W jakiś sposób zrobiłem sobie to niezwykle przydatne i niezastąpione urządzenie, ze względu na pilną potrzebę pomiaru pojemności i indukcyjności. Ma zaskakująco dobrą dokładność pomiaru, a obwód jest dość prosty, którego podstawowym elementem jest mikrokontroler PIC16F628A.
Schemat:
Jak widać głównymi elementami obwodu są PIC16F628A, wyświetlacz syntezujący znaki (można zastosować 3 typy wyświetlaczy 16x01 16x02 08x02), stabilizator liniowy LM7805, rezonator kwarcowy 4 MHz, przekaźnik 5 V w pakiecie DIP , przełącznik dwusekcyjny (do przełączania trybów pomiarowych L lub C ).
Oprogramowanie układowe mikrokontrolera:
Płytka drukowana:
Plik PCB w formacie układu sprintu:
Oryginalna płytka jest podłączona do przekaźnika w pakiecie DIP.
Nie miałem czegoś takiego i użyłem tego, co miałem, starego kompaktowego przekaźnika o odpowiedniej wielkości. Jako kondensatory tantalowe użyłem tantalowych kondensatorów czerpakowych. Wykorzystano przełącznik trybu pomiaru, włącznik zasilania i przycisk kalibracji, wymontowane ze starych radzieckich oscyloskopów.
Przewody pomiarowe:
Powinien być jak najkrótszy.
Podczas montażu i konfiguracji postępowałem zgodnie z poniższymi instrukcjami:
Zmontuj płytkę, zainstaluj 7 zworek. Najpierw załóż zworki pod PIC i pod przekaźnikiem oraz dwie zworki obok pinów wyświetlacza.
Użyj kondensatorów tantalowych (w generatorze) - 2 szt.
10uF.
Dwa kondensatory 1000pF powinny być poliestrowe lub lepsze (przybliżona tolerancja nie większa niż 1%).
Zaleca się stosowanie podświetlanego wyświetlacza (należy pamiętać, że na schemacie nie pokazano rezystora ograniczającego 50-100 Ohm, piny 15, 16).
Zainstaluj płytkę w obudowie. Połączenie płytki z wyświetlaczem możemy na Państwa życzenie przylutować lub wykonać za pomocą złącza. Ułóż przewody wokół przełącznika L/C tak krótkie i sztywne, jak to możliwe (aby zmniejszyć zakłócenia i odpowiednio skompensować pomiary, szczególnie dla uziemionego końca L).
Kwarc powinien być używany przy częstotliwości 4.000 MHz, 4.1, 4.3 itd. Nie można go używać.
Testowanie i kalibracja:
Testzworki
Jak dokonać pomiarów:
Tryb pomiaru pojemności:
Tryb pomiaru indukcyjności:
Cóż, to wszystko, zostaw swoje pytania i komentarze w komentarzach pod artykułem.
Główne parametry techniczne urządzenia:
Czułość w zakresie 1 (10 Hz - 50 MHz) z wejścia A, mV nie gorsza niż 50 Rezystancja wejściowa w zakresie 1, MOhm 1,0+0,1 Błąd metody pomiaru w zakresie 1, Hz +1 Czułość w zakresie 2 (50 MHz - 1100 MHz) z wejścia V , mV nie gorsze niż 50 Rezystancja wejściowa w zakresie 2, Ohm 50+1 Błąd metody pomiaru w zakresie 2, Hz +64 Minimalna zmierzona pojemność, pF 0,1 Maksymalna zmierzona pojemność, µF nie mniejsza niż 2 Minimalna zmierzona indukcyjność, nH 1,0 Maksymalna zmierzona indukcyjność, H nie mniej niż 3
Schemat blokowy urządzenia
Schemat blokowy urządzenia zawiera następujące bloki:
Bardziej szczegółowo rozważymy wzmacniacz pierwszego zakresu miernika częstotliwości, ponieważ zwykle radioamatorzy nie zwracają należytej uwagi na tę krytyczną jednostkę i z reguły ograniczają ją do stopnia wzmocnienia na jednym tranzystorze, oraz w rezultacie nie masz możliwości nawet zbliżenia się do przemysłowych przyrządów pomiarowych (na przykład Ch3-75). Obwód fałszerza opiera się na konstrukcji (2), w której wymieniono tranzystory stopnia różnicowego, a także nienasycony przełącznik wyjściowy - na stopień wzmacniacza z OE, ponieważ poprzednia wykazywała tendencję do wzbudzania przy częstotliwościach powyżej 40 MHz. Układ kształtujący składa się z tłumika wejściowego R3, R4, C3, ogranicznika VD3, VD4, wzmacniacza o wysokiej impedancji wejściowej VT1, stopnia różnicowego VT3, VT4, wzmacniacza VT6 i modułu kształtującego poziom TTL wykorzystującego elementy DD2.2 i DD2 .5. Drenaż tranzystora VT1 zawiera rezystor dostrajający R9, za pomocą którego równoważony jest wzmacniacz różnicowy.
Obwód ten ma niską złożoność, niskie zużycie i wysoką czułość.
Większość mikrokontrolerów PIC umożliwia pomiar częstotliwości z wejścia T0CKI powyżej gwarantowanego przez producenta 50 MHz, aż do około 60 - 65 MHz.
Drugi zakres miernika częstotliwości reprezentowany jest przez wstępny dzielnik (preskaler) Philips SA701D w typowym obwodzie z 64 dzielnikami.Umożliwiła to obecność wbudowanego wzmacniacza o wysokiej czułości (5 mV przy częstotliwości 1 GHz). zrezygnować z obwodu zewnętrznego i znacznie uprościć konstrukcję; inne zalety to niski pobór prądu (6 mA przy 1 GHz) i małe wymiary. Elementy VT5, DD2.1, DD2.6, R10, R16 i R17 służą do konwersji sygnału na poziomy TTL.
Impedancja wejściowa w tym zakresie wynosi 50 omów, co jest standardem dla tego typu urządzeń (patrz np. parametry techniczne liczników częstotliwości CUB lub SCOUT M40 firmy Optoelectronics). Profesjonalne mierniki częstotliwości (Ch3-75) mają impedancję wejściową od 1 MΩ do 1 GHz, ale w warunkach radioamatorskich zwykle nie jest to wymagane i dlatego jest to nieracjonalne w tej konstrukcji.
Do pomiaru pojemności i indukcyjności stosuje się metodę częstotliwościową, w której mierzony element włącza się do obwodu generatora LC, mierzona jest uzyskana częstotliwość i znając element odniesienia L lub C, można obliczyć wymaganą ze wzoru która określa częstotliwość oscylacji obwodu: f=1/(2*PI*SQR (L*C)).
Generator LC montowany jest na komparatorze DA1, idea takiej konstrukcji należy do firmy i nie uległa praktycznie żadnym zmianom, z wyjątkiem wymiany komparatora LM311 na K554CA3 w obudowie DIP8 - IL311AN (prod. INTEGRAL) i zawiera element buforowy DD2.4 na wyjściu generatora. Umożliwiło to rozszerzenie górnej granicy pomiarów L i C odpowiednio ze 150 mH do 3 H i z 1,5 µF do 4 µF. Na oryginalnym LM311 firmy SGS-Thomson wyniki były podobne do tych uzyskanych w . Dlatego zalecamy użycie domowego komparatora. (Działa lepiej w trybie automatycznego oscylatora :)
Elementy L1 i C4 tworzą główny obwód oscylacyjny, do którego podłączony jest mierzony element: indukcyjność szeregowo z L1, pojemność równolegle z C4. Przełączniki S1 i S2 wybierają tryb pomiaru L lub C, zwolnienie obu przełączników powoduje aktywację trybu kalibracji. W tym trybie zaciski wejściowe są ze sobą zwarte, a za pomocą przekaźnika kondensator odniesienia C5 jest podłączony do obwodu elementów L1, C4. Na podstawie wyników pomiarów dwóch częstotliwości (z C5 i bez) obliczane są rzeczywiste wartości elementów odniesienia, biorąc pod uwagę pojemności i indukcyjności strukturalne całego generatora, a także dryft temperaturowy elementu parametry. Obliczone wartości służą później do obliczenia wartości mierzonego parametru.
