Μετρητής Lc και άλλα εξαρτήματα για τον ελεγκτή. Ψηφιακός μετρητής LC. Βίντεο από τη λειτουργία του μετρητή

Παρουσιάζουμε την αρχική σχεδίαση ενός μετρητή LC από τον συνάδελφό μας R2-D2. Στη συνέχεια, μια λέξη από τον συγγραφέα του διαγράμματος: Στο ερασιτεχνικό ραδιόφωνο, ειδικά κατά τις επισκευές, είναι απαραίτητο να έχετε στη διάθεσή σας μια συσκευή για τη μέτρηση της χωρητικότητας και της επαγωγής - τον λεγόμενο μετρητή lc. Σήμερα, για επανάληψη, μπορείτε να βρείτε πολλά διαγράμματα παρόμοιων συσκευών στο Διαδίκτυο, άλλα πολύπλοκα και άλλα όχι τόσο περίπλοκα. Αποφάσισα όμως να δημιουργήσω τη δική μου έκδοση της συσκευής. Σχεδόν όλα τα κυκλώματα των μετρητών LC που χρησιμοποιούν μικροελεγκτές που παρουσιάζονται στο Διαδίκτυο φαίνονται ίδια. Η ιδέα είναι να υπολογιστεί η τιμή άγνωστων στοιχείων χρησιμοποιώντας τον τύπο για την εξάρτηση της συχνότητας από την χωρητικότητα και την επαγωγή. Για να απλοποιήσω το σχέδιό μου, αποφάσισα να χρησιμοποιήσω τον εσωτερικό συγκριτή του μικροελεγκτή ως γεννήτρια. Η οθόνη LCD του τηλεφώνου χρησιμοποιείται για την εμφάνιση πληροφοριών Nokia 3310ή κάτι παρόμοιο με χειριστήριο PCD8544και ανάλυση 84x48, για παράδειγμα Nokia 5110.

Κύκλωμα μετρητή Lc σε μικροελεγκτή

Ρύθμιση και δυνατότητες

Η καρδιά της συσκευής είναι ο μικροελεγκτής PIC18F2520. Για σταθερή λειτουργία της γεννήτριας, είναι προτιμότερο να χρησιμοποιείτε μη πολικούς ή τανταλίου πυκνωτές ως C3 και C4. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιοδήποτε ρελέ που ταιριάζει με την τάση (3-5 βολτ), αλλά κατά προτίμηση με την ελάχιστη δυνατή αντίσταση επαφής στην κλειστή θέση. Για ήχο, χρησιμοποιείται βομβητής χωρίς ενσωματωμένη γεννήτρια ή κανονικό πιεζοηλεκτρικό στοιχείο.

Όταν ξεκινάτε για πρώτη φορά τη συναρμολογημένη συσκευή, το πρόγραμμα ξεκινά αυτόματα τη λειτουργία ρύθμισης αντίθεσης οθόνης. Χρησιμοποιήστε τα κουμπιά 2/4 για να ορίσετε μια αποδεκτή αντίθεση και πατήστε το κουμπί OK (3). Αφού ολοκληρώσετε αυτά τα βήματα, η συσκευή θα πρέπει να απενεργοποιηθεί και να ενεργοποιηθεί ξανά. Για κάποια προσαρμογή της λειτουργίας του μετρητή, υπάρχει μια ενότητα στο μενού " Ρύθμιση" Στο υπομενού " Πυκνωτής", πρέπει να υποδείξετε την ακριβή τιμή του χρησιμοποιούμενου πυκνωτή βαθμονόμησης (C_cal) σε pF. Η ακρίβεια της καθορισμένης τιμής επηρεάζει άμεσα την ακρίβεια της μέτρησης. Μπορείτε να παρακολουθήσετε τη λειτουργία της ίδιας της γεννήτριας χρησιμοποιώντας έναν μετρητή συχνότητας στο σημείο ελέγχου "B", αλλά είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε το ήδη ενσωματωμένο σύστημα ελέγχου συχνότητας στο υπομενού " Ταλαντωτής».

Επιλέγοντας τα L1 και C1, είναι απαραίτητο να επιτευχθούν σταθερές μετρήσεις συχνότητας στην περιοχή των 500-800 kHz. Η υψηλή συχνότητα έχει θετική επίδραση στην ακρίβεια της μέτρησης· ταυτόχρονα, καθώς αυξάνεται η συχνότητα, η σταθερότητα της γεννήτριας μπορεί να επιδεινωθεί. Η συχνότητα και η σταθερότητα της γεννήτριας, όπως είπα παραπάνω, μπορούν εύκολα να παρακολουθούνται στην ενότητα μενού " Ταλαντωτής" Εάν έχετε εξωτερικό βαθμονομημένο μετρητή συχνότητας, μπορείτε να βαθμονομήσετε τον μετρητή συχνότητας του μετρητή LC. Για να το κάνετε αυτό, πρέπει να συνδέσετε έναν εξωτερικό μετρητή συχνότητας στο σημείο ελέγχου "B" και να χρησιμοποιήσετε τα κουμπιά +/- στο " Ταλαντωτής» επιλέξτε τη σταθερά «K» έτσι ώστε οι ενδείξεις και των δύο συχνόμετρων να συμπίπτουν. Για να εμφανίσει το σύστημα την κατάσταση της μπαταρίας για να λειτουργεί σωστά, πρέπει να διαμορφώσετε ένα διαχωριστικό αντίστασης που βασίζεται στις αντιστάσεις R9, R10, στη συνέχεια να εγκαταστήσετε το βραχυκυκλωτήρα S1 και να γράψετε τις τιμές στα πεδία της ενότητας "Μπαταρία".

Διαδικασία ρύθμισης

• - Μετρήστε την τάση τροφοδοσίας του μικροελεγκτή (ακίδες 19 - 20). Αυτή είναι η τάση αναφοράς "V.ref"
• - Μετρήστε την τάση μέχρι τον ωμικό διαιρέτη = U1
• - Μετρήστε την τάση τροφοδοσίας μετά το διαχωριστικό = U2
• - Υπολογίστε τον συντελεστή. διαίρεση "С.div" = U1/U2
• - Εισαγάγετε τους αριθμούς που λάβατε στις κατάλληλες ενότητες του μενού, αποθηκεύοντάς τους πατώντας το κουμπί «OK».

Εισαγάγετε επίσης την τάση "V.max" - τη μέγιστη τάση της μπαταρίας (όλα τα τμήματα της εμφανιζόμενης μπαταρίας έχουν γεμίσει) και, κατά συνέπεια, "V.min" - την ελάχιστη τάση της μπαταρίας (όλα τα τμήματα της μπαταρίας έχουν σβήσει , η συσκευή σηματοδοτεί την απαραίτητη αλλαγή ή φόρτιση της μπαταρίας). Οι τιμές της τάσης τροφοδοσίας για την εμφάνιση ενδιάμεσων τμημάτων στο εικονίδιο της μπαταρίας θα υπολογιστούν αυτόματα μετά την εισαγωγή πληροφοριών σχετικά με το "V.max" και το "V.min".

Η χρήση σταθεροποιητή για την τροφοδοσία του κυκλώματος είναι υποχρεωτική, καθώς η τάση αναφοράς πρέπει να είναι σταθερή και να μην αλλάζει όταν αποφορτίζεται η μπαταρία.

