9zip.ru - технологии для людей
9zip.ru Радиотехника, электроника и схемы своими руками Измеритель индуктивности, ёмкости и ESR на PIC16F690 LCM3

Будучи впечатлёнными отличной работой простейшего измерителя LC на, казалось бы, морально устаревшем контроллере 2051, мы не раз задумывались о том, чтобы собрать похожий измеритель, но на более современном контроллере, чтобы снабдить его дополнительными возможностями. Критерий поисков, в основном, был только один - это широкие диапазоны измерения. Однако, все аналогичные схемы, найденные в интернете, имели даже программное ограничение диапазонов, причём довольно значительное. Для справедливости стоит заметить, что вышеназванный прибор на 2051 вообще не имел ограничений (они были лишь аппаратными), а программно в нём даже были заложены возможности измерения - мега и -гига значений!

Как-то, изучая в очередной раз схемы, мы обнаружили полезнейший прибор - LCM3, обладающий приличным функционалом при небольшом количестве деталей. Прибор умеет в широчайших пределах измерять индуктивность, ёмкость неполярных конденсаторов, ёмкость электролитических конденсаторов, ESR, сопротивления (в том числе - сверхмалые), оценивать качество электролитических конденсаторов. Работает прибор на известном принципе измерения частоты, однако интересен тем, что генератор собран на встроенном в микроконтроллер PIC16F690 компараторе. Возможно, параметры этого компаратора не хуже, чем у LM311, ведь заявленные диапазоны измерений таковы:
  • ёмкость 1пФ - 1нФ с разрешением 0,1пФ и точностью 1%
  • ёмкость 1нФ - 100нФ с разрешением 1пФ и точностью 1%
  • ёмкость 100нФ - 1мкФ с разрешением 1нФ и точностью 2,5%
  • ёмкость электролитических конденсаторов 100нФ - 0,1Ф с разрешением 1нФ и точностью 5%
  • индуктивность 10нГн - 20Гн с разрешением 10нГн и точностью 5%
  • сопротивление 1мОм - 30Ом с разрешением 1мОм и точностью 5%
Более подробно ознакомиться с описанием прибора на венгерском можно на странице:



Применённые в измерителе решения нам понравились, и мы решили не собирать новый прибор на атмеловском контроллере, а применить PIC. От этого венгерского измерителя была взята частично (а затем - и полностью) схема. Затем была декомпилирована прошивка, и на её основе написана новая, под собственные нужды. Однако, авторская прошивка настолько хороша, что с ней прибор, наверное, не имеет аналогов.

Схема:
Схема измерителя ёмкости, индуктивности и ESR LCM3
Нажмите для увеличения

Особенности измерителя LCM3:
  • при включении прибор должен находиться в режиме измерения ёмкости (если же он находится в режиме измерения индуктивности, то соответствующей надписью на экране попросит перевести с другой режим)
  • танталовые конденсаторы должны быть с возможно меньшим ESR (менее 0,5 Ом). ESR конденсатора CX1 33нФ также должен быть низким. суммарный импеданс этого конденсатора, индуктивности и кнопки переключения режимов не должен превышать 2,2 Ом. Качество этого конденсатора вцелом должно быть очень хорошим, он должен иметь малый ток утечки, поэтому стоит выбирать из высоковольтных (например, на 630 вольт) - полипропилен (MKP), стирофлекс-полистирол (KS, FKS, MKS, MKY?). Конденсаторы C9 и C10, как написано на схеме, - полистирол, слюда, полипропилен. Резистор сопротивлением 180 Ом должен иметь точность 1%, резистор 47 Ом также должен быть 1%.
  • прибор оценивает "качество" конденсатора. точной информации, какие именно параметры рассчитываются, нет. вероятно, это - утечка, тангенс угла потерь диэлектрика, ESR. "качество" отображается в виде закрашенного стаканчика: чем меньше он заполнен, тем лучше конденсатор. у неисправного конденсатора стаканчик закрашен полностью. однако, такой конденсатор можно применять в фильтре линейного стабилизатора.
  • дроссель, используемый в приборе, должен быть достаточно габаритным (выдерживать ток не менее 2А без насыщения) - в виде "гантельки" или на броневом сердечнике.
  • иногда при включении прибор выдаёт на экране "Low Batt". при этом нужно отключить и снова включить питание (вероятно, глюк).
  • имеется несколько версий прошивки данного прибора: 1.2-1.35, причём последняя, по словам авторов, оптимизирована для дросселя на броневом сердечнике. однако, на дросселе в виде гантельки она также работает и только в этой версии оценивается качество электролитических конденсаторов.
  • к прибору возможно подключить небольшую приставку для внутрисхемного (без выпаивания) измерения ESR электролитических конденсаторов. Она понижает напряжение, прилагаемое к проверяемому конденсатору, до 30мВ, при котором полупроводники не открываются и не влияют на измерение. Схему можно найти на авторском сайте.
  • Режим измерения ESR включается автоматически перетыканием щупов в соответствующее гнездо. Если при этом вместо электролитического конденсатора будет подключен резистор (до 30 Ом), то прибор автоматически переключится в режим измерения малых сопротивлений.
Калибровка в режиме измерения ёмкости:
  • нажать кнопку калибровки
  • дождаться появления сообщения R=....Ом
  • отпустить кнопку калибровки
  • дождаться сообщения об окончании калибровки
Калибровка в режиме измерения индуктивности:
  • замкнуть щупы прибора
  • нажать кнопку калибровки
  • дождаться появления сообщения R=....Ом
  • отпустить кнопку калибровки
  • дождаться сообщения об окончании калибровки
Калибровка в режиме измерения ESR:
  • замкнуть щупы прибора
  • нажать кнопку калибровки, на экране будут отображены напряжение, прилагаемое к измеряемому конденсатору (рекомендуемые значения - 130...150 мВ, завитит от дросселя, который нужно размещать подальше от металлических поверхностей) и частота измерения ESR
  • дождаться сообщения R=....Ом
  • отпустить кнопку калибровки
  • показания сопротивления на экране должны стать нулевыми
Реализована также возможность указать ёмкость калибровочного конденсатора вручную. Для этого собирается следующая схема и подключается к разъёму программирования (схему можно и не собирать, а просто замыкать нужные контакты):

