Arduino CAP-ESR-FREQ Հաշվիչ `6 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:45

CAP-ESR-FREQ հաշվիչ Arduino Duemilanove- ով:

Այս ձեռնարկում դուք կարող եք գտնել Arduino Duemilanove- ի հիման վրա չափիչ սարքի մասին բոլոր անհրաժեշտ տեղեկությունները: Այս գործիքի միջոցով դուք կարող եք չափել երեք բան. Կոնդենսատորի արժեքները նանոֆարադներում և միկրոֆարադներում, կոնդենսատորի համարժեք սերիական դիմադրությունը (ESR արժեքը) և վերջին, բայց ոչ պակաս հաճախականությունները 1 հերցից մինչև 3 մեգահերց: Երեք նախագծերն էլ հիմնված են Arduino ֆորումում և Hackerstore- ում գտած նկարագրությունների վրա: Որոշ թարմացումներ ավելացնելուց հետո ես դրանք միավորեցի մեկ գործիքի մեջ, որը կառավարվում էր ընդամենը մեկ Arduino ino ծրագրով: Տարբեր հաշվիչներն ընտրվում են երեք դիրքի ընտրիչ անջատիչ S2- ի միջոցով, որը միացված է A1, A2 և A3 կապումներին: ESR- ի զրոյացումը և հաշվիչի ընտրության զրոյացումը կատարվում է A4- ի վրա մեկ սեղմիչ S3- ի միջոցով: Անջատիչ S1- ը միացման/անջատման անջատիչ է, որն անհրաժեշտ է 9 Վ DC մարտկոցի հզորության համար, երբ հաշվիչը USB- ի միջոցով միացված չէ համակարգչին: Այս կապումներն օգտագործվում են մուտքի համար `A0: esr արժեքի մուտքագրում: A5: կոնդենսատորի մուտք: մուտքագրում:

Հաշվիչն օգտագործում է Հեղուկ բյուրեղյա էկրան (LCD), որը հիմնված է Hitachi HD44780 (կամ համատեղելի) չիպսետի վրա, որն առկա է տեքստի վրա հիմնված LCD- ների մեծ մասում: Գրադարանը գործում է 4-բիթանոց ռեժիմում (այսինքն ՝ օգտագործելով 4 տվյալների տող, բացի rs, enable և rw կառավարման տողերից): Այս նախագիծը սկսեցի lcd- ով `ընդամենը 2 տվյալների գծով (SDA և SCL I2C միացումներ), բայց դժբախտաբար դա հակասում էր հաշվիչների համար օգտագործվող մյուս ծրագրերին: Սկզբում ես կբացատրեմ նրան երեք տարբեր մետր և վերջում հավաքման հրահանգները: Յուրաքանչյուր տեսակի հաշվիչի միջոցով կարող եք ներբեռնել նաև առանձին Arduino ino ֆայլը, եթե ցանկանում եք տեղադրել միայն հաշվիչի այդ հատուկ տեսակը:

Քայլ 1: Կոնդենսատորի հաշվիչ

Թվային կոնդենսատորի հաշվիչը հիմնված է Hackerstore- ի նախագծի վրա: Կոնդենսատորի արժեքը չափելը.

Հզորությունը էլեկտրական լիցքը պահելու կոնդենսատորի ունակության չափիչ է: Arduino հաշվիչը հիմնված է կոնդենսատորների նույն հիմնական հատկության վրա `ժամանակի հաստատուն: Այս ժամանակի կայունությունը սահմանվում է որպես այն ժամանակը, որը տևում է կոնդենսատորի վրա լարման լրիվ լիցքավորման ժամանակ դրա լարման 63.2% -ին հասնելու համար: Arduino- ն կարող է չափել հզորությունը, քանի որ կոնդենսատորի լիցքավորման ժամանակը անմիջականորեն կապված է դրա հզորության հետ TC = R x C. TC- ը կոնդենսատորի ժամանակային հաստատունն է (վայրկյանում): R- ը շղթայի դիմադրությունն է (Օմսում): C- ը կոնդենսատորի հզորությունն է (Ֆարադում): Farads- ում տարողունակության արժեքը ստանալու բանաձևը C = TC/R է:

Այս հաշվիչում R- ի արժեքը կարող է սահմանվել 15kOhm- ից մինչև 25kOhm- ի միջև ՝ P1 չափիչ սարքի միջոցով: Կոնդենսատորը լիցքավորվում է D12 կապի միջոցով և լիցքաթափվում հաջորդ չափման համար ՝ D7 կապի միջոցով: Լիցքավորված լարման արժեքը չափվում է A5 կապի միջոցով: Այս քորոցի ամբողջական անալոգային արժեքը 1023 է, ուստի 63.2% -ը ներկայացված է 647. արժեքով:

Քայլ 2: ESR հաշվիչ

Տես ESR- ի սահմանման համար ՝

Տես Arduino ֆորումի օրիգինալ թեման https://forum.arduino.cc/index.php?topic=80357.0 Շնորհակալություն szmeu- ին այս թեմայի սկզբի համար և mikanb- ի esr50_AutoRange նախագծի համար: Ես օգտագործեցի այս դիզայնը ՝ ներառելով իմ esr հաշվիչի նախագծման մեկնաբանությունների և բարելավումների մեծ մասը:

ԹԱՐՄԱՆԵԼ 2021 թվականի մայիս. Իմ ESR հաշվիչը երբեմն տարօրինակ է պահում իրեն: Ես շատ ժամանակ ծախսեցի պատճառ (եր) գտնելու համար, բայց չգտա: Որպես լուծում կարող է լինել Arduino ֆորումի բնօրինակ էջերը ստուգելը:…

Սերիայի համարժեք դիմադրությունը (ESR) ներքին դիմադրությունն է, որը հայտնվում է սարքի հզորության շարքում: Այն կարող է օգտագործվել վերանորոգման նիստերի ընթացքում անսարք կոնդենսատորներ գտնելու համար: Ոչ մի կոնդենսատոր կատարյալ չէ, և ESR- ն գալիս է լարերի, ալյումինե փայլաթիթեղի և էլեկտրոլիտի դիմադրությունից: Հաճախ դա էներգիայի մատակարարման նախագծման կարևոր պարամետր է, երբ ելքային կոնդենսատորի ESR- ն կարող է ազդել կարգավորիչի կայունության վրա (այսինքն ՝ այն առաջացնելով տատանում կամ բեռի մեջ անցողիկ ռեակցիաներ): Այն կոնդենսատորի ոչ իդեալական բնութագրիչներից է, որը կարող է առաջացնել էլեկտրոնային սխեմաների կատարման տարբեր խնդիրներ: Բարձր ESR արժեքը վատթարացնում է աշխատանքը էներգիայի կորուստների, աղմուկի և ավելի բարձր լարման անկման պատճառով:

Փորձարկման ընթացքում հայտնի հոսանքը կոնդենսատորի միջոցով անցնում է շատ կարճ ժամանակով, որպեսզի կոնդենսատորը ամբողջությամբ չլիցքավորվի: Հոսանքը լարում է արտադրում կոնդենսատորի վրա: Այս լարումը կլինի հոսանքի և կոնդենսատորի ESR- ի արտադրանքը ՝ գումարած աննշան լարման կոնդենսատորի փոքր լիցքի պատճառով: Քանի որ հոսանքը հայտնի է, ESR արժեքը հաշվարկվում է չափված լարումը հոսանքի բաժանելով: Արդյունքներն այնուհետև ցուցադրվում են հաշվիչի էկրանին: Փորձարկման հոսանքները գեներացվում են Q1 և Q2 տրանզիստորների միջոցով, դրանց արժեքներն են ՝ 5 մԱ (բարձր տիրույթի կարգավորում) և 50 մԱ, (ցածր տիրույթի կարգավորում) ՝ R4 և R6: Բեռնաթափումը կատարվում է տրանզիստոր Q3- ի միջոցով: Կոնդենսատորի լարումը չափվում է A0 անալոգային մուտքի միջոցով:

Քայլ 3. Հաճախականության հաշվիչ

Բնօրինակի տվյալների համար տես Arduino ֆորումը.

