Μετρητής συχνότητας, χωρητικότητας και επαγωγής – FCL-meter

Ένα υψηλής ποιότητας και εξειδικευμένο εργαλείο σε ικανά χέρια είναι το κλειδί επιτυχημένη δουλειάκαι ικανοποίηση από το αποτέλεσμά της.

Στο εργαστήριο ενός ερασιτέχνη σχεδιαστή ραδιοφώνου (και ιδιαίτερα ενός χειριστή ραδιοφώνου βραχέων κυμάτων), εκτός από τα ήδη «συνηθισμένα» ψηφιακό πολύμετροκαι παλμογράφος βρίσκουν θέση και πιο συγκεκριμένο όργανα μέτρησης– γεννήτριες σήματος, μετρητές απόκρισης συχνότητας, αναλυτές φάσματος, γέφυρες ραδιοσυχνοτήτων κ.λπ. Τέτοιες συσκευές, κατά κανόνα, αγοράζονται από εκείνες που έχουν διαγραφεί για σχετικά λίγα χρήματα (σε σύγκριση με τις νέες) και καταλαμβάνουν μια άξια θέση στο τραπέζι του σχεδιαστή. Το να τα φτιάξετε μόνοι σας στο σπίτι είναι πρακτικά αδύνατο, τουλάχιστον για τον μέσο ερασιτέχνη.

Ταυτόχρονα, υπάρχει ένας αριθμός συσκευών, η ανεξάρτητη επανάληψη των οποίων είναι όχι μόνο δυνατή, αλλά και απαραίτητη λόγω της σπανιότητας, της ειδικότητάς τους ή των απαιτήσεων για συνολικές διαστάσεις και παραμέτρους μάζας. Αυτά είναι όλα τα είδη προσαρτημάτων για πολύμετρα και GIR, δοκιμαστές και μετρητές συχνότητας, L.C. - μέτρα και ούτω καθεξής. Χάρη στην αυξανόμενη διαθεσιμότητα προγραμματιζόμενων στοιχείων και PIC -ιδιαίτερα μικροελεγκτές, καθώς και τεράστιος όγκος πληροφοριών για τη χρήση τους σεΔιαδίκτυο , ανεξάρτητος σχεδιασμόςκαι η κατασκευή ενός οικιακού ραδιοφωνικού εργαστηρίου έχει γίνει ένα πολύ πραγματικό πράγμα, προσβάσιμο σε πολλούς.

Η συσκευή που περιγράφεται παρακάτω σάς επιτρέπει να μετράτε τις συχνότητες ηλεκτρικής ταλάντωσης σε μεγάλο εύρος, καθώς και την χωρητικότητα και την επαγωγή των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων με υψηλή ακρίβεια. Ο σχεδιασμός έχει ελάχιστες διαστάσεις, βάρος και κατανάλωση ενέργειας, γεγονός που του επιτρέπει να χρησιμοποιείται κατά την εργασία σε στέγες, στηρίγματα και σε συνθήκες αγρού.

Προδιαγραφές:

Συχνόμετρο Μετρητής L.C.

Τάση τροφοδοσίας, V: 6…15

Κατανάλωση ρεύματος, mA: 14…17 15*

Όρια μέτρησης, σε λειτουργία:

F 1, MHz 0,01…65**

F 2, MHz 10…950

Από 0,01 pF...0,5 μF

L 0,001 µH…5 H

Ακρίβεια μέτρησης, σε λειτουργία:

F 1 +-1 Hz

F 2 +-64 Hz

C 0,5%

L 2…10 %***

Περίοδος εμφάνισης, δευτ., 1 0,25

Ευαισθησία, mV

F 1 10…25

F 2 10…100

Διαστάσεις, mm: 110x65x30

* – σε λειτουργία αυτο-βαθμονόμησης, ανάλογα με τον τύπο του ρελέ, έως 50 mA για 2 δευτερόλεπτα.

** – το κατώτερο όριο μπορεί να επεκταθεί σε μονάδες Hz, βλέπε παρακάτω. επάνω ανάλογα με μικροελεγκτή έως 68 MHz

Αρχή λειτουργίας:

Στη λειτουργία του μετρητή συχνότητας, η συσκευή λειτουργεί σύμφωνα με μια γνωστή μέθοδο μέτρησης PIC -μικροελεγκτής του αριθμού των ταλαντώσεων ανά μονάδα χρόνου με πρόσθετο υπολογισμό του προκαταρκτικού διαιρέτη, που εξασφαλίζει τόσο υψηλή απόδοση. Σε λειτουργίαφά 2, συνδέεται ένας επιπλέον εξωτερικός διαιρέτης υψηλής συχνότητας 64 (με μια μικρή διόρθωση του προγράμματος, είναι δυνατή η χρήση διαιρέσεων με διαφορετικό συντελεστή).

Κατά τη μέτρηση επαγωγικών και χωρητικοτήτων, η συσκευή λειτουργεί σύμφωνα με την αρχή του συντονισμού, που περιγράφεται καλά στο. Εν συντομία. Το στοιχείο που μετράται περιλαμβάνεται σε ένα ταλαντευόμενο κύκλωμα με γνωστές παραμέτρους, το οποίο αποτελεί μέρος της γεννήτριας μέτρησης. Με αλλαγή της παραγόμενης συχνότητας σύμφωνα με τον γνωστό τύπο f 2 =1/4 π 2 LC υπολογίζεται η επιθυμητή τιμή. Για τον προσδιορισμό των παραμέτρων του κυκλώματος, μια γνωστή πρόσθετη χωρητικότητα συνδέεται με αυτό και η επαγωγή του κυκλώματος και η χωρητικότητά του, συμπεριλαμβανομένης της δομικής χωρητικότητας, υπολογίζονται με τον ίδιο τύπο.

Σχηματικό διάγραμμα:

Το ηλεκτρικό κύκλωμα της συσκευής φαίνεται στο ρύζι. 1. Τα ακόλουθα κύρια εξαρτήματα μπορούν να διακριθούν στο κύκλωμα: γεννήτρια μέτρησης ενεργοποιημένη D.A. 1, λειτουργία ενισχυτή εισόδου F 1 έως VT 1, διαιρέτης λειτουργίας εισόδου (προβαθμονόμηση) F 2–DD 1, διακόπτης σήματος σε DD 2, μονάδα μέτρησης και ένδειξης ενεργοποιημένη DD 3 και LCD , καθώς και σταθεροποιητής τάσης.

Η γεννήτρια μέτρησης συναρμολογείται σε ένα τσιπ σύγκρισης L.M. 311. Αυτό το κύκλωμα έχει αποδειχθεί καλά ως γεννήτρια συχνοτήτων έως 800 kHz, παρέχοντας ένα σήμα εξόδου κοντά σε ένα τετραγωνικό κύμα. Για να διασφαλιστούν σταθερές μετρήσεις, η γεννήτρια απαιτεί ένα ταιριαστό με αντίσταση και σταθερό φορτίο.

Τα στοιχεία ρύθμισης συχνότητας της γεννήτριας είναι το πηνίο μέτρησης L 1 και πυκνωτής C 1, καθώς και έναν πυκνωτή αναφοράς με μεταγωγή μικροελεγκτήντο 2. Ανάλογα με τον τρόπο λειτουργίαςμεγάλο 1 συνδέεται με ακροδέκτες XS 1 σε σειρά ή παράλληλα.

Το σήμα από την έξοδο της γεννήτριας μέσω μιας αντίστασης αποσύνδεσης R 7 φτάνει στο διακόπτη DD 2 CD 4066.

Στο τρανζίστορ VT 1 συναρμολογημένος ενισχυτής σήματος μετρητή συχνότηταςφά 1. Το κύκλωμα δεν έχει ιδιαίτερα χαρακτηριστικά εκτός από την αντίσταση R 8, απαραίτητο για την τροφοδοσία ενός εξωτερικού ενισχυτή με χαμηλή χωρητικότητα εισόδου, η οποία διευρύνει σημαντικά το πεδίο εφαρμογής της συσκευής. Το διάγραμμα του φαίνεται στο ρύζι. 2.

Όταν χρησιμοποιείτε τη συσκευή χωρίς εξωτερικό ενισχυτή, πρέπει να θυμάστε ότι η είσοδός της είναι σε τάση 5 Volt και επομένως απαιτείται πυκνωτής αποσύνδεσης στο κύκλωμα σήματος.

Προκαταρκτικός μετρητής συχνότηταςφά 2 συναρμολογείται σύμφωνα με ένα τυπικό σχήμα για τους περισσότερους παρόμοιους προδιαβαθμιστές, εισάγονται μόνο περιοριστικές δίοδοι VD 3, VD 4. Πρέπει να σημειωθεί ότι ελλείψει σήματος, ο προκλιμακωτής αυτοδιέγερσης σε συχνότητες περίπου 800-850 MHz, κάτι που είναι χαρακτηριστικό για διαιρέτες υψηλής συχνότητας. Η αυτοδιέγερση εξαφανίζεται όταν εφαρμόζεται σήμα στην είσοδο από πηγή με σύνθετη αντίσταση εισόδου κοντά στα 50 Ohm. Το σήμα από τον ενισχυτή και τον προκλιμακωτή πηγαίνει στοΔΔ 2.

Ο κύριος ρόλος στη συσκευή ανήκει στον μικροελεγκτή DD 3 PIC 16 F 84 A . Αυτός ο μικροελεγκτής απολαμβάνει τεράστια και επάξια δημοτικότητα μεταξύ των σχεδιαστών λόγω όχι μόνο των καλών τεχνικών παραμέτρων και της χαμηλής τιμής, αλλά και της ευκολίας προγραμματισμού και της πληθώρας διαφορετικών παραμέτρων για τη χρήση του, τόσο από τον κατασκευαστή όσο και από την εταιρεία.Μικροτσίπ , καθώς και όλοι όσοι το χρησιμοποίησαν στα σχέδιά τους. Όσοι επιθυμούν να λάβουν λεπτομερείς πληροφορίες μπορούν απλώς να χρησιμοποιήσουν οποιαδήποτε μηχανή αναζήτησης. Internet, πληκτρολογήστε τις λέξεις PIC, PIC 16 F 84 ή MicroChip . Θα σας αρέσει το αποτέλεσμα αναζήτησης.

Σήμα από DD 2 πηγαίνει στον οδηγό, κατασκευασμένο σε τρανζίστορ VT 2. Η έξοδος του προγράμματος οδήγησης συνδέεται απευθείας με τη σκανδάλη Schmidt που περιλαμβάνεται στον μικροελεγκτή. Το αποτέλεσμα του υπολογισμού εμφανίζεται σε μια αλφαριθμητική οθόνη με διεπαφή HD 44780. Ο μικροελεγκτής είναι χρονισμένος σε συχνότητα 4 MHz, ενώ η ταχύτητά του είναι 1 εκατομμύριο. λειτουργίες ανά δευτερόλεπτο. Η συσκευή παρέχει τη δυνατότητα προγραμματισμού εντός κυκλώματος μέσω βύσματος ISCP (σε σειριακό προγραμματισμό κυκλώματος ). Για να το κάνετε αυτό, πρέπει να αφαιρέσετε το βραχυκυκλωτήρα XF 1, απομονώνοντας έτσι το κύκλωμα ισχύος του μικροελεγκτή από το υπόλοιπο κύκλωμα. Στη συνέχεια, συνδέουμε τον προγραμματιστή στην υποδοχή και "διορθώνουμε" το πρόγραμμα, μετά από το οποίο δεν ξεχνάμε να εγκαταστήσουμε το βραχυκυκλωτήρα. Αυτή η μέθοδος είναι ιδιαίτερα βολική όταν εργάζεστε με μικροελεγκτές σε συσκευασία επιφανειακής τοποθέτησης ( SOIC).

Οι λειτουργίες ελέγχονται από τρεις διακόπτες με κουμπιάΑΕ 1– Α.Ε 3 και θα περιγραφεί λεπτομερώς παρακάτω. Αυτοί οι διακόπτες όχι μόνο ενεργοποιούν την επιθυμητή λειτουργία, αλλά επίσης απενεργοποιούν τους κόμβους που δεν εμπλέκονται σε αυτήν τη λειτουργία, μειώνοντας τη συνολική κατανάλωση ενέργειας. Σε τρανζίστορ VT 3 συναρμολογημένο κλειδί ελέγχου για το ρελέ που συνδέει τον πυκνωτή αναφοράςΓ 2.

Τσιπ DA 2 είναι ένας σταθεροποιητής 5 Volt υψηλής ποιότητας με χαμηλή υπολειπόμενη τάση και ένδειξη χαμηλής μπαταρίας. Αυτό το τσιπ σχεδιάστηκε ειδικά για χρήση σε συσκευές χαμηλού ρεύματος που λειτουργούν με μπαταρία. Μια δίοδος είναι εγκατεστημένη στο κύκλωμα τροφοδοσίας VD 7 για την προστασία της συσκευής από την αντιστροφή πολικότητας. Δεν πρέπει να παραμεληθούν!!!

Όταν χρησιμοποιείτε έναν δείκτη που απαιτεί αρνητική τάση, είναι απαραίτητο σύμφωνα με το διάγραμμα ρύζι. 3συλλέξτε μια πηγή αρνητικής τάσης. Η πηγή παρέχει έως και –4 Volt όταν χρησιμοποιείται ως 3 VD 1, 3 VD 2 δίοδοι γερμανίου ή με φράγμα Schottky.

Κύκλωμα προγραμματιστή JDM , τροποποιημένο για προγραμματισμό εντός κυκλώματος, εμφανίζεται στο ρύζι. 4. Περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με τον προγραμματισμό θα συζητηθούν παρακάτω στην αντίστοιχη ενότητα.

Λεπτομέρειες και σχέδιο:

Τα περισσότερα από τα εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται στη συσκευή του συγγραφέα έχουν σχεδιαστεί για επίπεδη τοποθέτηση (SMD) και η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος έχει σχεδιαστεί για αυτά. Αλλά αντί για αυτά, μπορούν να χρησιμοποιηθούν παρόμοια, πιο προσιτά, εγχώριας παραγωγής με «συμβατικά» συμπεράσματα χωρίς να αλλοιωθούν οι παράμετροι της συσκευής και με αντίστοιχη αλλαγή πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος. Τα VT1, VT2 και 2VT2 μπορούν να αντικατασταθούν από KT368, KT339, KT315, κ.λπ. Στην περίπτωση του KT315, θα πρέπει να αναμένεται μια μικρή πτώση στην ευαισθησία στο πάνω μέρος της σειράς F1. VT3– KT315, KT3102. 2VT1– KP303, KP307. VD1, 2, 5, 6 – KD522, 521, 503. Για VD3, 4, συνιστάται η χρήση διόδων ακίδων με ελάχιστη εσωτερική χωρητικότητα, για παράδειγμα KD409, κ.λπ., αλλά μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί και KD503. VD7 – για να μειώσετε την πτώση τάσης, συνιστάται να επιλέξετε ένα με φράγμα Schottky – 1N5819, ή το συνηθισμένο που αναφέρεται παραπάνω.

DA1– LM311, IL311, K544CA3, θα πρέπει να προτιμάται η IL311 από την εγκατάσταση Integral, καθώς λειτουργούν καλύτερα στον ασυνήθιστο ρόλο μιας γεννήτριας. Το DA2– δεν έχει άμεσα ανάλογα, αλλά μπορεί να αντικατασταθεί με ένα συνηθισμένο KR142EN5A με αντίστοιχη αλλαγή στο κύκλωμα και την εγκατάλειψη του συναγερμού χαμηλής μπαταρίας. Σε αυτήν την περίπτωση, ο ακροδέκτης 18 του DD3 πρέπει να παραμείνει συνδεδεμένος στο Vdd μέσω της αντίστασης R23. DD1 – παράγονται πολλοί προδιαβαθμιστές αυτού του τύπου, για παράδειγμα SA701D, SA702D, που έχει τα ίδια pinouts με το χρησιμοποιημένο SP8704. DD2– xx4066, 74HC4066, K561KT3. Το DD3– PIC16F84A δεν έχει άμεσα ανάλογα, απαιτείται η παρουσία του δείκτη Α (με 68 byte μνήμης RAM). Με κάποια διόρθωση προγράμματος, είναι δυνατό να χρησιμοποιηθεί το πιο «προηγμένο» PIC16F628A, το οποίο έχει διπλάσια μνήμη προγράμματος και ταχύτητα έως και 5 εκατομμύρια λειτουργίες ανά δευτερόλεπτο.

Η συσκευή του συγγραφέα χρησιμοποιεί μια αλφαριθμητική οθόνη δύο γραμμών με 8 χαρακτήρες ανά γραμμή που κατασκευάζεται από τη Siemens, που απαιτεί αρνητική τάση 4 βολτ και υποστηρίζει το πρωτόκολλο ελεγκτή HD44780. Για αυτήν και παρόμοιες οθόνες, πρέπει να κάνετε λήψη του προγράμματος FCL2x8.hex. Μια συσκευή με οθόνη μορφής 2*16 είναι πολύ πιο βολική στη χρήση. Τέτοιοι δείκτες παράγονται από πολλές εταιρείες, για παράδειγμα Wintek, Bolumin, DataVision και περιέχουν τους αριθμούς 1602 στα ονόματά τους Όταν χρησιμοποιείτε το διαθέσιμο SC1602 από την SunLike, πρέπει να αλλάξετε τις ακίδες 1 και 2 (1–Vdd, 2–Gnd). ). Για τέτοιες οθόνες (2x16), χρησιμοποιείται το πρόγραμμα FCL2x16.hex. Τέτοιες οθόνες συνήθως δεν απαιτούν αρνητική τάση.

Ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δοθεί στην επιλογή του ρελέ Κ1. Πρώτα απ 'όλα, πρέπει να λειτουργεί αξιόπιστα σε τάση 4,5 βολτ. Δεύτερον, η αντίσταση των κλειστών επαφών (όταν εφαρμόζεται η καθορισμένη τάση) πρέπει να είναι ελάχιστη, αλλά όχι μεγαλύτερη από 0,5 Ohm. Πολλά ρελέ διακόπτη καλαμιού μικρού μεγέθους με κατανάλωση 5-15 mA από εισαγόμενες τηλεφωνικές συσκευές έχουν αντίσταση περίπου 2-4 Ohm, κάτι που είναι απαράδεκτο σε αυτήν την περίπτωση. Η έκδοση του συγγραφέα χρησιμοποιεί ρελέ TIANBO TR5V.

Ως XS1 είναι βολικό να χρησιμοποιείτε ακουστικούς σφιγκτήρες ή μια γραμμή επαφών 8-10 κολετών (μισή υποδοχή για m/s)

Το πιο σημαντικό στοιχείο, από την ποιότητα του οποίου εξαρτάται η ακρίβεια και η σταθερότητα των ενδείξεων του μετρητή LC, είναι το πηνίο L1. Πρέπει να έχει μέγιστο συντελεστή ποιότητας και ελάχιστη αυτοδυναμία. Τα συνηθισμένα τσοκ D, DM και DPM με επαγωγή 100-125 μH λειτουργούν καλά εδώ.

Οι απαιτήσεις για τον πυκνωτή C1 είναι επίσης αρκετά υψηλές, ειδικά όσον αφορά τη θερμική σταθερότητα. Αυτό θα μπορούσε να είναι KM5 (M47), K71-7, KSO με χωρητικότητα 510...680 pF.

Το C2 θα πρέπει να είναι το ίδιο, αλλά εντός 820...2200 pF.

Η συσκευή συναρμολογείται σε σανίδα διπλής όψης διαστάσεων 72x61 mm. Το φύλλο στην επάνω πλευρά διατηρείται σχεδόν πλήρως (βλ. αρχείο FCL-meter.lay) με εξαίρεση τα γύρω περιγράμματα (για μείωση της δομικής ικανότητας). Τα στοιχεία SA1–SA4, VD7, ZQ1, L1, L2, K1, ένας δείκτης και ένα ζευγάρι βραχυκυκλωτήρες βρίσκονται στην επάνω πλευρά της σανίδας. Το μήκος των αγωγών από τους ακροδέκτες δοκιμής XS1 έως τις αντίστοιχες επαφές στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος πρέπει να περιορίζεται στο ελάχιστο. Η υποδοχή τροφοδοσίας XS2 είναι τοποθετημένη στην πλευρά του αγωγού. Η σανίδα τοποθετείται σε τυπική πλαστική θήκη 110x65x30 mm. με θήκη για μπαταρία τύπου “Krona”.

Για να επεκτείνετε το κατώτερο όριο μέτρησης συχνότητας σε μονάδες hertz, είναι απαραίτητο να συνδέσετε ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές 10 micron παράλληλα με τους C7, C9 και C15.

Προγραμματισμός και εγκατάσταση

Δεν συνιστάται η ενεργοποίηση της συσκευής με εγκατεστημένο αλλά μη προγραμματισμένο μικροελεγκτή!!!

Είναι απαραίτητο να ξεκινήσετε τη συναρμολόγηση της συσκευής τοποθετώντας τα στοιχεία του σταθεροποιητή τάσης και τοποθετώντας μια αντίσταση κοπής R 22 τάση 5,0 βολτ στον ακροδέκτη 1 του μικροκυκλώματος D.A. 2. Μετά από αυτό, μπορείτε να εγκαταστήσετε όλα τα άλλα στοιχεία εκτός από DD 3 και ένδειξη. Η κατανάλωση ρεύματος δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 10-15 mA σε διαφορετικές θέσεις SA 1- SA 3.

Για να προγραμματίσετε τον μικροελεγκτή, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την υποδοχή ISCP . Κατά τον προγραμματισμό του βραχυκυκλωτήρα XF 1 αφαιρείται (η σχεδίαση του συνδετήρα δεν επιτρέπει διαφορετικά). Για προγραμματισμό συνιστάται η χρήση μη εμπορικού προγράμματος IC-Prog , η πιο πρόσφατη έκδοση του οποίου μπορείτε να κατεβάσετε δωρεάν απόwww.ic-prog.com(περίπου 600 kbyte). Στις ρυθμίσεις του προγραμματιστή (φά 3) πρέπει να επιλέξετεΠρογραμματιστής JDM , αφαιρέστε όλα τα πουλιά στην ενότηταΕπικοινωνία και επιλέξτε τη θύρα στην οποία είναι συνδεδεμένος ο προγραμματιστής.

Πριν φορτώσετε ένα από τα υλικολογισμικά στο πρόγραμμα FCL 2 x 8.hex ή FCL 2 x 16.hex , πρέπει να επιλέξετε τον τύπο μικροελεγκτή – PIC 16 F 84 A , οι υπόλοιπες σημαίες θα εγκατασταθούν αυτόματα μετά το άνοιγμα του αρχείου υλικολογισμικού και δεν συνιστάται η αλλαγή τους. Κατά τον προγραμματισμό, είναι σημαντικό το κοινό καλώδιο του υπολογιστή να μην έρχεται σε επαφή με το κοινό καλώδιο της συσκευής που προγραμματίζεται, διαφορετικά τα δεδομένα δεν θα καταγράφονται.

Ο ενισχυτής διαμορφωτή και η γεννήτρια μέτρησης δεν χρειάζεται να ρυθμιστούν. Για να επιτύχετε τη μέγιστη ευαισθησία, μπορείτε να επιλέξετε αντιστάσεις R 9 και R 14.

Περαιτέρω ρύθμιση της συσκευής πραγματοποιείται με την εγκατεστημένη DD 3 και LCD με την εξής σειρά:

1. Η κατανάλωση ρεύματος δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 20 mA σε καμία λειτουργία (εκτός από τη στιγμή που ενεργοποιείται το ρελέ).

2. Αντίσταση R 16 ορίζει την επιθυμητή αντίθεση εικόνας.

3.Στη λειτουργία μετρητή συχνότηταςφά 1 πυκνωτής C22 χρησιμοποιείται για τη λήψη σωστών μετρήσεων χρησιμοποιώντας βιομηχανικό συχνόμετρο ή άλλη μέθοδο. Είναι δυνατή η χρήση υβριδικών ταλαντωτών χαλαζία από ραδιόφωνα και κινητά τηλέφωνα (12,8 MHz, 14,85 MHz, κ.λπ.) ή, σε ακραίες περιπτώσεις, υπολογιστή 14,318 MHz κ.λπ. ως πηγές συχνότητας αναφοράς (5 ή 3 βολτ). στις τυπικές μονάδες για ψηφιακά μικροκυκλώματα (7-μείον και 14-συν), το σήμα αφαιρείται από τον ακροδέκτη 8. Εάν η ρύθμιση γίνει στην ακραία θέση του ρότορα, τότε θα πρέπει να επιλέξετε χωρητικότητα C23.

4. Στη συνέχεια, πρέπει να εισαγάγετε τη λειτουργία για τη ρύθμιση σταθερών (δείτε παρακάτω στην ενότητα «Εργασία με τη συσκευή»). ΣυνεχήςΧ Το 1 τίθεται αριθμητικά ίσο με την χωρητικότητα του πυκνωτή C2 σε picofarads. ΣυνεχήςΧ 2 είναι ίσο με 1.000 και μπορεί να ρυθμιστεί αργότερα κατά τη ρύθμιση του μετρητή αυτεπαγωγής.

5. Για περαιτέρω ρύθμιση, πρέπει να έχετε ένα σετ (1-3 τεμάχια) πυκνωτών και επαγωγέων με γνωστές τιμές (κατά προτίμηση ακρίβεια μεγαλύτερη από 1%). Η αυτοβαθμονόμηση της συσκευής πρέπει να λαμβάνει υπόψη τη σχεδιαστική χωρητικότητα των σφιγκτήρων (δείτε παρακάτω για περιγραφή των επιλογών αυτοβαθμονόμησης).

6. Στη λειτουργία μέτρησης χωρητικότητας, μετρήστε τη γνωστή χωρητικότητα και, στη συνέχεια, διαιρέστε την τιμή του πυκνωτή με τις ενδείξεις του οργάνου, αυτή η τιμή θα χρησιμοποιηθεί για τη ρύθμιση της σταθεράςΧ 1. Μπορείτε να επαναλάβετε αυτή τη λειτουργία με άλλους πυκνωτές και να βρείτε τον αριθμητικό μέσο όρο των αναλογιών των χαρακτηρισμών τους προς τις ενδείξεις. Νέα σταθερή τιμήΧ Το 1 είναι ίσο με το γινόμενο του συντελεστή που βρέθηκε παραπάνω και την «παλιά» τιμή του.Αυτή η τιμή πρέπει να καταγραφεί πριν προχωρήσετε στο επόμενο βήμα.

7. Στη λειτουργία μέτρησης αυτεπαγωγής, βρίσκουμε παρομοίως τον λόγο της ονομαστικής τιμής προς τις ενδείξεις. Η σχέση που βρέθηκε θα είναι μια νέα σταθεράΧ 2 και είναι γραμμένο σε EEPROM παρόμοιο με το X 1. Για συντονισμό, συνιστάται η χρήση αυτεπαγωγών από 1 έως 100 μH (καλύτερα να χρησιμοποιήσετε αρκετές από αυτό το εύρος και να βρείτε τη μέση τιμή). Εάν έχετε ένα πηνίο με επαγωγή πολλών δεκάδων έως εκατοντάδων χιλιοστών με γνωστές τιμές επαγωγής και αυτοχωρητικότητας, τότε μπορείτε να ελέγξετε τη λειτουργία της λειτουργίας διπλής βαθμονόμησης. Οι μετρήσεις αυτο-χωρητικότητας, κατά κανόνα, υποτιμώνται κάπως (βλ. παραπάνω).

Εργασία με τη συσκευή

Λειτουργία μετρητή συχνότητας . Για να μπείτε σε αυτή τη λειτουργία πρέπει να πατήσετε SA 1 “Lx” και SA 2 “Cx " Επιλογή ορίων F 1/ F 2 πραγματοποιείται με διακόπτη SA 3: πατημένο – F 1, πατημένο – F 2. Με υλικολογισμικό για οθόνη 2x16 χαρακτήρων, η οθόνη εμφανίζει "Συχνότητα" XX, XXX. xxx MHz ή XXX, XXX. xx MHz . Για οθόνη 2x8, αντίστοιχα, " F =” XXXXXXxxx ή XXXXXXxx MHz , αντί για υποδιαστολή, χρησιμοποιείται ένα σύμβολο □ πάνω από την τιμή συχνότητας.

Λειτουργία αυτοβαθμονόμησης . Για τη μέτρηση των επαγωγών και των χωρητικοτήτων, η συσκευή πρέπει να υποβληθεί σε αυτοβαθμονόμηση. Για να γίνει αυτό, μετά την εφαρμογή ισχύος, πρέπει να πατήσετε SA 1” Lx” και SA 2” C x " (ποιο - θα πει η επιγραφή L ή C ). Μετά από αυτό, η συσκευή θα εισέλθει σε λειτουργία αυτο-βαθμονόμησης και θα εμφανίσει "Βαθμονόμηση» ή «ΑΝΑΜΟΝΗ " Μετά από αυτό πρέπει να πατήσετε αμέσως SA 2” C x " Αυτό πρέπει να γίνει αρκετά γρήγορα χωρίς να περιμένετε να λειτουργήσει το ρελέ. Εάν παραλείψετε το τελευταίο σημείο, η χωρητικότητα του τερματικού δεν θα ληφθεί υπόψη από τη συσκευή και οι ενδείξεις "μηδενικής" στη λειτουργία χωρητικότητας θα είναι 1-2 pF. Παρόμοια βαθμονόμηση (με πάτημα SA 2" Cx ”) σας επιτρέπει να λάβετε υπόψη τη χωρητικότητα των σφιγκτήρων απομακρυσμένου ανιχνευτή με τη δική τους χωρητικότητα έως και 500 pF , ωστόσο, χρησιμοποιήστε τέτοιους ανιχνευτές όταν μετράτε επαγωγές έως και 10 mHειναι ΑΠΑΓΟΡΕΥΜΕΝΟ.

Λειτουργία "Cx".μπορεί να επιλεγεί μετά τη βαθμονόμηση πατώντας SA 2” Cx”, SA 1” Lx » πρέπει να απελευθερωθεί. Σε αυτήν την περίπτωση, "Χωρητικότητα" XXXX xF ή "C =" XXXX xF.

Λειτουργία "Lx".ενεργοποιείται όταν πατηθεί SA 1” Lx” και πατημένο SA 2” Cx " Η είσοδος στη λειτουργία διπλής βαθμονόμησης (για επαγωγές μεγαλύτερες από 10 millihenry) πραγματοποιείται με οποιαδήποτε αλλαγή στη θέση SA 3” F 1/ F 2", εκτός από την αυτεπαγωγή, εμφανίζεται και η χωρητικότητα του πηνίου, η οποία μπορεί να είναι πολύ χρήσιμη. Η οθόνη δείχνει "Επαγωγή" XXXX xH ή "L =" XXXX xH. Αυτή η λειτουργία εξέρχεται αυτόματα όταν αφαιρεθεί το πηνίο από τους σφιγκτήρες.

Είναι δυνατή μια μετάβαση με οποιαδήποτε σειρά μεταξύ των τρόπων λειτουργίας που αναφέρονται παραπάνω. Για παράδειγμα, πρώτα ένας μετρητής συχνότητας, μετά βαθμονόμηση, επαγωγή, χωρητικότητα, επαγωγή, βαθμονόμηση (απαραίτητη εάν η συσκευή ήταν ενεργοποιημένη για μεγάλο χρονικό διάστημα και οι παράμετροι της γεννήτριας της μπορούσαν να "φύγουν"), μετρητής συχνότητας κ.λπ. Όταν πατάτε SA 1” Lx” και SA 2” Cx«Πριν από την είσοδο στη βαθμονόμηση, παρέχεται μια σύντομη παύση (3 δευτερόλεπτα) για να αποτραπεί η ανεπιθύμητη είσοδος σε αυτήν τη λειτουργία κατά την απλή μετάβαση από τη μία λειτουργία στην άλλη.

Λειτουργία σταθερής ρύθμισης . Αυτή η λειτουργία είναι απαραίτητη μόνο κατά τη ρύθμιση της συσκευής, επομένως η είσοδος σε αυτήν περιλαμβάνει τη σύνδεση ενός εξωτερικού διακόπτη (ή βραχυκυκλωτήρα) μεταξύ της ακίδας 13 DD 3 και κοινά, καθώς και δύο κουμπιά μεταξύ των ακίδων 10, 11 DD 3 και κοινό σύρμα.

Για να καταγράψετε σταθερές (δείτε παραπάνω), πρέπει να ενεργοποιήσετε τη συσκευή με βραχυκυκλωμένο διακόπτη. Στην οθόνη ανάλογα με τη θέση του διακόπτηΤο SA 3” F 1/ F 2” θα εμφανίσει “Constant X 1” XXXX ή “Constant X 2” X. XXX . Χρησιμοποιώντας τα κουμπιά μπορείτε να αλλάξετε την τιμή των σταθερών σε μονοψήφια βήματα. Για να αποθηκεύσετε την καθορισμένη τιμή, πρέπει να αλλάξετε την κατάστασηΑΝΩΝΥΜΗ ΕΤΑΙΡΙΑ. 3. Για έξοδο από τη λειτουργία, πρέπει να ανοίξετε το διακόπτη και τον διακόπτηΑΝΩΝΥΜΗ ΕΤΑΙΡΙΑ. 3 ή απενεργοποιήστε το ρεύμα. Εγγραφείτε EEPROM εμφανίζεται μόνο κατά τον χειρισμόΑΝΩΝΥΜΗ ΕΤΑΙΡΙΑ.3.

Αρχεία υλικολογισμικού και κείμενα πηγής (.εξάγωνο και. ασμ ): FCL -prog

Σχηματικό διάγραμμα σε ( sPlan 5.0): FCL -sch .spl

Πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (Sprint Layout 3.0 R):

22/03/2005. Βελτιώσεις στον μετρητή FCL
Buevsky Alexander, Μινσκ.

1 . Για να επεκτείνετε το εύρος των μετρούμενων χωρητικοτήτων και αυτεπαγωγών, είναι απαραίτητο να συνδέσετε τους ακροδέκτες 5 και 6 του DA1.

2 . Η βελτίωση των κυκλωμάτων εισόδου του μικροελεγκτή (βλ. εικόνα) θα αυξήσει τη σταθερότητα των μετρήσεων συχνότητας. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε παρόμοια μικροκυκλώματα των σειρών 1554, 1594, ALS, AC, NS, για παράδειγμα 74AC14 ή 74HC132 με αλλαγές στο κύκλωμα.

Στον φαινομενικά ξεπερασμένο ελεγκτή 2051, έχουμε σκεφτεί επανειλημμένα να συναρμολογήσουμε έναν παρόμοιο μετρητή, αλλά σε έναν πιο σύγχρονο ελεγκτή, προκειμένου να του παρέχουμε πρόσθετες δυνατότητες. Υπήρχε βασικά μόνο ένα κριτήριο αναζήτησης - ευρείες περιοχές μέτρησης. Ωστόσο, όλα τα παρόμοια σχήματα που βρέθηκαν στο Διαδίκτυο είχαν ακόμη και περιορισμούς εύρους λογισμικού, και μάλιστα αρκετά σημαντικούς. Για να είμαστε δίκαιοι, αξίζει να σημειωθεί ότι η προαναφερθείσα συσκευή του 2051 δεν είχε καθόλου περιορισμούς (ήταν μόνο hardware), και το λογισμικό της περιλάμβανε ακόμη και τη δυνατότητα μέτρησης τιμών mega και giga!

Κάπως έτσι, μελετώντας τα κυκλώματα για άλλη μια φορά, ανακαλύψαμε μια πολύ χρήσιμη συσκευή - το LCM3, η οποία έχει αξιοπρεπή λειτουργικότητα με μικρό αριθμό ανταλλακτικών. Η συσκευή μπορεί να μετρήσει την επαγωγή, τη χωρητικότητα των μη πολικών πυκνωτών, τη χωρητικότητα των ηλεκτρολυτικών πυκνωτών, το ESR, την αντίσταση (συμπεριλαμβανομένης της εξαιρετικά χαμηλής) εντός του ευρύτερου εύρους και να αξιολογήσει την ποιότητα των ηλεκτρολυτικών πυκνωτών. Η συσκευή λειτουργεί με τη γνωστή αρχή της μέτρησης συχνότητας, αλλά είναι ενδιαφέρον από το ότι η γεννήτρια συναρμολογείται σε έναν συγκριτή ενσωματωμένο στον μικροελεγκτή PIC16F690. Ίσως οι παράμετροι αυτού του συγκριτή να μην είναι χειρότερες από αυτές του LM311, επειδή οι αναφερόμενες περιοχές μέτρησης είναι οι εξής:

• χωρητικότητα 1pF - 1nF με ανάλυση 0,1pF και ακρίβεια 1%
• χωρητικότητα 1nF - 100nF με ανάλυση 1pF και ακρίβεια 1%
• χωρητικότητα 100nF - 1uF με ανάλυση 1nF και ακρίβεια 2,5%
• χωρητικότητα ηλεκτρολυτικών πυκνωτών 100nF - 0,1F με ανάλυση 1nF και ακρίβεια 5%
• αυτεπαγωγή 10nH - 20H με ανάλυση 10nH και ακρίβεια 5%
• αντίσταση 1mOhm - 30Ohm με ανάλυση 1mOhm και ακρίβεια 5%.

Μπορείτε να διαβάσετε περισσότερα σχετικά με την περιγραφή της συσκευής στα ουγγρικά στη σελίδα:

Μας άρεσαν οι λύσεις που χρησιμοποιούνται στον μετρητή και αποφασίσαμε να μην συναρμολογήσουμε μια νέα συσκευή σε έναν ελεγκτή Atmel, αλλά να χρησιμοποιήσουμε ένα PIC. Το κύκλωμα λήφθηκε εν μέρει (και στη συνέχεια πλήρως) από αυτόν τον ουγγρικό μετρητή. Στη συνέχεια, το υλικολογισμικό απομεταγλωττίστηκε και γράφτηκε ένα νέο στη βάση του, για να ταιριάζει στις δικές μας ανάγκες. Ωστόσο, το ιδιόκτητο υλικολογισμικό είναι τόσο καλό που η συσκευή πιθανότατα δεν έχει ανάλογα.

Κάντε κλικ για μεγέθυνση
Χαρακτηριστικά μετρητή LCM3:

• όταν είναι ενεργοποιημένη, η συσκευή πρέπει να βρίσκεται σε λειτουργία μέτρησης χωρητικότητας (εάν είναι σε λειτουργία μέτρησης επαγωγής, τότε η αντίστοιχη επιγραφή στην οθόνη θα σας ζητήσει να αλλάξετε από άλλη λειτουργία)
• Οι πυκνωτές τανταλίου πρέπει να είναι με το χαμηλότερο δυνατό ESR (λιγότερο από 0,5 Ohm). Πυκνωτής ESRΤο CX1 33nF θα πρέπει επίσης να είναι χαμηλό. η συνολική σύνθετη αντίσταση αυτού του πυκνωτή, αυτεπαγωγή και κουμπί λειτουργίας δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 2,2 Ohm. Η ποιότητα αυτού του πυκνωτή στο σύνολό του θα πρέπει να είναι πολύ καλή, θα πρέπει να έχει χαμηλό ρεύμα διαρροής, επομένως θα πρέπει να επιλέξετε από υψηλής τάσης (για παράδειγμα, 630 βολτ) - πολυπροπυλένιο (MKP), πολυστυρένιο στυρόφλεξ (KS, FKS, MKS , MKY;). Οι πυκνωτές C9 και C10, όπως γράφεται στο διάγραμμα, είναι πολυστυρένιο, μαρμαρυγία, πολυπροπυλένιο. Μια αντίσταση 180 ohm θα πρέπει να έχει ακρίβεια 1%, μια αντίσταση 47 ohm θα πρέπει επίσης να έχει ακρίβεια 1%.
• Η συσκευή αξιολογεί την "ποιότητα" του πυκνωτή. Δεν υπάρχουν ακριβείς πληροφορίες για το ποιες παράμετροι υπολογίζονται. Μάλλον πρόκειται για διαρροή, εφαπτομένη διηλεκτρικής απώλειας, ESR. Η "ποιότητα" εμφανίζεται ως γεμάτο κύπελλο: όσο λιγότερο είναι γεμάτο, τόσο καλύτερος είναι ο πυκνωτής. Το κύπελλο ενός ελαττωματικού πυκνωτή είναι πλήρως βαμμένο. Ωστόσο, ένας τέτοιος πυκνωτής μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ένα φίλτρο γραμμικού σταθεροποιητή.
• ο επαγωγέας που χρησιμοποιείται στη συσκευή πρέπει να είναι επαρκούς μεγέθους (αντέχει ρεύμα τουλάχιστον 2Α χωρίς κορεσμό) - με τη μορφή "αλτήρα" ή σε θωρακισμένο πυρήνα.
• Μερικές φορές όταν είναι ενεργοποιημένη η συσκευή εμφανίζει στην οθόνη το "Low Batt". Σε αυτή την περίπτωση, θα πρέπει να απενεργοποιήσετε και να ενεργοποιήσετε ξανά την τροφοδοσία (πιθανόν ένα σφάλμα).
• Υπάρχουν πολλές εκδόσεις υλικολογισμικού για αυτήν τη συσκευή: 1.2-1.35 και η τελευταία, σύμφωνα με τους συγγραφείς, είναι βελτιστοποιημένη για τσοκ σε θωρακισμένο πυρήνα. δουλεύει όμως και σε τσοκ αλτήρα και μόνο αυτή η έκδοση αξιολογεί την ποιότητα των ηλεκτρολυτικών πυκνωτών.
• Είναι δυνατή η σύνδεση ενός μικρού προσαρτήματος στη συσκευή για μέτρηση εντός κυκλώματος (χωρίς συγκόλληση) του ESR ηλεκτρολυτικών πυκνωτών. Μειώνει την τάση που εφαρμόζεται στον υπό δοκιμή πυκνωτή στα 30 mV, οπότε οι ημιαγωγοί δεν ανοίγουν και επηρεάζουν τη μέτρηση. Το διάγραμμα βρίσκεται στην ιστοσελίδα του συγγραφέα.
• Η λειτουργία μέτρησης ESR ενεργοποιείται αυτόματα συνδέοντας τους ανιχνευτές στην κατάλληλη πρίζα. Αν αντί για ηλεκτρολυτικό πυκνωτήΕάν συνδεθεί μια αντίσταση (έως 30 ohms), η συσκευή θα μεταβεί αυτόματα στη λειτουργία μέτρησης χαμηλής αντίστασης.

Βαθμονόμηση σε λειτουργία μέτρησης χωρητικότητας:

• πατήστε το κουμπί βαθμονόμησης
• αφήστε το κουμπί βαθμονόμησης

Βαθμονόμηση σε λειτουργία μέτρησης επαγωγής:

• κλείστε τους ανιχνευτές της συσκευής
• πατήστε το κουμπί βαθμονόμησης
• περιμένετε να εμφανιστεί το μήνυμα R=....Ohm
• αφήστε το κουμπί βαθμονόμησης
• περιμένετε για το μήνυμα ολοκλήρωσης της βαθμονόμησης

Βαθμονόμηση σε λειτουργία μέτρησης ESR:

• κλείστε τους ανιχνευτές της συσκευής
• πατήστε το κουμπί βαθμονόμησης, στην οθόνη θα εμφανιστεί η τάση που εφαρμόζεται στον μετρούμενο πυκνωτή (οι συνιστώμενες τιμές είναι 130...150 mV, εξαρτάται από τον επαγωγέα, ο οποίος πρέπει να τοποθετηθεί μακριά από μεταλλικές επιφάνειες) και τη συχνότητα μέτρησης ESR
• περιμένετε το μήνυμα R=....Ωμ
• αφήστε το κουμπί βαθμονόμησης
• Η ένδειξη αντίστασης στην οθόνη πρέπει να μηδενιστεί

Είναι επίσης δυνατό να καθοριστεί χειροκίνητα η χωρητικότητα του πυκνωτή βαθμονόμησης. Για να το κάνετε αυτό, συναρμολογήστε το παρακάτω κύκλωμα και συνδέστε το στην υποδοχή προγραμματισμού (δεν χρειάζεται να συναρμολογήσετε το κύκλωμα, αλλά απλώς κλείστε τις απαραίτητες επαφές):

Επειτα:

• συνδέστε το κύκλωμα (ή βραχυκύκλωμα vpp και gnd)
• ενεργοποιήστε τη συσκευή και πατήστε το κουμπί βαθμονόμησης, η τιμή της χωρητικότητας βαθμονόμησης θα εμφανιστεί στην οθόνη
• χρησιμοποιήστε τα κουμπιά DN και UP για να προσαρμόσετε τις τιμές (ίσως σε διαφορετικές εκδόσεις υλικολογισμικού τα κύρια κουμπιά βαθμονόμησης και λειτουργίας λειτουργούν για ταχύτερη προσαρμογή)
• Ανάλογα με την έκδοση υλικολογισμικού, είναι δυνατή μια άλλη επιλογή: αφού πατήσετε το κουμπί βαθμονόμησης, εμφανίζεται στην οθόνη η τιμή χωρητικότητας βαθμονόμησης, η οποία αρχίζει να αυξάνεται. Όταν φτάσει στην επιθυμητή τιμή, πρέπει να σταματήσετε την ανάπτυξη με το κουμπί λειτουργίας και να ανοίξετε τα vpp και gnd. Εάν δεν είχατε χρόνο να το σταματήσετε εγκαίρως και πηδήσατε πάνω από την επιθυμητή τιμή, τότε χρησιμοποιώντας το κουμπί βαθμονόμησης μπορείτε να το μειώσετε
• απενεργοποιήστε το κύκλωμα (ή ανοίξτε τα vpp και gnd)

Υλικολογισμικό συγγραφέα v1.35: lcm3_v135.hex

Τυπωμένο κύκλωμα: lcm3.lay (μία από τις επιλογές από το φόρουμ vrtp).

Στην παρεχόμενη πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος, η αντίθεση της οθόνης 16*2 ρυθμίζεται από έναν διαιρέτη τάσης μεταξύ των αντιστάσεων με αντίσταση 18k και 1k. Εάν είναι απαραίτητο, πρέπει να επιλέξετε την αντίσταση του τελευταίου. Το FB είναι ένας κύλινδρος φερρίτη, μπορείτε να τον αντικαταστήσετε με τσοκ. Για μεγαλύτερη ακρίβεια, αντί για αντίσταση 180 Ohm, χρησιμοποιούνται δύο 360 Ohm παράλληλα. Πριν εγκαταστήσετε το κουμπί βαθμονόμησης και τον διακόπτη λειτουργίας μέτρησης, βεβαιωθείτε ότι έχετε ελέγξει το pinout τους με έναν ελεγκτή: συχνά υπάρχει κάποιο που δεν ταιριάζει.

Το περίβλημα της συσκευής, ακολουθώντας την παράδοση (ένα, δύο), είναι κατασκευασμένο από πλαστικό και βαμμένο με μαύρο μεταλλικό χρώμα. Αρχικά, η συσκευή τροφοδοτείτο από φορτιστή κινητού τηλεφώνου 5V 500mA μέσω υποδοχής mini-USB. Δεν είναι η καλύτερη επιλογή, δεδομένου ότι το ρεύμα συνδέθηκε στην πλακέτα του μετρητή μετά τον σταθεροποιητή και πόσο σταθερό είναι κατά τη φόρτιση από ένα τηλέφωνο είναι άγνωστο. Στη συνέχεια, η εξωτερική ισχύς άλλαξε σε μπαταρία λιθίουμε μια μονάδα φόρτισης και έναν μετατροπέα ενίσχυσης, οι πιθανές παρεμβολές από τις οποίες αφαιρούνται τέλεια από έναν συμβατικό σταθεροποιητή LDO που υπάρχει στο κύκλωμα.

Εν κατακλείδι, θα ήθελα να προσθέσω ότι ο συγγραφέας έχει βάλει τις μέγιστες δυνατότητες σε αυτόν τον μετρητή, καθιστώντας τον απαραίτητο για έναν ραδιοερασιτέχνη.

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.

Αυτό το έργο είναι διαθέσιμο στο διαδίκτυο σε πολλές γλώσσες. Αυτή τη στιγμή, τα μαθηματικά φαίνονταν πολύ δύσκολα. Στη συνέχεια, η συνολική ακρίβεια θα περιοριστεί από τη συμπεριφορά του ταλαντωτή και ενός μόνο "πυκνωτή βαθμονόμησης". Ας ελπίσουμε ότι αυτό ακολουθεί τον "γνωστό τύπο συχνότητας συντονισμού". Το σφάλμα ήταν 3% για πυκνωτές 22 μF. Το Greencup θα ήταν η κατάλληλη αντικατάσταση, αλλά κεραμικός πυκνωτήςδεν μπορεί να είναι καλή επιλογή. Κάποια από αυτά μπορεί να έχουν μεγάλες απώλειες.

Δεν έχω κανένα λόγο να υποψιάζομαι περίεργες μη γραμμικότητες στις ενδείξεις για στοιχεία χαμηλής αξίας. Οι τιμές των μικρών συστατικών είναι θεωρητικά ευθέως ανάλογες με τη διαφορά συχνότητας. Το λογισμικό ακολουθεί εγγενώς αυτήν την αναλογικότητα.

Χαρακτηριστικά μετρητή LC:

• Μέτρηση χωρητικότητας πυκνωτή: 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.

Μια άλλη ερώτηση για το έργο;

Τώρα μπορείτε να σχεδιάσετε ένα συντονισμένο κύκλωμα, να το κατασκευάσετε και να το αφήσετε να αντηχεί στη σωστή συχνότητα την πρώτη φορά, κάθε φορά. Παρακαλώ ελέγξτε αυτό πριν μου στείλετε email. Αυτό μπορεί απλώς να απαντήσει στην ερώτησή σας. Πρέπει να μετρήσετε την επαγωγή, αλλά δεν έχετε πολύμετρο για να το κάνετε ή ακόμα και παλμογράφο για να παρατηρήσετε το σήμα.

Λοιπόν, ανεξάρτητα από τη συχνότητα ή το πόσο δυνατά χτυπηθεί το κουδούνι, θα χτυπήσει με τη συχνότητα συντονισμού του. Τώρα οι μικροελεγκτές είναι τρομεροί στην ανάλυση αναλογικών σημάτων. Σε αυτή την περίπτωση θα είναι 5 βολτ από το arduino. Φορτίζουμε το κύκλωμα για κάποιο χρονικό διάστημα. Στη συνέχεια, μεταβάλλουμε την τάση από 5 βολτ απευθείας έως ότου αυτός ο παλμός προκαλέσει τον συντονισμό του κυκλώματος, δημιουργώντας ένα μαλακό ημιτονοειδές κύμα που ταλαντώνεται στη συχνότητα συντονισμού. Πρέπει να μετρήσουμε αυτή τη συχνότητα και στη συνέχεια να χρησιμοποιήσουμε τους τύπους για να λάβουμε την τιμή της επαγωγής.

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.

Σχηματικό διάγραμμα μετρητή χωρητικότητας και επαγωγής

Η συχνότητα συντονισμού σχετίζεται με την ακόλουθη κατάσταση.

Δεδομένου ότι το κύμα μας είναι ένα πραγματικό ημιτονοειδές κύμα, ξοδεύει ίσο χρόνο πάνω από το μηδέν και κάτω από το μηδέν βολτ. Αυτή η μέτρηση μπορεί στη συνέχεια να διπλασιαστεί για να δώσει την περίοδο και το αντίστροφο της περιόδου είναι η συχνότητα.

Εύρος μέτρησης χωρητικότητας

Εφόσον το κύκλωμα συντονίζεται, αυτή η συχνότητα είναι η συχνότητα συντονισμού. Η επίλυση της επαγωγής θα έχει ως αποτέλεσμα την εξίσωση του ναυτικού. Μετά από αυτό σταματάμε τον παλμό και το κύκλωμα αντηχεί. Ο συγκριτής θα εξάγει ένα σήμα τετραγωνικού κύματος στην ίδια συχνότητα, το οποίο το Arduino θα μετρήσει χρησιμοποιώντας μια συνάρτηση παλμού που μετρά το χρόνο μεταξύ κάθε παλμού τετραγωνικού κύματος.

Ωστόσο, για να προσαρμόσω τη μετρούμενη τιμή και 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%.

Κατασκευάστε το παρακάτω κύκλωμα και κατεβάστε τον κώδικα και ξεκινήστε τη μέτρηση της επαγωγής. Αφαιρέστε αυτή τη γραμμή μετά από αυτήν την χωρητικότητα =. Οι πυκνωτές και οι επαγωγείς μπορούν να συνδυαστούν για να δημιουργήσουν κυκλώματα συντονισμού που έχουν διακριτά χαρακτηριστικά συχνότητας. Ο αριθμός των χωρητικοτήτων και η επαγωγή αυτών των συσκευών καθορίζουν τόσο τη συχνότητα συντονισμού όσο και την ευκρίνεια της καμπύλης απόκρισης που παρουσιάζουν αυτά τα κυκλώματα.

Εάν η χωρητικότητα και η αυτεπαγωγή είναι παράλληλες, τείνουν να περνούν ηλεκτρική ενέργεια, το οποίο ταλαντώνεται στη συχνότητα συντονισμού και το μπλοκ, δηλαδή αντιπροσωπεύει υψηλότερη σύνθετη αντίσταση για άλλα μέρη του φάσματος συχνοτήτων. Εάν βρίσκονται σε διάταξη σειράς, τείνουν να μπλοκάρουν την ηλεκτρική ενέργεια που ταλαντώνεται στη συχνότητα συντονισμού και να επιτρέπουν σε άλλα μέρη του φάσματος συχνοτήτων να περάσουν.

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.

Υπάρχουν πολλές εφαρμογές για κυκλώματα συντονισμού, συμπεριλαμβανομένου του επιλεκτικού συντονισμού σε ραδιοπομπούς και δέκτες και την καταστολή ανεπιθύμητων αρμονικών. Ένας επαγωγέας και ένας πυκνωτής σε παράλληλη διαμόρφωση είναι γνωστό ως κύκλωμα δεξαμενής. Μια συνθήκη συντονισμού εμφανίζεται σε ένα κύκλωμα όταν.

Δοκιμή και βαθμονόμηση

Αυτό μπορεί να συμβεί μόνο με μια συγκεκριμένη συχνότητα. Η εξίσωση μπορεί να απλοποιηθεί σε. Από αυτές τις πληροφορίες, γνωρίζοντας τις χωρητικές και επαγωγικές παραμέτρους του κυκλώματος, μπορείτε να βρείτε τη συχνότητα συντονισμού. Γενικά, ο ταλαντωτής σε ηλεκτρονικό κύκλωμαμετατρέπει την τάση τροφοδοσίας συνεχές ρεύμαπρος την έξοδο εναλλασσόμενο ρεύμα, το οποίο μπορεί να αποτελείται από πολλά σήματα, συχνότητες, πλάτη και κύκλους λειτουργίας. Ή η έξοδος θα μπορούσε να είναι ένα θεμελιώδες ημιτονοειδές κύμα χωρίς άλλο αρμονικό περιεχόμενο.

Θα ήθελα να παρουσιάσω ένα κύκλωμα μέτρησης χωρητικότητας και επαγωγής μικρών ποσοτήτων, μια συσκευή που συχνά είναι απλά απαραίτητη στην πρακτική του ραδιοερασιτέχνη. Ο μετρητής έχει σχεδιαστεί ως προσάρτημα USB για έναν υπολογιστή, οι μετρήσεις εμφανίζονται σε ένα ειδικό πρόγραμμα στην οθόνη.

Χαρακτηριστικά:

εύρος μέτρησης ντο: 0,1pF - ~1μF. Αυτόματη εναλλαγή εύρους: 0,1-999,9 pF, 1nF-99,99nF, 0,1 μF-0,99 μF.

Ο σκοπός της κατασκευής ενός ενισχυτή είναι να σχεδιάσει ένα κύκλωμα που δεν θα ταλαντώνεται. Σε έναν ενισχυτή που δεν έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί ως ταλαντωτής, μπορεί να χρησιμοποιηθεί περιορισμένη ποσότητα θετικής ανάδρασης για να αυξηθεί το κέρδος. Μια μεταβλητή αντίσταση μπορεί να τοποθετηθεί σε σειρά με την ανάδραση για να αποτρέψει την ταλάντωση του κυκλώματος. Η απόσταση μεταξύ του μικροφώνου και του μεγαφώνου λειτουργεί ως αντίσταση στα κύματα συχνότητας ήχου.

Μοιάζουν με τους ηλεκτρομηχανικούς συντονιστές όπως οι κρυσταλλικοί ταλαντωτές. Η σύνδεση μεταξύ γεννήτριας και εναλλάκτη πρέπει να είναι χαλαρή. Συντονίζουμε το κύκλωμα του ταλαντωτή για να δούμε τη μέγιστη τάση κατά μήκος του αισθητήρα καθετήρα που είναι συνδεδεμένος στο κύκλωμα της δεξαμενής.

εύρος μέτρησης μεγάλο: 0,01 μΗ - ~ 100 mH. Αυτόματη εναλλαγή εύρους: 0,01-999,99 μΗ, 1mH-99,99mH.

Πλεονεκτήματα:

Η συσκευή δεν απαιτεί πρόγραμμα οδήγησης.

Το πρόγραμμα δεν απαιτεί εγκατάσταση.

Δεν απαιτεί ρύθμιση (Εκτός από τη διαδικασία βαθμονόμησης, η οποία, παρεμπιπτόντως, δεν απαιτεί πρόσβαση στο κύκλωμα).

Δεν χρειάζεται να επιλέξετε τις ακριβείς τιμές της χωρητικότητας και της επαγωγής βαθμονόμησης (επιτρέπουμε εξάπλωση έως και ±25%! από τις καθορισμένες).

Εδώ είναι το διάγραμμα κυκλώματος του μετρητή LC

Το κύκλωμα είναι τώρα σε συντονισμό, αυτή η συχνότητα αντιπροσωπεύει τη συχνότητα συντονισμού του κυκλώματος. Στη συνέχεια μετράμε την τάση του κυκλώματος της γεννήτριας στη συχνότητα συντονισμού. Μεταβάλλουμε τη συχνότητα του ταλαντωτή ελαφρώς πάνω και κάτω από τον συντονισμό και προσδιορίζουμε δύο συχνότητες: η τάση στο κύκλωμα είναι 707 φορές η τιμή στον συντονισμό. Η τάση σε συντονισμό 707 φορές είναι -3 dB.

Το εύρος ζώνης του ταλαντωτή είναι η διαφορά μεταξύ των συχνοτήτων που αντιστοιχούν σε αυτά τα δύο σημεία 707. Η έξοδος της γεννήτριας σήματος συνδέεται με ένα πηνίο ζεύξης που έχει περίπου 50 στροφές. Για συχνότητες στην περιοχή των megahertz, τοποθετούμε το πηνίο ζεύξης περίπου 20 cm από το κύκλωμα της γεννήτριας. Μια απόσταση 20 cm θα πρέπει να επιτρέπει την ελεύθερη επικοινωνία μεταξύ του πηνίου και του ταλαντωτή.

Δεν υπάρχουν στοιχεία ελέγχου στο διάγραμμα. Ο χρήστης έχει πρόσβαση μόνο σε δύο ακροδέκτες για την εγκατάσταση του μετρημένου εξαρτήματος σε αυτά, μια υποδοχή USB και μια λυχνία LED, η οποία ανάβει όταν εκτελείται το πρόγραμμα ελέγχου και αναβοσβήνει διαφορετικά.

Στη συνέχεια, συνδέουμε τον αισθητήρα στο κύκλωμα της γεννήτριας. Η σύνδεση γείωσης του αισθητήρα πρέπει να συνδεθεί στο σώμα του πυκνωτή δέκτη. Ο αισθητήρας συνδέεται με έναν παλμογράφο. Λόγω της εξασθένησης 100x στον αισθητήρα, η έξοδος της γεννήτριας σήματος συνήθως χρειάζεται να είναι αρκετά υψηλή.

Τώρα το ίχνος περιοχής τρέχει από αριστερά προς τα δεξιά και η αριστερή πλευρά είναι η συχνότητα έναρξης και η δεξιά πλευρά είναι η συχνότητα διακοπής. Ένα καλό σημείο για να ξεκινήσετε είναι η συχνότητα σάρωσης, η οποία είναι περίπου 10 hertz. Μπορούμε να περιστρέψουμε τον πυκνωτή του δέκτη και να πάρουμε την κυματομορφή του ταλαντωτή στην οθόνη του παλμογράφου. Ο έλεγχος πλάτους της γεννήτριας σάρωσης προσαρμόζει το ύψος αιχμής της κυματομορφής. Το μεγάλο πλεονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι ότι οι αλλαγές στη συχνότητα συντονισμού του κυκλώματος ταλαντωτή μπορούν να είναι άμεσα ορατές στην οθόνη.

Η καρδιά της συσκευής είναι ένας ταλαντωτής LC στον συγκριτή LM311. Για να υπολογίσουμε με επιτυχία την τιμή της μετρούμενης χωρητικότητας/επαγωγής, πρέπει να γνωρίζουμε ακριβώς τις τιμές των ρυθμίσεων refC και refL, καθώς και τη συχνότητα της γεννήτριας. Χρησιμοποιώντας την ισχύ του υπολογιστή, θα αναζητηθούν όλες οι πιθανές τιμές refC±25% και refL±25% κατά τη διαδικασία βαθμονόμησης της συσκευής. Στη συνέχεια, από τη σειρά των ληφθέντων δεδομένων, θα επιλεγούν τα καταλληλότερα σε διάφορα στάδια περισσότερα για τον παρακάτω αλγόριθμο. Λόγω αυτού του αλγόριθμου, δεν χρειάζεται να επιλέξετε με ακρίβεια τις τιμές της χωρητικότητας και της επαγωγής για χρήση στη συσκευή, μπορείτε απλά να ορίσετε τι είναι διαθέσιμο και να μην σας ενδιαφέρει η ακρίβεια των τιμών. Επιπλέον, οι τιμές των refC και refL μπορεί να διαφέρουν σε μεγάλο εύρος από αυτές που υποδεικνύονται στο διάγραμμα.

Ο ταλαντωτής Armstrong χρησιμοποιήθηκε αρχικά σε πομπούς σωλήνων κενού. Το πηνίο μπορεί να ρυθμιστεί έτσι ώστε η αλυσίδα να ταλαντώνεται. Στην πραγματικότητα είναι ένας διαιρέτης τάσης που αποτελείται από δύο πυκνωτές συνδεδεμένους σε σειρά. Η ενεργή συσκευή, ένας ενισχυτής, μπορεί να είναι ένα τρανζίστορ διπολικής διασταύρωσης, τρανζίστορ εφέ πεδίου, τελεστικος ΕΝΙΣΧΥΤΗΣή ένα σωλήνα κενού.

Αυτό είναι αντί να συντονίσετε έναν από τους πυκνωτές ή να εισάγετε έναν ξεχωριστό μεταβλητός πυκνωτήςσε σειρά με τον επαγωγέα. Η διαφορά είναι ότι αντί να χρησιμοποιεί μια χωρητικότητα κεντρικής βρύσης σε συνδυασμό με έναν επαγωγέα, χρησιμοποιεί μια επαγωγή κεντρικής βρύσης σε συνδυασμό με έναν πυκνωτή. Το σήμα ανάδρασης προέρχεται από έναν κεντρικό επαγωγέα βρύσης ή μια σύνδεση σειράς μεταξύ δύο επαγωγέων.

Ο μικροελεγκτής, χρησιμοποιώντας τη βιβλιοθήκη V-USB, οργανώνει την επικοινωνία με τον υπολογιστή και υπολογίζει επίσης τη συχνότητα από τη γεννήτρια. Ωστόσο, το πρόγραμμα ελέγχου είναι επίσης υπεύθυνο για τον υπολογισμό της συχνότητας.

Ο μικροελεγκτής είναι Atmega48, αλλά είναι επίσης δυνατή η χρήση Atmega8 και Atmega88, συνδέω υλικολογισμικό για τρεις διαφορετικούς μικροελεγκτές.

Αυτοί οι επαγωγείς δεν χρειάζεται να συνδέονται αμοιβαία, επομένως μπορεί να αποτελούνται από δύο ξεχωριστά πηνία συνδεδεμένα σε σειρά και όχι από μία συσκευή κεντρικού χτυπήματος. Στην έκδοση του πηνίου κεντρικής πρόσκρουσης, η αυτεπαγωγή είναι μεγαλύτερη επειδή τα δύο τμήματα συνδέονται μαγνητικά.

Σε έναν ταλαντωτή Hartley, η συχνότητα μπορεί εύκολα να ρυθμιστεί χρησιμοποιώντας έναν μεταβλητό πυκνωτή. Το κύκλωμα είναι σχετικά απλό, με μικρό αριθμό εξαρτημάτων. Ένας σταθεροποιημένος ταλαντωτής υψηλής συχνότητας μπορεί να κατασκευαστεί αντικαθιστώντας τον συντονιστή χαλαζία με έναν πυκνωτή.

Το ρελέ K1 είναι μινιατούρα με δύο ομάδες μεταγωγής. Χρησιμοποίησα RES80, λυγίζοντας τα πόδια με τσιμπιδάκια όπως το RES80-1 για επιφανειακή τοποθέτηση, με ρεύμα σκανδάλης 40mA. Εάν δεν μπορείτε να βρείτε ένα ρελέ ικανό να λειτουργεί από 3,3v με μικρό ρεύμα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιοδήποτε ρελέ 5v, αντικαθιστώντας αντίστοιχα τα R11, K1 με έναν καταρράκτη με διακεκομμένες γραμμές.

Αυτή είναι μια βελτίωση σε σχέση με τον ταλαντωτή Colpitt, όπου ενδέχεται να μην συμβαίνουν ταλαντώσεις σε ορισμένες συχνότητες που αφήνουν κενά στο φάσμα. Όπως και άλλοι ταλαντωτές, ο στόχος είναι να παρέχεται ένα συνδυασμένο κέρδος μεγαλύτερο από τη μονάδα στη συχνότητα συντονισμού για τη διατήρηση της ταλάντωσης. Το ένα τρανζίστορ μπορεί να διαμορφωθεί ως ενισχυτής κοινής βάσης και το άλλο ως ακόλουθος εκπομπού. Η έξοδος του ακολούθου εκπομπού, συνδεδεμένη πίσω στην είσοδο του τρανζίστορ βάσης, διατηρεί την ταλάντωση στο κύκλωμα Peltz.

Το varactor είναι μια δίοδος με ελεύθερο τροχό. Συγκεκριμένα, η ποσότητα της αντίστροφης πόλωσης καθορίζει το πάχος της ζώνης εξάντλησης στον ημιαγωγό. Το πάχος της ζώνης εξάντλησης είναι ανάλογο με την τετραγωνική ρίζα της τάσης, η οποία αντιστρέφει την πόλωση της διόδου και η χωρητικότητα είναι αντιστρόφως ανάλογη με αυτό το πάχος και επομένως είναι αντιστρόφως ανάλογη με την τετραγωνική ρίζα της εφαρμοζόμενης τάσης.

Χρησιμοποίησα επίσης μια μινιατούρα χαλαζία στα 12 MHz, ακόμη και λίγο μικρότερη από μια ρολόι.

Πρόγραμμα ελέγχου.

Το πρόγραμμα ελέγχου είναι γραμμένο στο περιβάλλον Embarcadero RAD Studio XE σε C++. Το κύριο και κύριο παράθυρο στο οποίο εμφανίζεται η μετρούμενη παράμετρος μοιάζει με αυτό:

Από τα στοιχεία ελέγχου στην κύρια φόρμα, μόνο τρία κουμπιά είναι ορατά. - Επιλογή τρόπου μέτρησης, C - μέτρηση χωρητικότητας και L - μέτρηση επαγωγής. Μπορείτε επίσης να επιλέξετε μια λειτουργία πατώντας τα πλήκτρα C ή L στο πληκτρολόγιό σας. - Ένα κουμπί μηδενικής ρύθμισης, αλλά πρέπει να πω ότι δεν θα χρειαστεί να το χρησιμοποιείτε συχνά. Κάθε φορά που ξεκινάτε το πρόγραμμα και μεταβαίνετε στη λειτουργία C, το μηδέν ρυθμίζεται αυτόματα. Για να ορίσετε το μηδέν στη λειτουργία μέτρησης L, πρέπει να εγκαταστήσετε ένα βραχυκυκλωτήρα στους ακροδέκτες της συσκευής, εάν αυτή τη στιγμή εμφανίζεται το μηδέν στην οθόνη, τότε η εγκατάσταση πραγματοποιήθηκε αυτόματα, αλλά εάν οι ενδείξεις στην οθόνη είναι μεγαλύτερες από μηδέν, πρέπει να πατήσετε το κουμπί μηδενικής ρύθμισης και οι ενδείξεις θα επαναφερθούν.

Αντίστοιχα, η έξοδος ενός απλού τροφοδοτικού συνεχούς ρεύματος μπορεί να αλλάξει μέσω μιας σειράς αντιστάσεων ή μεταβλητή αντίστασηγια να διαμορφώσετε τη γεννήτρια. Τα Varactors έχουν σχεδιαστεί για να κάνουν αποτελεσματική χρήση αυτής της ιδιότητας. Ένα στερεό με οποιοδήποτε βαθμό ελαστικότητας θα δονείται σε κάποιο βαθμό όταν εφαρμόζεται μηχανική ενέργεια. Ένα παράδειγμα θα ήταν ένα γκονγκ που χτυπήθηκε από ένα σφυρί. Εάν μπορεί να γίνει να κουδουνίζει συνεχώς, μπορεί να λειτουργήσει ως κύκλωμα συντονισμού σε έναν ηλεκτρονικό ταλαντωτή.

Ο κρύσταλλος χαλαζία είναι αναπόφευκτα κατάλληλος για αυτόν τον ρόλο αφού είναι πολύ σταθερός ως προς τη συχνότητα συντονισμού του. Η συχνότητα συντονισμού εξαρτάται από το μέγεθος και το σχήμα του κρυστάλλου. Ο κρύσταλλος χαλαζία ως αντηχείο έχει την εκπληκτική αρετή του αντίστροφου ηλεκτρισμού. Αυτό σημαίνει ότι όταν κοπεί, γειωθεί, τοποθετηθεί και τερματιστεί σωστά, ανταποκρίνεται στην εφαρμοζόμενη τάση αλλάζοντας ελαφρώς το σχήμα. Όταν αφαιρεθεί η τάση, θα επιστρέψει στην αρχική της χωρική διαμόρφωση, δημιουργώντας μια τάση που μπορεί να μετρηθεί στους ακροδέκτες.

Η διαδικασία βαθμονόμησης της συσκευής είναι πολύ απλή. Για να γίνει αυτό, χρειαζόμαστε έναν πυκνωτή με γνωστή χωρητικότητα και ένα βραχυκυκλωτήρα - ένα κομμάτι σύρματος ελάχιστου μήκους. Η χωρητικότητα μπορεί να είναι οποιαδήποτε, αλλά η ακρίβεια της συσκευής θα εξαρτηθεί από την ακρίβεια του πυκνωτή που χρησιμοποιείται για τη βαθμονόμηση. Χρησιμοποίησα έναν πυκνωτή K71-1, χωρητικότητα 0,0295µF, ακρίβεια ±0,5%.

Για να ξεκινήσετε τη βαθμονόμηση, πρέπει να εισαγάγετε τις τιμές των ρυθμίσεων refC και refL (Μόνο κατά την πρώτη βαθμονόμηση, στη συνέχεια αυτές οι τιμές θα αποθηκευτούν στη μνήμη της συσκευής, αλλά μπορούν πάντα να αλλάξουν). Επιτρέψτε μου να σας υπενθυμίσω ότι οι τιμές μπορεί να διαφέρουν κατά τάξη μεγέθους από αυτές που υποδεικνύονται στο διάγραμμα και η ακρίβειά τους είναι επίσης εντελώς ασήμαντη. Στη συνέχεια, εισαγάγετε την τιμή του πυκνωτή βαθμονόμησης και κάντε κλικ στο κουμπί "Έναρξη βαθμονόμησης". Αφού εμφανιστεί το μήνυμα "Εισαγάγετε τον πυκνωτή βαθμονόμησης", εγκαταστήστε έναν πυκνωτή βαθμονόμησης (ο δικός μου είναι 0,0295µF) στους ακροδέκτες της συσκευής και περιμένετε μερικά δευτερόλεπτα μέχρι να εμφανιστεί το μήνυμα "Εισαγάγετε το βραχυκυκλωτήρα". Αφαιρέστε τον πυκνωτή από τους ακροδέκτες και εγκαταστήστε ένα βραχυκυκλωτήρα στους ακροδέκτες, περιμένετε μερικά δευτερόλεπτα μέχρι να εμφανιστεί το μήνυμα "Η βαθμονόμηση ολοκληρώθηκε" σε πράσινο φόντο, αφαιρέστε το βραχυκυκλωτήρα. Εάν παρουσιαστεί σφάλμα κατά τη διαδικασία βαθμονόμησης (για παράδειγμα, ο πυκνωτής βαθμονόμησης αφαιρέθηκε πολύ νωρίς), θα εμφανιστεί ένα μήνυμα σφάλματος σε κόκκινο φόντο, οπότε απλώς επαναλάβετε τη διαδικασία βαθμονόμησης από την αρχή. Ολόκληρη η ακολουθία βαθμονόμησης με τη μορφή κινούμενης εικόνας φαίνεται στο στιγμιότυπο οθόνης στα αριστερά.

Με την ολοκλήρωση της βαθμονόμησης, όλα τα δεδομένα βαθμονόμησης, καθώς και οι τιμές των ρυθμίσεων refC και refL, θα εγγραφούν στη μη πτητική μνήμη του μικροελεγκτή. Έτσι, οι συγκεκριμένες ρυθμίσεις αποθηκεύονται στη μνήμη μιας συγκεκριμένης συσκευής.

Αλγόριθμος λειτουργίας προγράμματος

Η μέτρηση συχνότητας πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας δύο χρονόμετρα μικροελεγκτή. Ο χρονοδιακόπτης 8 bit λειτουργεί σε λειτουργία μέτρησης παλμών στην είσοδο T0 και δημιουργεί μια διακοπή κάθε 256 παλμούς, στον χειριστή του οποίου η τιμή της μεταβλητής μετρητή (COUNT) αυξάνεται. Ο χρονοδιακόπτης 16 bit λειτουργεί σε λειτουργία καθαρής σύμπτωσης και δημιουργεί μια διακοπή μία φορά κάθε 0,36 δευτερόλεπτα, στον χειριστή του οποίου αποθηκεύεται η τιμή της μεταβλητής μετρητή (COUNT), καθώς και η υπολειπόμενη τιμή του μετρητή χρονοδιακόπτη 8 bit ( TCNT0) για επακόλουθη μετάδοση στον υπολογιστή. Περαιτέρω υπολογισμός της συχνότητας πραγματοποιείται από το πρόγραμμα ελέγχου. Έχοντας δύο παραμέτρους (COUNT και TCNT0), η συχνότητα της γεννήτριας (f) υπολογίζεται από τον τύπο:

Γνωρίζοντας τη συχνότητα της γεννήτριας, καθώς και τις τιμές των ρυθμίσεων refC και refL, μπορείτε να προσδιορίσετε την ονομαστική χωρητικότητα/επαγωγή που είναι συνδεδεμένη για μέτρηση.

Η βαθμονόμηση, από την πλευρά του προγράμματος, γίνεται σε τρία στάδια. Θα δώσω το πιο ενδιαφέρον μέρος του κώδικα προγράμματος - τις λειτουργίες που είναι υπεύθυνες για τη βαθμονόμηση.

1) Πρώτο στάδιο. Συλλέγοντας σε έναν πίνακα όλες τις τιμές από το εύρος refC±25% και refL±25%, στις οποίες τα υπολογισμένα L και C είναι πολύ κοντά στο μηδέν, ενώ δεν πρέπει να εγκατασταθεί τίποτα στους ακροδέκτες της συσκευής.

//Αποδεκτή μηδενική εξάπλωση κατά τη βαθμονόμηση pF, nH

bool allowC0range(double a) ( if (a>= 0 && a

bool allowL0range(double a) ( if (a>= 0 && a

bool all_zero_values(int f, int c, int l) ( //f - συχνότητα, c και l - ορίστε refC και refL

int refC_min = c-c/(100 / 25);

int refC_max = c+ c/(100 / 25);

int refL_min = l- l/(100 / 25);

int refL_max = l+ l/(100 / 25);

για (int a= refC_min; a//Αναζήτηση μέσω C σε βήματα του 1pF

για (int b= refL_min; b//Αναζήτηση μέσω L σε βήματα των 0,01µH

if (allowC0range(GetCapacitance(f, a, b)) && allowL0range(GetInductance(f, a, b))) (

//Αν για μια δεδομένη τιμή refC και refL, οι υπολογισμένες τιμές των C και L είναι κοντά στο μηδέν

//βάλτε αυτές τις τιμές refC και refL σε έναν πίνακα

τιμές_θερμοκρασία. push_back(a);

τιμές_θερμοκρασία. push_back(b);

Συνήθως, μετά από αυτή τη συνάρτηση, ο πίνακας συσσωρεύει από εκατοντάδες έως αρκετές εκατοντάδες ζεύγη τιμών.

2) Δεύτερη φάση. Μέτρηση της χωρητικότητας βαθμονόμησης που είναι εγκατεστημένη στους ακροδέκτες με τη σειρά με όλες τις τιμές όπως refC και refL από την προηγούμενη διάταξη και σύγκριση με τη γνωστή τιμή του πυκνωτή βαθμονόμησης. Τελικά, επιλέγεται ένα ζεύγος τιμών refC και refL από τον παραπάνω πίνακα, στον οποίο η διαφορά μεταξύ της μετρούμενης και της γνωστής τιμής του πυκνωτή βαθμονόμησης θα είναι ελάχιστη.

• 05.07.2017

  Η προτεινόμενη μέθοδος για τον υπολογισμό ενός τροφοδοτικού μετασχηματιστή καθιστά δυνατό τον υπολογισμό των κύριων παραμέτρων του, όπως η χωρητικότητα του φίλτρου εξομάλυνσης, οι κύριες παράμετροι των διόδων και του μετασχηματιστή. Αυτή η μέθοδος υπολογισμού σάς επιτρέπει να υπολογίσετε μια πηγή ισχύος με ρεύμα εξόδου έως και 1 A. Για τον υπολογισμό, πρέπει να ορίσετε μόνο τρεις παραμέτρους: Σταθερή τάση εξόδουτροφοδοτικό Μέγιστος συντελεστής ρεύματος φορτίου ...

• 28.09.2014

  Αυτό το βολτόμετρο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση συνεχούς ρεύματος και τάσης από 0 έως 100 V και από 0 έως 10 Α. Το εύρος του βολτόμετρου χωρίζεται σε 4 περιοχές: 0...1V, 0...10V, 0-100V, 0...10A. Ο μέγιστος εμφανιζόμενος αριθμός είναι 999. Ένα ADC με μέγιστη τάση εξόδου 999 mV είναι συναρμολογημένο στο τσιπ NTE2054 το ADC παρέχει εξόδους για δυναμική ...

• 20.09.2014

  Η ηλεκτρική καλωδίωση πρέπει να συνάδει με τις περιβαλλοντικές συνθήκες, την αξία της κατασκευής και τα αρχιτεκτονικά της χαρακτηριστικά. Η μόνωση των καλωδίων και των καλωδίων πρέπει να συμμορφώνεται μετρημένη ηλεκτρική τάσηδίκτυα και προστατευτικά κελύφη - στη μέθοδο τοποθέτησης. Τα ουδέτερα καλώδια πρέπει να έχουν μόνωση ισοδύναμη με αυτή των καλωδίων φάσης. Οι διατομές καλωδίων επιλέγονται με βάση την επιτρεπόμενη απώλεια τάσης, την επιτρεπόμενη θέρμανση των συρμάτων από το ρεύμα φορτίου...

• 06.11.2016

  Κατά την τροφοδοσία της συσκευής από μπαταρίες, μερικές φορές υπάρχει ανάγκη για διπολική πηγή τάσης. Μπορείτε, φυσικά, να χρησιμοποιήσετε δύο μπαταρίες, αλλά μπορείτε επίσης να φτιάξετε έναν απλό μετατροπέα τάσης μονοπολικής σε διπολική. Το προτεινόμενο κύκλωμα σάς επιτρέπει να λάβετε αρνητική τάση -9 V από ένα στοιχείο με τάση 9 V (Κορώνα).

Εδώ είναι ένα άλλο παράδειγμα εργαστηριακού εξοπλισμού - ένας μετρητής LC. Αυτή η λειτουργία μέτρησης, ειδικά η μέτρηση L, είναι σχεδόν αδύνατο να βρεθεί σε φθηνά εργοστασιακά πολύμετρα.

Σχέδιο αυτού Μετρητής LC σε μικροελεγκτήλήφθηκε από τον ιστότοπο www.sites.google.com/site/vk3bhr/home/index2-html. Η συσκευή είναι κατασκευασμένη σε έναν μικροελεγκτή PIC 16F628A και επειδή αγόρασα πρόσφατα έναν προγραμματιστή PIC, αποφάσισα να τον δοκιμάσω με αυτό το έργο.

Αφαίρεσα τον ρυθμιστή 7805 γιατί αποφάσισα να χρησιμοποιήσω Φορτιστής 5 βολτ απο κινητο.

Στο κύκλωμα, η αντίσταση κοπής είναι 5 kOhm, αλλά στην πραγματικότητα εγκατέστησα 10 kOhm, σύμφωνα με το φύλλο δεδομένων για την αγορασμένη μονάδα LCD.
Και οι τρεις πυκνωτές είναι ταντάλιο 10 μF. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι ο πυκνωτής C7 - 100 μF είναι στην πραγματικότητα 1000 μF.
Δύο πυκνωτές 1000pF, πυκνωτές styroflex με ανοχή 1%, επαγωγικό πηνίο 82μH.

Η συνολική κατανάλωση ρεύματος με οπίσθιο φωτισμό είναι περίπου 30 mA.
Η αντίσταση R11 περιορίζει το ρεύμα οπίσθιου φωτισμού και πρέπει να έχει μέγεθος σύμφωνα με τη μονάδα LCD που χρησιμοποιείται πραγματικά.

Χρησιμοποίησα το αρχικό σχέδιο PCB ως σημείο εκκίνησης και το τροποποίησα για να ταιριάζει στα εξαρτήματα που είχα.
Ιδού το αποτέλεσμα:

Οι δύο τελευταίες φωτογραφίες δείχνουν τον μετρητή LC σε δράση. Στο πρώτο από αυτά, η χωρητικότητα ενός πυκνωτή 1nF μετράται με απόκλιση 1%, και στο δεύτερο - μια επαγωγή 22 μH με απόκλιση 10%. Η συσκευή είναι πολύ ευαίσθητη - δηλαδή, με έναν μη συνδεδεμένο πυκνωτή δείχνει χωρητικότητα περίπου 3-5 pF, αλλά αυτό εξαλείφεται με τη βαθμονόμηση.