Mikrokontroler (PIC16C622 lub PIC16F628) MICROCHIP (DD4) obsługuje pomiary częstotliwości i obliczenia matematyczne. Zmierzoną częstotliwość przelicza się za pomocą wzorów na pojemność lub indukcyjność. Biblioteki matematyczne do obliczeń zmiennoprzecinkowych pochodzą z . Do pomiaru częstotliwości wykorzystuje się metodę zliczania, która umożliwia pomiar częstotliwości do 50 MHz z dokładnością +1 Hz. Szybkość zliczania we wszystkich trybach wynosi jeden pomiar na sekundę. Mikrokontroler taktowany jest generatorem z zewnętrznym rezonatorem kwarcowym o częstotliwości 4 MHz. Aby zwiększyć dokładność pomiarów, jako zegar zaleca się zastosować generator odniesienia z telefonu komórkowego, my zastosowaliśmy częstotliwość 14,85 MHz - najczęściej. W takim przypadku konieczne jest zastosowanie mikrokontrolera z odpowiednim oprogramowaniem do pracy z nową częstotliwością taktowania.
Do przełączania trybów pracy służą przełączniki S1, S2 i przyciski S3 - S5.
Układ DD3 służy do przełączania sygnałów wejściowych z różnych źródeł na wejście mikrokontrolera T0CKI/RA4 (pin 3/DD4).
Do wyświetlania trybów pracy i wyników pomiarów wykorzystuje się dwuwierszowy alfanumeryczny wyświetlacz LCD SC1602BULT (16 znaków, 2 linie) SUNLIKE lub kompatybilny z nim innych firm (DataVision, Wintek, Bolumin).
Ten model wskaźnika pod względem ilości wyświetlanych symboli jest dla tego zastosowania zbędny, jednak ze względu na masowe dostawy dla innych odbiorców ma najniższą cenę i jest swobodnie dostępny do zakupu nawet na rynku radiowym. Model ten posiada wbudowane diody podświetlające, które można włączyć w przypadku zasilania urządzenia z zewnętrznego zasilacza. Rezystory R23-R24 określają kontrast wskaźnika, zamiast tego można zainstalować rezystor przycinający w celu regulacji, ale jak pokazała praktyka, nie jest to wymagane. Aby zaoszczędzić porty mikrokontrolera służące do sterowania wskaźnikiem, stosuje się tryb, w którym dane przesyłane są w kawałkach przez wejścia DB4-DB7, pozostawiając nieużywane wejścia DB0-DB3 wolne. Warto też zaznaczyć, że pinout SUNLIKE różni się od wszystkich pozostałych (Wintek, Bolumin, DataVision) dwoma pinami: 1. +5V, 2. 0V, dla pozostałych jest odwrotnie! Dlaczego tak się dzieje, nie jest jasne, trzeba po prostu pamiętać.
Organizować coś.
Jeśli dysponujesz przyrządami wzorcowymi lub referencyjnymi, ustawienie miernika jest dość proste.
Praca z urządzeniem.
Po podaniu napięcia zasilającego urządzenie przechodzi w tryb pomiaru częstotliwości z wejścia A. Wskazanie częstotliwości podawane jest w hercach. W razie potrzeby naciskając S3, wybiera się tryb wskazywania częstotliwości.
9999999999 Hz 9999999,99 kHz 9999999,9 kHz 9999999 kHz 9999,99 MHz 9999,9 MHz 9999 MHz
Wybór trybu pracy odbywa się poprzez naciśnięcie S4. Wybierając tryb pomiaru „L/C” należy wykonać kalibrację urządzenia, co sygnalizuje wskaźnik z napisem „NO CALIBRTED”. W tym celu należy wcisnąć oba przełączniki S1 i S2, na wyświetlaczu pojawi się napis „KALIBRACJA” i rozpocznie się proces kalibracji. Po jej zakończeniu pojawia się komunikat „KALIBRACJA OK”. Możesz teraz wybrać tryb pomiaru L lub C, naciskając odpowiedni przełącznik S1 lub S2. Miernik LC posiada 3 podzakresy dla każdego mierzonego parametru z możliwością automatycznego przełączania pomiędzy nimi.
Pojemność Indukcyjność 0,0–999,9 pF 0–999 nH 1,00–999,99 nF 1,00–999,99 µH 1,00–999,99 µF 1,00–9999,99 mH
Jeżeli urządzenie pracuje w trybie „L/C” przez dłuższy czas, może zaistnieć konieczność wymuszonej kalibracji ze względu na zmianę parametrów generatora LC. Aby przeprowadzić wymuszoną kalibrację, należy zwolnić przełącznik S1 lub S2 odpowiadający trybowi pracy i nacisnąć przycisk S5. Po pojawieniu się komunikatu „KALIBRACJA OK” należy nacisnąć przełącznik S1 lub S2 i kontynuować pomiary.
Konstrukcja i szczegóły.
Urządzenie zamontowane jest na jednostronnej płytce drukowanej o wymiarach 145x80 mm.
Uwaga! Na płycie jest 6 przewodów połączeniowych i 3! „przewodowy”:
Pomiędzy otworami 13 i 14 z przodu deski;
- pomiędzy pinem 11 DD4 i pinem 14 DD3 (sygnał A0);
- pomiędzy pinem 12 DD4 i pinem 2 DD3 (sygnał A1);
Dwie ostatnie części nie są pokazane na rysunku, są przylutowane bezpośrednio do odpowiednich pinów mikroukładów po stronie druku. Jak pokazała praktyka, bez nich konstrukcja się nie obejdzie :) W urządzeniu zastosowano importowane rezystory MLT-0,125 i kondensatory elektrolityczne typu K50-35. Rezystory R1-R2 typu P1-12-0,125 (bezołowiowe). Kondensatory C6-C7 typu K10-17V (bezołowiowe). Kondensatory C4 i C5 - typ K73-9 lub podobne foliowe, o stabilnych parametrach! Kondensator C17 to trymer typu KT4-23 lub podobny. Pozostałe kondensatory to typy K10-17b, K10-19. Cewka indukcyjna L1 jest standardową cewką typu DM, 60 µH DPM. Tranzystor VT1 to KP305D, zastąpienie go tym samym z inną literą pogarsza czułość. VT2 - dowolny LF ze wzmocnieniem co najmniej 100, VT3 i VT4 - dowolny pnp wysokiej częstotliwości, tranzystory VT5 i VT6 - dowolny npn wysokiej częstotliwości z dużym wzmocnieniem. Diody VD1, VD2 - KD409A9 lub podobne o mniejszej pojemności. Diody VD3, VD4 - KD409A1, dla porównania można zastosować inną HF o minimalnej pojemności - KD522 ma dwukrotnie większą pojemność, w związku z czym czułość urządzenia będzie gorsza. Dioda VD5 - dowolny impuls. Układ DD2 - wymiana KR1533TL2 w seriach 1554, 1594 pogarsza czułość. Mikroukład DD3 - wymiana KR1533KP2, KR1533KP12 na serie 1554, 1594 pogarsza odporność na zakłócenia. Komparator DA1 - K554CA3 w obudowie DIP8 (IL311AN), wymiana na importowany pogarsza górny zakres pomiarowy. Preskaler SA701D można zastąpić preskalerem SA702D lub zastosować dowolny inny, po dostosowaniu obwodu i płytki drukowanej. Przełączniki S1 - S2 typu PB-22E08 lub PS580L wg katalogu "Chip and Dip". Guziki S3 - S5 typu PKN o długości zatrzasku 12 - 16mm. XS1-XS2 - gniazda SR-50-73FV lub podobne, XS3 - zacisk do podłączenia systemów głośnikowych. Przekaźnik P1 D1A050000 f.Cosmo (wg katalogu "Chip and Dip") lub podobny małogabarytowy. Można też zrobić samemu :)
Jestem pewien, że ten projekt nie jest nowy, ale jest to mój własny rozwój i chcę, aby ten projekt był dobrze znany i użyteczny.
