Acasă » Coafuri » LC Meter Un dispozitiv pentru măsurarea capacității și inductanței pe PIC16F628A. Tester digital LC pentru măsurarea capacității și frecvenței inductanței

LC Meter Un dispozitiv pentru măsurarea capacității și inductanței pe PIC16F628A. Tester digital LC pentru măsurarea capacității și frecvenței inductanței

Dispozitivul E7-22 (unitatea 533) este conceput pentru a măsura parametrii elementelor circuitelor electrice: rezistență electrică, inductanță și capacitate.

Aspectul panoului frontal al dispozitivului E7-22 este prezentat în Fig. 1.4.1.

O descriere detaliată a procedurii de operare a dispozitivului și de calculare a erorii rezultatului măsurării este dată în manualul de operare „Contor digital de imitență E7-22”, inclus în pachetul dispozitivului. Mai jos sunt doar informațiile de bază necesare pentru a efectua măsurători.

Pornirea dispozitivului. Conectați sursa de alimentare 224.1 la conectorul din partea superioară a carcasei dispozitivului E7-22. Conectați ștecherul de alimentare la o priză liberă a unei surse de alimentare monofazate (218). Dacă dispozitivul nu pornește, apăsați scurt butonul din stânga sus de pe panoul frontal al dispozitivului - . Schema de conectare electrică este prezentată în fig. 1.4.2. Ca exemplu, figura arată conexiunea unui condensator la măsurarea capacității.

Orez. 1.4.2. Schema de conectare electrică pentru măsurarea parametrilor
elemente ale circuitelor electrice folosind dispozitivul E7-22.

Comenzile de bază ale dispozitivului.

1. Butonul „Frecvență” setează frecvența la care vor fi efectuate măsurătorile. Apăsările succesive ale butonului comută frecvența între 120 Hz și 1 kHz. Valoarea selectată este afișată pe afișaj.

2. Butonul „PAR/SEQUENTIAL” selectează circuitul echivalent al elementului: paralel (PAR) sau serial (SER). Indicatorul corespunzător se aprinde pe afișaj.

3. Butonul „Range” este folosit pentru a fixa domeniul de măsurare. Când porniți dispozitivul, este setată selecția automată a modului limită de măsurare („Auto” pe indicator). Apăsarea scurtă a butonului comută limita de măsurare. Apăsarea și menținerea butonului mai mult de 2 secunde revine la modul de selectare automată a limitei.

4. Butonul „L/C/R” comută principalul parametru măsurat al elementului: inductanță, capacitate sau rezistență.

5. Butonul „Q/D/R” comută secvenţial parametrul măsurat auxiliar: Q – factor de calitate, D – tangentă de pierdere, R – rezistenţă. Indicatorul afișează numai acei parametri auxiliari care sunt compatibili cu parametrul principal selectat.

6. Butonul „Hold”. O apăsare scurtă a acestui buton blochează actualizarea rezultatului măsurătorii pe indicator; În modul de blocare, indicatorul afișează simbolul „H”. Dacă apăsați și mențineți acest buton mai mult de 2 s, se aprinde (sau se stinge) iluminarea de fundal a indicatorului.

7. Butonul „MIN/MAX” - pornește modul de înregistrare a valorilor extreme. Apăsările scurte succesive parcurg diversele opțiuni disponibile în acest mod. Pentru a ieși din modul, acest buton trebuie apăsat și menținut mai mult de 2 secunde.

8. Butonul „Set” – setează setările de program ale dispozitivului (nu sunt discutate aici).

9. Butonul „Δ” (“Relativ”) – setează modul de măsurare relativă. Pentru a dezactiva modul, trebuie să apăsați butonul și să-l țineți apăsat mai mult de 2 secunde.

10. Butonul „HI/LO Limit” – pornește limitele superioare și inferioare pentru controlul toleranței.

11. Butonul „TOL” – buton pentru a activa modul de măsurare a abaterii relative.

Preluarea măsurătorilor.

