Capacimètre à microcontrôleur. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique

Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Technique de mesure

 Commentaires sur l'article

Le fonctionnement du dispositif est basé sur une méthode bien connue pour mesurer la durée de charge et de décharge d'un condensateur à partir d'une source de tension à travers une résistance de résistance connue. La plage des valeurs de capacité mesurées va de 1 nF à 12000 uF. Elle est divisée en deux sous-gammes, que l'on appelle classiquement « nF » et « μF ». Pour mesurer la capacité des condensateurs sans les souder hors de la carte, une petite amplitude de la tension aux bornes du condensateur est nécessaire pour que les jonctions p-n des dispositifs à semi-conducteurs n'interfèrent pas avec ce processus, de sorte que la source de référence a une tension de 0,5 V .

Le schéma de l'appareil est illustré à la fig. une.

Fig. 1

Le "travail" principal est effectué par le microcontrôleur DD1. La synchronisation du fonctionnement de ses nœuds est effectuée à partir du générateur intégré avec un résonateur à quartz externe ZQ1. Le microcontrôleur DD1 possède un comparateur analogique, qui est utilisé pour contrôler la tension de charge et de décharge du condensateur mesuré. Les entrées de ce comparateur sont reliées aux ports PBO, PB1. Le condensateur mesuré est connecté aux prises XS1, XS2 et les tensions hautes ou basses du port RVZ via le diviseur résistif R1-R3R7R10 le chargent et le déchargent. Commutez les contacts SA1.1 résistance shunt R2 à la limite "uF", augmentant les valeurs du courant de charge et de décharge. Les contacts de commutation SA1.2 sur la sous-gamme "nF" connectent les lignes PD1 et PD3 à travers la résistance R19, qui est fixée par le microcontrôleur DD1 comme réglage de cette sous-gamme. Le diviseur résistif R9R6 à une tension de niveau haut sur la ligne PB2 génère une tension de référence de 6 V sur la résistance R0,316 pour l'entrée inverseuse du comparateur intégré (ligne PB1), qui est le seuil de charge du condensateur mesuré.

Lorsque la ligne PB2 est transférée à un état à haute impédance, la tension exemplaire est désactivée et l'entrée du comparateur sera connectée via la résistance R6 et la prise XS2 au condensateur mesuré - c'est la sortie "commune" du condensateur, qui garantit que la tension nulle est fixée sur le condensateur lorsqu'il est déchargé. La tension du condensateur à travers la résistance R4 est envoyée à une autre entrée du comparateur (ligne PBO). Le circuit C3R5, connecté en parallèle avec les entrées du comparateur, contribue à réduire le bruit "numérique". Le circuit R8VD5 "aidera" le microcontrôleur DD1 à déterminer si un condensateur est connecté aux prises XS1, XS2 ou si elles sont fermées.

Une autre source de tension exemplaire, par rapport à laquelle des mesures sont effectuées, est montée sur l'ampli-op DA2. Le diviseur R27R29 génère une tension d'environ 2,5 V, il va à l'ampli-op DA2, qui agit comme un amplificateur tampon.

Le microcontrôleur transmet les résultats de mesure aux indicateurs LED à sept éléments HG1-HG3 en mode dynamique avec une fréquence d'environ 20 ms. Les anodes indicatrices sont commutées par les transistors VT1, VT3, VT4 et les signaux dans le code correspondant sont envoyés à leurs cathodes à partir des lignes PD0-PD6 via les résistances R12-R18. Les codes sont stockés dans la mémoire du microcontrôleur DD1 et y sont entrés au stade de la programmation. "L'allumage" sur les indicateurs à virgule décimale s'effectue via la ligne PB4 et les résistances R11, R21.

La même ligne est utilisée pour générer des signaux impulsionnels 34, qui sont envoyés au radiateur piézo acoustique HA1 à travers la résistance R24.