Schemat Miernik LC na ATmega8 całkiem proste. Oscylator jest klasyczny i bazuje na wzmacniaczu operacyjnym LM311. Głównym celem, jaki sobie przyświecałem tworząc ten miernik LC, było uczynienie go niedrogim i dostępnym w montażu dla każdego radioamatora.
Dla tego urządzenia opracowałem oprogramowanie, które pozwala na wykorzystanie wskaźnika, jakim dysponuje radioamator, albo wyświetlacza LCD 1x16 znaków, albo 2x 16 znaków.
Testy obu wyświetlaczy dały doskonałe wyniki. W przypadku korzystania z wyświetlacza 2x16 znaków w górnej linii wyświetlany jest tryb pomiaru (Cap – pojemność, Ind –) i częstotliwość generatora, a w dolnej linii wyświetlany jest wynik pomiaru. Wyświetlacz 1x16 znaków po lewej stronie pokazuje wynik pomiaru, a po prawej częstotliwość pracy generatora.
Aby jednak zmieścić mierzoną wartość i częstotliwość w jednej linii znaków, zmniejszyłem rozdzielczość wyświetlacza. Nie wpływa to w żaden sposób na dokładność pomiaru, jedynie czysto wizualnie.
Podobnie jak w przypadku innych znanych opcji opartych na tym samym uniwersalnym obwodzie, do miernika LC dodałem przycisk kalibracji. Kalibrację przeprowadza się przy użyciu kondensatora odniesienia 1000 pF z odchyleniem 1%.
Po naciśnięciu przycisku kalibracji wyświetli się:
Pomiary wykonane tym miernikiem są zaskakująco dokładne, a dokładność w dużej mierze zależy od dokładności standardowego kondensatora, który jest wkładany do obwodu po naciśnięciu przycisku kalibracji. Metoda kalibracji urządzenia polega po prostu na zmierzeniu pojemności kondensatora odniesienia i automatycznym zapisaniu jej wartości w pamięci mikrokontrolera.
Jeśli nie znasz dokładnej wartości, możesz skalibrować miernik, zmieniając krok po kroku wartości pomiaru, aż uzyskasz najdokładniejszą wartość kondensatora. Do takiej kalibracji służą dwa przyciski, należy pamiętać, że na schemacie są one oznaczone jako „GÓRA” i „DÓŁ”. Naciskając je można regulować pojemność kondensatora kalibracyjnego. Wartość ta jest następnie automatycznie zapisywana w pamięci.
Przed każdym pomiarem pojemności należy zresetować poprzednie odczyty. Resetowanie do zera następuje po naciśnięciu „CAL”.
Aby zresetować w trybie indukcyjnym, należy najpierw zewrzeć piny wejściowe, a następnie nacisnąć „CAL”.
Cała instalacja została zaprojektowana z uwzględnieniem swobodnej dostępności komponentów radiowych oraz w celu uzyskania kompaktowego urządzenia. Rozmiar tablicy nie przekracza rozmiaru wyświetlacza LCD. Użyłem zarówno komponentów dyskretnych, jak i do montażu powierzchniowego. Przekaźnik o napięciu roboczym 5V. Rezonator kwarcowy - 8 MHz.
Urządzenie przeznaczone jest do pomiaru małych rezystancji, indukcyjności, pojemności i ESR kondensatorów. Funkcjonalnie obwód można podzielić na 8 głównych modułów:
- Generator akredytywy
- Blok stabilnych źródeł prądu (50mA/5mA/0,5mA)
- Blok odpowiedzialny za rozładowanie testowanego kondensatora
- Blok wzmacniacza napięcia
- Wyświetlacz informacyjny (Nokia LCD 3310)
- Przyciski sterujące
- Mikrokontroler PIC18F2520
- Przełącznik (do przełączania testowanych komponentów)
Nie widzę sensu szczegółowego opisywania zasady działania generatora LC, a co za tym idzie zasady pomiaru indukcyjności i pojemności (1p - 1 uF). Jest to szczegółowo opisane w opisach podobnych urządzeń, których w Internecie jest mnóstwo. Zwrócę uwagę tylko na niektóre funkcje, które zostały wykorzystane w tym schemacie i algorytmie obliczeniowym. Do pomiaru indukcyjności i pojemności stosuje się różne pary sond... takie podejście umożliwiło zwiększenie dokładności pomiaru poprzez organizację stałej, automatycznej, częściowej kalibracji. Te. Dryft częstotliwości generatora LC nie ma już tak istotnego wpływu na dokładność pomiaru jak miało to miejsce dotychczas. Nowe podejście do obliczeń pozwoliło także pozbyć się wpływu pojemności międzyzwojowej mierzonej indukcyjności na wynik pomiaru (jest ona brana pod uwagę podczas kalibracji).
Pomiar pojemności kondensatorów elektrolitycznych odbywa się według metody klasycznej - ładowanie kondensatora stabilnym źródłem prądu do określonego poziomu napięcia (0,2 V) z równoległym obliczeniem czasu ładowania. Jest to zaimplementowane w obwodzie. sposób. Podłączony testowany kondensator jest wstępnie rozładowywany (Q1), po czym przykładane jest do niego stabilne napięcie i włączany jest timer. Gdy napięcie osiągnie 0,2 V. Uruchamia się wewnętrzny komparator i rejestrowany jest czas timera. Następnie obliczana jest pojemność kondensatora. Aby skrócić czas pomiaru, można wybrać w menu maksymalny limit pomiaru pojemności badanego kondensatora (100/300/600 tysięcy mikrofaradów).
Pomiar ESR (ESR) kondensatora i pomiar małych rezystancji przeprowadza się w następujący sposób. zasada. Do testowanego kondensatora przykładany jest krótki impuls napięcia generowany przez stabilne źródło prądu. Powoduje to skok napięcia, którego wielkość jest proporcjonalna do ESR kondensatora. Dwa wzmacniacze operacyjne połączone szeregowo zwiększają ten sygnał do wymaganego poziomu. Następnie mikrokontroler podłączony do wyjścia wzmacniacza operacyjnego rejestruje szczyt impulsu i dokonuje konwersji analogowo-cyfrowej w celu dalszego obliczenia wartości napięcia. Znając wartość prądu i napięcia impulsu, oblicza się ESR.
Podczas pomiaru ESR małych pojemności (<10uF) происходит незначительное завышение показаний измерителя. Не смотря на то, что длительность импульса всего 1-2uS этого достаточно для того, чтобы конденсатор успел немного зарядиться, тем самым слегка завысив значение измеряемого напряжения.