1. Dacă dispozitivul este pornit, opriți și reporniți alimentarea. Unele setări vor fi resetate la starea inițială.

2. Selectați:

Tipul parametrului măsurat (buton „L/C/R”);

Parametru măsurat auxiliar (buton „Q/D/R”);

Circuit echivalent element (butonul „PAR/SEQUENTIAL”);

Frecvența de măsurare (butonul „FREQ”).

3. Măsurați parametrii elementului.

Nu este permisă alimentarea cu tensiune la intrarea dispozitivului! Înainte de măsurare, condensatorii trebuie să fie descărcați prin scurtcircuitarea bornelor lor.

Conectați elementul la intrarea dispozitivului și măsurați parametrii acestuia. Condensatorii polari trebuie conectați în conformitate cu polaritatea prizelor de intrare ale dispozitivului.

Sursa de alimentare monofazată G1 este proiectată pentru a alimenta în siguranță unitatea RLC Meter (533).

Multimetrul

Multimetrul este conceput pentru a măsura tensiuni, curenți, rezistențe, temperaturi, precum și pentru a testa diode și tranzistoare. Vederea sa generală este prezentată în Fig. 1.5.1. Informații tehnice detaliate despre multimetre și instrucțiuni de utilizare sunt furnizate în instrucțiunile de utilizare ale producătorului. Aici oferim doar informații de bază.

Pentru a porni multimetrul, trebuie să apăsați butonul „ON/OFF” situat în stânga sub indicator.

În partea de sus a multimetrului există un dispozitiv de citire - un indicator digital. Mai jos este un comutator mecanic pentru modurile de funcționare și limitele de măsurare ale dispozitivelor. Sub întrerupător există prize pentru conectarea conductoarelor:

Priza „COM” este o priză comună pentru conectarea dispozitivului pentru orice măsurători. La măsurarea tensiunii continue sau a curentului, priza corespunde cu „-” (minus) al dispozitivului. Când se măsoară rezistența, „-” (minus) este furnizat mufei „COM” dintr-o sursă internă. Polaritatea surselor interne trebuie luată în considerare, de exemplu, la testarea diodelor;

Mufa „VΩ” este utilizată pentru a conecta un al doilea conductor la dispozitiv la limitele de măsurare a tensiunii și rezistenței. La măsurarea tensiunilor și curenților continui, această priză corespunde cu „+” dispozitivului. Când se măsoară rezistența, aceasta este priza „+” a sursei interne.

Priza „A” a multimetrului MY60 este destinată conectării unui circuit de măsurare a curentului la toate limitele de măsurare a curentului, cu excepția 10 A. Priza corespunde cu „+” al dispozitivului.

Priza „10 A” este destinată conectării unui circuit de măsurare a curentului la o limită de 10 A. Priza corespunde cu „+” al dispozitivului.

Când se măsoară tensiunea continuă, citirile dispozitivului sunt pozitive dacă tensiunea este direcționată de la priza „V” (adică, „+”) la priza „COM” (adică, „-”). De asemenea, curentul este considerat pozitiv dacă trece prin dispozitiv în direcția de la priza „+” (adică „mA”, „A” sau „10A”) la priza „-” (“COM”).

O pereche de prize TEMP este destinată conectării unui termocuplu inclus în dispozitiv sau a unui cablu special, conectând aceste prize cu un termocuplu montat în interiorul unui minibloc (pentru miniblocuri, vezi mai jos).

Secvența de lucru cu un multimetru:

1. În starea inițială, dispozitivul este deconectat de la circuitul de măsurat.

2. Setați tipul valorii măsurate și limita de măsurare necesară folosind comutatorul. Dacă valoarea tensiunii sau curentului măsurat nu este cunoscută în prealabil, este necesar să se stabilească cea mai mare limită pentru măsurarea valorii corespunzătoare, care împiedică defecțiunea dispozitivului atunci când este alimentată circuitul testat. Este posibilă alimentarea cu tensiune (curent) la intrările multimetrelor numai dacă comutatoarele acestora sunt setate pe pozițiile de măsurare a tensiunii sau curentului.

