Измеритель ёмкости конденсаторов высокой точности

0
1

Приветствую, радиолюбители-самоделкины!

Радиолюбителям приходится работать с различными радиодеталями — но, как правило, самыми наиболее часто используемыми являются резисторы и конденсаторы — без них не обходится ни одна электронная схема. Неудивительно, что и у далёких от этого дела людей электроника ассоциируется в первую очередь с этими элементами, ведь работу резисторов и конденсаторов изучает каждый на уроках физики в школе. Частое применение этих деталей обуславливает необходимость проверки их перед установкой в схему — или, например, при ремонте часто бывает необходимо проверить работоспособность того или иного элемента. Если с резисторами в этом плане всё просто, достаточно лишь достать мультиметр и замерить сопротивление на нужном диапазоне измерений, то с конденсаторами всё несколько сложнее, ведь далеко не каждый мультиметр вообще имеет опцию измерения ёмкости конденсаторов.

А у тех моделей, где она имеется, обычно диапазоны измеряемых ёмкостей сильно ограничены, чаще всего от 1 нФ до 200 мкФ, таким образом, многие конденсаторы померить просто не получится. Тем более, что мультиметр — универсальный прибор, и измерение конденсаторов в нём скорее побочная функция, поэтому особой точностью она не отличается. Существуют специализированные приборы, которые помимо ёмкости также позволяют измерить ESR конденсатора, и другие информативные параметры — но такие приборы стоят немало и покупать их в большинстве случаев не рациональное, если радиолюбительство — всего лишь хобби, а не профессиональная деятельность. Между тем, в интернете представлены различные схемы, позволяющие мерить ёмкости, они также могут отличаться различными пределами измерений и точностью, а также способом вывода информации, соответственно удобством использования. Представленный в этой статье тестер обладает довольно высокой точностью, к тому же позволяет замерять даже самые небольшие конденсаторы, начиная от нескольких пикофарад. Показания прибора даже при таких ёмкостях весьма точны и повторяемые — если повторно измерить конденсатор, показания будут теми же. Ещё одно преимущество данной схемы — удобный вывод результатов на ЖК-дисплей 2х16, таким образом, конструкция представляет собой не просто пробник, а целый функциональный прибор. Схема для сборки показана ниже.

Как можно увидеть, «сердцем» схемы является микроконтроллер PIC16F628 — достаточно распространённая модель, купить его можно практически в каждом магазине радиодеталей. Обратите внимание, что микроконтроллер — это не обычная микросхема, работать он начнёт только после того, как в его память будет загружен определённый код, называемый прошивкой. Прошивка будет дана в архиве в конце статьи. LCD дисплей 2х16 также не является дефицитным — можно купить в магазинах радиодеталей в районе 200-300 рублей. Вся распиновка подключения дисплея показана на схеме, важно придерживаться её, ведь даже одно неверное соединение может привести к тому, что данные будут отображаться неверно. Переменный резистор, подключенный средним выводом к ножке дисплея служит для настройки контрастности — можно установить любой подстроечный на 5-10 кОм прямо на плату, его регулировка потребуется всего один раз. Измеряемый конденсатор подключается к схеме в обозначенном месте, при этом переключения диапазонов измерения не требуется — схема автоматически выводит на экран разные кратные — пикофарады, нанофарады, микрофарады, в зависимости от ёмкость подключенного конденсатора.

Обратите внимание на резистор 10 кОм, у которого указан допуск в 1% — для достижения максимальной точности измерений необходимо брать резистор именно с допуском в 1%, они также не являются дефицитом. Также для максимальной точности можно вместо постоянного резистора установить подстроечный многооборотный на 20 кОм и с помощью хорошо откалиброванного омметра выставить нужные 10.00 кОм. Конденсатор на 270 пФ в схеме — эталонный, он также должен быть хорошего качества. Также не схеме можно увидеть кнопку — она нужна для обнуления показаний. Дело в том, что практически все провода и соединения на схеме, в частности контакты для подключения измеряемого конденсатора имеют свою паразитную ёмкость — она очень мала, но вносит свои искажения в результат. Кнопка обнуления позволяет абстрагироваться от этой ёмкости — нужно лишь нажать её перед проведением измерения, пока проверяемый конденсатор ещё не подключен, и показания прибора станут равны нулю — теперь можно проводить измерения. Используется здесь практически любая кнопка без фиксации, например тактильная, также её многие называют тактовой, продаётся в любом магазине и присутствует в каждом бытовом приборе с кнопочным управлением. К выводам О1 и О2 микроконтроллера подключены пара конденсаторов и кварцевый резонатор на 16 МГц, эта цепочка необходима для тактирования микроконтроллера. Использовать можно практически любой кварц на 16 МГц, они могут быть в различных корпусах.

Напряжение питания микроконтроллера и дисплея составляет 5В, но на схеме присутствует стабилизатор 7805, который расширяет диапазон напряжений питания, подавать на вход стабилизатора можно от 7 до 20В, таким образом, для питания можно использовать батарейку крону или любые сетевые адаптеры с напряжение из заданного диапазона. Если убрать стабилизатор, то на вход можно подавать только 5В — превышение напряжение приведёт к выходу из строя микроконтроллера, но зато в этом случае схему можно питать напрямую от любого USB выхода, будь то порт компьютера, телефонная зарядка или Повер Банк. На входе и выходе стабилизатор стоят конденсаторы довольно большой ёмкости — не стоит исключать их из схемы, иначе в питании микроконтроллера могут возникнуть пульсации, которые пагубно скажутся на точности измерений.

Схема выполняется на печатной плате, кратко процесс её создания с использованием метода ЛУТ: готовый рисунок из программы Sprint Layout печатается на особой бумаге при помощи лазерного принтера, после чего подготавливается текстолит — медную поверхность нужно зашкурить до блеска и обезжирить. Затем рисунок с бумаги переносится на медь, делается это путём прижатия и нагрева — хорошо подходит обычный утюг. Бумага убирается и на медной поверхности остаются только чёрные дорожки, осталось лишь вытравить плату, залудить дорожки и просверлить отверстия.

При монтаже деталей желательно расположить микроконтроллер в панельке — его можно будет оттуда вынуть в любой момент и использовать в других проектах, загрузив другую прошивку. Дисплей подключается к плате при помощи проводов, как и источник питания. Кнопку можно расположить прямо на плате, но можно и вывести на проводах, как удобнее. Измеряемый конденсатор желательно подключать проводами наименьшей длины, насколько это возможно, чтобы уменьшить влияние паразитных параметров и электромагнитных наводок.

После сборки платы желательно установить её в корпус, вырезав в нём отверстие под экран — так прибор будет выглядеть очень солидно. Для подключения измеряемого конденсатора можно установить специальную подпружиненную контактную площадку, а можно и вывести два проводка с крокодилами на концах, либо скомбинировать оба варианта. Кнопка также должна располагаться на передней панели прибора, в доступном месте. Таким образом, получился очень полезный и функциональный прибор для точного определения ёмкости, который значительно дешевле заводских аналогов. Если позволяет место в корпусе, можно совместить данную схему со со схемой измерителя ESR конденсаторов, чтобы расширить возможности прибора и полноценно оценивать параметры конденсаторов. Удачной сборки!

proshivka.rar

[3.74 Kb] (скачиваний: 111)

Источник (Source)

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Подборки: Конденсатор Резистор Плата Электроника Микросхема Микроконтроллер Дисплей

Источник: usamodelkina.ru