Niektóre cechy konstrukcyjne, które należy wziąć pod uwagę przy powtarzaniu. Rezystory dostrajające w bloku źródła prądu stałego (2.I_source) lepiej zastąpić rezystorami stałymi, po wybraniu ich przybliżonej wartości podczas procesu konfiguracji (opisanego poniżej).
Zaleca się stosowanie trymerów wieloobrotowych R3 i R8 w bloku wzmacniacza (4,Amp). Umożliwi to dostrojenie współczynnika. wzmocnienie, którego wartość określa dokładność urządzenia (szczególnie krytyczne dla
ESR).
Zamiast dwóch wzmacniaczy operacyjnych MCP601 można użyć jednego MCP602.
Przekaźnik w zespole przełączającym (8. Przełącznik) należy zastosować w wersji bistabilnej z dwoma uzwojeniami zaprojektowanymi na napięcie 5 V.
Kondensatory C2 i C5 to tantal lub niepolarna „ceramika”. Przepustnica L1 jest typu hantlowego. Jeszcze lepiej, jeśli ten „hantle” znajduje się w ferrytowym „szkło”.
Blok „S1 opcjonalny” to jednostka sterująca dostarczająca napięcie do generatora LC. Opcjonalnie istnieje możliwość wyłączenia generatora w trybie pomiaru „elektrolitu” w celu zmniejszenia poboru mocy obwodu. Blok S1 można pominąć, po prostu podłączając generator LC do źródła zasilania.
Aby uniknąć awarii mikrokontrolera, zworkę Jmp należy zakładać dopiero po wyregulowaniu napięcia w punkcie „B” za pomocą rezystora „R_Vbat” (opisanego poniżej).
W obwodzie brakuje modułu licznika częstotliwości (preskalera i bufora), chociaż sam licznik częstotliwości jest zaimplementowany programowo. Zmierzoną częstotliwość (o „prawidłowej” amplitudzie) należy przyłożyć do pinu 6 MK (F). Należy zrozumieć, że do działania trybów miernika pojemności i indukcyjności sygnał z wyjścia generatora LC musi zostać dostarczony na wejście 6 MK. W tym celu na schemacie przedstawiono przełącznik. Jedno z możliwych schematycznych rozwiązań modułu miernika częstotliwości (preskaler/bufor, przełączanie) jest wciąż w fazie rozwoju. W razie potrzeby przełączanie można zorganizować za pomocą zwykłych przełączników, a jeden z wielu układów dostępnych w Internecie można wykorzystać jako schematy obwodów wejściowych (dzielnik/bufor).
Konfiguracja i praca z urządzeniem.
Przy pierwszym włączeniu urządzenia należy zresetować wszystkie ustawienia do wartości domyślnych. W tym celu należy wcisnąć przycisk 3 i włączyć zasilanie urządzenia. W przyszłości operację tę będzie można wykonać z poziomu menu „Funkcja”, w sekcji „Reset”. Po zresetowaniu wskazane jest wyłączenie i włączenie urządzenia. Domyślnie po zresetowaniu ustawień wartość kontrastu „Kontrast” ustawiona jest na 200. Wartość tę można zmienić w menu ustawień lub można wyłączyć i włączyć urządzenie przytrzymując przycisk 4. W takim przypadku po włączeniu urządzenie od razu przejdzie do menu regulacji kontrastu. Następnie użyj przycisku 4, aby zwiększyć kontrast, a przyciskiem 3, aby go zmniejszyć.
Konfigurowanie stabilnych źródeł prądu.
Na dokładność pomiaru istotny wpływ ma dokładność ustawienia stabilnych źródeł prądu. Aby dokonać konfiguracji należy wejść do menu „Funkcja”, a następnie za pomocą przycisku „OK” wybrać sekcję „I_50”. Następnie podłącz miliamperomierz do zacisków pomiarowych C/ESR. Miliamperomierz pokaże przyszłą wartość prądu impulsu dla pomiaru ESR. Za pomocą rezystora trymera (R3) należy ustawić ten prąd jak najbliżej wartości 50 mA. Następnie zapamiętaj odczyty i wyłącz miliamperomierz. Następnie przyciskami +/- ustawić w menu urządzenia wartość wcześniej odzwierciedloną na miliamperomierzu z dokładnością do dziesiątych części i zapisać ją przyciskiem OK. Tę samą procedurę należy wykonać dla źródeł prądowych 5 i 0,5mA... odcinki „I_5” i „I_05”, regulując prąd odpowiednimi rezystorami trymera, natomiast wartość zmierzoną należy wprowadzić w menu urządzenia za pomocą
z dokładnością do setnych/tysięcznych.
Należy pamiętać, że przełączanie pomiędzy sekcjami należy wykonywać przy wyłączonym miliamperomierza. W przyszłości zaleca się wymianę rezystorów dostrajających na stałe i powtórzenie procedury konfiguracji.
Konfigurowanie wzmacniacza operacyjnego.
Proces strojenia wzmacniacza operacyjnego sprowadza się do dostosowania wzmocnienia K każdego wzmacniacza operacyjnego do wartości określonej w sekcjach Ampl i Amp2. W tym celu należy wybrać tryb pomiaru ESR/C/R i dalej:
1. Podłączyć do zacisków elektrolit o znanej pojemności (lepiej wziąć kondensator o małej pojemności 10-50uF) i korzystając z rezystora konstrukcyjnego R3 oraz wartości zmiennej Amp1 (~6,0) w menu setup , uzyskaj odpowiednie odczyty na ekranie urządzenia.
2. Następnie podłącz do zacisków znaną rezystancję (najlepiej 1 - 10 omów) i używając rezystora konstrukcyjnego R8 i zmiennej Amp2 (~6,0) w menu ustawień, uzyskaj odpowiednie odczyty na ekranie urządzenia.
Na dokładność odczytów podczas pomiaru rezystancji będzie miała wpływ dokładność ustawienia wartości prądu dla źródeł prądowych
0,00 -1,00 Om - sekcja „I_50”
1,00 -10,0 Om - sekcja „I_5”
10,0 -100 Om - sekcja „I_05”
Konfiguracja generatora LC.
Konfiguracja generatora LC sprowadza się do doboru indukcyjności L1 i kondensatora C1 tak, aby częstotliwość generatora, którą można sterować za pomocą trybu „Oscylator”, mieściła się w przedziale 900 kHz. C2 i C5 muszą być tantalem lub niepolarną „ceramiką”. Kondensatorem kalibracyjnym może być dowolny kondensator w zakresie 500-1200 pF. Najważniejsze, że jest to kondensator o minimalnym TKE i znanej ci wartości pojemności. Bardzo dobrze jest, jeśli istnieje możliwość wstępnego zmierzenia jego rzeczywistej pojemności jakimś kalibrowanym miernikiem. W polu „6.Ccal” należy wpisać wartość wydajności całkowitej C_cal i C3. C3 nie wymaga instalacji (...widziałem go w jednym podobnym rozwiązaniu jako możliwą opcję zmniejszenia całkowitego TKE).
Wskaźnik naładowania baterii.
Ustawienie wskaźnika ładowania sprowadza się do ustawienia napięcia w punkcie „B” na około 1/3 napięcia akumulatora. Aby to zrobić, należy zmierzyć napięcie akumulatora w punkcie „A” (przy włączonym urządzeniu) U1. Następnie podłącz woltomierz do punktu „B” i regulując rezystor „R_Vbat”, uzyskaj wskazania woltomierza U2 równe w przybliżeniu 1/3 wartości U1. Następnie oblicz współczynnik podziału K_div = U1/U2 i wpisz wartości w menu w odpowiednich sekcjach ustawień. W ustawieniach należy także określić wartość napięcia w pełni naładowanego akumulatora „V_bat” oraz minimalny poziom napięcia akumulatora, przy którym urządzenie będzie sygnalizować konieczność wymiany/naładowania akumulatora.
