Arduino CAP-ESR-FREQ Meter: 6 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:36

CAP-ESR-FREQ эсептегич Arduino Duemilanove менен.

Бул көрсөтмөдө сиз Arduino Duemilanoveго негизделген өлчөөчү прибор жөнүндө бардык керектүү маалыматты таба аласыз. Бул прибордун жардамы менен сиз үч нерсени өлчөй аласыз: нанофараддар менен микрофараддардагы конденсатордун мааниси, эквиваленттүү серия каршылыгы (ESR мааниси) жана 1 Герц менен 3 МегаГерстин ортосундагы акыркы жыштыктар. Бардык үч дизайн Arduino форумунда жана Hackerstoreдо табылган сүрөттөөлөргө негизделген. Кээ бир жаңыртууларды кошкондон кийин мен аларды Arduino ino программасы менен башкарылган бир аспапка бириктирдим. Ар кандай эсептегичтер A1, A2 жана A3 төөнөгүчтөрүнө туташкан S2 үч позиция селектору аркылуу тандалат. ESR нөлгө салуу жана эсептегичти кайра орнотуу A4'төгү бир S3 баскыч аркылуу ишке ашырылат. Switch S1 - бул эсептегич USB аркылуу компьютерге туташпаганда, 9 В DC батареясынын кубаттуулугу үчүн керектүү болгон ON/OFF которгуч, A0: esr баллынын кириши. A5: конденсатордун кириши. D5: жыштык киргизүү.

Эсептегич Hitachi HD44780 (же шайкеш келген) чипсетине негизделген Суюк Кристалл Дисплейди (ЖК) колдонот, ал көпчүлүк текстке негизделген ЖКларда кездешет. Китепкана 4-бит режиминде иштейт (б.а. rs, иштетүү жана rw башкаруу линияларына кошумча 4 маалымат линиясын колдонуу). Мен бул проектти lcd менен 2 гана маалымат базасы менен баштадым (SDA жана SCL I2C туташуулары), бирок, тилекке каршы, бул мен эсептегичтер үчүн колдонгон башка программалык камсыздоо менен карама -каршы келген. Биринчиден, мен ага үч башка метрди түшүндүрүп, акыры монтаждоо көрсөтмөсүн берем. Ар бир эсептегич түрү менен, эгер сиз эсептегичтин ушул түрүн гана орноткуңуз келсе, өзүнчө Arduino ino файлын жүктөп алсаңыз болот.

1 -кадам: Capacitor Meter

Санарип конденсатор эсептегич Hackerstoreдун дизайнына негизделген. Конденсатордун баасын өлчөө:

Сыйымдуулук - бул конденсатордун электр зарядын сактоо жөндөмдүүлүгүнүн көрсөткүчү. Arduino эсептегич конденсаторлордун негизги касиетине таянат: убакыт туруктуу. Бул убакыт константасы конденсатордун чыңалуусу толук заряддалганда анын чыңалуусунун 63,2% жетүү убактысы катары аныкталат. Arduino сыйымдуулукту өлчөй алат, анткени конденсатордун заряддалуучу убактысы анын сыйымдуулугуна TC = R x C. теңдемеси менен түздөн -түз байланыштуу. R - чынжырдын каршылыгы (Омдо). С - конденсатордун сыйымдуулугу (Фарадда). Фараддагы сыйымдуулуктун маанисин алуу формуласы C = TC/R.

Бул эсептегичте R мааниси 15kOhm менен 25kOhm ортосундагы калибрлөөнү P1 потмери аркылуу орнотсо болот. Конденсатор D12 пини аркылуу заряддалат жана D7 пин аркылуу кийинки өлчөө үчүн чыгарылат. Заряддалган чыңалуу мааниси пин A5 аркылуу өлчөнөт. Бул пиндин толук аналогдук мааниси 1023, андыктан 63.2% 647 мааниси менен көрсөтүлөт. Бул мааниге жеткенде, программа конденсатордун маанисин жогоруда айтылган формуланын негизинде эсептейт.

2 -кадам: ESR метр

ESR аныктамасын караңыз

Түпкү Arduino форумунун темасын караңыз https://forum.arduino.cc/index.php?topic=80357.0 Бул теманын башталышы үчүн szmeu жана esr50_AutoRange дизайны үчүн mikanb үчүн рахмат. Мен бул дизайнды колдоном, анын ичинде эср эсептегичтин дизайны үчүн көптөгөн комментарийлер жана жакшыртуулар.

UPDATE Май 2021: Менин ESR метр кээде кызыктай иштейт. Себебин табуу үчүн көп убакыт короттум, бирок таппай койдум. Жогоруда айтылгандай Arduino форумунун баштапкы баракчаларын текшерүү чечим болушу мүмкүн ….

Эквиваленттүү Сериялар Каршылыгы (ESR) - бул түзмөктүн сыйымдуулугу менен катар пайда болгон ички каршылык. Бул ремонт сессияларында бузук конденсаторлорду табуу үчүн колдонулушу мүмкүн. Эч кандай конденсатор идеалдуу эмес жана ESR коргошундардын каршылыгынан, алюминий фольгасынан жана электролиттерден келип чыгат. Бул көбүнчө электр менен камсыздоонун дизайнындагы маанилүү параметр болуп саналат, анда чыгуучу конденсатордун ESRи жөнгө салуучунун туруктуулугуна таасирин тийгизиши мүмкүн (б.а. анын термелишине же жүктүн өтмөктөрүнө ашыкча реакция кылуусуна). Бул конденсатордун идеалдуу эмес мүнөздөмөлөрүнүн бири, ал электрондук схемаларда ар кандай өндүрүмдүүлүккө алып келиши мүмкүн. Жогорку ESR көрсөткүчү кубаттуулуктун жоголушуна, ызы -чууга жана жогорку чыңалуунун төмөндөшүнө байланыштуу иштөөнү начарлатат.