L'appareil est alimenté par une batterie composée de deux piles AA Ni-Cd d'une tension totale de 2,4 V, qui est augmentée par le convertisseur DA1 à un 5 V stabilisé pour alimenter le microcontrôleur DD1 et l'exemple de source de tension sur l'op- DA2 ampli. Condensateur C7 - diviseur résistif de lissage R23R25 définit la limite inférieure de tension de la batterie. Lorsqu'il tombe à 2 ... 2,1 V, une tension de bas niveau se forme à la sortie LBO (broche 2) du convertisseur DA1, qui est alimentée par les résistances R33 et R12 vers la ligne PD0 (broche 2) du DD1 microcontrôleur. Au sondage suivant de cette ligne, le microcontrôleur DD1, ayant détecté un niveau bas, arrête le programme principal, éteint le voyant LED, génère un signal continu qui arrive à l'émetteur acoustique HA1, et passe en mode économique "veille" , dont il ne sort que lorsque la tension d'alimentation est coupée et la connexion ultérieure.

Pour protéger le microcontrôleur et les autres éléments de l'appareil de la tension du condensateur mesuré chargé, une unité de protection active a été utilisée, composée d'un pont de diodes VD6, d'un transistor VT2 et d'une LED HL1. Lorsqu'un condensateur chargé est connecté, dont la tension dépasse 4 ... 5 V, un courant traverse la LED HL1, ce qui ouvre le transistor VT1. Dans ce cas, la majeure partie de la tension du condensateur est appliquée aux résistances R3, R7 - ce condensateur est déchargé. Les diodes VD1, VD3 et la résistance R4 sont utilisées comme protection supplémentaire pour la ligne RVZ du microcontrôleur DD10, et VD1, VD2 et R4 sont utilisées pour les lignes RVO. Pour programmer le microcontrôleur, un programmateur est connecté à la prise XP1.

L'appareil utilise des résistances MLT, OMLT avec une tolérance ne dépassant pas 5%, des condensateurs à oxyde - K53-16, le reste - K10-17, KM, KD, un résonateur à quartz - NS-49, des selfs L1, L2 - ELC06D de Panasonic. La prise XP1 est le pendant de la prise YUS-10. Ces fiches sont vendues dans les magasins de pièces radio sous forme de règles, le nombre requis de contacts en est séparé. L'interrupteur SA1 est tout interrupteur à glissière de petite taille à deux sens et deux positions, de préférence dans un boîtier métallique, par exemple B1561, qui vous permettra de le fixer sur la carte par soudure. Émetteur piézo HA1 - piézocéramique FML-15T-7.9F1-50 avec une fréquence de résonance d'environ 8 kHz. Comme XS1-XS3, des contacts d'un diamètre intérieur de 1,5 mm sont utilisés (ils sont soudés aux pastilles de la carte) à partir du connecteur RG4T démonté. Pour mesurer des condensateurs individuels, des pinces crocodiles sont utilisées, qui sont soudées à des fiches connectées aux prises XS1, XS2 "Cx", et pour mesurer des condensateurs soudés, des fils de connexion blindés sont utilisés, dont les écrans sont connectés à la fiche connectée à la prise XS3 "Commun". Il faut se rappeler que le câble de mesure introduit une erreur supplémentaire lors de la mesure de condensateurs avec une petite capacité.

Pour l'appareil, un boîtier en plastique de la calculatrice BZ-26 a été utilisé, son compartiment d'alimentation a été réduit pour accueillir deux piles. À l'intérieur, le boîtier est recouvert d'un écran en fine feuille d'aluminium. Pour le contact avec cet écran, des plaques élastiques argentées sont utilisées, qui sont soudées à un fil commun sur la carte. L'interrupteur d'alimentation régulier de la calculatrice est utilisé pour allumer l'appareil et la prise d'alimentation est utilisée pour connecter le chargeur. Le bloc d'alimentation BP2-1M de la calculatrice a été converti en chargeur de batterie. Pour ce faire, deux résistances et une LED sont installées dans la ligne d'alimentation positive (Fig. 2). Par la luminosité de cette LED, vous pouvez juger du degré de charge de la batterie.