Ponadto, aby zwiększyć dokładność przetwornika ADC, zaleca się określenie w menu dokładnego napięcia zasilania mikrokontrolera V_ref (domyślnie jest to 5 V) poprzez pomiar go przy włączonym urządzeniu w punkcie V_ref.
Pomiar ESR/C/R (C 0,1 - 600 000 uF)
Do pomiaru potrzebujesz:
2. Przełącz urządzenie za pomocą przycisku „Mode” (dalej M) w tryb ESR/C/R
(C)
Należy zauważyć, że na szybkość pomiaru wpływa pojemność mierzonego kondensatora. Maksymalny limit pomiaru można wybrać w menu „Funkcja” (C_max) (wskazany w tysiącach mikrofaradów)
Kalibracja w trybie ESR/C/R.
Kalibracja służy do kompensacji wpływu długości przewodów zaciskowych itp. na wynik pomiaru rezystancji wewnętrznej. Aby przeprowadzić kalibrację będąc w trybie ESR/C/R należy wcisnąć przycisk „Kalibracja” (dalej C). Gdy pojawi się menu „Zamknij sondy”, należy zamknąć sondy urządzenia przed zakończeniem odliczania na ekranie. Po zakończeniu procesu kalibracji informacja o ustawieniach zostanie automatycznie zapisana w pamięci nieulotnej urządzenia, co wyeliminuje konieczność ponownej kalibracji przy każdorazowym włączeniu urządzenia.
Pomiar C (C< 1uF)
Do pomiaru potrzebujesz:
1. Włącz urządzenie (zaciski do podłączenia elementu pomiarowego są wolne)
2. Przełącz urządzenie przyciskiem „M” w tryb C-metru
3. W razie potrzeby wykonaj kalibrację (opisaną poniżej)
4. Podłączyć mierzony element do zacisków
5. Na ekranie urządzenia wyświetli się wynik pomiaru.
Kalibracja w trybie C
Kalibracja służy do kompensacji wpływu długości przewodów zaciskowych itp. na wynik pomiaru pojemności kondensatora. Aby przeprowadzić kalibrację należy znaleźć się w trybie C (zaciski przyłączeniowe elementu pomiarowego są rozwarte, mierzony kondensator odłączony) i nacisnąć przycisk „C”.
Pomiar L
Do pomiaru potrzebujesz:
1. Włącz urządzenie (zaciski do podłączenia elementu pomiarowego są wolne)
2. Przełącz urządzenie przyciskiem „M” w tryb L-metru
3. W razie potrzeby wykonaj kalibrację (opisaną poniżej)
4. Podłączyć mierzony element do zacisków
5. Na ekranie urządzenia wyświetli się wynik pomiaru.
6. Podczas pomiaru indukcyjności (zwłaszcza małych wartości), aby uzyskać większą dokładność pomiaru, można w trakcie pomiaru przeprowadzić kalibrację (bez wyłączania mierzonej indukcyjności) poprzez naciśnięcie przycisku „C”. W takim przypadku urządzenie wykona kalibrację, a na ekranie zostanie wyświetlona wartość podłączonej indukcyjności możliwie najbardziej zbliżona do rzeczywistej.
| klasa="eliadunit"> |
Kalibracja w trybie L
Kalibracja służy do kompensacji wpływu długości przewodów zaciskowych itp. na wynik pomiaru indukcyjności. Istnieją dwa rodzaje kalibracji - „głęboka” do obliczania indukcyjności sond i „normalna” do korygowania dryftu generatora. Normalną kalibrację przeprowadza się poprzez naciśnięcie przycisku „C” w trybie L-metru. Kalibrację można przeprowadzić przy zmierzonej indukcyjności podłączonej do sond urządzenia.
Aby wykonać kalibrację „głęboką” należy nacisnąć przycisk „C” i przytrzymać go do momentu pojawienia się komunikatu „Zamknij sondy i zdejmij rękę” (zamknij sondy i zdejmij ręce), następnie zamknij sondy pomiarowe do końca odliczanie na ekranie urządzenia, zdejmij ręce i poczekaj na zakończenie procesu kalibracji. Po kalibracji otwórz sondy. Głęboka kalibracja może nie być przeprowadzana w sposób ciągły, ponieważ... po wykonaniu „głębokiej” kalibracji wartości indukcyjności sond przyłączeniowych zapisywane są w nieulotnej pamięci mikroprocesora.
Wymiar F
Aby zmierzyć częstotliwość, potrzebujesz:
1. Włącz urządzenie
2. Przełącz urządzenie przyciskiem „M” w tryb F-metr
3. Wybierz tryb pracy (z preskalerem lub bez) za pomocą przycisku „/”.
4. Podłączyć zmierzoną częstotliwość do wejścia „F” (6. pin MK).
Za pomocą przycisku „K” można zmienić współczynnik podziału zastosowanego preskalera. Po ustawieniu współczynnika i zapisaniu przycisku „OK” wartość zostanie zapisana w pamięci nieulotnej urządzenia. Obwód urządzenia nie zawiera modułów licznika częstotliwości (preskalera i bufora).
Sygnał dźwiękowy „Przypomnienie”
Jeśli pomiary nie zostaną wykonane przez dłużej niż ~1 minutę, urządzenie zacznie emitować przerywany sygnał dźwiękowy. Następnie sygnał jest powtarzany co ~20 sekund. Sygnał dźwiękowy „przypomnienia” nie włączy się, jeśli urządzenie jest ustawione w tryb „Cichy”.
Miernik częstotliwości, pojemności i indukcyjności – miernik FCL
Wysokiej jakości specjalistyczne narzędzie w zdolnych rękach to klucz do udanej pracy i satysfakcji z jej wyniku.
W laboratorium radioamatora (a zwłaszcza radiooperatora krótkofalowego) oprócz „zwykłego” już multimetru cyfrowego i oscyloskopu, znalazło się miejsce także na bardziej szczegółowe przyrządy pomiarowe – generatory sygnałów, mierniki odpowiedzi częstotliwościowej, analizatory widma , mostki RF itp. Takie urządzenia z reguły kupowane są od tych, które zostały odpisane za stosunkowo niewielkie pieniądze (w porównaniu do nowych) i zajmują godne miejsce na stole projektanta. Wykonanie ich samodzielnie w domu jest praktycznie niemożliwe, przynajmniej dla przeciętnego amatora.
Jednocześnie istnieje szereg urządzeń, których samodzielne powtarzanie jest nie tylko możliwe, ale także konieczne ze względu na ich rzadkość, specyfikę czy wymagania dotyczące gabarytów i parametrów masowych. Są to wszelkiego rodzaju przystawki do multimetrów i GIR-ów, testerów i mierników częstotliwości, L.C. - metry i tak dalej. Dzięki rosnącej dostępności programowalnych komponentów i FOTKA - w szczególności mikrokontrolery, a także ogromna ilość informacji na temat ich zastosowania w Internet niezależne projektowanie i produkcja domowego laboratorium radiowego stało się bardzo realnym przedsięwzięciem, dostępnym dla wielu.
Opisane poniżej urządzenie umożliwia pomiar częstotliwości drgań elektrycznych w szerokim zakresie, a także pojemności i indukcyjności elementów elektronicznych z dużą dokładnością. Konstrukcja charakteryzuje się minimalnymi wymiarami, wagą i zużyciem energii, co pozwala na wykorzystanie jej podczas pracy na dachach, podporach oraz w warunkach polowych.
