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 aj špecifickejšie meracie prístroje - generátory signálov, merače frekvenčnej odozvy, spektrálne analyzátory, RF mosty atď. 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 svojpomocne 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 zvláštnosti 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.

Pri použití zariadenia bez externého zosilňovača pamätajte, 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 všetkým, ktorí ho 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 budič 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, odstráňte 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.

Mikroobvod 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 so zodpovedajúcou 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 Ohm. 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.

To isté by malo byť v prípade C2, 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 musí 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 stabilizátora napätia a inštaláciou orezávacieho 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 kremenné oscilátory z rádia a mobilných telefónov (12,8 MHz, 14,85 MHz atď.) alebo v extrémnych prípadoch počítačový 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 ladenie je potrebné mať sadu (1-3 ks) kondenzátorov a tlmiviek so známymi hodnotami (požaduje sa 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 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 miliherenries so známymi hodnotami indukčnosti a vlastnou kapacitou, môžete 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. Pri firmvéri pre displej 2x16 znakov sa na displeji zobrazuje nápis “ 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 externých klieští-sond s vlastnou kapacitou až do 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 môžete prepínať v ľubovoľnom poradí. Napríklad najprv merač frekvencie, potom kalibrácia, indukčnosť, kapacita, indukčnosť, kalibrácia (potrebné, ak bolo zariadenie dlho zapnuté 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 iba pri konfigurácii 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. Zápis do 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 radu 1554, 1594, ALS, AC, HC, napríklad 74AC14 alebo 74HC132 so zmenami v obvode.

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 (možno 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 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 (s chybou +/- 10 %).
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 všetko, zanechajte otázky a komentáre v komentároch pod článkom.

Som si istý, že tento projekt nie je nový, ale je to môj vlastný vývoj a chcem, aby bol aj tento projekt známy a užitočný.

Schéma LC meter na ATmega8 dosť jednoduché. Oscilátor je klasický a je vyrobený na operačnom zosilňovači LM311. Hlavným cieľom, ktorý som sledoval pri vytváraní tohto LC merača, bolo, aby bol lacný a dostupný na montáž pre každého rádioamatéra.

Schematický diagram kapacitného a indukčného merača

Špecifikácie LC merača:

• Meracia kapacita kondenzátorov: 1pF - 0,3mkF.
• Meranie indukčnosti cievok: 1mkH-0,5mH.
• Výstup informácií na LCD indikátore 1 × 6 alebo 2 × 16 znakov, v závislosti od zvoleného softvéru

Pre toto zariadenie som vyvinul softvér, ktorý umožňuje použiť indikátor, ktorý má rádioamatér k dispozícii buď LCD displej 1x16 znakov, alebo 2x16 znakov.

Testy s oboma displejmi poskytli vynikajúce výsledky. Pri použití 2x16 znakového displeja horný riadok zobrazuje režim merania (Cap - kapacita, Ind -) a frekvenciu generátora, zatiaľ čo dolný riadok zobrazuje výsledok merania. Displej 1x16 znakov zobrazuje vľavo výsledok merania a vpravo frekvenciu generátora.

Aby sa však nameraná hodnota a frekvencia zmestili na jeden znakový riadok, znížil som rozlíšenie displeja. To nijako neovplyvňuje presnosť merania, iba čisto vizuálne.

Rovnako ako u iných známych variantov, ktoré sú založené na rovnakom univerzálnom obvode, som na LC meter pridal kalibračné tlačidlo. Kalibrácia sa vykonáva pomocou referenčného kondenzátora 1000pF s odchýlkou ​​1%.

Po stlačení tlačidla kalibrácie sa zobrazí nasledovné:

Merania vykonané týmto prístrojom sú prekvapivo presné a presnosť do značnej miery závisí od presnosti štandardného kondenzátora, ktorý je vložený do obvodu, keď stlačíte kalibračné tlačidlo. Spôsob kalibrácie prístroja spočíva len v meraní kapacity referenčného kondenzátora a automatickom zápise jeho hodnoty do pamäte mikrokontroléra.