Fig. 2

Les dessins d'une carte de circuit imprimé en fibre de verre à double face sont illustrés à la fig. 3-5. Il n'était pas possible de se passer de l'utilisation de vias, en particulier à proximité d'indicateurs numériques. Par conséquent, lors de l'installation, tout d'abord, des cavaliers doivent être installés et soudés dans les vias, puis les éléments restants doivent être montés. Les broches de certains éléments sont également utilisées comme cavaliers de transition, elles doivent donc être soudées des deux côtés de la carte. Du côté de l'installation de la plupart des éléments (Fig. 4), un morceau de feuille est laissé connecté à un fil commun, ce qui complique la soudure des éléments, mais augmente la fiabilité de l'appareil. Les trous pour les fils des éléments qui ne sont pas connectés à un fil commun sont fraisés dans cette section (le fraisage n'est pas représenté sur la Fig. 4).

Fig. 3

Fig. 4

La connexion des éléments R4, C3, VD1, VD2 et de la broche 12 du microcontrôleur DD1 doit se faire par montage en surface. Lors de l'installation du microcontrôleur sur la carte, cette broche doit être pliée, la résistance R4 doit être installée perpendiculairement à la carte, en soudant sa broche du côté installation de la prise XS1, en soudant un cavalier en fil étamé à l'autre broche de la résistance, en allant vers broche 12 du microcontrôleur DD1, puis soudez ensuite l'élément conduit à ce cavalier C3, VD1 et VD2.

Pour la mesure, le condensateur est connecté aux prises "Cx". Le microcontrôleur, après avoir détecté le condensateur connecté, commencera le processus de mesure de sa capacité, tandis que le point décimal sur l'indicateur HG3 s'allumera. A la fin du processus, le résultat s'affiche sur les voyants LED, puis les symboles des unités de mesure s'affichent. Avec un condensateur connecté, le processus de mesure sera répété périodiquement. Afin d'économiser l'énergie de la batterie, qui est consommée au maximum lors de l'affichage des résultats, il est nécessaire d'éteindre le condensateur mesuré en temps opportun. Si, lorsque l'appareil est allumé ou pendant le fonctionnement, un long bip retentit sans allumer l'indication, vous devez charger la batterie.

Des symboles sont utilisés pour afficher les unités de mesure : « nF » - nanofarads ; "nF" - microfarad ; "nnF" - des milliers de microfarads.

Pour afficher diverses situations nécessitant l'exécution de toute action, ainsi qu'une indication sonore, les symboles suivants sont utilisés :
"cc" - le condensateur mesuré a une charge résiduelle, il doit être déconnecté et complètement déchargé avant une nouvelle mesure ;
"ygg" - court-circuit dans le circuit de mesure, il est nécessaire de s'assurer qu'il n'y a pas de court-circuit accidentel des prises de mesure (fils) ou de vérifier si le condensateur mesuré est en panne;
"ppp" - la capacité du condensateur est en dehors de la plage de mesure, il est nécessaire de sélectionner une autre sous-gamme ou de s'assurer que la capacité attendue du condensateur mesuré correspond aux capacités de mesure de l'appareil ;
"---" - perte des valeurs des facteurs de correction, un rechargement est nécessaire.

Lorsqu'un condensateur chargé avec une tension supérieure à 4 ... 5 V est connecté, le système de protection s'active et la LED HL1 clignote. Le microcontrôleur détectera un condensateur chargé et le signalera avec une indication lumineuse et sonore, mais avec un certain retard. Par conséquent, lors de la connexion d'un condensateur mesuré, il est nécessaire de surveiller l'indicateur de protection et d'éteindre immédiatement un tel condensateur. Lors de la réalisation de mesures, il ne faut pas oublier qu'un condensateur chargé à une tension supérieure à 100 V ne peut pas être connecté à l'appareil.