Dane techniczne:
Miernik częstotliwości Metr L.C.
Napięcie zasilania, V: 6…15
Pobór prądu, mA: 14…17 15*
Granice pomiaru, w trybie:
F 1, MHz 0,01…65**
F 2, MHz 10…950
L 0,001 µH…5 H
Dokładność pomiaru, w trybie:
F1 +-1 Hz
F2 +-64 Hz
C 0,5%
L 2…10%***
Okres wyświetlania, sekundy, 1 0,25
Czułość, mV
F 1 10…25
F 2 10…100
Wymiary, mm: 110x65x30
* – w trybie autokalibracji, w zależności od typu przekaźnika, do 50 mA przez 2 sekundy.
** – dolną granicę można rozszerzyć na jednostki Hz, patrz poniżej; górna w zależności od mikrokontrolera do 68 MHz
Zasada działania:
W trybie miernika częstotliwości urządzenie działa według dobrze znanej metody pomiaru FOTKA -mikrokontroler liczby oscylacji w jednostce czasu z dodatkowym obliczeniem dzielnika wstępnego, co zapewnia tak wysoką wydajność. W trybie F 2 podłączony jest dodatkowy zewnętrzny dzielnik wysokiej częstotliwości 64 (po niewielkiej korekcie programu istnieje możliwość zastosowania dzielników o innym współczynniku).
Przy pomiarze indukcyjności i pojemności urządzenie działa zgodnie z zasadą rezonansu, dobrze opisaną w. W skrócie. Mierzony element wchodzi w skład obwodu oscylacyjnego o znanych parametrach, będącego częścią generatora pomiarowego. Zmieniając generowaną częstotliwość zgodnie ze znanym wzorem f 2 = 1/4 π 2 LC obliczana jest żądana wartość. Aby określić parametry własne obwodu, podłącza się do niego znaną dodatkową pojemność, a indukcyjność obwodu i jego pojemność, w tym pojemność strukturalną, oblicza się według tego samego wzoru.
Schemat:
Obwód elektryczny urządzenia pokazano na Ryż. 1. W obwodzie można wyróżnić następujące główne elementy: włączony generator pomiarowy DA 1, tryb wzmacniacza wejściowego F 1 do VT 1, dzielnik trybu wejściowego (preskaler) F 2–DD 1, przełącznik sygnału do DD 2, jednostka pomiarowa i sygnalizacyjna włączona DD3 i LCD oraz stabilizator napięcia.
Generator pomiarowy jest zamontowany na chipie porównawczym L.M. 311. Obwód ten sprawdził się jako generator częstotliwości do 800 kHz, zapewniając sygnał wyjściowy zbliżony do fali prostokątnej. Aby zapewnić stabilne odczyty, generator wymaga dopasowanego i stabilnego obciążenia.
Elementami zadającymi częstotliwość generatora jest cewka pomiarowa L 1 i kondensator C 1, a także kondensator odniesienia przełączany przez mikrokontroler C 2. W zależności od trybu pracy L 1 łączy się z zaciskami XS 1 szeregowo lub równolegle.
Sygnał z wyjścia generatora poprzez rezystor odsprzęgający R 7 dociera do przełącznika DD 2 CD 4066.
Na tranzystorze VT 1 zmontowany wzmacniacz sygnału miernika częstotliwości F 1. Obwód nie ma żadnych specjalnych cech poza rezystorem R 8, niezbędny do zasilania zewnętrznego wzmacniacza o małej pojemności wejściowej, co znacznie rozszerza zakres zastosowań urządzenia. Jego schemat pokazano w Ryż. 2.
Używając urządzenia bez zewnętrznego wzmacniacza, należy pamiętać, że na jego wejściu panuje napięcie 5 woltów, dlatego w obwodzie sygnałowym wymagany jest kondensator odsprzęgający.
Preskaler miernika częstotliwości F 2 jest montowany według typowego schematu dla większości podobnych preskalerów, wprowadzane są jedynie diody ograniczające VD 3, VD 4. Należy zauważyć, że w przypadku braku sygnału preskaler ulega samowzbudzeniu przy częstotliwościach około 800-850 MHz, co jest typowe dla dzielników wysokiej częstotliwości. Samowzbudzenie zanika, gdy na wejście zostanie podany sygnał ze źródła o rezystancji wejściowej bliskiej 50 omów. Sygnał ze wzmacniacza i preskalera idzie do DD 2.
Główną rolę w urządzeniu pełni mikrokontroler DD 3 PIC 16 F 84 A . Mikrokontroler ten cieszy się ogromną i zasłużoną popularnością wśród projektantów ze względu nie tylko na dobre parametry techniczne i niską cenę, ale także łatwość programowania i bogactwo różnych parametrów jego zastosowania, zarówno ze strony producenta, jak i firmy. Mikroczip , a także wszystkich, którzy używali go w swoich projektach. Chcąc uzyskać szczegółowe informacje, wystarczy skorzystać z dowolnej wyszukiwarki. Internet, wpisz słowa PIC, PIC 16 F 84 lub MicroChip . Wynik wyszukiwania będzie Ci się podobał.
Sygnał z DD 2 trafia do sterownika wykonanego na tranzystorze VT 2. Wyjście sterownika jest bezpośrednio podłączone do wyzwalacza Schmidta zawartego w mikrokontrolerze. Wynik obliczeń wyświetlany jest na alfanumerycznym wyświetlaczu z interfejsem HD 44780. Mikrokontroler taktowany jest z częstotliwością 4 MHz, a jego prędkość wynosi 1 milion. operacji na sekundę. Urządzenie zapewnia możliwość programowania w obwodzie poprzez złącze ISCP (w programowaniu szeregowym obwodu ). Aby to zrobić, musisz zdjąć zworkę XF 1, izolując w ten sposób obwód zasilania mikrokontrolera od reszty obwodu. Następnie podłączamy programator do złącza i „naprawiamy” program, po czym nie zapominamy o założeniu zworki. Metoda ta jest szczególnie wygodna podczas pracy z mikrokontrolerami w obudowie do montażu powierzchniowego ( SOIC).
Tryby są kontrolowane za pomocą trzech przełączników przyciskowych SA 1 – SA 3 i zostaną szczegółowo opisane poniżej. Przełączniki te nie tylko włączają żądany tryb, ale także odłączają zasilanie od węzłów, które nie są zaangażowane w ten tryb, zmniejszając całkowite zużycie energii. Na tranzystorze VT 3 zmontowany klucz sterujący przekaźnikiem łączącym kondensator odniesienia C 2.
chip DA 2 to wysokiej jakości stabilizator 5 V z niskim napięciem szczątkowym i wskaźnikiem niskiego poziomu naładowania baterii. Układ ten został specjalnie zaprojektowany do stosowania w urządzeniach niskoprądowych zasilanych bateryjnie. W obwodzie zasilania zainstalowana jest dioda VD 7, aby chronić urządzenie przed odwróceniem polaryzacji. Nie należy ich lekceważyć!!!
W przypadku stosowania wskaźnika wymagającego napięcia ujemnego należy to zrobić zgodnie ze schematem Ryż. 3 zebrać ujemne źródło napięcia. Źródło zapewnia napięcie do –4 V, gdy jest używane jako 3 VD 1, 3 VD 2 diody germanowe lub z barierą Schottky’ego.