Сыноо учурунда белгилүү ток конденсатор аркылуу өтө кыска убакытка өткөрүлөт, андыктан конденсатор толук заряддалбайт. Ток конденсатор боюнча чыңалуу жаратат. Бул чыңалуу конденсатордун учурдагы жана ESR продуктусу жана конденсатордогу кичинекей заряддан улам анча чоң эмес чыңалуу болот. Ток белгилүү болгондон кийин, ESR мааниси өлчөнгөн чыңалууну токко бөлүү менен эсептелет. Андан кийин жыйынтыктар эсептегичтин дисплейинде көрсөтүлөт. Сыноо токтору Q1 жана Q2 транзисторлору аркылуу түзүлөт, алардын баалуулуктары 5mA (жогорку диапазондогу жөндөө) жана 50mA, (төмөнкү диапазондогу параметр) R4 жана R6 аркылуу. Агызуу Q3 транзистору аркылуу жүргүзүлөт. Конденсатордун чыңалуусу аналогдук А0 аркылуу өлчөнөт.

3 -кадам: Жыштык өлчөгүч

Ардуино форумунун баштапкы маалыматын караңыз: https://forum.arduino.cc/index.php? Topic = 324796.0#main_content_section. Ардуиноалеманга чоң жыштык өлчөгүчүнүн дизайны үчүн рахмат

Жыштык эсептегич төмөнкүдөй иштейт: 16bit Timer/Counter1 пин D5тен келген бардык сааттарды кошот. Таймер/Counter2 ар бир миллисекундда үзгүлтүккө алып келет (секундасына 1000 жолу). Эгерде Timer/Counter1де толуп кетүү болсо, overflow_counter бирге көбөйтүлөт. 1000 үзгүлтүктөн кийин (= так бир секунд) толуп кетүүлөрдүн саны 65536га көбөйтүлөт (бул эсептегич агып кеткен учурда). 1000 циклинде эсептегичтин учурдагы мааниси кошулат, бул сизге акыркы секунда ичинде кирген сааттардын жалпы санын берет. Жана бул сиз өлчөгүңүз келген жыштыкка барабар (жыштык = секундасына саат). Процедураны өлчөө (1000) эсептегичтерди орнотот жана аларды баштайт. Андан кийин, WHILE укуругу үзгүлтүккө учуроо тартиби, өлчөөнү_ЧЫНЫГЫ кылып койгончо күтөт. Бул так 1 секунддан кийин (1000 мс же 1000 үзүлүү). Хоббисттер үчүн бул жыштык эсептегич абдан жакшы иштейт (төмөнкү жыштыктардан тышкары сиз 4 же 5 орундуу тактыкты ала аласыз). Өзгөчө жогорку жыштыкта эсептегич абдан так болот. Мен 4 цифраны гана көрсөтүүнү чечтим. Бирок, сиз муну ЖК чыгаруу бөлүмүндө тууралай аласыз. Сиз жыштык киргизүү катары Arduino D5 пинин колдонушуңуз керек. Бул ATmega чипинин 16bit Timer/Counter1 колдонуу үчүн зарыл шарт. (башка такталар үчүн Arduino пинин текшериңиз). Аналогдук сигналдарды же төмөнкү вольттуу сигналдарды өлчөө үчүн BC547 транзисторунун алдын ала күчөткүчү жана 74HC14N IC менен импульстун калыптандыргычы (Шмитт триггери) кошулат.

4 -кадам: Компоненттердин Ассамблеясы

ESR жана CAP микросхемалары тешиктери 0.1 дюйм болгон перформаттын бир бөлүгүнө орнотулган. FREQ схемасы өзүнчө перформатка орнотулган (бул схема кийинчерээк кошулган). Зымдуу туташуулар үчүн эркек баштар колдонулат. LCD экраны ON/OFF которгуч менен бирге кутунун үстүңкү капкагына орнотулган. (Келечектеги жаңыртуулар үчүн бир запастык которгуч). Макет кагазда жасалган (Fritzing же башка дизайн программаларын колдонууга караганда алда канча оңой). Бул кагаз макети кийинчерээк чыныгы схеманы текшерүү үчүн да колдонулган.

5 -кадам: Коробка Ассамблеясы

Кара пластикалык кутуча (өлчөмдөрү WxDxH 120x120x60 мм) бардык тетиктерди жана экөө тең электр такталарын орнотуу үчүн колдонулган. Arduino, perfboard микросхемалары жана батарея кармагыч оңой чогултуу жана ширетүү үчүн 6 мм жыгач монтаж табакка орнотулган. Ошентип, баарын чогултуп, бүткөндөн кийин кутунун ичине коюуга болот. Тактайлардын ийилишине жол бербөө үчүн райондук такталар жана Arduino нейлон аралыгы колдонулган.

6 -кадам: Final Wiring

Акырында бардык ички зымдуу туташуулар ширетилет. Бул аяктагандан кийин, мен esr коммутатордук транзисторлорун сыноо туташуулары аркылуу T1, T2 жана T3 туташтыруу схемасында сынап көрдүм. Мен D8, D9 жана D10 туташкан чыгымдарын секундадан ТӨМӨНгө өзгөртүү үчүн чакан тест программасын жаздым жана муну T1, T2 жана T3 осциллографтары менен текшердим. крокодил клип байланыштары менен жасалган.

Жыштыкты өлчөө үчүн узунураак сыноочу зымдарды колдонсо болот.

Бактылуу тест!