L'appareil ne dispose pas d'un mode d'auto-étalonnage. Par conséquent, une procédure plus longue mais, selon l'auteur, plus fiable pour définir les facteurs de correction à l'aide d'un programmeur a été utilisée, qui peut être effectuée à la fois au stade de la fabrication et après sa réparation ou en cas d'erreur de mesure importante . Pour ce travail, vous pouvez utiliser n'importe quel outil de programmation de microcontrôleur ATMEL disponible.

Tout d'abord, en utilisant, par exemple, le programme Bloc-notes dans le système d'exploitation WINDOWS, ouvrez le fichier cmetr.eep et assurez-vous que la troisième ligne ressemble à

:0C002000FFFF00FFFF00FFFF00FFFF00DC

Ici, le premier octet indique le nombre d'octets de données par ligne. Les deux octets suivants sont l'adresse de la cellule de mémoire dans laquelle le premier octet des données de ligne est stocké, le quatrième octet est celui de service. Ensuite, douze octets de données suivent, et le dernier octet est la somme de contrôle. Vous pouvez maintenant charger les fichiers cmetr.hex et cmetr.eep dans la mémoire du microcontrôleur à l'aide du logiciel et du matériel disponibles. Si tout est fait correctement, lorsque l'appareil est allumé, un bip court retentit et le test des indicateurs LED numériques réussit - le décalage du numéro 8 dans tous les chiffres. Ensuite, les voyants s'éteindront et le multimètre attendra que le condensateur soit connecté en émettant des bips courts avec une période de répétition d'environ 4 s.

Après avoir vérifié l'opérabilité de l'appareil, il est nécessaire de déterminer les facteurs de correction pour les deux sous-gammes. Cela nécessitera des condensateurs exemplaires (Cobr). de préférence avec de faibles pertes. Par exemple, pour la sous-gamme "uF", un condensateur de 100 uF fera l'affaire. Si cela n'est pas possible, un condensateur non polaire d'une capacité d'au moins 10 microfarads doit être sélectionné.
Supposons que lorsqu'un condensateur de référence d'une capacité de 100 microfarads est connecté, les lectures de l'instrument sont de 106 microfarads (Cx). La valeur du facteur de correction est déterminée par la formule K \u106d Cx / (Col - Cx) \u100d 106 / (17,66 - 18) \u71d -73. Nous acceptons la valeur K = -0,1. Dans la sous-gamme "nF", des condensateurs plus abordables K0,1, K99,7 d'une capacité d'environ 99,7 μF peuvent être utilisés comme références. Supposons que la valeur de la capacité de référence (100 μF) mesurée par l'appareil soit de 99,7 nF, alors le facteur de correction sera : K \u332,3d 332 // (XNUMX - - XNUMX) \uXNUMXd XNUMX. Nous acceptons K = XNUMX.

Les valeurs obtenues des coefficients sont traduites sous forme hexadécimale, elles seront respectivement 12H et 14CH. Il n'y a pas de contradiction dans le fait que plus l'erreur de mesure est petite, plus le facteur de correction est important, c'est juste l'algorithme de calcul de la correction. Vous devez maintenant revenir à la description du processus de programmation et dans le fichier cmetr.eep à la troisième ligne, remplacer les valeurs de douze octets de données afin que la ligne ressemble

:0C0020001200FF1200FF4C01004C010064

Les six premiers octets de données contiennent les informations de coefficient en double pour la sous-gamme "uF", suivies de six octets (également dupliqués) pour la sous-gamme "nF". De plus, les deux premiers octets sont la valeur numérique du coefficient, et le troisième indique son signe. Par exemple, une valeur négative du coefficient est reçue sur la sous-gamme "µF", donc les troisième et sixième octets de données contiennent le nombre FF, qui "informe" le microcontrôleur de la nécessité de soustraire le facteur de correction. Pour la sous-gamme "nF", le coefficient est positif, donc les neuvième et douzième octets contiennent le nombre 00, ce qui signifie qu'il faut ajouter le facteur de correction.