Obwód programatora JDM , zmodyfikowany do programowania w obwodzie, pokazano na Ryż. 4. Więcej szczegółów na temat programowania zostanie omówione poniżej w odpowiedniej sekcji.
Większość części zastosowanych w autorskim urządzeniu jest przeznaczona do montażu planarnego (SMD) i do nich przeznaczona jest płytka drukowana. Ale zamiast nich można zastosować podobne, tańsze, produkowane w kraju, z „zwykłymi” pinami bez pogorszenia parametrów urządzenia i odpowiednią zmianą płytki drukowanej. VT1, VT2 i 2VT2 można zastąpić KT368, KT339, KT315 itp. W przypadku KT315 należy spodziewać się niewielkiego spadku czułości w górnej części zakresu F1. VT3 – KT315, KT3102. 2VT1– KP303, KP307. VD1, 2, 5, 6 – KD522, 521, 503. Dla VD3, 4 zaleca się stosowanie diod pinowych o minimalnej pojemności wewnętrznej, np. KD409 itp., ale można zastosować również KD503. VD7 – w celu zmniejszenia spadku napięcia warto wybrać taki z barierą Schottky’ego – 1N5819, lub zwykły wymieniony powyżej.
DA1 – LM311, IL311, K544CA3, preferowane są IL311 z fabryki Integral, gdyż lepiej sprawdzają się w nietypowej roli generatora. DA2– nie ma bezpośrednich analogów, ale można go zastąpić zwykłym KR142EN5A z odpowiednią zmianą obwodu i rezygnacją z alarmu niskiego poziomu naładowania baterii. W takim przypadku pin 18 DD3 musi pozostać podłączony do Vdd poprzez rezystor R23. DD1 – produkowanych jest wiele preskalerów tego typu, np. SA701D, SA702D, które mają takie same wyprowadzenia jak zastosowany SP8704. DD2–xx4066, 74HC4066, K561KT3. DD3– PIC16F84A nie ma bezpośrednich analogów, wymagana jest obecność indeksu A (z 68 bajtami pamięci RAM). Po pewnej korekcie programu możliwe jest zastosowanie bardziej „zaawansowanego” PIC16F628A, który ma dwukrotnie większą pamięć programu i prędkość do 5 milionów operacji na sekundę.
Autorskie urządzenie wykorzystuje alfanumeryczny dwuliniowy wyświetlacz o 8 znakach w wierszu wyprodukowany przez firmę Siemens, wymagający napięcia ujemnego 4 V i obsługujący protokół sterownika HD44780. Do tego i podobnych wyświetlaczy należy pobrać program FCL2x8.hex. Urządzenie z wyświetlaczem w formacie 2*16 jest znacznie wygodniejsze w obsłudze. Wskaźniki takie produkowane są przez wiele firm, np. Wintek, Bolumin, DataVision i zawierają w nazwie cyfry 1602. Korzystając z dostępnego SC1602 firmy SunLike należy zamienić jego piny 1 i 2 (1 – Vdd, 2 – Gnd ). Do takich wyświetlaczy (2x16) stosuje się program FCL2x16.hex. Takie wyświetlacze zwykle nie wymagają napięcia ujemnego.
Szczególną uwagę należy zwrócić na dobór przekaźnika K1. Przede wszystkim musi niezawodnie działać przy napięciu 4,5 wolta. Po drugie, rezystancja zamkniętych styków (przy przyłożonym określonym napięciu) musi być minimalna, ale nie większa niż 0,5 oma. Wiele małych przekaźników kontaktronowych o poborze 5-15 mA z importowanych aparatów telefonicznych ma rezystancję około 2-4 omów, co w tym przypadku jest niedopuszczalne. Wersja autorska wykorzystuje przekaźnik TIANBO TR5V.
Jako XS1 wygodnie jest zastosować cęgi akustyczne lub linię 8-10 styków zaciskowych (połowa gniazda dla m/s)
Najważniejszym elementem, od którego jakości zależy dokładność i stabilność wskazań miernika LC, jest cewka L1. Musi mieć maksymalny współczynnik jakości i minimalną zdolność własną. Świetnie sprawdzają się tu zwykłe dławiki D, DM i DPM o indukcyjności 100-125 μH.
Wymagania dotyczące kondensatora C1 są również dość wysokie, szczególnie pod względem stabilności termicznej. Może to być KM5 (M47), K71-7, KSO o pojemności 510...680 pF.
C2 powinno być takie samo, ale w granicach 820...2200 pF.
Urządzenie zmontowane jest na dwustronnej płycie o wymiarach 72x61 mm. Folia na górnej stronie jest prawie całkowicie zachowana (patrz plik FCL-meter.lay), z wyjątkiem otaczających ją elementów konturowych (w celu zmniejszenia nośności konstrukcyjnej). Elementy SA1–SA4, VD7, ZQ1, L1, L2, K1, wskaźnik i para zworek znajdują się na górnej stronie płytki. Długość przewodów od zacisków testowych XS1 do odpowiednich styków na płytce drukowanej powinna być ograniczona do minimum. Złącze zasilania XS2 instaluje się po stronie przewodu. Płytka umieszczona jest w standardowej plastikowej obudowie o wymiarach 110x65x30 mm. z miejscem na baterię typu „Krona”.
Aby rozszerzyć dolną granicę pomiaru częstotliwości do jednostek herców, konieczne jest podłączenie 10 mikrometrowych kondensatorów elektrolitycznych równolegle z C7, C9 i C15.
Programowanie i konfiguracja
Nie zaleca się włączania urządzenia z zainstalowanym, ale niezaprogramowanym mikrokontrolerem!!!
Montaż urządzenia należy rozpocząć od zamontowania elementów stabilizatora napięcia i zamontowania rezystora trymera R 22 napięcie 5,0 woltów na pinie 1 mikroukładu DA 2. Następnie możesz zainstalować wszystkie pozostałe elementy z wyjątkiem DD 3 i wskaźnik. Pobór prądu nie powinien przekraczać 10-15 mA w różnych pozycjach SA 1 - SA 3.
Do programowania mikrokontrolera można wykorzystać złącze ISCP . Podczas programowania zworki XF 1 jest usunięty (konstrukcja złącza nie pozwala na inne rozwiązanie). Do programowania zaleca się korzystanie z programu niekomercyjnego IC-Prog , którego najnowszą wersję można pobrać bezpłatnie ze stronywww.ic-prog.com(około 600 kilobajtów). W ustawieniach programatora ( F 3) musisz wybrać Programista JDM , usuń wszystkie ptaki z sekcji Komunikacja i wybierz port, do którego podłączony jest programator.
Przed załadowaniem jednego z firmware do programu FCL 2 x 8.hex lub FCL 2 x 16.hex , należy wybrać typ mikrokontrolera – PIK 16 F 84 A , pozostałe flagi zostaną automatycznie zainstalowane po otwarciu pliku oprogramowania sprzętowego i nie zaleca się ich zmieniania. Podczas programowania ważne jest, aby przewód wspólny komputera nie stykał się z przewodem wspólnym programowanego urządzenia, w przeciwnym razie dane nie zostaną zapisane.
Wzmacniacz kształtujący i generator pomiarowy nie wymagają konfiguracji. Aby osiągnąć maksymalną czułość, możesz wybrać rezystory R 9 i R 14.
Dalsza konfiguracja urządzenia odbywa się po zainstalowaniu DD3 i LCD w następującej kolejności:
1. Pobór prądu w żadnym trybie nie powinien przekraczać 20 mA (z wyjątkiem momentu załączenia przekaźnika).
2.Rezystor R 16 ustawia żądany kontrast obrazu.