3. Conectați dispozitivul la un circuit dezactivat testat. Porniți sursele de alimentare ale multimetrului și ale circuitului testat și efectuați măsurători.

Este permisă trecerea la o limită de măsurare mai mică a valorii măsurate: întrerupătorul de limită este mutat în poziția adiacentă celei inițiale.

Când comutați o limită, este inacceptabil, chiar și pentru o perioadă scurtă de timp, să setați comutatorul în pozițiile corespunzătoare altor cantități măsurate.

5. Pentru a comuta dispozitivul pe o altă secțiune a circuitului testat, trebuie să opriți alimentarea circuitului, să schimbați conexiunea multimetrului, să setați limita de măsurare și să realimentați circuitul testat.

6. La măsurarea parametrilor elementelor circuitelor electrice: diode, rezistențe, condensatoare, este inacceptabilă aplicarea tensiunii din surse externe la intrarea dispozitivului (este inacceptabilă măsurarea parametrilor elementelor dintr-un circuit sub tensiune). Înainte de măsurarea capacității, condensatorul trebuie să fie descărcat prin scurtcircuitarea bornelor sale.

Pentru a asigura funcționarea fiabilă pe termen lung a multimetrului, urmați următoarele reguli:

· Când ordinea mărimii măsurate este necunoscută, setați comutatorul limită de măsurare la cea mai mare valoare.

· Când comutați o limită, este inacceptabil, chiar și pentru o perioadă scurtă de timp, să setați comutatorul în pozițiile corespunzătoare altor valori măsurate.

· Înainte de a roti comutatorul pentru a schimba tipul de lucru (nu pentru a modifica limita de măsurare!), deconectați sondele de la circuitul testat.

· Nu măsurați rezistența într-un circuit care este sub tensiune.

Bloc incalzitor electric

Blocul de încălzire electrică (Fig. 1.6.1) este utilizat pentru a determina coeficientul de temperatură al rezistenței diferitelor materiale. Blocul vă permite să setați și să mențineți automat temperatura încălzitorului. Unitatea conține o sursă de putere redusă de +5 V, folosită ca sursă suplimentară de alimentare în unele experimente.

În stânga indicatoarelor 3 și 4 (Fig. 1.6.1) sunt instalate 4 LED-uri pe panoul frontal al regulatorului de temperatură

K1 – pornit în timpul încălzirii;

K2 – neutilizat;

AL – indicator de depășire a valorilor limită (neutilizat).

RS – indicator mod de control automat. Trebuie să fie pornit pentru funcționarea normală a unității în modul de control automat. Când controlul automat este dezactivat (vezi mai jos), dispozitivul funcționează doar ca un indicator al temperaturii încălzitorului.

Setarea temperaturii încălzitorului electric.

1. Apăsați unul dintre butoanele de comandă 5 sau 6 ale regulatorului de temperatură 2 (Fig. 1.6.1).

Indicatorul punctului de referință al temperaturii încălzitorului începe să clipească
(SV, indicator verde 4).

2. Pentru a modifica valoarea setată a temperaturii, apăsați din nou butoanele 5 (scăderea) sau 6 (creșterea temperaturii). Dacă țineți apăsat butonul pentru o perioadă de timp, se activează modul automat de schimbare rapidă a valorii. Indicatorul continuă să clipească în timpul instalării.

3. După setarea temperaturii dorite, apăsați o dată butonul 7 (Fig. 1.6.1). Indicatorul 4 nu mai clipește. Temperatura este setată.

Orez. 1.6.1. Panoul frontal al unității de încălzire electrică (394.2).