Հաճախականությունների հաշվիչը գործում է հետևյալ կերպ. 16 բիթ ժամաչափ/հաշվիչ 1 -ը կհավաքի բոլոր ժամացույցները, որոնք գալիս են D5 կապից: Timամաչափը/Counter2- ը կստեղծի ընդմիջում յուրաքանչյուր միլիվայրկյանում (վայրկյանում 1000 անգամ): Եթե erամաչափ/Հաշվիչ 1 -ում արտահոսք լինի, ապա overflow_counter- ը կավելանա մեկով: 1000 ընդհատումներից (= ուղիղ մեկ վայրկյան) հետո հոսքերի քանակը կբազմապատկվի 65536 -ով (սա այն դեպքում, երբ հաշվիչը հոսում է): 1000 -րդ ցիկլում հաշվիչի ընթացիկ արժեքը կավելացվի ՝ տալով վերջին վայրկյանի ընթացքում ժամանած ժամացույցների ընդհանուր թիվը: Եվ սա համարժեք է այն հաճախականությանը, որը ցանկանում էիք չափել (հաճախականություն = ժամացույցներ վայրկյանում): Ընթացակարգի չափումը (1000) կստեղծի հաշվիչները և դրանք կսկսի նախաստորագրել: Դրանից հետո WHILE հանգույցը կսպասի, մինչև ընդհատվող սպասարկվող ռեժիմը չափումը_ պատրաստ է TRUE- ի: Սա ուղիղ 1 վայրկյանից հետո (1000 մգ կամ 1000 ընդհատում): Հոբբիստների համար հաճախությունների այս հաշվիչը շատ լավ է աշխատում (բացի ցածր հաճախականություններից, կարող եք ստանալ 4 կամ 5 նիշանոց ճշգրտություն): Հատկապես ավելի բարձր հաճախականությունների դեպքում հաշվիչը շատ ճշգրիտ է դառնում: Ես որոշել եմ ցուցադրել ընդամենը 4 թվանշան: Այնուամենայնիվ, դուք կարող եք դա կարգավորել LCD ելքային հատվածում: Որպես հաճախականության մուտք պետք է օգտագործեք Arduino- ի D5 կապը: Սա ATmega չիպի 16bit Timer/Counter1- ի օգտագործման նախապայմանն է: (խնդրում ենք Arduino- ի քորոցը ստուգել այլ տախտակների համար): Անալոգային ազդանշանները կամ ցածր լարման ազդանշանները չափելու համար ավելացվում է նախալրացուցիչ ՝ նախալրացուցիչ BC547 տրանզիստորով և 74HC14N IC- ով բլոկային զարկերակի ձևավորմամբ (Schmitt ձգան):

Քայլ 4. Բաղադրիչների ժողով

ESR և CAP սխեմաները տեղադրված են 0,0 դյույմ հեռավորությամբ անցքերով մի կտորով: FREQ- ի միացումը տեղադրված է առանձին տախտակի վրա (այս սխեման ավելացվել է ավելի ուշ): Լարային միացումների համար օգտագործվում են արական վերնագրեր: LCD էկրանը տեղադրված է տուփի վերին ծածկում ՝ ON/OFF անջատիչի հետ միասին: (Եվ մեկ պահեստային անջատիչ `ապագա թարմացումների համար): Դասավորությունը պատրաստված էր թղթի վրա (շատ ավելի հեշտ, քան Fritzing- ի կամ դիզայնի այլ ծրագրերի օգտագործումը): Թղթի այս դասավորությունը հետագայում օգտագործվել է նաև իրական սխեման ստուգելու համար:

Քայլ 5. Տուփի հավաքում

Սև պլաստմասե տուփը (չափերը WxDxH 120x120x60 մմ) օգտագործվել է բոլոր բաղադրիչները և երկու տպատախտակները ամրացնելու համար: Arduino- ն, տախտակի սխեմաները և մարտկոցի ամրակը տեղադրված են 6 մմ փայտե ամրացման ափսեի վրա `հեշտ հավաքման և զոդման համար: Այս կերպ ամեն ինչ կարելի է հավաքել և ավարտելուց հետո այն կարող է տեղադրվել տուփի ներսում: Տախտակների տակ և Arduino նեյլոնե միջնապատերը օգտագործվում էին տախտակները թեքվելուց առաջ կանխելու համար:

Քայլ 6: Վերջնական միացում

Վերջապես բոլոր ներքին լարային միացումները եռակցվում են: Երբ սա ավարտվեց, ես փորձարկեցի esr անջատիչ տրանզիստորները `T1, T2 և T3 միացման սխեմայի փորձարկման միացումների միջոցով: Ես գրեցի մի փոքր փորձնական ծրագիր `փոխելու միացված ելքերը D8, D9 և D10- ից HIGH- ից LOW ամեն վայրկյան և ստուգեցի դա T1, T2 և T3 միացումների վրա` օսկիլոսկոպով: Փորձարկվող կոնդենսատորները միացնելու համար մի զույգ կարճ փորձարկման լարեր էին պատրաստված կոկորդիլոսի ամրակի միացումներով:

Հաճախականությունների չափման համար կարող են օգտագործվել ավելի երկար փորձարկման լարեր:

Ուրախ փորձարկում: