S5.

• S3 - režim zobrazenia frekvencie (Hz / kHz / MHz). Umožňuje vám vybrať najvhodnejší výsledok merania pre vnímanie. V režime merania "L / C" je výber limitu automatický.
• S4 - režim prevádzky zariadenia: meranie frekvencie zo vstupu A (10Hz - 50MHz), meranie frekvencie zo vstupu B (50MHz - 1000MHz), meranie "L/C" (ktoré je určené polohou S1 a S2)
• S5 - nútená kalibrácia prístroja. K automatickej kalibrácii dôjde pri prvej zmene prevádzkového režimu zariadenia z meracej frekvencie na meranie L alebo C.

Mikroobvod DD3 slúži na prepínanie vstupných signálov z rôznych zdrojov na vstup mikrokontroléra T0CKI / RA4 (pin. 3 / DD4).

Na zobrazenie prevádzkových režimov a výsledkov merania slúži dvojriadkový alfanumerický LCD SC1602BULT (16 znakov, 2 riadky) SUNLIKE alebo s ním kompatibilný od iných firiem (DataVision, Wintek, Bolumin).

Tento model indikátora je z hľadiska počtu zobrazených symbolov pre túto aplikáciu nadbytočný, no z dôvodu masívnych dodávok pre ostatných spotrebiteľov má najnižšiu cenu a je voľne dostupný aj na rádiovom trhu. Tento model má zabudované LED diódy pre podsvietenie, ktoré je možné aktivovať pri napájaní zariadenia z externého adaptéra. Odpory R23-R24 určujú kontrast indikátora, namiesto nich môžete na nastavenie nainštalovať orezávací odpor, ale ako prax ukázala, nie je to potrebné. Aby sa ušetrili porty mikrokontroléra, ktoré sa používajú na ovládanie indikátora, používa sa režim, v ktorom sa dáta prenášajú kúskami cez vstupy DB4-DB7, pričom nepoužité vstupy DB0-DB3 zostávajú voľné. Treba tiež poznamenať, že pinout SUNLIKE sa od všetkých ostatných (Wintek, Bolumin, DataVision) líši dvoma pinmi: 1. + 5V, 2. 0V, všetky ostatné majú opačný! Prečo je to tak, nie je jasné, stačí si len pamätať.

Prispôsobenie.

V prítomnosti vzorových alebo referenčných prístrojov je nastavenie merača celkom jednoduché.

Práca so zariadením.

Po privedení napájacieho napätia sa prístroj nastaví do režimu merania frekvencie zo vstupu A. Indikácia frekvencie - v hertzoch. Stlačením S3 sa v prípade potreby zvolí režim indikácie frekvencie.

9999999999 Hz 9999999,99 kHz 9999999,9 kHz 9999999 kHz 9999,99 MHz 9999,9 MHz 9999 MHz

Voľba prevádzkového režimu sa vykonáva stlačením S4. Pri výbere režimu merania "L / C" je potrebné vykonať kalibráciu prístroja, čo je indikované indikátorom s nápisom "NO CALIBRATED". Za týmto účelom stlačte oba spínače S1 a S2, na displeji sa zobrazí nápis „CALIBRATION“, spustí sa proces kalibrácie. Po jeho dokončení sa zobrazí hlásenie „KALIBRÁCIA OK“. Teraz je možné zvoliť režim merania L alebo C stlačením príslušného spínača S1 alebo S2. LC meter má 3 podrozsahy pre každý meraný parameter s automatickým prepínaním medzi nimi.

Kapacita Indukčnosť 0,0 - 999,9 pF 0 - 999 nH 1,00 - 999,99 nF 1,00 - 999,99 μH 1,00 - 999,99 μF 1,00 - 9999,99 mH

Ak zariadenie dlho pracovalo v režime "L / C", môže byť potrebná nútená kalibrácia z dôvodu odchýlky parametrov generátora LC. Na vykonanie nútenej kalibrácie je potrebné uvoľniť spínač S1 alebo S2 zodpovedajúci prevádzkovému režimu a stlačiť tlačidlo S5. Po zobrazení hlásenia „CALIBRATION OK“ sa stlačí spínač S1 alebo S2 a meranie pokračuje.

Konštrukcia a detaily.

Zariadenie je osadené na jednostrannom plošnom spoji s rozmermi 145x80 mm.

Pozor! Na doske je 6 drôtených prepojok a 3! "káblové":

Medzi otvormi 13 a 14 na prednej strane dosky;
- medzi kolíkmi 11 DD4 a kolíkmi 14 DD3 (signál A0);
- medzi kolíkom 12 DD4 a kolíkom 2 DD3 (signál A1);

Posledné dva nie sú na výkrese usporiadania dielov znázornené, sú prispájkované priamo na zodpovedajúce vývody mikroobvodov zo strany tlače. Ako ukázala prax, dizajn bez nich nefunguje :) Zariadenie používa odpory MLT-0,125, elektrolytické kondenzátory typu K50-35, dovážané. Rezistory R1-R2, typ P1-12-0,125 (bezvývodové). Kondenzátory C6-C7 typ K10-17V (bezvývodové). Kondenzátory C4 a C5 - typ K73-9 alebo podobné fólie, so stabilnými parametrami! Kondenzátor C17 - trimr typu KT4-23 alebo podobný. Zvyšok kondenzátorov je K10-17b, K10-19. Tlmivka L1 - štandardná tlmivka typu DM, DPM 60mkH. Tranzistor VT1 - KP305D, výmena za rovnaký s iným písmenom zhoršuje citlivosť. VT2 - akákoľvek nízka frekvencia so ziskom najmenej 100, VT3 a VT4 - akýkoľvek vysokofrekvenčný pnp, tranzistory VT5 a VT6 - akýkoľvek vysokofrekvenčný npn s vysokým ziskom. Diódy VD1, VD2 - KD409A9 alebo podobné s nižšou kapacitou. Diódy VD3, VD4 - KD409A1, môžete použiť iné vysoké frekvencie s minimálnou kapacitou, pre porovnanie - KD522 má dvojnásobnú kapacitu, respektíve citlivosť zariadenia bude horšia. Dióda VD5 - ľubovoľný impulz. Náhrada čipu DD2 - KR1533TL2 na sérii 1554, 1594 znižuje citlivosť. Čip DD3 - KR1533KP2, náhrada KR1533KP12 na sériách 1554, 1594 zhoršuje odolnosť proti šumu. Komparátor DA1 - К554СА3 v balení DIP8 (IL311AN), výmena za importovaný zhoršuje horný rozsah merania. Preddeličku SA701D je možné nahradiť SA702D alebo použiť akúkoľvek inú s korekciou obvodu a dosky plošných spojov. Spínače S1 - S2 typu PB-22E08 alebo PS580L podľa katalógu "Chip and Dip". Gombíky S3 - S5 typu PKn s dĺžkou natláčača 12 - 16 mm. XS1-XS2 - konektory СР-50-73ФВ alebo podobné, XS3- svorka na pripojenie reproduktorových systémov. Relé P1 D1A050000 f.Cosmo (podľa katalógu "Chip and Dip") alebo podobné malé. Môžete to urobiť aj sami :)