Ak nepoznáte presnú hodnotu, môžete prístroj kalibrovať tak, že budete postupne meniť namerané hodnoty, kým nezískate najpresnejšiu hodnotu kondenzátora. Na takúto kalibráciu sú dve tlačidlá, všimnite si, že sú v diagrame označené ako „UP“ a „DOWN“. Ich stlačením môžete upraviť kapacitu kalibračného kondenzátora. Táto hodnota sa potom automaticky zapíše do pamäte.

Pred každým meraním kapacity je potrebné vynulovať predchádzajúce namerané hodnoty. Vynulovanie sa vykoná stlačením „CAL“.

Ak chcete resetovať v indukčnom režime, musíte najprv skratovať vstupné kolíky a potom stlačiť "CAL".

Celá inštalácia je navrhnutá s ohľadom na voľnú dostupnosť rádiových komponentov a za účelom dosiahnutia kompaktného zariadenia. Veľkosť dosky nepresahuje veľkosť LCD. Použil som diskrétne aj povrchové komponenty. Relé s pracovným napätím 5V. Quartzový rezonátor - 8 MHz.

Stavebnicu meračov FLCG ponúkame v niekoľkých verziách:

• FLCG meter SMD-M - Zostavená doska (nekalibrovaná) a puzdro
• FLCG meter DIP - DIY sada vrátane PCB a krytu bez otvorov
• FLCG meter SMD-S - možnosť SMD. Sada dielcov: všetky SMD polovodiče, všetky DIP súčiastky, DPS a obal.
  

Táto možnosť je sada dielov DIP - všetky diely pre vlastnú montáž: rezistory, kondenzátory, relé, konektory, polovodiče, kryt a doska plošných spojov.

Fotografia zobrazuje hotové, zmontované zariadenie.

Sada dielov DIP

Vytlačená obvodová doska

Nižšie popísané zariadenie umožňuje merať frekvencie elektrických kmitov, kapacitu a indukčnosť elektronických súčiastok s vysokou presnosťou v širokom rozsahu a zároveň pracovať ako frekvenčný generátor do 1 MHz.

Technické údaje:

Napájacie napätie, V… .. ………………….… ... 7 - 14

Spotreba prúdu v režime, mA:

L / C ……………… ..… .. 15-17 *

F1 ………………… ..… ..7 - 9

F2 ……………………… ... 12 - 17

Limity merania v režime:

F1, MHz ………… ..… ..0,01 – 60 **

F2, MHz ………. …… ... 10 - 1100

С vstup "Lx / Cx" …… .0,1 pF - 1 μF

C> 0,1 rozsah I ... 0,1 - 1000μF

C> 0,1 rozsah II ... 0,1 - 10000mkf

L ………………… ... 0,001 μH - 5 H

Presnosť merania v režime:

F1 ………….….… ............ + -1 Hz

F2 ………….…. ………… + -100 Hz

С: 0,1 pF - 0,1 μF ... ...... 0,5 %

C> 0,1 mikrofarad ...……………… ..1,5 %

L ……………….… ...… ......... 2 – 10 % ***

Doba zobrazenia v režime, sek.:

F ……… .. ………………… .. 0,2; 1; desať

L …… .. ……………… .. 0,25

Citlivosť v režime, mV:

F1… .. ………… ....... .. 10 - 25

F2 .. ………………………………. 10 - 100

Rozsah ladenia generátora: …… ..… .. 244 Hz - 1 MHz

Rozmery, mm:

V prípade ................... 140 * 75 * 31 mm

Montovaná doska .... 100 * 65 * 20 mm

* - v samokalibračnom režime až 35 mA po dobu 2 s ** - horná hranica v závislosti od mikrokontroléra až do 70 MHz

Princíp činnosti:

Schematický diagram:

V obvode možno rozlíšiť tieto hlavné uzly: merací generátor na U1, vstupný zosilňovač režimu F1 na Q1, Q2, vstupný delič (preddeličku) režimu F2 - U5, meraciu a zobrazovaciu jednotku na U3. a LCD a stabilizátor napätia U4.

Merací generátor je namontovaný na komparátorovom mikroobvode LM311. 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 C9, ako aj referenčný kondenzátor C8 spínaný mikrokontrolérom. V závislosti od prevádzkového režimu je L1 pripojený k svorkám sériovo alebo paralelne.

