Интернетээс дижитал багтаамжийн тоолуур гэсэн нийтлэлийг олж мэдсэнийхээ дараа би энэ тоолуурыг бүтээхийг хүссэн. Гэсэн хэдий ч AT90S2313 микроконтроллер ба нийтлэг анод бүхий LED индикаторууд гарт байгаагүй. Гэхдээ DIP багцад ATMEGA16, дөрвөн оронтой долоон сегмент бүхий шингэн болор дэлгэц байсан. Микроконтроллерийн зүү нь үүнийг LCD-тэй шууд холбоход л хангалттай байсан. Тиймээс тоолуурыг нэг микро схем (үнэндээ хоёр дахь нь хүчдэл тогтворжуулагч байдаг), нэг транзистор, диод, цөөн тооны резистор конденсатор, гурван холбогч, товчлуур болгон хялбаршуулсан. авсаархан, хэрэглэхэд хялбар. Одоо надад конденсаторын багтаамжийг хэрхэн хэмжих талаар асуулт алга. Энэ нь хэд хэдэн пикофарадын багтаамжтай (тэр ч байтугай пикофарадын фракц) багтаамжтай SMD конденсаторуудад онцгой ач холбогдолтой бөгөөд би тэдгээрийг ямар ч самбарт гагнахаасаа өмнө байнга шалгадаг. Одоо олон тооны ширээний болон зөөврийн тоолуурууд байдаг бөгөөд үйлдвэрлэгчид нь бага багтаамжийн хэмжилтийн хязгаарыг 0.1 pF, ийм жижиг багтаамжийг хэмжихэд хангалттай нарийвчлалтай гэж мэдэгддэг. Гэсэн хэдий ч тэдгээрийн олонх нь хэмжилтийг нэлээд бага давтамжтайгаар (хэдэн килогерц) хийдэг. Асуулт нь ийм нөхцөлд (том конденсаторыг хэмжиж байгаа зүйлтэй зэрэгцүүлэн холбосон ч гэсэн) хэмжилтийн зөвшөөрөгдөх нарийвчлалыг олж авах боломжтой юу? Нэмж дурдахад интернетээс та микроконтроллер ба үйлдлийн өсгөгч (цахилгаан соронзон реле, нэг эсвэл хоёр шугамтай LCD бүхий ижил) RLC тоолуурын хэлхээний маш олон клоныг олох боломжтой. Гэсэн хэдий ч ийм төхөөрөмжөөр жижиг савыг "хүнээр" хэмжих боломжгүй юм. Бусад олонхоос ялгаатай нь энэ тоолуур нь бага багтаамжийн утгыг хэмжихэд зориулагдсан.
Жижиг индукцийг (наногенийн нэгж) хэмжихийн тулд би манай компанийн үйлдвэрлэдэг RigExpert AA-230 анализаторыг амжилттай ашиглаж байна.
Багтаамж тоолуурын зураг:
Багтаамжийн тоолуурын параметрүүд
Хэмжих хүрээ: 1 pF - ойролцоогоор 470 мкФ.
Хэмжилтийн хязгаар: хязгаарыг автоматаар солих – 0...56 nF (доод хязгаар) ба 56 nF...470 μF (дээд хязгаар).
Заалт: гурван чухал тоо (10 pF-ээс бага багтаамжийн хоёр тоо).
Хяналт: тэглэх, тохируулах нэг товчлуур.
Шалгалт тохируулга: 100 pF ба 100 nF гэсэн хоёр жишиг конденсаторыг ашиглан нэг удаагийн.
Микроконтроллерийн ихэнх зүү нь LCD дэлгэцтэй холбогдсон байдаг. Тэдгээрийн зарим нь микроконтроллерийн (ByteBlaster) хэлхээний програмчлалын холбогчтой байдаг. AIN0 ба AIN1 харьцуулагч оролт, хэмжилтийн хязгаарын хяналтын гаралт (транзистор ашиглан) болон босго хүчдэлийн сонголтын гаралт зэрэг багтаамжийг хэмжих хэлхээнд дөрвөн тээглүүр ашигладаг. Микроконтроллерийн үлдсэн цорын ганц зүү дээр товчлуур холбогдсон байна.
+5 В хүчдэлийн тогтворжуулагчийг уламжлалт хэлхээний дагуу угсардаг.
Үзүүлэлт нь долоон сегмент, 4 тэмдэгт, сегментүүдийн шууд холболттой (өөрөөр хэлбэл, олон талт бус). Харамсалтай нь LCD дээр ямар ч тэмдэглэгээ байгаагүй. Олон компаниудын үзүүлэлтүүд, жишээлбэл, AND болон Varitronix нь ижил зүү, хэмжээстэй (51 × 23 мм).
Диаграммыг доор үзүүлэв (диаграмм нь "туйлшралыг эргүүлэх" -ээс хамгаалах диодыг харуулаагүй тул цахилгаан холбогчийг түүгээр холбохыг зөвлөж байна):
Микроконтроллерийн програм
ATMEGA16 нь "жижиг" цувралаас биш "MEGA" цувралынх тул ассемблер програм бичих нь утгагүй юм. Си хэл дээр үүнийг илүү хурдан бөгөөд хялбар болгох боломжтой бөгөөд микроконтроллер дээрх хангалттай хэмжээний флаш санах ой нь багтаамжийг тооцоолохдоо хөвөгч цэгийн функцүүдийн суурилагдсан санг ашиглах боломжийг олгодог.
Микроконтроллер нь багтаамжийн хэмжилтийг хоёр үе шаттайгаар гүйцэтгэдэг. Юуны өмнө 3.3 MOhm (доод хязгаар) эсэргүүцэлтэй резистороор дамжуулан конденсаторыг цэнэглэх хугацааг тодорхойлно. Хэрэв шаардлагатай хүчдэл 0.15 секундын дотор хүрэхгүй бол (ойролцоогоор 56 pF багтаамжтай) конденсаторыг 3.3 кОм эсэргүүцэл (хэмжилтийн дээд хязгаар) -аар дахин цэнэглэнэ.
Энэ тохиолдолд микроконтроллер эхлээд конденсаторыг 100 Ом резистороор цэнэглэж, дараа нь 0.17 В хүчдэлд цэнэглэнэ. Үүний дараа л 2.5 В хүчдэлтэй (тэжээлийн хүчдэлийн хагас) цэнэглэх хугацааг хэмждэг. Үүний дараа хэмжилтийн мөчлөг давтагдана.
Үр дүнг гаргахдаа LCD терминалуудад 78 Гц давтамжтай ээлжит туйлшралын хүчдэлийг (түүний нийтлэг утастай харьцуулахад) хэрэглэнэ. Хангалттай өндөр давтамж нь индикаторын анивчихыг бүрэн арилгадаг.
.Конденсаторыг бүх төрлийн электрон хэлхээнд маш өргөн ашигладаг бөгөөд бараг ямар ч радио хэлхээг түүнгүйгээр хийж чадахгүй. Энэ төсөлд бид PIC микроконтроллер ашиглан дижитал багтаамжийн тоолуур бүтээх техникийг авч үзэх болно. Энэхүү төсөл нь багтаамжийн утгыг 1 nF-ээс 99 мкФ хүртэл хэмжих боломжтой (үүний дагуу пикофарадыг бас хэмждэг). Энэ төсөлд ашигласан микроконтроллер нь PIC16F628A юм.
Хэлхээ нь хоёр хэсгээс бүрдэх бөгөөд хэлхээний эхний хэсгийг доор үзүүлэв.
Хоёр дахь хэсэг:
Хэлхээний хоёр дахь хэсгийн гаралт нь тэдгээрийн тэмдэглэгээний дагуу микроконтроллерийн гаралттай холбогдсон байна.
Энэхүү багтаамжийн тоолуур нь конденсаторыг цуврал резистороор цэнэглэх зарчим дээр суурилдаг. Хэрэв бид конденсаторыг мэдэгдэж байгаа хүчдэл хүртэл цэнэглэхэд шаардагдах хугацааг мэдэж байвал R-ийн утгыг мэдэж байгаа С-ийн хувьд энэ тэгшитгэлийг шийдэж чадна.
Эсэргүүцлийн үнэ цэнэ (энэ тохиолдолд энэ нь 22К байна) болон цэнэглэх хугацааг мэдэж байгаа тул бид одоо C багтаамжийг тооцоолох конденсаторын тэгшитгэлийг шийдэж чадна. Энэ нь хөтөлбөрт хэрэглэгддэг зарчим юм. Хэмжилтийн товчлуурыг дарахад хэмжилт эхэлнэ. Хэмжсэн багтаамжийг LCD дэлгэц дээр харуулна. Хэлхээг тэжээхийн тулд 5V тэжээлийн хангамж шаардлагатай.
Микроконтроллерийн программ хангамж нь PIC хөрвүүлэгчийн хувьд C. Pro хэл дээр бичигдсэн. Хэмжих багтаамжийн хамгийн их утга нь 99.99 мкФ байна. Хэрэв хэмжсэн утга нь хязгаараас хэтэрсэн бол программ нь "Хамгийн хязгаараас гадуур" гэсэн мессежийг харуулдаг. Микрофарадыг хэмжихэд пико эсвэл нанофарадаас илүү урт хугацаа шаардагдах нь тодорхой байна. Төхөөрөмж нь нэлээд нарийвчлалтай бөгөөд алдаа нь ердөө 1 nF байна.
Жич:Хэмжилтийг эхлүүлэхийн өмнө өндөр хүчдэлийн конденсаторыг өндөр эсэргүүцэлтэй резистороор цэнэглэх шаардлагатай.
Хэмжсэн хүчин чадлын жишээ:
/c]
Энэхүү багтаамжийн тоолуурыг ашигласнаар та pF-ийн нэгжээс хэдэн зуун микрофарад хүртэлх ямар ч багтаамжийг хялбархан хэмжиж болно. Багтаамжийг хэмжих хэд хэдэн арга байдаг. Энэ төсөл нь интеграцийн аргыг ашигладаг.
Энэ аргыг ашиглах гол давуу тал нь хэмжилт нь цаг хугацааны хэмжилт дээр суурилдаг бөгөөд үүнийг MC дээр нэлээд нарийвчлалтай хийх боломжтой юм. Энэ арга нь гар хийцийн багтаамжийн тоолуурт маш тохиромжтой бөгөөд үүнийг микроконтроллер дээр хялбархан хэрэгжүүлэх боломжтой.
Багтаамжийн тоолуурын ажиллах зарчим
Хэлхээний төлөв өөрчлөгдөхөд үүсэх үзэгдлийг түр зуурын процесс гэнэ. Энэ бол дижитал хэлхээний үндсэн ойлголтуудын нэг юм. 1-р зураг дээрх унтраалга нээлттэй үед конденсатор R резистороор цэнэглэгдэх ба түүн дээрх хүчдэл Зураг 1б-д үзүүлсэн шиг өөрчлөгдөнө. Конденсатор дээрх хүчдэлийг тодорхойлох хамаарал нь дараах хэлбэртэй байна.
Утгыг SI нэгж, t секунд, R ом, C фарадаар илэрхийлнэ. Конденсатор дээрх хүчдэл V C1 утгад хүрэх хугацааг ойролцоогоор дараах томъёогоор илэрхийлнэ.
Энэ томъёоноос харахад t1 хугацаа нь конденсаторын багтаамжтай пропорциональ байна. Тиймээс конденсаторыг цэнэглэх хугацаанаас багтаамжийг тооцоолж болно.
Схем
Цэнэглэх хугацааг хэмжихийн тулд харьцуулагч, микроконтроллерийн таймер, дижитал логик чип хангалттай. AT90S2313 микроконтроллерыг ашиглах нь нэлээд үндэслэлтэй (орчин үеийн аналог нь ATtiny2313). Харьцуулагчийн гаралтыг Flip-flop T C1 болгон ашигладаг. Босго хүчдэлийг резистор хуваагчаар тогтооно. Цэнэглэх хугацаа нь тэжээлийн хүчдэлээс хамаардаггүй. Цэнэглэх хугацааг 2-р томъёогоор тодорхойлдог тул тэжээлийн хүчдэлээс хамаардаггүй VC 1 /E томьёоны харьцааг зөвхөн хуваагч коэффициентээр тодорхойлно. Мэдээжийн хэрэг, хэмжилт хийх явцад тэжээлийн хүчдэл тогтмол байх ёстой.Формула 2 нь конденсаторыг 0 вольтоос цэнэглэхэд шаардагдах хугацааг илэрхийлдэг. Гэсэн хэдий ч дараах шалтгааны улмаас тэгтэй ойролцоо хүчдэлтэй ажиллахад хэцүү байдаг.
- Хүчдэл нь 0 вольт хүртэл буурахгүй.Конденсатор бүрэн цэнэггүй болоход цаг хугацаа шаардагдана. Энэ нь хэмжилтийн хугацааг нэмэгдүүлэхэд хүргэнэ.
- Эхлэх хооронд шаардагдах хугацаацэнэглэж, таймерыг эхлүүлнэ.Энэ нь хэмжилтийн алдаа гаргахад хүргэдэг. AVR-ийн хувьд энэ нь чухал биш, учир нь Энэ нь зөвхөн нэг цагийн мөчлөг шаарддаг.
- Аналог оролт дээрх гүйдэл алдагдах. AVR мэдээллийн хуудасны дагуу оролтын хүчдэл тэг вольт руу ойртох үед гүйдлийн алдагдал нэмэгддэг.
Эдгээр хүндрэлээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд VC 1 (0.17 Vcc) ба VC 2 (0.5 Vcc) гэсэн хоёр босго хүчдэлийг ашигласан. Нэвчилтийг багасгахын тулд ПХБ-ийн гадаргуу нь цэвэр байх ёстой. Микроконтроллерт шаардлагатай тэжээлийн хүчдэлийг 1.5VAA батерейгаар тэжээгддэг DC-DC хувиргагчаар хангадаг. DC-DC хувиргагчийн оронд үүнийг ашиглахыг зөвлөж байна 9 Взай ба хөрвүүлэгч 78 Л05, илүү тохиромжтойМөнбүү унтрааБОД, эс бөгөөс асуудал үүсч болзошгүй EEPROM.
Тохируулгын
 |
 |
 |
Доод мужийг тохируулахын тулд: SW1 товчлуурыг ашиглан. Дараа нь P1 дээр 1-р зүү ба 3-р зүүг холбож, 1nF конденсаторыг оруулаад SW1 дээр дарна уу.
Өндөр хүрээг тохируулахын тулд: P1 холбогчийн 4 ба 6 дугаар зүүг хааж, 100 nF конденсаторыг оруулаад SW1 дар.
Асаах үед "E4" гэсэн бичээс нь тохируулгын утга EEPROM-д олдоогүй гэсэн үг юм.
Хэрэглээ
Автомат хүрээ
Цэнэглэх нь 3.3M резистороор эхэлдэг. Хэрэв конденсатор дээрх хүчдэл 130 мС (>57нФ)-ээс бага хугацаанд 0.5 Vcc хүрэхгүй бол конденсаторыг цэнэггүй болгож дахин цэнэглэдэг боловч 3.3 кОм эсэргүүцэлээр дамждаг. Хэрэв конденсатор дээрх хүчдэл 1 секундэд (>440μF) 0.5 Vcc хүрэхгүй бол "E2" гэсэн бичээс байна. Цагийг хэмжихэд хүчин чадлыг тооцож харуулна. Сүүлийн сегмент нь хэмжих хүрээг (pF, nF, µF) харуулна.
Хавчаар
Та залгуурын хэсгийг хавчаар болгон ашиглаж болно. Жижиг багтаамжийг (пикофарадын нэгж) хэмжихдээ урт утсыг ашиглах нь зохисгүй юм.
Микроконтроллер дээр байсан ч радио сонирхогчидтой ярилцаж, хэд хэдэн туршилт хийсний дараа түүнийг цаашид сайжруулах тухай бодол толгойд орж ирэв. Шинэ төхөөрөмж нь нарийвчлалыг нэмэгдүүлж, илүү өргөн хүрээтэй болсон. Энэ нь PIC16F90 хянагч дээр суурилдаг.
Багтаамж ба индукцийн тоолуурын хэлхээ
LCR тоолуурын шинж чанар
Конденсатор:
- 1pF - 1nF - нарийвчлал: 0.1 PF, нарийвчлал: 1%
- 1nF-ээс 100nF хүртэл - нарийвчлал: 1pF, нарийвчлал: 1%
- 100nF-ээс 1uF хүртэл - нягтрал 1nF, алдаа: 2.5%
Электролит:
- 100 NF-ээс 100,000uF хүртэл - 1nF нарийвчлал, нарийвчлал: 5%
Индукц:
- 10nH-ээс 20H хүртэл - нягтрал 10nH, нарийвчлал: 5%
Эсэргүүцэл:
- 1 мОм-оос 0.5 Ом - 1 мОм нарийвчлал, нарийвчлал: 5%
Энд та илүү сайн байх хэрэгтэй - төхөөрөмж нь миллиohmmeter шиг ажилладаг. Энэ нь нэг ом-оос их резисторыг бараг хэмждэггүй. Төхөөрөмжийн хэвлэмэл хэлхээний самбар нь дээд талд нь LCD дэлгэцийг холбох боломжтой байхаар хийгдсэн. Дэлгэцийн тодосгогчийг тохируулахын тулд шүргэх резистор R10 ашиглана уу.