Εργασία με τη συσκευή

Το μενού του μετρητή lc περιέχει επίσης ενότητες Φως, Ήχος, Μνήμη. Στο κεφάλαιο ΦωςΕίναι δυνατό να ενεργοποιήσετε ή να απενεργοποιήσετε τον οπίσθιο φωτισμό LCD. Κεφάλαιο Ήχος, για να ενεργοποιήσετε/απενεργοποιήσετε τον ήχο. Στο κεφάλαιο Μνήμημπορείτε να δείτε τα αποτελέσματα των τελευταίων 10 μετρήσεων και επίσης (για αρχάριους) δείτε το αποτέλεσμα που λήφθηκε σε διαφορετικές μονάδες μέτρησης. Ο σκοπός των κουμπιών περιγράφεται από τα εικονίδια που βρίσκονται στο κάτω μέρος της οθόνης.

• (φά) - "Function" μεταβείτε στο μενού Setup
• (Μ) - Η αποθήκευση "Μνήμη" έχει ως αποτέλεσμα τη μέτρηση στη μνήμη
• (☼ ) - Ενεργοποίηση/απενεργοποίηση οπίσθιου φωτισμού "Light".
• (ντο) - Βαθμονόμηση "Calibration".

Η κύρια οθόνη περιέχει μια κλίμακα σφάλματος μέτρησης υπό όρους, η οποία πρέπει να παρακολουθείται και, εάν είναι απαραίτητο, να βαθμονομείται έγκαιρα.

Μέτρηση χωρητικότητας

1. Θέστε τη συσκευή σε λειτουργία μέτρησης χωρητικότητας. Εκτελέστε βαθμονόμηση. Βεβαιωθείτε ότι το σφάλμα μέτρησης είναι εντός αποδεκτών ορίων. Σε περίπτωση μεγάλων αποκλίσεων, επαναλάβετε τη βαθμονόμηση.

2. Συνδέστε τον προς μέτρηση πυκνωτή στους ακροδέκτες. Το αποτέλεσμα της μέτρησης θα εμφανιστεί στην οθόνη. Για να αποθηκεύσετε το αποτέλεσμα στη μνήμη, πατήστε (M).

Μέτρηση επαγωγής

1. Θέστε τη συσκευή σε λειτουργία μέτρησης επαγωγής. Κλείστε τα τερματικά. Εκτελέστε βαθμονόμηση. Βεβαιωθείτε ότι το σφάλμα μέτρησης είναι εντός αποδεκτών ορίων. Σε περίπτωση μεγάλων αποκλίσεων, επαναλάβετε τη βαθμονόμηση.

2. Συνδέστε τη μετρούμενη αυτεπαγωγή στους ακροδέκτες. Το αποτέλεσμα της μέτρησης θα εμφανιστεί στην οθόνη. Για να αποθηκεύσετε το αποτέλεσμα στη μνήμη, πατήστε (M).

Βίντεο από τη λειτουργία του μετρητή

Το σώμα που χρησιμοποιήθηκε ήταν ένας Κινέζος δοκιμαστής που πέθανε ηρωικά ενώ επισκεύαζε τηλεόραση.

Όλα τα αρχεία - υλικολογισμικό ελεγκτή, πίνακες στο Lay και ούτω καθεξής βρίσκονται στο φόρουμ. Παρεχόμενο υλικό - Σάββα. Συντάκτης του σχήματος R2-D2.

Συζητήστε το άρθρο LC METER

Είμαι σίγουρος ότι αυτό το έργο δεν είναι νέο, αλλά είναι δική μου εξέλιξη και θέλω αυτό το έργο να είναι γνωστό και χρήσιμο.

Σχέδιο Μετρητής LC στο ATmega8αρκετά απλό. Ο ταλαντωτής είναι κλασικός και βασίζεται σε λειτουργικό ενισχυτή LM311. Ο κύριος στόχος που επιδίωξα κατά τη δημιουργία αυτού του μετρητή LC ήταν να τον κάνω φθηνό και προσβάσιμο για κάθε ραδιοερασιτέχνη τη συναρμολόγηση.

Σχηματικό διάγραμμα μετρητή χωρητικότητας και επαγωγής

Χαρακτηριστικά μετρητή LC:

• Μέτρηση χωρητικότητας πυκνωτών: 1pF - 0,3 µF.
• Μέτρηση επαγωγής πηνίου: 1uH-0,5mH.
• Έξοδος πληροφοριών στην ένδειξη LCD 1×6 ή 2×16 χαρακτήρες ανάλογα με το επιλεγμένο λογισμικό

Για αυτήν τη συσκευή, έχω αναπτύξει λογισμικό που σας επιτρέπει να χρησιμοποιείτε την ένδειξη που έχει στη διάθεσή του ένας ραδιοερασιτέχνης, είτε οθόνη LCD 1x16 χαρακτήρων είτε 2x16 χαρακτήρες.

Οι δοκιμές και από τις δύο οθόνες έδωσαν εξαιρετικά αποτελέσματα. Όταν χρησιμοποιείτε οθόνη 2x16 χαρακτήρων, η επάνω γραμμή εμφανίζει τη λειτουργία μέτρησης (Cap – χωρητικότητα, Ind –) και τη συχνότητα της γεννήτριας και η κάτω γραμμή εμφανίζει το αποτέλεσμα της μέτρησης. Η οθόνη 1x16 χαρακτήρων δείχνει το αποτέλεσμα της μέτρησης στα αριστερά και τη συχνότητα λειτουργίας της γεννήτριας στα δεξιά.

Ωστόσο, για να προσαρμόσω τη μετρούμενη τιμή και τη συχνότητα σε μία γραμμή χαρακτήρων, μείωσα την ανάλυση της οθόνης. Αυτό δεν επηρεάζει την ακρίβεια της μέτρησης με κανέναν τρόπο, παρά μόνο καθαρά οπτικά.

Όπως και με άλλες γνωστές επιλογές που βασίζονται στο ίδιο γενικό κύκλωμα, πρόσθεσα ένα κουμπί βαθμονόμησης στον μετρητή LC. Η βαθμονόμηση πραγματοποιείται με χρήση πυκνωτή αναφοράς 1000pF με απόκλιση 1%.

Όταν πατάτε το κουμπί βαθμονόμησης, εμφανίζονται τα εξής:

Οι μετρήσεις που λαμβάνονται με αυτόν τον μετρητή είναι εκπληκτικά ακριβείς και η ακρίβεια εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την ακρίβεια του τυπικού πυκνωτή που εισάγεται στο κύκλωμα όταν πατάτε το κουμπί βαθμονόμησης. Η μέθοδος βαθμονόμησης της συσκευής περιλαμβάνει απλώς τη μέτρηση της χωρητικότητας ενός πυκνωτή αναφοράς και την αυτόματη καταγραφή της τιμής του στη μνήμη του μικροελεγκτή.

Εάν δεν γνωρίζετε την ακριβή τιμή, μπορείτε να βαθμονομήσετε τον μετρητή αλλάζοντας τις τιμές μέτρησης βήμα προς βήμα μέχρι να λάβετε την πιο ακριβή τιμή πυκνωτή. Για μια τέτοια βαθμονόμηση υπάρχουν δύο κουμπιά, σημειώστε ότι στο διάγραμμα δηλώνονται ως "ΕΠΑΝΩ" και "ΚΑΤΩ". Πατώντας τους μπορείτε να ρυθμίσετε την χωρητικότητα του πυκνωτή βαθμονόμησης. Αυτή η τιμή στη συνέχεια εγγράφεται αυτόματα στη μνήμη.

Πριν από κάθε μέτρηση χωρητικότητας, οι προηγούμενες ενδείξεις πρέπει να επαναφέρονται. Η επαναφορά στο μηδέν πραγματοποιείται όταν πατηθεί το "CAL".

Για επαναφορά σε επαγωγική λειτουργία, πρέπει πρώτα να βραχυκυκλώσετε τις ακίδες εισόδου και στη συνέχεια να πατήσετε «CAL».

Ολόκληρη η εγκατάσταση έχει σχεδιαστεί λαμβάνοντας υπόψη τη δωρεάν διαθεσιμότητα εξαρτημάτων ραδιοφώνου και προκειμένου να επιτευχθεί μια συμπαγής συσκευή. Το μέγεθος της πλακέτας δεν υπερβαίνει το μέγεθος της οθόνης LCD. Χρησιμοποίησα τόσο διακριτά όσο και επιφανειακά εξαρτήματα. Ρελέ με τάση λειτουργίας 5V. Αντηχείο χαλαζία - 8MHz.

Το μιλιβολτόμετρο AC (κόμβος Β) κατασκευάζεται σε τρανζίστορ VT3 και μικροκύκλωμα DA4. Ένας καταρράκτης τρανζίστορ με επίδραση πεδίου, κατασκευασμένος σύμφωνα με ένα κύκλωμα ακολούθου πηγής, αυξάνει την αντίσταση εισόδου της συσκευής στα 100 MOhm. Ο μετρητής καντράν PA1 συνδέεται στην έξοδο του ενισχυτή στη διαγώνιο της γέφυρας ανορθωτή χρησιμοποιώντας τις διόδους VD3, VD4 και τις αντιστάσεις R44, R45. Η κλίμακα millivoltmeter είναι γραμμική, το σφάλμα μέτρησης καθορίζεται πρακτικά από την κατηγορία του μετρητή καντράν που χρησιμοποιείται.
Ο σχεδιασμός της συσκευής χρησιμοποιεί μετρητή καντράν τύπου M906 με συνολικό ρεύμα απόκλισης 50 μA. Οι διακόπτες SA1 και SA2 είναι μπισκότα, τύπου PGG - 9P6N και 3P1N, αντίστοιχα. Διακόπτης SA3 τύπου TV1-1.
Οι αντιστάσεις C2-10, C-13, C2-14 χρησιμοποιήθηκαν ως αντιστάσεις βαθμονόμησης και οι υπόλοιπες αντιστάσεις ήταν τύπου MLT ή OMLT. Μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν πυκνωτές KT-1, KSO, MBM, K73-17, K50-6, K50-20, άλλοι τύποι. Η ακρίβεια μέτρησης της συσκευής εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την επιλογή των πυκνωτών βαθμονόμησης, των πρόσθετων αντιστάσεων και των αντιστάσεων βαθμονόμησης, επομένως πρέπει να επιλέγονται με ακρίβεια όχι χειρότερη από ±0,5%. Εάν αυτά τα στοιχεία χρησιμοποιούνται με ακρίβεια ±0,1...0,25%, τότε το σφάλμα μέτρησης πρακτικά θα μειωθεί στην ακρίβεια της χρησιμοποιούμενης κεφαλής μέτρησης μικροαμπερόμετρου.
Οι λειτουργικοί ενισχυτές K574UD1 και K140UD8 μπορούν να χρησιμοποιηθούν με οποιουσδήποτε δείκτες γραμμάτων και η αμοιβαία αντικατάστασή τους είναι δυνατή χωρίς αλλαγή του σχεδιασμού της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος. Επιπλέον, αντί για το μικροκύκλωμα K574UD1, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το K544UD2 και αντί για το K553UD2, το μικροκύκλωμα K153UD2, αλλά για καθεμία από αυτές τις περιπτώσεις θα χρειαστεί να αλλάξετε το μοτίβο των διαδρομών μεταφοράς ρεύματος της πλακέτας.
Εκτός από τους τύπους διόδων που υποδεικνύονται στο διάγραμμα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τις διόδους D311A, D18, D9. Το τρανζίστορ KP103M μπορεί να αντικατασταθεί με οποιοδήποτε τρανζίστορ από την ομάδα KP103 και το KP303V με KP303G ή KP303E. Οποιοδήποτε τρανζίστορ από τις ομάδες KT815 ή KT817 μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως τρανζίστορ VT2.
Όλα τα στοιχεία βαθμονόμησης και τα πρόσθετα στοιχεία συγκολλούνται απευθείας στους ακροδέκτες του διακόπτη SA1 και τα στοιχεία γεννήτριας και χιλιοβολτομέτρου τοποθετούνται σε δύο πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων από υαλοβάμβακα με επιμετάλλωση μονής όψης. Στην πλακέτα της γεννήτριας, το τρανζίστορ VT2 θα πρέπει να τοποθετηθεί σε μια ψύκτρα με επιφάνεια απαγωγής θερμότητας 50 cm 2. Η πλακέτα μιλιβολτόμετρου στερεώνεται απευθείας στους ακροδέκτες εξόδου της κεφαλής μέτρησης του δείκτη.
Η ρύθμιση του μετρητή πρέπει να ξεκινήσει με τη ρύθμιση της γεννήτριας. Με σωστή εγκατάσταση και επισκευάσιμα στοιχεία, περιστρέφοντας την αντίσταση κοπής R26, η γεννήτρια τίθεται σε σταθερό τρόπο λειτουργίας. Είναι βολικό να παρατηρήσετε τον συντονισμό της γεννήτριας στην οθόνη του παλμογράφου και να προσδιορίσετε τη συχνότητα χρησιμοποιώντας έναν ηλεκτρονικό μετρητή συχνότητας.
Για να ρυθμίσετε τη γεννήτρια σε συχνότητα 159 Hz, ο διακόπτης SA1 τοποθετείται σε οποιαδήποτε από τις επτά κορυφαίες θέσεις του διαγράμματος και η τιμή της συχνότητας ρυθμίζεται χρησιμοποιώντας τις αντιστάσεις περικοπής R21 και R22. Εάν επιλέγονται ζεύγη πυκνωτών C7, C10 και C8, C9 με ακρίβεια όχι χειρότερη από ±1%, τότε δεν απαιτείται συντονισμός σε συχνότητα 15,9 kHz, παρέχεται αυτόματα. Πρέπει να σημειωθεί ότι η ακριβής ρύθμιση των συχνοτήτων δεν είναι απαραίτητη, είναι σημαντικό μόνο να διαφέρουν μεταξύ τους κατά 100 φορές. Η επίδραση των ανακριβών ρυθμίσεων συχνότητας αντισταθμίζεται εύκολα κατά τη βαθμονόμηση της συσκευής.
Η ρύθμιση ενός μιλιβολτόμετρου καταλήγει στη ρύθμιση της βελόνας του μικροαμπερόμετρου με μια ρυθμισμένη αντίσταση R43 στην τελευταία διαίρεση της κλίμακας όταν εφαρμόζεται τάση 0,05 V με συχνότητα 159 Hz στην είσοδο του χιλιοβολτομέτρου. Στη συνέχεια, ελέγξτε τη συμμόρφωση της εκτροπής της βελόνας της συσκευής όταν εφαρμόζεται τάση 0,05 V με συχνότητα 15,9 kHz στην είσοδο. Εάν τα στοιχεία του κυκλώματος είναι σε καλή κατάσταση λειτουργίας, αυτό διασφαλίζεται αυτόματα, δεν απαιτούνται ρυθμίσεις.
Για ευκολία στην ανάγνωση, η κλίμακα μικροαμπερόμετρου θα πρέπει να είναι 100 διαιρέσεις ή να χρησιμοποιήσετε ένα έτοιμο μικροαμπερόμετρο 100 μΑ από ένα παρόμοιο μικροαμπερόμετρο, τοποθετώντας το αντί για την κλίμακα 50 μΑ.