1 – orificiu pentru încălzire; 2 – termometru-regulator; 3 – indicator al valorii curente a temperaturii încălzitorului (PV); 4 – indicator al valorii de setare a temperaturii încălzitorului (SV); 5,6,7 – butoane de control al controlerului de temperatură; 8 – întrerupător de alimentare; Prize de alimentare 9 – +5 V.

Acest contor LC precis este construit cu componente ieftine care sunt foarte ușor de găsit în magazinele de radio. Gama contorului LC este destul de largă și este potrivită pentru măsurarea chiar și a valorilor foarte mici ale capacității și inductanței.

Placă de circuit imprimat - desen

Inductanțe - domenii de măsurare:

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

Domenii de măsurare a capacității:

0,1 pF - 1000 pF
1nF - 900nF

Un mare avantaj al dispozitivului este calibrarea automată la pornirea alimentării, care elimină erorile de calibrare, care sunt inerente unor circuite similare inductometre, în special cele analogice. Dacă este necesar, puteți recalibra în orice moment apăsând butonul de resetare. În general, acest contor LC este complet automat. Firmware MK PIC16F628 .

Componentele dispozitivului

Componentele cu precizie excesivă sunt opționale, cu excepția unuia (sau mai multor) condensatoare, care sunt utilizate pentru calibrarea contorului. Cei doi condensatori de 1000 pF de la intrare ar trebui să fie de o calitate destul de bună. Polistirenul expandat este mai de preferat. Evitați condensatorii ceramici, deoarece unii pot avea pierderi mari.

Doi condensatori de 10 µF din generator ar trebui să fie tantal (au rezistență și inductanță ESR în serie scăzută). Un cristal de 4 MHz ar trebui să fie strict de 4.000 MHz și nu ceva apropiat de această valoare. Fiecare eroare de 1% în frecvența cristalului adaugă erori de 2% la măsurarea valorii inductanței. Releul ar trebui să furnizeze aproximativ 30 mA de curent de funcționare. Rezistorul R5 setează contrastul afișajului LCD al contorului LC. Dispozitivul este alimentat de o baterie obișnuită Krona, deoarece tensiunea este stabilizată în continuare de microcircuit 7805 .

Acest proiect este un simplu contor LC bazat pe popularul microcontroler ieftin PIC16F682A. Este similar cu altul publicat recent aici. De obicei, astfel de caracteristici sunt greu de găsit în multimetrele digitale comerciale cu preț redus. Și dacă unii mai pot măsura capacitatea, atunci inductanța cu siguranță nu poate. Aceasta înseamnă că va trebui să asamblați un astfel de dispozitiv cu propriile mâini, mai ales că nu este nimic complicat în circuit. Utilizează un controler PIC și toate fișierele de placă și fișierele HEX necesare pentru programarea microcontrolerului sunt disponibile la link.

Iată schema de circuit a contorului LC

Sufocați la 82uH. Consum total (cu iluminare de fundal) 30 mA. Rezistorul R11 limitează lumina de fundal și trebuie dimensionat în funcție de consumul real de curent al modulului LCD.

Contorul necesită o baterie de 9V. Prin urmare, aici este utilizat un stabilizator de tensiune 78L05. A fost adăugat și un mod de repaus automat pentru circuit. Timpul în modul de funcționare corespunde valorii condensatorului C10 la 680nF. Acest timp în acest caz este de 10 minute. MOSFET Q2 poate fi înlocuit cu BS170.

În timpul procesului de configurare, următorul obiectiv a fost menținerea consumului de curent cât mai scăzut posibil. Prin creșterea valorii lui R11 la 1,2 kΩ, care controlează lumina de fundal, curentul total al dispozitivului a fost redus la 12 mA. Ar putea fi redus și mai mult, dar vizibilitatea suferă foarte mult.

Rezultatul dispozitivului asamblat

Aceste fotografii arată contorul LC în acțiune. Pe primul este un condensator de 1nF/1%, iar pe al doilea este un inductor de 22uH/10%. Aparatul este foarte sensibil - atunci când instalăm sondele, pe display sunt deja 3-5 pF, dar acest lucru este eliminat la calibrarea cu un buton. Desigur, puteți cumpăra un contor gata făcut cu funcții similare, dar designul său este atât de simplu încât nu este deloc o problemă să îl lipiți singur.