Z výstupu generátora je signál privádzaný cez oddeľovací odpor R11 do vyrovnávacieho prvku U2:D mikroobvodu 74AC132, ktorý funguje ako spínač signálu.

Zosilňovač signálu frekvenčného čítača je namontovaný na tranzistore Q1 v režime F1. Preddelička frekvenčného merača v režime F2 je zostavená podľa typickej schémy pre väčšinu podobných preddeličiek. Je potrebné poznamenať, že pri absencii signálu je preddelička pri vysokých frekvenciách samobudená, čo je typické pre vysokofrekvenčné deličy. Samobudenie zmizne, keď sa na vstup privedie signál zo zdroja so vstupnou impedanciou blízkou 50 Ohm.

Signál z preddeličky ide do zosilňovača tvarujúceho tranzistor Q2 a potom cez prvky U2:C a U2:B na vstup mikrokontroléra U3 PIC16F628A. Výsledok merania sa zobrazuje na alfanumerickom displeji s rozhraním HD44780. Mikrokontrolér je taktovaný na frekvenciu 4 MHz, pričom jeho rýchlosť je 1 milión. operácií za sekundu.

Jednotka na meranie veľkých kapacít je namontovaná na tranzistore Q3. Princíp činnosti je založený na meraní doby vybíjania meraného kondenzátora pevným prúdom. Najprv sa kondenzátor nabije cez otvorený tranzistor Q3 a R15, potom sa tranzistor vypne a kondenzátor sa vybije cez R30. Od okamihu zatvorenia Q3 je napätie monitorované na 4 kolíkoch. PIC16F628. Keď je úroveň napätia nízka, meranie sa zastaví a zobrazí sa výsledok.

Nabíjacia jednotka batérie je namontovaná na tranzistoroch Q4, Q5 (iba pre verziu SMD). Rezistor R36 nastavuje nabíjací prúd 10 mA (pre batériu typu "Krona").

K nabitiu dochádza pri poklese napätia pod hranicu 8,4 V. Nad cca 9,4 V dôjde tiež k nabitiu. Pri nastavovaní nabíjacej stanice buďte opatrní. Pri "z" na obrazovke pri X7 = 1,3,5,7 nebude žiadne nabíjanie. Ak chcete prah zvýšiť, znížte R29 alebo zvýšte R27. Pri absencii mikrokontroléra v pätici by napätie na kolíku 18 nemalo presiahnuť napájacie napätie mikrokontroléra. Konektor J5 ICSP sa používa na obvodové programovanie mikrokontroléra (pre verziu SMD).

Ovládanie režimu

Vykonáva sa tromi tlačidlovými spínačmi SW1-SW3 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.

Prispôsobenie

Neodporúča sa zapínať zariadenie s nainštalovaným, ale nenaprogramovaným mikrokontrolérom. Tvarovací zosilňovač a merací generátor nepotrebujú ladenie. Jediná vec, ktorú musíte urobiť, je skontrolovať napätie na kolektore Q2. Mal by byť v rozsahu 2,5 ... 3,3 V a je nastavený odporom R23.

Spotreba prúdu by nemala presiahnuť 20 mA v žiadnom režime (okrem momentu zopnutie relé). V režime frekvenčného merača F1 dosahuje kondenzátor C16 správne hodnoty na priemyselnom frekvenčnom merači alebo iným spôsobom. Ako zdroje referenčnej frekvencie je prípustné použiť hybridné kryštálové oscilátory z rádia a mobilných telefónov (12,8 MHz, 14,85 MHz atď.) alebo v extrémnych prípadoch z počítača 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 C15, alebo zvoliť konštantu X6. Ďalej musíte vstúpiť do režimu nastavenia konštánt.
Režim konštantného nastavenia.
Tento režim je potrebný len pri nastavovaní zariadenia.