Ψηφιακός μετρητής LC στον ελεγκτή PIC16F84

Ελπίζουμε ότι οι ραδιοερασιτέχνες θα εκτιμήσουν το γεγονός ότι η έκδοσή μας χρησιμοποιεί τον πιο κοινό μικροελεγκτή PIC16F84(A) και μια απλή ψηφιακή ένδειξη, η οποία είναι μια τάξη μεγέθους φθηνότερη από τις αλφαριθμητικές μονάδες LCD πολλαπλών γραμμών. Η συσκευή προορίζεται κυρίως για ραδιοερασιτέχνες που ασχολούνται με την επισκευή και την κατασκευή εξοπλισμού HF και VHF. Επί του παρόντος, γίνονται περαιτέρω εργασίες για την επέκταση του εύρους μετρήσεων κ.λπ.

Προδιαγραφές συσκευής:

Τάση τροφοδοσίας..............................9-15 V

Μέση κατανάλωση ρεύματος..............................9 mA

Εύρος μέτρησης χωρητικότητας..........................0,1 pF - 0,1 μF

Εύρος μέτρησης επαγωγής.........0,01 μH -10mH

Ακρίβεια μέτρησης…………………………..όχι χειρότερη από 5%

Σχηματικό διάγραμμα της συσκευής (Εικ. 1)

Δεδομένου ότι η αρχή της μέτρησης L και C είναι η ίδια, ας εξετάσουμε τη διαδικασία μέτρησης της χωρητικότητας.

Δεδομένου ότι ο πυκνωτής βαθμονόμησης δεν είναι επίσης ιδανικός, η συσκευή παρέχει τη δυνατότητα προσαρμογής της χωρητικότητάς του μέσω προγραμματισμού. Στην πράξη, αυτό μπορεί να γίνει με αυτόν τον τρόπο: εφοδιαστείτε με μια χούφτα πυκνωτών και πηνίων διαφορετικών χαρακτηριστικών, μετρημένα με ακρίβεια σε βιομηχανικό μετρητή LC. Στη συνέχεια, επιλέγοντας την τιμή της σταθεράς για τη λειτουργία μέτρησης "Cx", βεβαιωθείτε ότι η χωρητικότητα του μετρούμενου πυκνωτή ταιριάζει με τις ενδείξεις του δείκτη. Βεβαιωθείτε ότι η συσκευή δεν «ξαπλώνει» σε όλο το εύρος μέτρησης. Στη συνέχεια, μεταβείτε στη λειτουργία μέτρησης "Lx" και επιλέξτε μια σταθερά για τη μέτρηση των πηνίων. Στην πράξη, με πυκνωτή βαθμονόμησης KSO 1500 pF, η σταθερά για τη λειτουργία "Cx" είναι 1550, για τη λειτουργία "Lx" - 1360. Η επιλογή των σταθερών πρέπει να ληφθεί πολύ σοβαρά υπόψη, καθώς η ακρίβεια της συσκευής εξαρτάται από το. Αρκεί να επιλέξετε τις σταθερές μία φορά, εισάγονται αυτόματαΛΑΜΨΗ μνήμη ελεγκτή.

Στο αρχικό στάδιο ανάπτυξης, υποτίθεται ότι η συσκευή θα τροφοδοτείται από τη δική της μπαταρία 9 volt. Για να γίνει αυτό, έχει μια λειτουργία εξοικονόμησης ενέργειας: μετά από 4,5 λεπτά αδράνειας, ο επεξεργαστής, χρησιμοποιώντας τρανζίστορ VT1, απενεργοποιεί την τροφοδοσία της γεννήτριας DD2 και ο ίδιος εισέρχεται στη λειτουργία SΛΕΙΠ . Όσοι θέλουν να κατασκευάσουν μια συσκευή με εσωτερική μπαταρία θα εκτιμήσουν αυτή τη δυνατότητα. Η τρέχουσα κατανάλωση σε αυτή τη λειτουργία είναι περίπου 300 µA + Ipot. DD1.

