Схема измерителя индуктивности: Приставка для измерения индуктивности | Все своими руками

Измеритель индуктивности своими руками – контроллер PIC16F1936

Содержание

1. Измеритель индуктивности своими руками — высокой точности
2. Микроконтроллер Microchip PIC16F1936
3. Жидко-Кристаллический индикатор
4. Недостатки технического описания
5. Корпус прибора

Измеритель индуктивности своими руками — на портале РадиоЛоцман публиковалась статья [1]с описанием простой конструкции цифрового прибора для измерения индуктивности, в основе которого была плата Arduino Uno. Этот вариант прибора, по отзывам пользователей, хорошо зарекомендовал себя в работе, но для повседневного использования, возможно, вы хотели бы иметь, нечто похожее на мультиметр.

Поэтому было решено разработать новую версию прибора, которая питается от 9-вольтовой батареи и помещена в пластиковый корпус, напечатанный на 3D принтере (Рисунок 1). В статье мы рассмотрим конструкцию автономного измерителя индуктивности. Принцип измерения индуктивности остался прежним. Все проектные файлы доступны для скачивания в конце статьи.

Микроконтроллер Microchip PIC16F1936

Прибор выполнен на микроконтроллере(МК) Microchip PIC16F1936. Этот выбор не связан с какими-то особенностями данной модели, просто такие МК остались у автора от прошлых проектов. Измеритель индуктивности своими руками, при его разработке была даже мысль использовать ATmega328 — тот самый МК, который установлен на плате Arduino Uno.

Но для измерения частоты и управления ЖК-индикатором ATmega328 слишком избыточен. Кроме того, он несколько дороже микро-контроллера PIC. Поэтому, несмотря на то, что переход к совершенно другому МК означает написание программного кода с нуля, было принято решение использовать PIC16F1936. Схема измерителя индуктивности показана ниже.

Как видите, входная часть прибора (LC-генератор, преобразователь синусоидального сигнала в прямоугольный, делитель частоты), а также схема управления, включая цепь подавления дребезжания контактов кнопки, идентичны версии измерителя на Arduino, поэтому для понимания работы схемы и ее характеристик рекомендуется обратиться к статье [1]. Измеритель индуктивности своими руками, а именно питание, то в схему варианта на МК PIC введен дополнительный регулятор напряжения 5 В серии LM2931-5.0. Сигнал на выходе SLOW_FREG с делителя частоты подается в микроконтроллер (порт RB0).

Жидко-Кристаллический индикатор

Теперь о ЖК-индикаторе. В данном случае применен Midas MCCOG21605B6W-BNMLW — достаточно компактный символьный ЖК-индикатор, синий с белой подсветкой, имеющий две строки по 16 символов. Он управляется по интерфейсу l²C (порты МК RC3, RC4), но еще дополнительно используется входсброса RST (порт RC2). С точки зрения высокоуровневого программирования, программный код очень похож на скетч для версии прибора на Arduino. Но если взглянуть поближе, вы увидите несколько отличий, связанных с изменением аппаратной части:

• Используется совершенно другой МК: PIC16F1936 вместо Atmega328.
• Код написан на Си в компиляторе mikroC для микроконтроллеров PIC компании mikroElektronika, а не в стиле Arduino Си++.
• Дисплей, используемый в этой версии прибора, имеет интерфейс I²C, а не обычный параллельный интерфейс контроллера Hitachi. При написании кода, как и ожидалось, много времени ушло на реализацию управления ЖК индикатором, а точнее, его контроллером. Похоже, что интерфейс I²C реализован в нем как надстройка для основного Hitachi-совместимого контроллера.

Чтобы собрать измеритель индуктивности своими руками, то сама по себе такая концепция была бы неплоха, если бы не одно «но» — техническое описание дисплея. И если бы не предыдущий опыт работы с другими графическими дисплеями Midas, совместимыми с Hitachi, автору пришлось бы отказаться от его использования в устройстве. Вот примеры недостатков технического описания, из-за которых возникли проблемы при написании части кода для управления ЖК-индикатором:

Недостатки технического описания

• В документе нет нумерации страниц. Да, это незначительный недостаток, но вы когда-нибудь видели техническое описание с непронумерованными страницами?
• Имеется вход сброса. Аналогично многим сигналам сброса различных контроллеров, активный уровень сигнала низкий. В техническом описании об этом не сказано ничего.
• Очень подробно рассмотрены некоторые функции контроллера Hitachi, но ни слова о том, что эти функции недоступны через интерфейс I²С.
• Как и всем дисплеями с контроллерами, совместимыми с Hitachi, ЖК-индикатору Midas требуется время на запуск и инициализацию.