Калибровка LCM3

Затем:
  • подключить схему (либо замкнуть vpp и gnd)
  • включить прибор и нажать кнопку калибровки, при этом на экране появится значение калибровочной ёмкости
  • кнопками DN и UP скорректировать значения (возможно, в разных версиях прошивки для ускоренной корректировки работают основные кнопки calibrate и mode)
  • в зависимости от версии прошивки, возможен и другой вариант: после нажатия кнопки калибровки, на экране появляется значения калибровочной ёмкости, которое начинает расти. Когда доходит до нужного значения, нужно остановить рост кнопкой mode и разомкнуть vpp и gnd. Если же не успели вовремя остановить и перескочили нужное значение, то кнопкой калибровки можно его уменьшить
  • отключить схему (либо разомкнуть vpp и gnd)
Авторская прошивка v1.35: lcm3_v135.hex

Печатная плата: lcm3.lay (один из вариантов с форума vrtp).

На прилагаемой печатной плате контрастность дисплея 16*2 задаётся делителем напряжения на резисторах сопротивлением 18к и 1к. При необходимости нужно подобрать сопротивление последнего. FB - ферритовый цилиндрик, вместо него можно поставить дроссель. Для большей точности вместо резистора 180 Ом используются два по 360 в параллель. Перед установкой кнопки калибровки и переключателя режимов измерения, обязательно проверьте тестером их распиновку: часто встречается такая, которая не подходит.

Корпус измерителя LCM3

Корпус для прибора, следуя традиции (раз, два), сделан из пластмассы и окрашен краской "чёрный металлик". Изначально прибор питался от зарядного устройства для мобильного телефона 5В 500мА через гнездо mini-USB. Это - не лучший вариант, так как питание подключалось к плате измерителя уже после стабилизатора, а насколько оно стабильно в зарядке от телефона - неизвестно. Затем внешнее питание было заменено на литиевый аккумулятор с модулем зарядки и повышающим преобразователем, возможные помехи от которого прекрасно убираются обычным LDO стабилизатором, присутствующим на схеме.

Внутри корпуса LCM3

В заключение хочется добавить, что автор вложил в этот измеритель максимум возможностей, сделав его незаменимым для радиолюбителя.

16.09.2014 © 9zip.ru
Авторские права охраняет Роскомнадзор

Понравилась статья? Похвастайся друзьям:

Хочешь почитать ещё про схемы своими руками? Вот что наиболее популярно на этой неделе:
Регулируемый блок питания из блока питания компьютера ATX
Практика переделки компьютерных блоков питания в регулируемые лабораторные
Схемы, устройство и работа энергосберегающих ламп
Штрилиц одобряет.

Есть вопросы, комментарии? Напиши:

Имя
Комментарий
Длина текста:
число с картинки
Правила прочитал(а)

Anatol22 мар 2016 1:34
Интересует потребление прибора от 5 вольт,думаю повторить с питанием от литиевого акк через повышающий преобразователь,по этому хочу прикинуть,что применить.

LA19 дек 2015 15:26
Прошивка авторская (венгерская), без каких-либо изменений. Дисплей обычный, 16*2.

Дмитрий19 дек 2015 10:25
Здесь приведена прошивка для ПИКа? Она идентична прошивке венгерского прибора?
Какой ЖКИ применён (по-венгерски плохо понимаю)?

Пользовательские теги: измеритель емкости и esr на pic16f690 esr на к1554тл2 кп501 [ Что это? ]

Дальше в разделе радиотехника, электроника и схемы своими руками: Чтобы лампочки не перегорали: схема плавного включения, схема простого устройства для плавного (мягкого) включения ламп накаливания

Главная 9zip.ru База знаний радиолюбителя Контакты

Девять кучек хлама:

Радиотехника, электроника и схемы своими руками Ремонт домашней электроники Виртуальный музей старых радиодеталей XX века Ламповый звук hi-end и винтажная электроника Катушки Теслы Радиодетали и модули с Aliexpress Интернет и сети Сотовые операторы Инструкции



Дайджест
радиосхем
Новые схемы интернета - в одном месте!

Конкурс
для всех
Участвуй в новом конкурсе для радиолюбителей в ноябре-декабре 2016 и получай призы!



Гостевушечка


Сколько тебе лет?
Попытаемся составить портрет современного радиолюбителя...

Голосование запущено 07 ноября 2016, принял участие 171 человек.