Ρύθμιση συσκευής

Κατά τη ρύθμιση της συσκευής, η χωρητικότητα του πυκνωτή C1 και η αυτεπαγωγή του επαγωγέα L1 δεν έχουν μεγάλη σημασία. Απλώς πρέπει να ακολουθήσετε δύο κανόνες: 1) η χωρητικότητα C1 σε pF πρέπει να είναι περίπου 6-15 φορές μεγαλύτερη από την επαγωγή L1 σε μH. 2) Η συχνότητα του κυκλώματος L1C1 πρέπει να είναι εντός της περιοχής 550...750 kHz. Εάν είναι δυνατόν, είναι καλύτερο να τηρείτε τις τιμές που υποδεικνύονται στο διάγραμμα. Συνιστάται η χρήση πυκνωτή C1 με χαμηλή τιμή TKE (συντελεστής θερμοκρασίας χωρητικότητας), καθώς αυτή η παράμετρος εξαρτάται άμεσα από το πόσο συχνά θα πρέπει να γίνει βαθμονόμηση. Το τσοκ L1 πρέπει επίσης να έχει καλή σταθερότητα θερμοκρασίας και χαμηλή αυτο-χωρητικότητα. Ο πυκνωτής C2 θεωρείται αναφορά και λαμβάνεται ως σταθερά στον υπολογισμό, άρα θα πρέπει να έχει και πολύ μικρή τιμή ΤΚΕ. Για τέτοιους σκοπούς, ένας πυκνωτής τύπου KSO είναι τέλειος (για τις διαστάσεις ενός τέτοιου πυκνωτή διατίθεται ο χώρος στην πλακέτα), ο οποίος χαρακτηρίζεται από εξαιρετικά χαμηλή τιμή TKE. Η χωρητικότητα του πυκνωτή αναφοράς μπορεί να είναι οποιαδήποτε (κατά προτίμηση, θα πρέπει να είναι μεγαλύτερη από την χωρητικότητα C1), επειδή ο χρήστης πρέπει να το εισάγει στη μνήμη FLASH του επεξεργαστή ο ίδιος, έχοντας προηγουμένως μετρήσει με ακριβή μετρητή χωρητικότητας. Για το σκοπό αυτό έχει εφαρμοστεί μια κατάλληλη λειτουργία. Ενεργοποιείται ως εξής: κατά την ενεργοποίηση (διακόπτης "S2"), πρέπει να κρατήσετε πατημένο το πλήκτρο "Βαθμονόμηση" μέχρι να εμφανιστεί η ένδειξη: "XXXX PF" , όπου ΧΧΧΧ είναι η χωρητικότητα του πυκνωτή αναφοράς C2 σε pF. Επιπλέον, εάν, κατά την είσοδο σε αυτή τη λειτουργία, η λειτουργία μέτρησης "Cx" ρυθμίστηκε από το διακόπτη S1, τότε η εισαγόμενη σταθερά θα χρησιμοποιηθεί μόνο κατά τη βαθμονόμηση για τη λειτουργία "Cx" και εάν η λειτουργία μέτρησης "Lx" έχει οριστεί, τότε θα χρησιμοποιηθεί μόνο κατά τη βαθμονόμηση για τη λειτουργία μέτρησης "Lx". Επιπλέον, στη λειτουργία σταθερής εγγραφής, ο διακόπτης χρησιμοποιείται για την αλλαγή του βήματος συντονισμού της τιμής της σταθεράς: η λειτουργία "Cx" θα αντιστοιχεί στο βήμα "1" και η λειτουργία "Lx" στο βήμα "10". . Για να αλλάξετε την τιμή ένα βήμα προς τα πάνω ή προς τα κάτω, χρησιμοποιήστε τα αντίστοιχα πλήκτρα S 3 ("Βαθμονόμηση") και S 4 ("Μέτρο"). Όταν κρατάτε πατημένο το πλήκτρο, η τιμή της σταθεράς θα αλλάξει με ρυθμό πέντε βημάτων ανά δευτερόλεπτο. Για να εγγράψετε μια σταθερά στη μνήμη, μην πατήσετε κανένα πλήκτρο για πέντε δευτερόλεπτα, μετά την οποία θα πραγματοποιηθεί εκ νέου βαθμονόμηση και η συσκευή θα ξεκινήσει την κανονική λειτουργία (λειτουργία αναμονής μέτρησης). Θα πρέπει επίσης να θυμάστε να ρυθμίσετε τον ταλαντωτή χαλαζία του επεξεργαστή χρησιμοποιώντας τον πυκνωτή συντονισμού C13. Για ευκολία ρύθμισης, έχει εφαρμοστεί μια ειδική λειτουργία εμφάνισης, όταν ενεργοποιηθεί, όλοι οι υπολογισμοί παρακάμπτονται και η πραγματική μετρούμενη συχνότητα στην είσοδο TMR (ακίδα 3 του DD3) εμφανίζεται στην ένδειξη. Μορφή εμφάνισης συχνότητας: "XXX, XX" kHz. Ενεργοποιείται με την εγκατάσταση του βραχυκυκλωτήρα XS1. Αυτή η διαδικασία θα απαιτήσει έναν μετρητή συχνότητας συνδεδεμένο με τον ακροδέκτη TMR του DD3. Ρυθμίζοντας τον πυκνωτή C13, θα πρέπει να βεβαιωθείτε ότι η συχνότητα στην ένδειξη ταιριάζει με τη συχνότητα του μετρητή συχνότητας με ακρίβεια τουλάχιστον 0,05 τοις εκατό. Αυτό ολοκληρώνει τη διαδικασία ρύθμισης του μετρητή LC. Εάν ο χρήστης χρειάζεται να δει τις πραγματικές υπολογιζόμενες τιμές της χωρητικότητας και της επαγωγής του ταλαντευόμενου κυκλώματος, αυτό μπορεί να γίνει ως εξής: όταν ενεργοποιείτε την τροφοδοσία, κρατήστε πατημένο το πλήκτρο "Measure". Σε αυτήν τη λειτουργία, η βαθμονόμηση θα πραγματοποιηθεί κυκλικά, ακολουθούμενη από την εμφάνιση των υπολογισμένων τιμών στην ένδειξη μέχρι να απελευθερωθεί το κλειδί. Οι υπολογισμένες τιμές της χωρητικότητας και της αυτεπαγωγής θα εμφανιστούν με τη μορφή που φαίνεται στα Σχήματα 2 και 3, αντίστοιχα. Μετά την απελευθέρωση του κλειδιού, θα πραγματοποιηθεί εκ νέου βαθμονόμηση και η συσκευή θα ξεκινήσει την κανονική λειτουργία.

Λειτουργία της συσκευής

Λεπτομέρειες και σχέδιο πίνακα

Η συσκευή είναι κατασκευασμένη σε σανίδα διπλής όψης διαστάσεων 10,25 x 6,5 mm. Το στρώμα σανίδας στην πλευρά στερέωσης εξαρτημάτων χρησιμοποιείται ως κοινό σύρμα.

Η συσκευή χρησιμοποιεί τα ακόλουθα εξαρτήματα σε μια θήκη SMD, τα οποία είναι κολλημένα στην πλακέτα από την πλευρά του αγωγού: όλες οι αντιστάσεις, ο πυκνωτής C10, καθώς και ένας βραχυκυκλωτήρας μεταξύ του πομπού VT1 και του διαύλου ισχύος +5 V (υποδεικνύεται στο σχέδιο της πλακέτας ως αντίσταση με την τιμή «000»). Οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές είναι μικρού μεγέθους από εισαγόμενο εξοπλισμό. Τσιπ DD2 - LM311N σε συσκευασία DIP8. Οι συγγραφείς συνιστούν τη χρήση του οικιακού αναλογικού K554CA3. Αυτό καθιστά δυνατή την αύξηση του ανώτατου ορίου μέτρησης. Μια αντίστοιχη υποδοχή είναι εγκατεστημένη κάτω από τον μικροελεγκτή DD3 σε ένα περίβλημα DIP18. Σταθεροποιητής DD1 - οποιοσδήποτε μικρού μεγέθους με τάση σταθεροποίησης +5 V. Εάν η συσκευή τροφοδοτείται από τη δική της μπαταρία, τότε συνιστάται να χρησιμοποιείτε σταθεροποιητές με χαμηλή κατανάλωση ρεύματος, όπως LM2936-25 (Ipot.<1 мА) или КР1170ЕН5 (Iпот. ~1 мА). Транзистор VT1 любой "pnp" структуры с большим коэффициентом усиления. Если прибор будет питаться от внешнего блока питания, то транзистор можно не устанавливать, а вместо него запаять перемычку: между эмиттером и коллектором. Реле К1 - герконовое от импортного телефона или любое другое малогабаритное с напряжением срабатывания не более 5 В. Защитный диод VD1 любой с Iпр. макс. не менее 100 мА (1N4001, 1N4004). Модуль DD4 - десятиразрядный индикатор с последовательным вводом и контроллером управления - типа НТ1613 или НТ1611. Индикатор крепится непосредственно к плате на стойках, как показано на чертеже платы. На элементы генератора устанавливается экран размером 3 x 3 x 0,8 см (ДxШxВ), изготовленный из жести (на чертеже обозначен штриховой линией). Готовая плата устройства помещается в корпус с внутренними размерами 10,3 х 6,7 х 1,2 см (ДхШхВ).

Λογισμικό

Το πρόγραμμα για αυτή τη συσκευή γράφτηκε σχεδόν εξ ολοκλήρου από την αρχή. Οι κωδικοί για το φλας του ελεγκτή (bits διαμόρφωσης, πρόγραμμα EEPROM και δεδομένα EEPROM) βρίσκονται στο αρχείο "LC_Prog.hexσε μορφή INHX32.

Πιθανές βλάβες

Ακολουθούν πιθανές δυσκολίες κατά την εκκίνηση της συσκευής για πρώτη φορά και συμβουλές για την εξάλειψή τους:

1) Όταν είναι ενεργοποιημένο, δεν λειτουργεί τίποτα:

Ελέγξτε την τάση στην είσοδο και την έξοδο του σταθεροποιητή DD1, μπορεί να είναι ελαττωματική. Εάν η τάση είναι κανονική, ελέγξτε ξανά ότι η ένδειξη έχει συνδεθεί σωστά - η συσκευή μπορεί να λειτουργεί, αλλά η ένδειξη δεν εμφανίζει πληροφορίες. Αυτό μπορεί να προσδιοριστεί με τον ακόλουθο τρόπο: όταν πατάτε το πλήκτρο "Βαθμονόμηση", θα πρέπει να ακούσετε ένα κλικ όταν ενεργοποιείται το ρελέ Κ1.