В противном случае вы просто не сможете с ним работать. Но прочитать об этом, опять же, вы не сможете. Но, в конце концов, все заработало прекрасно. Для этого измерителя у МК более чем достаточно ОЗУ, Flash-памяти и вычислительной мощности, поэтому не стоит ожидать, что код будет каким-либо образом оптимизирован. Этого просто не нужно. Большую часть математических операций он выполняет с плавающей точкой, что «раздувает» размер скомпилированного кода и очень тормозит его выполнение, но для нашей задачи этого вполне хватает и оставляет неиспользуемым порядка половины доступного объема Flash и ОЗУ.

Корпус прибора

Корпус прибора был спроектирован в среде FreeCAD (Рисунок 3). Это, как следует из названия, бесплатный инструмент с открытым кодом, простой и понятный 8 изучении. Двусторонняя печатная плата проектировалась в Eagle под микроконтроллер в корпусе SOIC (Рисунок4).

Проектные файлы также доступны для загрузки. Скачать: Проектные файлы

Цифровой измеритель емкости, индуктивности и частоты LCFM-1

Цифровой измеритель емкости, индуктивности и частоты LCFM-1

[ Домой ]

Цифровой измеритель емкости, индуктивности и частоты LCFM-1

Измеритель емкости, индуктивности и частоты LCFM-1 предназначен для измерения емкости конденсаторов от 0,1 пФ до 0,1 Ф, индуктивности от 0,01 мкГ до 2 Гн и частоты от 1 Гц до 50 МГц. В измерителе (рис.1) применяется микроконтроллер PIC16F630 или PIC16F676 и ЖКИ индикатор TIC8148. Режим работы измерителя выбирается через меню. Нажатием или удержанием кнопки М – меню просматривается, после нажатия кнопки Ok – меню выбирается.

Список меню для рабочего режима:

	Измерение емкости конденсатора в диапазоне 0,01-100000 мкФ. Подключение измеряемого конденсатора к выводам 4 и 6 по схеме. Если конденсатор электролитический, нужно соблюдать полярность: ‘-‘ подключать к выводу 4, ‘+’ к выводу 6.
	Измерение емкости конденсатора в диапазоне 0,1-1000000 пФ. Подключение измеряемого конденсатора к выводам 4 и 5 по схеме. Выводы 4 и 3 должны быть замкнуты. В этой позиции перед началом измерений нужно провести юстировку, для этого выводы 4 и 5 оставить свободными, выводы 4 и 3 должны быть замкнуты. Нажать и удержать несколько секунд кнопку Ок. После чего можно проводить измерения.
	Измерение индуктивности в диапазоне 0,01-2000000 мкГ. Подключение измеряемой индуктивности к выводам 4 и 3 по схеме. В этой позиции перед началом измерений нужно провести юстировку, выводы 4 и 3 должны быть замкнуты. Нажать и удержать несколько секунд кнопку Ок. После чего можно проводить измерения, предварительно разомкнув выводы 4 и 3.
	Измерение частоты 1-50000000 Гц. Сигнал подается на выводы 1 и 2 по схеме.

После изготовления прибор необходимо калибровать. Для этого есть сервисный режим. Если после подачи питания в течение секунды будет нажата кнопка M, будет доступен сервисный режим, пока питание не будет снято. Список сервисного меню для удобства повторяет рабочий список, только под символами выводятся галочки, указывающие, что это для сервисного режима.

Список меню для сервисного режима:

	В этом пункте меню делается калибровка для измерения емкости конденсатора в диапазоне 0,01-100000 мкФ. Для калибровки необходимо подключить к выводам 4 и 6 по схеме конденсатор известной емкости. Выбрать этот пункт меню. После того как, на индикаторе появится результат измерения подключенного конденсатора, кнопками ‘+’ или ‘-’ можно поправить показания так, что бы они соответствовали известной емкости. Выход из сервисного в рабочий режим, произойдет по истечению 6-7 секунд после последнего нажатия кнопки с сохранением поправочного коэффициента. Для расширения диапазона и повышения точности измерений в этой части применяется два поддиапазона, которые автоматически и не заметно для пользователя переключаются программно в зависимости от емкости измеряемого конденсатора. По этому здесь необходимо проводить калибровку два раза, с двумя подключенными конденсаторами известной емкости. Граница поддипазонов измерений находится в пределах 220 мкФ, по этому не рекомендуется для калибровки применять емкость от 100 до 330 мкФ. Также не рекомендуется применять емкость, которые имеют три значимые цифры близкие к 1. 00EX. Для калибровки в нижнем поддиапазоне лучше всего подойдет емкость 4,7 мкФ, а в верхнем – 470 мкФ.
	В этом пункте меню делается калибровка для измерения емкости конденсатора в диапазоне 0,1-1000000 пФ. Также от этой калибровки зависит точность показаний при измерении индуктивности. Этот пункт меню доступен, только когда просмотр меню начинается из рабочего меню, где проводится измерение емкости в этом же диапазоне. Связано это с этим, что перед калибровкой здесь необходимо предварительно в рабочем режиме сделать юстировку, за тем подключить конденсатор известной емкости к выводам 4 и 5 по схеме и измерить его. Для калибровки лучше всего подойдет емкость 4700 пФ. После чего, будет доступен пункт меню для калибровки в этом диапазоне, и после его выбора предварительно измеренное значение передается для корректировки.
	В этом пункте меню делается калибровка частотомера. Для калибровки необходимо подключить к выводам 1 и 2 по схеме сигнал с образцового генератора от 1 до 40 МГц. Выбрать этот пункт меню. После того как, на индикаторе появится результат измерений, можно будет подкорректировать так, чтобы выводимое число совпадало с частотой образцового генератора.

Ниже приводится несколько примеров результатов измерений. В месте с результатом измерений (кроме частотомера) выводится наименование пункта меню, что бы легко можно было определить, что меряется и в каких единицах. Второй символ обозначает приставку к дольным единицам измерений. U – микро, P – пико. Для отображения измеренных значений емкостей и индуктивностей выбрана показательная форма, в которой выводится три значимые цифры, символ показателя ‘Е’ и за ним степень десяти.

ВНИМАНИЕ! Для избежания выхода из строя измерителя, перед измерением конденсаторы необходимо разрядить!

	Измерение емкости соединенных параллельно трех конденсаторов номиналом 4700 мкФ для диапазона измерений 0,01-100000 мкФ. Результат в показательной форме 1.44E4 соответствует емкости 14400 мкФ. В этом примере приводится результат измерений конденсатора достаточно большой емкости. При такой емкости время заряда с 0 до 3 вольт несколько секунд, так что нужно будет не много подождать. После достижения этого заряда измерение и вывод результата будет чаще, так как при измерении больших емкостей разряд конденсатора делается меньше чем на 10%. Измерение еще больших емкостей, может затянуться еще на больше время. Заряд конденсатора емкостью 0,1Ф с 0 до 3 вольт может затянуться до 20 секунд, и еще около 7 секунд разряда до первого вывода результата измерений.
	Измерение емкости конденсатора номиналом 0,010 мкФ для диапазона измерений 0,01-100000 мкФ. Результат меньше 1мкФ выводится с фиксированной точкой.
	Измерение емкости того же конденсатора номиналом 0,010 мкФ, но уже для другого диапазона измерений 0,1-1000000 пФ. Результат в показательной форме 1.00E4 пФ.
	32000000 Гц

На рис. 1 представлена схема измерителя. Для удобства в схеме установлен механический переключатель, который замыкает выводы 3 и 4 во время юстировки и при измерении емкости. Чтобы уменьшить влияние паразитной индуктивности и емкости, этот переключатель необходимо расположить как можно ближе к выводам 3 и 4. Если измеритель использует механические зажимы, то нужно учитывать дополнительную длину самих зажимов, которую можно компенсировать при разводке печатной плате. Паразитная индуктивность оказывает заметное влияние только при измерении индуктивности меньше чем 1 мкГ. Паразитную индуктивность можно учесть в измерении при юстировке, не замыкая выводы механическим переключателем, а, вставив короткую проволочку в зажимы выводов 3 и 4.

Для юстировки используется эталонная емкость С2, по этому очень желательно чтобы эта емкость имела как можно меньше зависимость от температуры. Точность ее не обязательна, так как на этапе калибровки значение этой емкости вычисляется и сохраняется. Что бы во время измерений в CP-режиме и в LU-режиме делать реже юстировку, так же желательно установить температурно-стабильные L1 и С1. Резистор R1 тоже должен меньше зависеть от температуры.