Бүх резисторууд нь металл хальс, 1%. Мөн 1% -ийн хазайлттай хоёр 1nF конденсатор. CX1 - 33nF багтаамж нь бас чухал бөгөөд энэ нь конденсаторын өндөр хүчдэлтэй (хэдэн зуун вольт) полипропилен байх ёстой. Тохируулагч нь бага Rdc байх ёстой. Тоолуур нь тусдаа сүлжээний адаптерийн холбогчтой бөгөөд энэ нь цахилгаан товчийг тойрч гардаг.
Хэрэв төхөөрөмж гадны тэжээлийн адаптертай ажилладаг бол R11 резисторын утгыг бууруулснаар дэлгэцийн арын гэрлийн тод байдлыг нэмэгдүүлэх боломжтой. Зөв резисторын утгыг сонгохын тулд дэлгэцийн баримт бичигтэй танилцана уу.
Хэмжилт хийхээс өмнө электролитийн конденсаторыг цэнэггүй болгох ёстой гэдгийг санаарай, эс тэгвээс хянагчийг шатаах аюултай. Хэлхээ угсрах бүх файлууд (хэд хэдэн програм хангамжийн сонголтууд, хэвлэмэл хэлхээний самбарууд) архивт байна. .
Би нэг удаа интернетээс Азийн хөгжүүлэгчийн багтаамжийн тоолуурын төхөөрөмжийг дүрсэлсэн нийтлэлийг олсон. Үүнийг микроконтроллер болон олон тооны "нэмэлт" хэсгүүдийг ашиглан угсарсан. Хүчин чадлыг тооцоолох томъёо, зарчмыг өгөгдсөн тул би өөрийн хэрэгцээг хангах хамгийн бага шаардлагатай элемент бүхий төхөөрөмжөө хийхээр шийдсэн. Санах ой үлдсэн тул би давтамж хэмжигч функцийг нэмэхээр шийдсэн.
Төхөөрөмж нь зөвхөн хоёр товчлууртай, дахин тохируулах товчлуур ("0"-д тохируулсан) ба үйлдлийн горимыг өөрчлөх товчлууртай.
"Давтамж хэмжигч", "pF хэмжилт", "nF хэмжилт"
Төхөөрөмжийн ажиллах зарчим нь конденсаторыг тодорхой "босго" хүчдэлд цэнэглэхэд шаардагдах хугацааг хэмжихэд суурилдаг. Тооцооллыг микроконтроллерт дараах томъёогоор гүйцэтгэнэ.
Энд T нь цэнэглэх хугацаа, R нь цэнэглэх хэлхээний эсэргүүцэл, C нь конденсаторын багтаамж, VC1 нь T мөч дэх конденсатор дээрх хүчдэл, E нь хэлхээний EMF юм.
Багтаамж хэмжигч нь хэмжилтийн хоёр мужид ажилладаг: "pF-градиент 1pF" ба "nF-градац 1nF".
Эхний горимын хэмжилтийн хүрээ..........................1 pF - 20 nF, нарийвчлал 1 pF
Хоёрдахь горимын хэмжилтийн хүрээ..........................1 nF - 22 μF, нарийвчлал 1 nF
Гурав дахь горимын хэмжилтийн хүрээ......................1 μF - 2000 μF, нарийвчлал 1 μF
Давтамжийн хэмжилтийн хүрээ.................................10 Гц(*1Гц) - 8 МГц, нарийвчлал 10 Гц (*1Гц)
* - HD44780 хянагч дээрх үзүүлэлт бүхий төхөөрөмжийн хувилбарт зориулагдсан
ДИЗАЙН:
Микроконтроллерийн гал хамгаалагчийн битүүдийг 8 МГц давтамжтай дотоод RC осциллятороос, эсвэл гадаад кварцын резонатороос давтамжтай байхаар програмчилж болно.
Тохиромжтой дэлгэц олоход асуудалтай байгаа хүмүүст би KS0066U (HD4478) драйвер бүхий тэмдэгтийн дэлгэцийн холболтын диаграмм болон програм хангамжийг нийтэлж байна.
Дэлгэц TIC 8148...Аналог TIC55M