2) Όταν είναι ενεργοποιημένη, η ένδειξη εμφανίζει ακατανόητες πληροφορίες:

Ίσως οι ακίδες ένδειξης Clk και Data έχουν αντιστραφεί ή η παροχή ρεύματος είναι πολύ χαμηλή. Θα πρέπει να είναι στην περιοχή 1,3 V-1,6 V. Εάν όλα είναι εντάξει, τότε η αντίσταση των αντιστάσεων R9, R10 θα πρέπει να μειωθεί αναλογικά.

3) Όταν είναι ενεργοποιημένο, εμφανίζεται ο χρονοδιακόπτης ένδειξης και η συσκευή δεν ανταποκρίνεται στα πατήματα των πλήκτρων:

Ο λόγος βρίσκεται στο χειριστήριο. Ελέγξτε ότι έχει τοποθετηθεί σωστά στην πρίζα. Θα πρέπει επίσης να ελέγξετε με τη βοήθεια του προγραμματιστή τη λειτουργικότητά του και το πρόγραμμα που είναι ενσωματωμένο σε αυτό. Ο ελεγκτής πρέπει να είναι πλήρως προγραμματισμένος με όλες τις παραμέτρους και τα δεδομένα που βρίσκονται στο αρχείο "LC_Επαιτώ .hex" (bits διαμόρφωσης, πρόγραμμα EEPROM και δεδομένα EEPROM). Εάν όλα είναι εντάξει, τότε ο κρύσταλλος ZQ1 ενδέχεται να μην λειτουργεί.

4) Κατά τη βαθμονόμηση, τα σύμβολα εμφανίζονται συνεχώς "PP" :

Ο λόγος είναι η γεννήτρια. Σύμβολα "PP" σημαίνει ότι η συχνότητα στην είσοδο TMR είναι κάτω από 1 kHz. Εάν η βαθμονόμηση πραγματοποιείται στη λειτουργία μέτρησης "Lx", τότε μπορεί να έχετε ξεχάσει να τοποθετήσετε ένα βραχυκυκλωτήρα στους ακροδέκτες "Lx" (δείτε την ενότητα λειτουργίας της συσκευής). Διαφορετικά, η γεννήτρια LC δεν λειτουργεί. Ελέγξτε την τάση στον ακροδέκτη 8 του DD2. Εάν λείπει, τότε το τρανζίστορ VT1 είναι ελαττωματικό. Αντ' αυτού, συγκολλήστε ένα βραχυκυκλωτήρα μεταξύ του συλλέκτη και των ακροδεκτών εκπομπού. Εάν αυτό δεν βοηθήσει, ελέγξτε τη δυνατότητα συντήρησης των ηλεκτρολυτικών πυκνωτών C3 και C6, καθώς και του επαγωγέα L1. Εάν τίποτα δεν βοηθά, τότε ίσως χρειαστεί να αντικαταστήσετε το συγκριτικό DD2.

Π. ΜΙΚΡΟ. Για τους δείκτες που χρησιμοποιούνται σε αυτήν τη συσκευή, η γωνία θέασης εξαρτάται άμεσα από την τάση της. Καθώς αυξάνεται η τάση, η γωνία θέασης κινείται προς τα πάνω, αλλά καθίσταται αδύνατο να παρατηρηθούν οι ενδείξεις του δείκτη από κάτω. Η έκδοση του συγγραφέα χρησιμοποιεί χαμηλότερη τάση δείκτη (1,35 V), επειδή Το σώμα της συσκευής έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί σε οριζόντια (ξαπλωμένη) θέση και συνήθως φαίνεται από κάτω. Η τάση του δείκτη ρυθμίζεται από ένα διαιρέτη R 8, R 11.

Υλικά που χρησιμοποιούνται:

Anikin Alexander (RA4LCH), Anikin Dmitry (RW4LED)

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ: [email προστατευμένο]

Ουλιάνοφσκ. Νοέμβριος 2003

Ο ψηφιακός μετρητής LC είναι ένας βολικός μετρητής δοκιμής εξοπλισμού που μπορείτε να φτιάξετε μόνοι σας για να μετρήσετε την επαγωγή και την χωρητικότητα σε ένα ευρύ φάσμα. Ο ψηφιακός μετρητής LC βασίζεται σε μια πρωτότυπη τεχνική μέτρησης, παρέχει εκπληκτική ακρίβεια και συναρμολογείται εύκολα. Πολλά σύγχρονα ψηφιακά πολύμετρα έχουν μεγάλα εύρη μέτρησης χωρητικότητας, ειδικά στα πιο ακριβά μοντέλα.

Αυτό είναι διαφορετικό από τους επαγγελματίες που έχουν τη δυνατότητα να χρησιμοποιούν ψηφιακούς μετρητές LCR εδώ και αρκετό καιρό. Σας επιτρέπουν να μετράτε γρήγορα και αυτόματα σχεδόν οποιοδήποτε παθητικό στοιχείο, συχνά μετρώντας όχι μόνο την κύρια παράμετρό του (όπως η αυτεπαγωγή ή η χωρητικότητα) αλλά και μία ή περισσότερες δευτερεύουσες παραμέτρους. Ωστόσο, πολλά από αυτά τα όργανα έχουν υψηλή τιμή· χάρη στην τεχνολογία μικροελεγκτών, αυτό έχει αλλάξει κάπως τα τελευταία χρόνια και τα ψηφιακά όργανα είναι πλέον πολύ πιο προσιτά. Αυτές περιλαμβάνουν επαγγελματικές και σπιτικές συσκευές, καθώς και τη συσκευή που περιγράφεται εδώ.

Κύρια χαρακτηριστικά του ψηφιακού μετρητή LC

Όπως φαίνεται στο σχήμα του κειμένου, ο νέος ψηφιακός μετρητής LC είναι πολύ συμπαγής. Είναι εύκολο στη συναρμολόγηση, διαθέτει οθόνη LCD και μπορεί να στεγαστεί σε ένα μικρό περίβλημα. Το κόστος ενός ψηφιακού μετρητή LC δεν είναι υψηλό, επομένως ο καθένας μπορεί να το αντέξει οικονομικά. Παρά τη μέτρια τιμή του, ο ψηφιακός μετρητής LC προσφέρει αυτόματη άμεση ψηφιακή μέτρηση σε ένα ευρύ φάσμα χωρητικότητας (C) και επαγωγής (L) με ανάλυση 4 ψηφίων. Στην πραγματικότητα, μετρά χωρητικότητα από 0,1 έως 800nF και επαγωγή από 10 έως 70 mH. Η ακρίβεια μέτρησης είναι επίσης εκπληκτικά καλή, καλύτερη από το ±1% της ανάγνωσης. Ο ψηφιακός μετρητής LC λειτουργεί από 9V έως 12V DC, καταναλώνοντας μέσο ρεύμα μικρότερο από 20mA. Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να τροφοδοτηθεί από μια μπαταρία 9V ενσωματωμένη στη θήκη ή από ένα εξωτερικό τροφοδοτικό.

Πώς λειτουργεί ένας ψηφιακός μετρητής LC;

Η εντυπωσιακή απόδοση του ψηφιακού μετρητή LC εξαρτάται από μια πρωτότυπη τεχνική μέτρησης που αναπτύχθηκε πριν από περίπου 12 χρόνια από τον Neil Hecht από την Πολιτεία της Ουάσιγκτον των ΗΠΑ. Χρησιμοποιεί έναν ταλαντωτή δοκιμής μεγάλου εύρους του οποίου η συχνότητα αλλάζει συνδέοντας την άγνωστη επαγωγή ή πυκνωτή που μετράτε.