Vous devez maintenant calculer la valeur de la somme de contrôle dans cette ligne. Cela peut être fait à l'aide de programmes spécialisés ou de la calculatrice d'ingénierie WINDOWS en mode Hex. Pour ce faire, vous devez ajouter tous les octets de cette chaîne, y compris le nombre d'octets de données dans l'octet de chaîne, les deux octets de l'adresse de la cellule et tous les octets de données, puis déterminer quel nombre ajouter à cette somme afin que l'octet de poids faible du résultat est zéro. Ce nombre sera la somme de contrôle, dans l'exemple ci-dessus, 64n sera obtenu. Ensuite, vous devez effacer les informations dans la mémoire du microcontrôleur et recharger les fichiers cmetr hex et cmetr.eep. En mesurant des condensateurs exemplaires, assurez-vous que les facteurs de correction sont correctement définis.

Lors de la mesure, il faut tenir compte du fait que dans la sous-gamme "nF", la capacité du condensateur mesuré ne doit pas dépasser 12 μF, dans la sous-gamme "μF" - 12000 μF, et la mesure de condensateurs d'une capacité inférieure à 1000 pF est approximatif, car la capacité du circuit de mesure affecte.

Le programme du microcontrôleur du capacimètre peut être téléchargé par conséquent,.

Auteur : A. Dymov, Orenbourg ; Publication : radioradar.net

Voir d'autres articles section Technique de mesure.

Lire et écrire utile commentaires sur cet article.

<< Retour

Dernières nouvelles de la science et de la technologie, nouvelle électronique :

Cuir artificiel pour émulation tactile 15.04.2024

Dans un monde technologique moderne où la distance devient de plus en plus courante, il est important de maintenir la connexion et un sentiment de proximité. Les récents développements de la peau artificielle réalisés par des scientifiques allemands de l'Université de la Sarre représentent une nouvelle ère dans les interactions virtuelles. Des chercheurs allemands de l'Université de la Sarre ont développé des films ultra-fins capables de transmettre la sensation du toucher à distance. Cette technologie de pointe offre de nouvelles opportunités de communication virtuelle, notamment pour ceux qui se trouvent loin de leurs proches. Les films ultra-fins développés par les chercheurs, d'à peine 50 micromètres d'épaisseur, peuvent être intégrés aux textiles et portés comme une seconde peau. Ces films agissent comme des capteurs qui reconnaissent les signaux tactiles de maman ou papa, et comme des actionneurs qui transmettent ces mouvements au bébé. Les parents touchant le tissu activent des capteurs qui réagissent à la pression et déforment le film ultra-fin. Ce ...>>

Litière pour chat Petgugu Global 15.04.2024

Prendre soin de vos animaux de compagnie peut souvent être un défi, surtout lorsqu'il s'agit de garder votre maison propre. Une nouvelle solution intéressante de la startup Petgugu Global a été présentée, qui facilitera la vie des propriétaires de chats et les aidera à garder leur maison parfaitement propre et bien rangée. La startup Petgugu Global a dévoilé des toilettes pour chats uniques qui peuvent automatiquement chasser les excréments, gardant votre maison propre et fraîche. Cet appareil innovant est équipé de divers capteurs intelligents qui surveillent l'activité des toilettes de votre animal et s'activent pour nettoyer automatiquement après utilisation. L'appareil se connecte au réseau d'égouts et assure une élimination efficace des déchets sans intervention du propriétaire. De plus, les toilettes ont une grande capacité de stockage jetable, ce qui les rend idéales pour les ménages comptant plusieurs chats. La litière pour chat Petgugu est conçue pour être utilisée avec des litières solubles dans l'eau et offre une gamme de ...>>

