Очень точный измеритель индуктивности до 20 миллигенри и емкости до 0,5 микрофарад. Понимаю, прибор крайне специфический и не всем нужен. Возможно кому либо понадобиться. Принцип работы честно спи3#ен Midland Amateur Radio Club с американского прибора и сделан LC-metrV1. Затем переделан Филом Райсом с клубного проекта Midland Amateur уже для PIC16F628 с упрощением схемы и одновременным улучшением функциональности, точности и простоты сборки в LC-metrV2.
Для проверки работы схемы собран техно-рабочий проект, мне был нужен подобный прибор поэтому я и проверил схему LC-metrV2 на работоспособность. Результат меня очень удивил своей точностью измерений. Привожу техно-рабочий проект и схему по которой собирал. Схему автора изменил в обвязке кварца, установил правильные номиналы. Схему даю уже с исправлениями.
Схема, описание, исходник, готовая прошивка, все тут.
Фото работы прибора
Для понимания единиц измерения.
название: электрическая емкость
обозначение названия - С
единица измерения - фарад
обозначение единицы измерения Ф или F
название: индуктивность или индуктор
обозначение названия - L
единица измерения - генри
обозначение единицы измерения Гн или H
Каждая величина "единица" разбитая на 1000 (тысячу) частей имеет свое название
Вместо "единиц" подставляйте всё что угодно
1 милиединица это 1 единица/ 1000 обозначается как "м" или "m"
1 микроединица это 1 милиединица/ 1000 обозначается как "мк" или "µ" или "u" или "U"
1 наноединица это 1 микроединица/1000 обозначается как "n"
1 пикоединица это 1 наноединица /1000 обозначается как "p"
Коротко о важных моментах при сборке.
Два конденсатора по 1000 пФ («C» и «Ccal») должны быть хорошего качества. Стабильность важна, точность - нет. Полистирол предпочтителен.
Два конденсатора по 10 мкФ должны быть LOW ESR.
Кварц 4 МГц должен быть настоящим 4 000 МГц, а не примерно 4 МГц. Использовал обычный китайский в металлическом корпусе с надписью 4.000.
Катушка индуктивности 100 мкГн должна иметь низкое сопротивление "постоянному току". В идеале меньше одного Ома.
Реле должно быть слаботочным. PIC может обеспечить ток только около 30 мА. Реле должно иметь возможность «срабатывать» при напряжении 4,5 В. Подойдет большинство герконов на 5 В. Я использовал китайский модуль 5V реле для ардуино HW482. Управление подавал через резистор 1кОм. Диод на китайском модуле реле уже есть, поэтому диод обозначенный на схеме как 1N914 я не устанавливал.
Вместо входного переключателя для выбора измерения L или C установлены перемычки, как в компьютере на сброс БИОСа. Китайцы такие продают в больших количествах по мизерным ценам. Можно использовать любые переключатели с низким сопротивлением контактов, менее одного ома. Важна стабильность сопротивления при замыкании контактов.
Входной стабилизатор желателен. От изменения напряжения питания изменяются показания. Поэтому при питании 5V ±10% важна стабильность этого напряжения.
Собранный прибор калибруется один раз по эталонной емкости. Предварительно дать поработать прибору несколько минут. Это нужно для вхождения в стабильный режим работы электролитических конденсаторов, электролиты по 10 мкф. На схеме места под дип перемычки для регулировки уже предусмотрены. У собранного прибора в положении измерения емкости, щупы разомкнуты и никуда не подключены. Нажать кнопку "ноль" на схеме "Zero". На дисплее отобразиться С = 0.0 pF. Теперь надо к щупам подключить эталонный конденсатор от 100 nf до 0,5 мкф, какой у Вас есть, кнопку "Zero" не трогать. На дисплее отобразиться измеренная емкость. Кратковременно замыкая контакты 6 или 7 ножки микросхемы через резистор 1К на GND, (нога 6) увеличить или (7) уменьшить показания до совпадения с надписью на эталонном конденсаторе. Отключить эталонный конденсатор. Нажать кнопку установки нуля "Zero". Повторить калибровку по эталонному конденсатору. Теперь прибор откалиброван и для емкости и для индуктивности. Калибровка запоминается в энергонезависимую память и при повторном включении уже не требуется.
Откалиброванный прибор после включения требует прогрева в течении пары минут. Затем если измерять емкость, разомкнутые щупы положить таким образом, чтобы при подключении конденсатора происходило как можно меньшее смещение. В положении разомкнутых щупов нажать кнопку "ноль" ("Zero") прибор примет точку нулевого показания и перейдет в режим непрерывных измерений. Просто подключаете конденсаторы. Положение щупов важно только для емкостей менее 10pf. От 100pf и до 0,5 мкф положение щупов для нулевого значения уже не так важно.