Discutați articolul LC METER

Mi-am făcut cumva acest dispozitiv extrem de util și de neînlocuit, din cauza nevoii urgente de a măsura capacitatea și inductanța. Are o precizie de măsurare surprinzător de foarte bună, iar circuitul este destul de simplu, a cărui componentă de bază este microcontrolerul PIC16F628A.

Sistem:

După cum puteți vedea, principalele componente ale circuitului sunt PIC16F628A, un afișaj de sinteză a caracterelor (pot fi utilizate 3 tipuri de afișaj 16x01 16x02 08x02), un stabilizator liniar LM7805, un rezonator cuarț de 4 MHz, un releu de 5 V într-un pachet DIP , un comutator cu două secțiuni (pentru comutarea modurilor de măsurare L sau C).

Firmware pentru microcontroler:

PCB:

Fișier PCB în format sprint layout:

Placa originală este cablată pentru un releu într-un pachet DIP.

Nu aveam așa ceva și am folosit ceea ce aveam, un releu compact vechi care avea dimensiunea potrivită. Am folosit condensatori cu lingă de tantal ca condensatori de tantal. Am folosit comutatorul modului de măsurare, comutatorul de alimentare și butonul de calibrare, luate de la vechile osciloscoape sovietice.

Cabluri de testare:

Ar trebui să fie cât mai scurt posibil.

În timpul asamblarii și instalării, am urmat aceste instrucțiuni:

Asamblați placa, instalați 7 jumperi. Mai întâi instalați jumperii sub PIC și sub releu și doi jumperi lângă pinii pentru afișaj.

Utilizați condensatori de tantal (în generator) - 2 buc.
10uF.
Cei doi condensatori de 1000pF ar trebui să fie din poliester sau mai bun (aproximativ toleranță nu mai mult de 1%).

Se recomandă utilizarea unui afișaj cu iluminare din spate (rețineți că rezistența de limitare 50-100 Ohm nu este indicată pe diagramă, pinii 15, 16).
Instalați placa în carcasă. Conexiunea dintre placă și afișaj poate fi lipită la cererea dvs. sau realizată folosind un conector. Faceți firele din jurul comutatorului L/C cât mai scurte și rigide posibil (pentru a reduce interferența și pentru a compensa în mod corespunzător măsurătorile, în special pentru capătul L cu împământare).

Cuarțul trebuie folosit la 4.000MHz, 4.1, 4.3 etc. nu pot fi utilizate.

Testare și calibrare:

Verificați instalarea pieselor pe placă.
Verificați setările tuturor jumperilor de pe placă.
Verificați dacă PIC-ul, diodele și 7805 sunt instalate corect.
Nu uitați să flashați PIC-ul înainte de a-l instala în contorul LC.
Porniți alimentarea cu grijă. Dacă este posibil, utilizați o sursă de alimentare reglată pentru prima dată. Măsurați curentul pe măsură ce tensiunea crește. Curentul nu trebuie să depășească 20 mA. Proba a consumat un curent de 8mA. Dacă nu este vizibil nimic pe afișaj, rotiți rezistența de reglare variabilă a contrastului. Afișajul ar trebui să arate „ Calibrare", apoi C=0,0pF (sau C= +/- 10pF).
Așteptați câteva minute („încălzire”), apoi apăsați butonul „zero” (Resetare) pentru a recalibra. Afișajul ar trebui să arate C=0,0pF.
Conectați condensatorul de „calibrare”. Pe afișajul contorului LC veți vedea citirile (cu eroare de +/- 10%).
Pentru a crește citirile capacității, închideți jumperul „4”, vezi imaginea de mai jos (aprox. 7 picior PIC). Pentru a reduce citirile capacității, închideți jumperul „3” (aproximativ 6 picior PIC) vezi imaginea de mai jos. Când valoarea capacității se potrivește cu valoarea de „calibrare”, scoateți jumperul. PIC-ul își va aminti calibrarea. Puteți repeta calibrarea de mai multe ori (până la 10.000.000).
Dacă există probleme cu măsurătorile, puteți utiliza jumperii „1” și „2” pentru a verifica frecvența generatorului. Conectați jumperul „2” (aprox. 8 pini PIC) și verificați frecvența „F1” a generatorului. Ar trebui să fie 00050000 +/- 10%. Dacă citirile sunt prea mari (aproape de 00065535), dispozitivul intră în modul „depășire” și afișează eroarea „depășire”. Dacă citirea este prea mică (sub 00040000), veți pierde precizia măsurării. Conectați jumperul „1” (aproximativ 9 pini PIC) pentru a verifica calibrarea frecvenței „F2”. Ar trebui să fie aproximativ 71% +/- 5% din „F1” pe care l-ați obținut prin conectarea jumperului „2”.
Pentru a obține cele mai precise citiri, puteți ajusta L până când obțineți F1 în jurul valorii de 00060000. Este de preferat să setați „L” = 82 µH pe un circuit de 100 µH (este posibil să nu cumpărați 82 µH;)).
Dacă afișajul arată 00000000 pentru F1 sau F2, verificați cablarea lângă comutatorul L/C - aceasta înseamnă că generatorul nu funcționează.
Funcția de calibrare a inductanței este calibrată automat atunci când are loc calibrarea capacității. (aprox. calibrarea are loc în momentul în care releul este activat când L și C din dispozitiv sunt închise).

Testsăritori

Verificare F2
verificare F1
Scade C
Măriți C

Cum se fac măsurători:

Modul de măsurare a capacității:

Mutați comutatorul de selectare a modului de măsurare în poziția „C”
Apăsați butonul „Zero”.
Mesajul „Setare! .tunngu." așteptați până când apare „C = 0,00pF”.

Mod de măsurare a inductanței:

Porniți dispozitivul și așteptați până când pornește
Mutați comutatorul de selectare a modului de măsurare în poziția „L”.
Închidem firele de măsurare
Apăsați butonul „Zero”.
Mesajul „Setare! .tunngu." așteptați până când apare „L = 0.00uH”.

Ei bine, asta este, lăsați întrebările și comentariile dvs. în comentariile de sub articol.

Există multe circuite pe Internet pentru a face un contor LC acasă (un dispozitiv pentru măsurarea capacității condensatoarelor și a inductanței bobinelor). De asemenea, în aproape orice magazin de electronice puteți cumpăra un contor gata făcut. Dar, prima opțiune necesită cel puțin îndemânarea și capacitatea de a flash un microcontroler, iar a doua opțiune necesită 50 sau mai mulți dolari în plus în portofel. În orașul meu s-a dovedit a fi problematic să cumperi un contor LC gata făcut. Dar am avut noroc, am descărcat o arhivă cu programul Zmeter și descrierea de pe forumul vrtp.ru.

Folosind câteva rezistențe și un program, puteți asambla un contor de rezistență complex bazat pe PC într-o oră, iar programul arată destul de precis ESR-ul condensatorilor electrolitici. După părerea mea, acesta este un lucru necesar, iar dacă îl comparați cu resursele cheltuite, pot spune că nu am văzut încă un circuit de contor LC mai bun decât acesta. Poate fi asamblat într-o oră cu gravarea plăcii, configurat în câteva minute și practic nu există costuri pentru componente. Toate detaliile de asamblare și configurare a programului sunt în arhivă. Mi-a funcționat imediat. Rezistor de balast de 16 ohmi, rezistor de referință de 46 ohmi, placă de sunet Audigy SE, cablu audio și două mufe TRS.
Mai jos sunt fotografii și capturi de ecran ale măsurătorilor.
Dispozitiv asamblat