L’attractivité des hommes attentionnés 14.04.2024

Le stéréotype selon lequel les femmes préfèrent les « mauvais garçons » est répandu depuis longtemps. Cependant, des recherches récentes menées par des scientifiques britanniques de l’Université Monash offrent une nouvelle perspective sur cette question. Ils ont examiné comment les femmes réagissaient à la responsabilité émotionnelle des hommes et à leur volonté d'aider les autres. Les résultats de l’étude pourraient changer notre compréhension de ce qui rend les hommes attrayants aux yeux des femmes. Une étude menée par des scientifiques de l'Université Monash aboutit à de nouvelles découvertes sur l'attractivité des hommes auprès des femmes. Dans le cadre de l'expérience, des femmes ont vu des photographies d'hommes avec de brèves histoires sur leur comportement dans diverses situations, y compris leur réaction face à une rencontre avec une personne sans abri. Certains hommes ont ignoré le sans-abri, tandis que d’autres l’ont aidé, par exemple en lui achetant de la nourriture. Une étude a révélé que les hommes qui faisaient preuve d’empathie et de gentillesse étaient plus attirants pour les femmes que les hommes qui faisaient preuve d’empathie et de gentillesse. ...>>

Nouvelles aléatoires de l'Archive L'éolienne fonctionne par tous les temps 25.04.2013 Le nouveau générateur est plusieurs fois plus petit que les éoliennes traditionnelles à trois vis. Ses pales sont protégées par le corps, ce qui évitera les dommages causés par les vents violents (jusqu'à 50 mètres par seconde), la pluie et le grésil. La conception du générateur permettra de générer de l'énergie quelle que soit la direction du vent et avec une force de seulement 2 mètres par seconde. Début mai, les scientifiques d'Irkoutsk testeront une nouvelle installation avec une turbine aérodynamique capable de produire de l'électricité quelles que soient la direction du vent et les conditions météorologiques, a déclaré lundi à RIA Novosti un employé de l'Université technique nationale de recherche d'Irkoutsk (NI ISTU). "L'usine pilote a été réalisée. Elle sera installée sur le toit du Technoparc de l'ISTU. Nous ferons des tests", a déclaré le représentant de l'ISTU. Le nouveau générateur est plusieurs fois plus petit que les éoliennes traditionnelles à trois vis. Ses pales sont protégées par le corps, ce qui évitera les dommages causés par les vents violents (jusqu'à 50 mètres par seconde), la pluie et le grésil. La conception du générateur permettra de générer de l'énergie quelle que soit la direction du vent et avec une force de seulement 2 mètres par seconde. La puissance possible, selon la conception, peut atteindre plusieurs mégawatts. Selon des calculs préliminaires, le coût de production d'un kilowatt d'électricité dans la nouvelle installation sera la moitié de celui d'une éolienne traditionnelle. "Le développement peut être utilisé comme centrale électrique embarquée ou fixe - dans des maisons privées, dans des stations-service", a déclaré la source.

Autres nouvelles intéressantes :

▪ Les champignons aident à recycler les déchets plastiques

▪ Panneau Solaire Flexible pour Bateaux

▪ SSD Samsung NVMe 3,2 To avec technologie 3D V-NAND

▪ Accélération annuelle du taux de fonte de la couverture de glace

▪ Gel qui permet de coller des capteurs sur les organes internes

Fil d'actualité de la science et de la technologie, nouvelle électronique

Matériaux intéressants de la bibliothèque technique gratuite :

▪ section du site Spy stuff. Sélection d'articles

▪ article Du nez de Gulkin. Expression populaire

▪ article L'eau peut-elle conduire le son ? Réponse détaillée

▪ article Marais de Sabelnik. Légendes, culture, méthodes d'application

▪ article Dispositifs pour maintenir de longs intervalles de temps. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

▪ article Alimentation réseau avec des paramètres spécifiques élevés. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

Laissez votre commentaire sur cet article :

Toutes les langues de cette page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Page principale | bibliothèque | Articles | Plan du site | Avis sur le site

www.diagramme.com.ua
2000-2024