Для измерения индуктивности надо замкнуть щупы и нажать "Zero". Прибор примет нулевое значение и перейдет в режим непрерывных измерений.
Успехов в повторении проекта, кому это интересно.
Для проверки работы схемы собран техно-рабочий проект, мне был нужен подобный прибор поэтому я и проверил схему LC-metrV2 на работоспособность. Результат меня очень удивил своей точностью измерений. Привожу техно-рабочий проект и схему по которой собирал. Схему автора изменил в обвязке кварца, установил правильные номиналы. Схему даю уже с исправлениями.
Схема, описание, исходник, готовая прошивка, все тут.
Фото работы прибора
Для понимания единиц измерения.
название: электрическая емкость
обозначение названия - С
единица измерения - фарад
обозначение единицы измерения Ф или F
название: индуктивность или индуктор
обозначение названия - L
единица измерения - генри
обозначение единицы измерения Гн или H
Каждая величина "единица" разбитая на 1000 (тысячу) частей имеет свое название
Вместо "единиц" подставляйте всё что угодно
1 милиединица это 1 единица/ 1000 обозначается как "м" или "m"
1 микроединица это 1 милиединица/ 1000 обозначается как "мк" или "µ" или "u" или "U"
1 наноединица это 1 микроединица/1000 обозначается как "n"
1 пикоединица это 1 наноединица /1000 обозначается как "p"
Коротко о важных моментах при сборке.
Два конденсатора по 1000 пФ («C» и «Ccal») должны быть хорошего качества. Стабильность важна, точность - нет. Полистирол предпочтителен.
Два конденсатора по 10 мкФ должны быть LOW ESR.
Кварц 4 МГц должен быть настоящим 4 000 МГц, а не примерно 4 МГц. Использовал обычный китайский в металлическом корпусе с надписью 4.000.
Катушка индуктивности 100 мкГн должна иметь низкое сопротивление "постоянному току". В идеале меньше одного Ома.
Реле должно быть слаботочным. PIC может обеспечить ток только около 30 мА. Реле должно иметь возможность «срабатывать» при напряжении 4,5 В. Подойдет большинство герконов на 5 В. Я использовал китайский модуль 5V реле для ардуино HW482. Управление подавал через резистор 1кОм. Диод на китайском модуле реле уже есть, поэтому диод обозначенный на схеме как 1N914 я не устанавливал.
Вместо входного переключателя для выбора измерения L или C установлены перемычки, как в компьютере на сброс БИОСа. Китайцы такие продают в больших количествах по мизерным ценам. Можно использовать любые переключатели с низким сопротивлением контактов, менее одного ома. Важна стабильность сопротивления при замыкании контактов.
Входной стабилизатор желателен. От изменения напряжения питания изменяются показания. Поэтому при питании 5V ±10% важна стабильность этого напряжения.
Собранный прибор калибруется один раз по эталонной емкости. Предварительно дать поработать прибору несколько минут. Это нужно для вхождения в стабильный режим работы электролитических конденсаторов, электролиты по 10 мкф. На схеме места под дип перемычки для регулировки уже предусмотрены. У собранного прибора в положении измерения емкости, щупы разомкнуты и никуда не подключены. Нажать кнопку "ноль" на схеме "Zero". На дисплее отобразиться С = 0.0 pF. Теперь надо к щупам подключить эталонный конденсатор от 100 nf до 0,5 мкф, какой у Вас есть, кнопку "Zero" не трогать. На дисплее отобразиться измеренная емкость. Кратковременно замыкая контакты 6 или 7 ножки микросхемы через резистор 1К на GND, (нога 6) увеличить или (7) уменьшить показания до совпадения с надписью на эталонном конденсаторе. Отключить эталонный конденсатор. Нажать кнопку установки нуля "Zero". Повторить калибровку по эталонному конденсатору. Теперь прибор откалиброван и для емкости и для индуктивности. Калибровка запоминается в энергонезависимую память и при повторном включении уже не требуется.
Откалиброванный прибор после включения требует прогрева в течении пары минут. Затем если измерять емкость, разомкнутые щупы положить таким образом, чтобы при подключении конденсатора происходило как можно меньшее смещение. В положении разомкнутых щупов нажать кнопку "ноль" ("Zero") прибор примет точку нулевого показания и перейдет в режим непрерывных измерений. Просто подключаете конденсаторы. Положение щупов важно только для емкостей менее 10pf. От 100pf и до 0,5 мкф положение щупов для нулевого значения уже не так важно.
Для измерения индуктивности надо замкнуть щупы и нажать "Zero". Прибор примет нулевое значение и перейдет в режим непрерывных измерений.
Успехов в повторении проекта, кому это интересно.