1) kým je stlačené tlačidlo "S", zapnite napájanie, uvoľnite "S", počkajte, kým prejde línia plazenia, nestláčajte tlačidlá - zadajte konštantný režim;

2) tlačidlom "S" postupne volíme požadovanú konštantu. Pomocou tlačidiel "+" a "-" môžete zmeniť hodnotu konštánt. X1 sa číselne rovná kapacite kondenzátora C8 v pikofaradoch. X2 sa rovná 1000 a môže byť opravené neskôr pri nastavovaní merača indukčnosti

X3 sa rovná koef. dielikov preddeličky (predvolene 20).

X4 výber jazyka - ruština alebo angličtina.

X5 sa rovná vlastnej kapacite vstupných svoriek v pF krát 100.

X6 sa rovná frekvencii kremeňa v obvode (zmeny v krokoch po 4 Hz) - štandardne X2 = 4 000 000.

X7 - počiatočný vstup do režimu merača frekvencie:

X7 = 0,2 s - čas počítania 0,2 s;

X7 = 1s - čas počítania 1s;

X8 = 200 kalibračný faktor pri meraní kapacít v režimoch I a II Stanovuje sa podobne ako X1 (pozri nižšie). Konštanty sú uložené v EEPROM. Výstup z režimu nastavovania konštánt sa vykoná stlačením a podržaním tlačidla "S" na viac ako 2 sekundy, alebo vypnutím napájania.

Definícia konštánt X1 a X2.

Príklad: vezmeme príkladný (nie horší ako 1%) kondenzátor s kapacitou 1000 pF, zmeriame ho a získame hodnotu, napríklad 1100 pF. Potom vydelíme kondenzátor 1000 pF údajmi zariadenia 1100 a získame koeficient 0,909. Túto operáciu môžete zopakovať s inými kondenzátormi a nájsť aritmetický priemer pomeru ich hodnotení k údajom. Ďalej prejdeme do režimu nastavenia konštanty a vyberieme konštantu X1. Napríklad sa rovná 1080. Vynásobte 1080 číslom 0,909 a získajte novú konštantnú hodnotu 981,72, zaokrúhlite na 982 a zapíšte ju do X1

Túto hodnotu je potrebné zaznamenať pred pokračovaním na ďalšiu položku.

V režime merania indukčnosti podobne zistíme pomer hodnotenia k údajom. Nájdený vzťah bude novou konštantou X2 a zapíše sa do EEPROM rovnakým spôsobom ako X1. Na ladenie je žiaduce použiť indukčnosti od 1 do 100 μH (je lepšie použiť niekoľko z tohto rozsahu a nájsť priemernú hodnotu). Ak existuje cievka s indukčnosťou niekoľko desiatok až stoviek miliherenries so známymi hodnotami indukčnosti a vlastnou kapacitou, môžete skontrolovať fungovanie režimu dvojitej kalibrácie. Náznaky vlastnej kapacity sú spravidla trochu podceňované (pozri vyššie).

Definícia konštanty X5:

1) stlačte tlačidlá "C" a "L" a počkajte, kým sa neskončí kalibrácia na OK

2) stlačte tlačidlo "C"

3) získaná hodnota sa pripočíta s prihliadnutím na znamienko „+“, alebo „-“ k hodnote X5 (odporúča sa odpočítať niekoľko jednotiek), neovplyvňuje výsledky v režimoch I a II.

Práca so zariadením

Pre vstup do tohto režimu stlačte SW1 "L" a SW2 "C". Voľba limitov F1 / F2 sa vykonáva pomocou spínača SW3: uvoľnené - F1, stlačené - F2. Na displeji sa zobrazí:

Pomocou tlačidiel „+“ alebo „-“ zvoľte čas počítania 0,2 s, alebo 1 s alebo 10 s. V režime F2 je čas počítania vždy 0,2 s.

Režim autokalibrácie a režim "Cx".

Na meranie kapacít a indukčností je potrebné zariadenie samokalibrovať. Samokalibrácia prístroja by mala byť vykonaná s ohľadom na konštrukčnú kapacitu svoriek alebo sond.Na tento účel po pripojení napájania stlačte SW1 "L" a SW2 "C".