Η προκύπτουσα αλλαγή συχνότητας μετριέται από τον μικροελεγκτή, ο οποίος στη συνέχεια υπολογίζει την τιμή του στοιχείου και την εμφανίζει απευθείας στην οθόνη LCD. Επομένως, υπάρχουν βασικά μόνο δύο βασικά μέρη του οργάνου: (1) η ίδια η γεννήτρια δοκιμής και (2) ένας μικροελεγκτής που μετρά τη συχνότητά του (με και χωρίς το εξάρτημα να μετράται) και υπολογίζει την τιμή του στοιχείου. Για να επιτευχθεί αξιόπιστη παραγωγή σε μεγάλο εύρος συχνοτήτων, η δοκιμαστική γεννήτρια βασίζεται σε έναν αναλογικό συγκριτή με θετική ανάδραση, δείτε το σχήμα. Αυτή η διαμόρφωση έχει μια φυσική τάση να ταλαντώνεται λόγω του πολύ μεγάλου κέρδους μεταξύ της εισόδου και της εξόδου του συγκριτή. Όταν η τροφοδοσία ενεργοποιείται για πρώτη φορά (+5V), η μη αναστρέφουσα (+) είσοδος του συγκριτή διατηρείται στο μισό της τάσης τροφοδοσίας (+2,5)V από έναν διαιρέτη πόλωσης που σχηματίζεται από δύο αντιστάσεις 100k.

Ωστόσο, η τάση στην είσοδο αναστροφής είναι αρχικά μηδέν επειδή ο πυκνωτής 10 mF σε αυτήν την είσοδο χρειάζεται χρόνο για να φορτιστεί μέσω της αντίστασης ανάδρασης 47 k. Έτσι, με μια μη αναστρέφουσα είσοδο πολύ πιο θετική από την αναστροφική της είσοδο, ο συγκριτής αρχικά αλλάζει το σήμα εξόδου του σε υψηλό επίπεδο (δηλαδή +5V). Μόλις συμβεί αυτό, ο πυκνωτής 10 mF στην αναστροφική είσοδο αρχίζει να φορτίζεται μέσω της αντίστασης 47 k και έτσι η τάση σε αυτήν την είσοδο αυξάνεται εκθετικά. Μόλις ανέβει λίγο πάνω από το επίπεδο +2,5V, η έξοδος του συγκριτή πέφτει ξαφνικά χαμηλά. Αυτή η χαμηλή τάση τροφοδοτείται πίσω στη μη αναστροφική είσοδο του συγκριτή μέσω μιας αντίστασης ανάδρασης 100 k. Συνδέεται επίσης μέσω ενός πυκνωτή εισόδου 10 mF στο συντονισμένο κύκλωμα που σχηματίζεται από τον επαγωγέα L1 και τον πυκνωτή C1. Αυτό προκαλεί lasing στη συχνότητα συντονισμού του.

Όπως φαίνεται στο σχήμα, το άγνωστο εξάρτημα συνδέεται μέσω των ακροδεκτών δοκιμής. Στη συνέχεια συνδέεται στο διαμορφωμένο κύκλωμα γεννήτριας μέσω του διακόπτη S1. Κατά τη μέτρηση ενός άγνωστου πυκνωτή, το S1 μεταβαίνει στη θέση "C", έτσι ώστε ο πυκνωτής να συνδέεται παράλληλα με το C1. Εναλλακτικά, για μια άγνωστη επαγωγή, το S1 αλλάζει στη θέση "L" έτσι ώστε ο επαγωγέας να συνδέεται σε σειρά με το L1. Και στις δύο περιπτώσεις, οι προστιθέμενες τιμές Cx ή Lx προκαλούν και πάλι αλλαγή της συχνότητας του ταλαντωτή σε νέα συχνότητα (F3). Όπως και με το F2, αυτό θα είναι πάντα χαμηλότερο από το F1. Έτσι, μετρώντας το F3 όπως πριν, και παρακολουθώντας τη θέση του διακόπτη S1 (η οποία γίνεται μέσω της σύνδεσης C/L στον ακροδέκτη 12 του IC1), ο μικροελεγκτής μπορεί να υπολογίσει την τιμή του άγνωστου στοιχείου χρησιμοποιώντας μία από τις εξισώσεις που φαίνονται στο κάτω μέρος του πλαισίου εξίσωσης - δηλ. τμήμα με την επιγραφή: "Σε λειτουργία μέτρησης".

Από αυτές τις εξισώσεις μπορείτε να δείτε ότι ο μικροελεγκτής έχει αρκετά μέγιστη "αριθμητική συμπίεση" τόσο στη λειτουργία βαθμονόμησης όταν υπολογίζει τις τιμές L1 και C1 όσο και στη λειτουργία μέτρησης όταν υπολογίζει την τιμή Cx ή Lx. Κάθε μία από αυτές τις τιμές πρέπει να υπολογίζεται με υψηλό βαθμό ανάλυσης και ακρίβειας. Για να επιτευχθεί αυτό, το υλικολογισμικό του μικροελεγκτή πρέπει να χρησιμοποιήσει κάποια μαθηματικά 24-bit κινητής υποδιαστολής.

Δεδομένου ότι αυτό το έξυπνο αλλά απλό κύκλωμα μέτρησης χρησιμοποιείται για τη δημιουργία ενός πρακτικού οργάνου, μπορεί να φανεί από το πλήρες διάγραμμα κυκλώματος ενός ψηφιακού μετρητή LC υψηλής ακρίβειας που φαίνεται στο σχήμα. Αυτό είναι ακόμα πιο απλό από ό,τι θα περίμενε κανείς, επειδή δεν υπάρχει ξεχωριστός συγκριτής που να σχηματίζει τον πυρήνα του ταλαντωτή μέτρησης. Αντίθετα, χρησιμοποιούμε έναν συγκριτή ενσωματωμένο στον ίδιο τον μικροελεγκτή (IC1). Όπως φαίνεται, ο μικροελεγκτής IC1 είναι ένας PIC16F628A και στην πραγματικότητα περιέχει δύο αναλογικούς συγκριτές που μπορούν να διαμορφωθούν με διάφορους τρόπους. Εδώ χρησιμοποιούμε τον συγκριτή 1 (CMP1) ως ταλαντωτή μέτρησης. Ο Συγκριτής 2 (CMP2) χρησιμοποιείται μόνο για να παρέχει κάποιο πρόσθετο τετραγωνισμό στην έξοδο του CMP1 και η έξοδός του στη συνέχεια οδηγεί το εσωτερικό κύκλωμα μέτρησης συχνοτήτων. Το κύκλωμα της γεννήτριας πρακτικά δεν διαφέρει από το κύκλωμα που φαίνεται στο σχήμα.