Для уменьшения влияния температуры на измерение частоты, рекомендуется конденсаторы осциллятора установить с низким ТКН. Лучше всего использовать температурно-стабильный кварцевый генератор.

Рис. 1.

[ Домой ]

Простой измеритель индуктивности

Простой измеритель индуктивности

Введение: Этот измеритель может измерять индуктивность катушек в широком диапазоне от 10 мкГн до 2Гн. Он действует как дополнение к цифровому вольтметру или мультиметру. Цифровой мультиметр теперь можно купить ниже 100 чешских крон, а вот мультиметры измерители индуктивности встречаются редко.
Описание: Основой этого простого измерителя является микросхема шестикратного триггера Шмитта 74HCT14. Индуктивность катушки зависит от периода времени, в течение которого генератор поддерживать напряжение на катушке выше заданного предела (нижний порог Шмитта). Изменение диапазона осуществляется простым изменением частоты генератора. IO2a состоит из генератора с переключаемой частотой. Переключитесь на C5a-d и P1a-d. Триммеры от P1a до P1d используются для калибровки диапазонов. IO2b служит инвертором, а IO2c и IO2d — усилителем тока. Эти три инвертора отделяют генератор от измерительной цепи. Рабочий цикл генератора составляет около 25%. Когда вывод IO2c+d переходит в лог. 1, катушка индуцирует полное напряжение 5В. Затем это напряжение экспоненциально уменьшается и приближается к нулю. Инвертор IO2e определяет напряжение. Выход инвертирован, поэтому схема IO2f имеет правильную полярность. Выход IO2f остается бревно. 1 с момента переворота осциллятора в лог.

1, до тех пор, пока напряжение на катушке не упадет ниже нижнего порога Шмитта. Ширина импульса на выходе IO2f пропорциональна измеренной индуктивности катушки. Выходной фильтр R4, C6, R6, C7 преобразуют ШИМ в постоянное напряжение. Затем он измеряется цифровым вольтметром (мультиметром), настроенным на диапазон 200 мВ. Напряжение питания 7805 ir 78L05 стабилизировано на уровне 5В, т.к. оно сильно влияет на точность. Конденсатор С4 необходимо разместить как можно ближе к IO2. Потребление измерителя индуктивности составляет всего около 4-8 мА, и его можно легко запитать от 9батарея В.
Улучшения: Схема вдохновлена ​​измерителем 74HC132, который почти в идентичном виде встречается примерно в десяти разных местах 🙂 … см. литературу. Однако эта бездумно скопированная схема имеет низкую точность и другие проблемы. Поэтому я решил сделать улучшение. Я включил ячейку RD (D1 и R3), которая позволяет восстановить индуктивность. Без него индуктивность блокируется защитным диодом на входе Шмитта (анод на землю, катод на вход), и не дает индуктору восстановиться между каждым цикл. Остаточный ток остается в цепи в следующем цикле, и это сильно влияет на измерение. Оказалось, что лучше использовать схему серии HCT, чем HC. Его пороги расположены ниже. Рабочий цикл генератора изменяется с 50% до 25%, что является более подходящим (катушка не подключена к току слишком долго и имеет больше времени для восстановления). Нижний порог также подходит для измерения малых индуктивностей. Более низкий порог и более низкий рабочий цикл также устраняют проблему оригинальной схемы: Если подключалась слишком большая индуктивность, как ни парадоксально, счетчик показывал ноль вместо «1 _ _ _». Это было вызвано что большая индуктивность в рабочем цикле 50% создает почти прямоугольную форму волны с пиковое значение составляет 2,5 В, что недостаточно для переключения входов серии HC. Со схемами HCT эта проблема не возникает. Катушки подключены к двум инверторам параллельно, что увеличит токовые способности, снизит внутренние потери и тем самым повысит точность. Схемы HCT и более низкий рабочий цикл также обеспечивают меньшее энергопотребление. На схемах в литературе чаще всего отсутствуют блокировочные конденсаторы. до и после 7805 (!!!). Здесь это от С1 до С4. Я обнаружил, что использование диапазона 200 мВ обеспечивает гораздо лучшую точность. чем диапазон 2В, т.к. диапазон измерения 2В требует работы с длинными импульсами (до 40%) и цепь RL (R2 и LX) не успела стабилизироваться до следующего цикла. В сочетании с отсутствием D1 и R3 это может означать погрешность до десятков %. Цепь делителя R4, R5 работает со скважностью выходных импульсов до 20%. Я считаю, что подстроечный нуль (см. литературу) не имеет смысла, т.к. выходное напряжение Шмитца в лог. 0 ничтожно мало. Первоначальное участие было всего 1-2 полигона. Я использовал 4 диапазона, чтобы измерить большую индуктивность. Использование более высоких диапазонов более низкие частоты – следовательно, используется двухступенчатый фильтр.
Калибровка: Каждый диапазон необходимо калибровать по известной индуктивности. Предпочтительно это должно быть значение 50 – 90 % шкалы или отображение “1000” – “1800”. Калибровка каждой шкалы производится установкой P1a – P1d подстроечный, чтобы счетчик показывал правильное значение. Если вы не в состоянии откалибровать измеритель, изменить значение R1, значение P1a-d или C5a-d. Отдельные диапазоны перечислены в таблице ниже. Если вы не измеряете индуктивность такого большого диапазона, некоторые диапазоны могут быть опущены.
Каталожные номера:
pandatron.cz/?99&meric_civek
freecircuitdiagram.com/2009/05/12/схема измерителя индуктивности
xtronic.org/схема/цифровой-индуктивометр-для-мультиметра
electro2.webs.com/Inductance%20Meter.GIF
elektroarea.blogspot.com/2010/03/rangkaian-pengukur-induktansi.html
qsl.net/va3iul/Homebrew_RF_Circuit_Design_Ideas/Inductance_meter_using_DVM.gif
cqham.ru/projects/inductance_meter.jpg
geocities.ws/k7hkl_arv/K7HKL_Inductance_Meter.png