3. W trybie miernika częstotliwości F 1 kondensator C22 służy do uzyskania prawidłowych odczytów za pomocą przemysłowego miernika częstotliwości lub innej metody. Jako źródła częstotliwości odniesienia można zastosować hybrydowe oscylatory kwarcowe z radioodbiorników i telefonów komórkowych (12,8 MHz, 14,85 MHz itp.) lub w skrajnych przypadkach z komputera 14,318 MHz itp. Umiejscowienie pinów zasilania (5 lub 3 V) w modułach standardowych dla mikroukładów cyfrowych (7-minus i 14-plus) sygnał jest usuwany z pinu 8. Jeśli regulacja nastąpi w skrajnym położeniu wirnika, wówczas będziesz musiał wybrać pojemność C23.
4. Następnie należy wejść w tryb ustawiania stałych (patrz poniżej w rozdziale „Praca z urządzeniem”). Stały X 1 jest liczbowo równy pojemności kondensatora C2 w pikofaradach. Stały X 2 jest równe 1.000 i można je później dostosować podczas konfigurowania miernika indukcyjności.
5. Do dalszej konfiguracji trzeba mieć komplet (1-3 sztuki) kondensatorów i cewek o znanych wartościach (najlepiej z dokładnością lepszą niż 1%). Samokalibracja urządzenia musi uwzględniać nośność projektową cęgów (opis możliwości samokalibracji znajduje się poniżej).
6. W trybie pomiaru pojemności zmierz znaną pojemność, a następnie podziel wartość kondensatora przez odczyty przyrządu, wartość ta zostanie wykorzystana do dostosowania stałej X 1. Możesz powtórzyć tę operację z innymi kondensatorami i znaleźć średnią arytmetyczną stosunków ich wartości znamionowych do odczytów. Nowa stała wartość X 1 jest równy iloczynowi współczynnika znalezionego powyżej i jego „starej” wartości.Wartość tę należy zapisać przed przejściem do następnego kroku.
7. W trybie pomiaru indukcyjności podobnie znajdujemy stosunek wartości nominalnej do odczytów. Znaleziona relacja będzie nową stałą X 2 i jest napisane EEPROM podobny do X 1. Do strojenia zaleca się stosowanie indukcyjności od 1 do 100 μH (lepiej użyć kilku z tego zakresu i znaleźć wartość średnią). Jeśli masz cewkę o indukcyjności od kilkudziesięciu do setek milihenrów ze znanymi wartościami indukcyjności i pojemności własnej, możesz sprawdzić działanie trybu podwójnej kalibracji. Odczyty własnej zdolności są z reguły nieco zaniżone (patrz wyżej).
Praca z urządzeniem
Tryb miernika częstotliwości . Aby wejść w ten tryb należy nacisnąć SA 1 „Lx” i SA 2 „Cx " Wybór limitów F1/ F 2 odbywa się za pomocą przełącznika SA 3: wciśnięty – F 1, wciśnięty – F 2. W przypadku oprogramowania sprzętowego obsługującego wyświetlacz 2x16 znaków na wyświetlaczu pojawi się „ Częstotliwość” XX, XXX. xxx MHz lub XXX, XXX. xx MHz . Odpowiednio dla wyświetlacza 2x8 „ F =” XXXXXxxx lub XXXXXXxx MHz , zamiast kropki dziesiętnej nad wartością częstotliwości używany jest symbol □.
Tryb autokalibracji . Aby zmierzyć indukcyjność i pojemność, urządzenie musi zostać poddane samokalibracji. Aby to zrobić, po włączeniu zasilania należy nacisnąć SA 1” Lx” i SA 2” C x ” (który - napis powie L lub C ). Po czym urządzenie przejdzie w tryb samokalibracji i wyświetli „ Kalibracja” lub „CZEKAJ " Następnie musisz natychmiast nacisnąć SA 2” Cx " Należy to zrobić wystarczająco szybko, bez czekania na zadziałanie przekaźnika. Jeśli pominiesz ostatni punkt, pojemność zacisków nie będzie brana pod uwagę przez urządzenie, a odczyty „zero” w trybie pojemnościowym będą wynosić 1-2 pF. Podobna kalibracja (z naciśnięciem SA 2" Cx ”) pozwala uwzględnić pojemność zdalnych zacisków sond o pojemności własnej do 500 pF takich sond należy jednak używać przy pomiarze indukcyjności do 10 mHto jest zabronione.Tryb „Cx”.można wybrać po kalibracji, naciskając SA 2” Cx”, SA 1” Lx ” musi zostać wydany. W tym przypadku, " Pojemność" XXXX xF lub "C =" XXXX xF.
Tryb „LX”.aktywowany po naciśnięciu SA 1” Lx” i wciśnięty SA 2” Cx " Wejście w tryb podwójnej kalibracji (dla indukcyjności większych niż 10 milihenrów) następuje przy każdej zmianie położenia SA 3” F 1/Ż 2”, oprócz indukcyjności wyświetlana jest także pojemność własna cewki, co może być bardzo przydatne. Na wyświetlaczu pojawia się „ Indukcyjność” XXXX xH lub „L =" XXXX xH. Wyjście z tego trybu następuje automatycznie po zdjęciu cewki z zacisków.
Możliwe jest przejście w dowolnej kolejności pomiędzy trybami wymienionymi powyżej. Na przykład najpierw miernik częstotliwości, potem kalibracja, indukcyjność, pojemność, indukcyjność, kalibracja (konieczna, jeśli urządzenie było włączone przez długi czas, a parametry jego generatora mogły „zniknąć”), miernik częstotliwości itp. Po naciśnięciu SA 1” Lx” i SA 2” Cx„Przed wejściem do kalibracji następuje krótka (3 sekundowa) przerwa, aby zapobiec niepożądanemu wejściu w ten tryb podczas prostego przejścia z jednego trybu do drugiego.Stały tryb ustawień . Tryb ten jest niezbędny jedynie podczas konfiguracji urządzenia, dlatego wejście do niego wiąże się z podłączeniem zewnętrznego przełącznika (lub zworki) pomiędzy pin 13 DD 3 i wspólny oraz dwa przyciski pomiędzy pinami 10, 11 DD 3 i wspólny przewód.
Aby rejestrować stałe (patrz wyżej), należy włączyć urządzenie ze zwartym przełącznikiem. Na wyświetlaczu w zależności od pozycji przełącznika SA 3” F 1/ F 2” wyświetli „Stała X 1” XXXX lub „Stała X 2” X. XXX . Za pomocą przycisków można zmieniać wartość stałych w krokach co jedną cyfrę. Aby zapisać ustawioną wartość, należy zmienić stan SA 3. Aby wyjść z trybu, należy otworzyć przełącznik i przełącznik SA 3 lub wyłącz zasilanie. Zapisać się do EEPROM występuje tylko podczas manipulacji SA3.Pliki oprogramowania sprzętowego i kody źródłowe (. szesnastkowy i. jako M ): FCL -prog
Schemat ideowy w ( plan 5.0): FCL-sch.spl
Płytka drukowana (Sprint Layout 3.0 R):
22.03.2005. Ulepszenia miernika FCL
Bujewski Aleksander, Mińsk.
1 . Aby rozszerzyć zakres mierzonych pojemności i indukcyjności, należy połączyć piny 5 i 6 DA1.
2 . Udoskonalenie obwodów wejściowych mikrokontrolera (patrz rysunek) zwiększy stabilność pomiaru częstotliwości. Można również zastosować podobne mikroukłady serii 1554, 1594, ALS, AC, NS, na przykład 74AC14 lub 74HC132 ze zmianami w obwodzie.