Po zobrazení nápisu „Kalibrácia“ musíte okamžite stlačiť SW2 „C“. 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. Po 4-5 sekundách sa zobrazí hlásenie „Ok“ a prístroj sa prepne do režimu merania kapacity. V tomto prípade sa zobrazí nasledujúci nápis:

Stlačením tlačidla "S" uložíte údaje o hodnotách L, C a kapacite svoriek obvodu v EEPROM (zobrazí sa OK).

Takáto kalibrácia (stlačením SW2 "C") umožňuje zohľadniť kapacitu externých kliešťových sond s vlastnou kapacitou do 500 pF, avšak takéto sondy nie je možné použiť pri meraní indukčnosti do 10 mH.

Meranie veľkých kapacít (režimy I a II)

Na meranie kapacít nad 0,1 μF použite vstup "C> 0,1".

V režime "Cx" stlačením tlačidla "+" alebo "-" vyberte postupne dopredu alebo dozadu rozsahy I (0,1-1000 uF) alebo II (1000-10 000 uF) alebo zvyčajný režim LC.

Coeff. X8 opravujeme hodnoty v režimoch I a II.V režime I a II sa pri prekročení časového limitu na vybitie kondenzátora objaví za symbolom „I“ alebo „II“ symbol „=“.

Režim "Lx" sa aktivuje po stlačení SW1 "L" a uvoľnení SW2 "C".

Vstup do režimu dvojitej kalibrácie (pre indukčnosti nad 10 mH) nastáva pri akejkoľvek zmene polohy SW3 "F1 / F2", pričom okrem indukčnosti sa zobrazuje aj vlastná kapacita cievky, čo môže byť veľmi užitočné.

Výstup z tohto režimu nastáva automaticky po vybratí cievky zo svoriek. Medzi režimami uvedenými vyššie môžete prepínať v ľubovoľnom poradí. Napríklad najprv frekvenčný čítač, potom kalibrácia, indukčnosť, kapacita, indukčnosť, kalibrácia (potrebné, ak bolo zariadenie dlho zapnuté a parametre jeho generátora mohli „zmiznúť“), frekvenčný čítač atď.

Po uvoľnení SW1 "L" a SW2 "C" sa pred vstupom do kalibrácie vykoná krátka (3 sekundová) pauza, aby sa vylúčil nechcený vstup do tohto režimu pri jednoduchom prepnutí z jedného režimu do druhého.

Generátor.
(do režimu generátora môžete vstúpiť po 0,2s a 1s a 10s) V režime merača frekvencie stlačte „S.“ Pomocou tlačidiel „+“, „-“, „S“ vyberte požadovanú frekvenciu.

Frekvencia generátora F = f (frekvencia prevádzky kremeňa v obvode) / (4 * m * n), kde n = 1 ... 256 m = 1 alebo 4 alebo 16. Okrem toho, keď je nainštalovaný jumper JP1, na displeji sa zobrazí frekvencia generátora meraná vlastným frekvenčným meračom. Prepojku používajte iba v režime generátora! Nie je v tom nič nebezpečné, akurát v režime frekvenčného merača bude vstupný signál silne zapojený.Režim ukončite stlačením L, C, F (pri stlačení F sa posledná frekvencia uloží do EEPROM prístroja). mikrokontrolér a generátor sa nevypne) V režime generátora kontrola nad nabíjaním a bez vybíjania !!!

Dokumentácia

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 testovaného kondenzátora
- Blok napäťových zosilňovačov
- Informačná zobrazovacia jednotka (Nokia LCD 3310)
- Ovládacie tlačidlá
- Mikrokontrolér PIC18F2520
- Spínač (na spínanie testovaných komponentov)

Princíp činnosti LC generátora 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 w. 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 "elektrolit", 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 žiaduce 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 bude udávať 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 ju stlačením tlačidla OK. Rovnaký postup je potrebné vykonať pre prúdové zdroje 5 a 0,5 mA ... sekcie "I_5" a "I_05" úpravou prúdu príslušnými trimovacími odpormi, pričom nameranú hodnotu je potrebné zadať do menu prístroja
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 je možné vynechať (.... špehované v jednom podobnom riešení ako možná možnosť zníženia celkovej 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 uviesť 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 na obrazovke skončí odpočítavanie. 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 musíte:
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“.