Σημειώστε ότι το IC1 οδηγεί το ρελέ RLY1 (το οποίο αλλάζει τον πυκνωτή βαθμονόμησης C2 μέσα και έξω από το κύκλωμα) μέσω της γραμμής RB7 της θύρας I/O B (ακίδα 13). Η δίοδος D1 χρησιμεύει για την προστασία του εσωτερικού κυκλώματος του μικροελεγκτή από επαγωγικές εκρήξεις όταν το ρελέ είναι απενεργοποιημένο. Κατά τη λειτουργία, το IC1 καθορίζει σε ποια θέση βρίσκεται ο διακόπτης S1 όταν χρησιμοποιείται RB6 (ακίδα 12). Ανεβαίνει όταν το S1b βρίσκεται στη θέση "C" και κατεβαίνει όταν το S1b είναι στη θέση "L". Το Quartz X1 (4 MHz) ρυθμίζει τη συχνότητα ρολογιού του μικροελεγκτή IC1, ενώ οι αντίστοιχοι πυκνωτές 33 pF διασφαλίζουν τη σωστή αντιστοίχιση για την εξασφάλιση αξιόπιστης εκκίνησης του ταλαντωτή ρολογιού. Τα αποτελέσματα υπολογισμού του μικροελεγκτή IC1 εξάγονται σε μια τυπική μονάδα LCD 2 × 16. Αυτό ελέγχεται απευθείας μέσω των ακροδεκτών θύρας RB0-RB5. Το ποτενσιόμετρο VR1 σάς επιτρέπει να προσαρμόσετε τη βέλτιστη αντίθεση της οθόνης LCD.

Εάν βλέπετε τη συχνότητα στην οθόνη στο σωστό εύρος, σημειώστε την τιμή και, στη συνέχεια, απενεργοποιήστε και μετακινήστε το βραχυκυκλωτήρα στη θέση LK1. Ενεργοποιήστε ξανά την τροφοδοσία και ελέγξτε ότι η οθόνη LCD εμφανίζει τώρα έναν διαφορετικό οκταψήφιο αριθμό μετά τη βαθμονόμηση. Αυτό θα είναι F2 - δηλ. συχνότητα γεννήτριας όταν ο πυκνωτής C2 είναι συνδεδεμένος παράλληλα με το C1. Δεδομένου ότι και οι δύο πυκνωτές έχουν ονομαστικά την ίδια τιμή, το F2 θα πρέπει να είναι πολύ κοντά στο 71% του F1. Αυτό συμβαίνει επειδή ο διπλασιασμός της χωρητικότητας μειώνει τη συχνότητα κατά έναν παράγοντα ίσο με την τετραγωνική ρίζα δύο (δηλαδή 1/√2 = 0,707). Εάν η μέτρησή σας για το F2 απέχει πολύ από το 71% του F1, ίσως χρειαστεί να αντικαταστήσετε το C2 με έναν άλλο πυκνωτή του οποίου η τιμή είναι πιο κοντά στο C1. Από την άλλη πλευρά, εάν το F2 είναι ακριβώς το ίδιο με το F1, αυτό υποδηλώνει ότι ο ηλεκτρονόμος RLY1 στην πραγματικότητα δεν μετέβαλε καθόλου το C2. Αυτό μπορεί να οφείλεται σε κακή σύνδεση συγκόλλησης σε έναν από τους ακροδέκτες RLY1 ή μπορεί να την έχετε εγκαταστήσει λανθασμένα στην πλακέτα. Μόλις έχετε συγκρίσιμες ενδείξεις για τα F1 και F2, ο ψηφιακός μετρητής LC είναι έτοιμος για βαθμονόμηση και χρήση. Εάν δεν έχετε πυκνωτή γνωστής τιμής για να εκτελέσετε τη δική σας ακριβή βαθμονόμηση, θα πρέπει να βασιστείτε στην αυτόματη βαθμονόμηση του οργάνου (η οποία βασίζεται σε μεγάλο βαθμό στην ακρίβεια του πυκνωτή C2). Σε αυτήν την περίπτωση, απλώς αφαιρέστε όλους τους βραχυκυκλωτήρες από LK1 σε LK4 και εγκαταστήστε την πλακέτα της συσκευής στη θήκη.

Ψηφιακός μετρητής LC βαθμονόμησης μικρορύθμισης

Εάν διαθέτετε πυκνωτή γνωστής αξίας (επειδή μπορέσατε να τον μετρήσετε με έναν μετρητή LCR υψηλής ακρίβειας), μπορείτε εύκολα να τον χρησιμοποιήσετε για να ρυθμίσετε τη βαθμονόμηση του ψηφιακού μετρητή LC. Πρώτα ενεργοποιήστε τη συσκευή και αφήστε τη να τρέξει και μετά περνάει από την ακολουθία "Βαθμονόμηση" και "C=NN.N pF". Μετά από αυτό, περιμένετε ένα ή δύο λεπτά και πατήστε το κουμπί μηδέν (S2), βεβαιωθείτε ότι η οθόνη LCD εμφανίζει το σωστό μηδενικό μήνυμα, δηλαδή "C = 0,0 pF". Στη συνέχεια, συνδέστε έναν πυκνωτή γνωστής τιμής στους ακροδέκτες δοκιμής και παρατηρήστε την ένδειξη. Θα πρέπει να είναι αρκετά κοντά στην τιμή του πυκνωτή, αλλά μπορεί να είναι κάπως υψηλή ή χαμηλή. Εάν η ένδειξη είναι πολύ χαμηλή, τοποθετήστε το βραχυκυκλωτήρα LK4 στον πίσω πίνακα και κοιτάξτε την οθόνη LCD. Κάθε 200 ms περίπου η ένδειξη θα αυξάνεται καθώς ο μικροελεγκτής PIC προσαρμόζει τον συντελεστή κλιμάκωσης του μετρητή σε απόκριση στο βραχυκυκλωτήρα. Μόλις η ένδειξη φτάσει στη σωστή τιμή, αφαιρέστε γρήγορα τον βραχυκυκλωτήρα για να ολοκληρώσετε τη ρύθμιση βαθμονόμησης.

Αντίθετα, εάν η ένδειξη του μετρητή για έναν γνωστό πυκνωτή είναι πολύ υψηλή, ακολουθήστε την ίδια διαδικασία αλλά με τον βραχυκυκλωτήρα στη θέση LK3. Αυτό θα αναγκάσει τον μικροελεγκτή να μειώνει τον συντελεστή κλίμακας του μετρητή κάθε φορά που κάνει μια μέτρηση, και όπως πριν, η ιδέα είναι να αφαιρέσετε το βραχυκυκλωτήρα LK3 μόλις η ένδειξη φτάσει στη σωστή τιμή. Εάν δεν αφαιρέσετε το βραχυκυκλωτήρα αρκετά γρήγορα εγκαίρως από αυτές τις διαδικασίες βαθμονόμησης, ο μικροελεγκτής θα "υπερρυθμιστεί". Σε αυτήν την περίπτωση, πρέπει απλώς να χρησιμοποιήσετε την αντίθετη διαδικασία για να επιστρέψετε την ένδειξη στη σωστή τιμή. Στην πραγματικότητα, μπορεί να χρειαστεί να ρυθμίσετε τη βαθμονόμηση εμπρός και πίσω μερικές φορές μέχρι να βεβαιωθείτε ότι είναι σωστή. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, ο μικροελεγκτής PIC αποθηκεύει τον συντελεστή κλίμακας στο EEPROM του μετά από κάθε μέτρηση κατά τη διάρκεια αυτών των διαδικασιών βαθμονόμησης. Αυτό σημαίνει ότι χρειάζεται να βαθμονομήσετε μόνο μία φορά. Σημειώστε επίσης ότι όταν βαθμονομείτε τον μετρητή με αυτόν τον τρόπο, χρησιμοποιώντας έναν πυκνωτή με γνωστή τιμή, βαθμονομείται επίσης αυτόματα για μετρήσεις επαγωγής. Υλικολογισμικόγια ψηφιακό μετρητή LC.