Рис. 1 – Схема простого измерителя индуктивности.

Рис. 2 – Модификация для одиночного переключателя. В этой версии вам не нужно использовать двойной переключатель.

Рис. 3 – Упрощенная калибровка. Вы называете только один диапазон, и калибровка других диапазонов происходит от него. Недостатком этой версии является низкая точность. Внутренние емкости, отклонения конденсатора и т. д. влияют на измерение.

Формы сигналов в цепи

Диапазон	Макс. Значение	Преобразование	Частота эксплуатации
I.	2MH	10UH/MV	30KHZ
II.	20 мГн	100 мкГн/мВ	3 кГц
III.	200 мГн	1 мГн/мВ	300 Гц
IV.	2H	10 мГн/мВ	30 Гц

Диапазоны и расчетные формулы

Разработка измерителя индуктивности в макете.

Форма волны осциллятора на прицеле с 74HC14 (слева) и с 74HCT14 (справа)

Плата под IO2 (74HCT14).

печатная плата измерителя индуктивности

Переключатель диапазонов Pr1 (C1a-d прямо на нем).

Готовые кишки L-метра

Простой измеритель индуктивности, встроенный в коробку.

Измерение индуктивности. Для подключения мультиметра подходит гнездовой разъем, который использовался для подключения сети к плате питания ATX.

дом

Измеритель индуктивности: скромный проект электроники «Сделай сам»

Филипп Ле Гуэн

26 мая 2022 г.
на Филипп Ле Гуэн на Испытания и измерения

Скромный измеритель индуктивности

Нужен прибор для тестирования и измерения катушек индуктивности? Этот самодельный измеритель индуктивности является доступной альтернативой многим дорогим решениям, представленным на рынке.

Хороший прибор для проверки и измерения катушек индуктивности уже много лет значился в списке моих пожеланий к лабораторному оборудованию, но стоимость такого устройства была непомерно высокой. Поэтому я решил построить что-то сам. Маленький инструмент, представленный здесь, не может конкурировать со сложными все-поющими, все-танцующими инструментами на рынке; только скромный измеритель индуктивности позволяет мне получить значение неизвестной индуктивности. В Интернете доступно множество таких устройств, иногда на базе Arduino.

Несколько лет назад я обнаружил веб-сайт Ф. Кудельско, на котором описан небольшой самодельный измеритель индуктивности, способный измерять индуктивность от нескольких десятков наногенри до примерно 10 мГн. Небольшая программа для Windows извлекает значение тестируемого индуктора через USB и отображает его. Несмотря на то, что я нашел этот подход довольно интересным, вместо этого я искал автономное устройство. Тем не менее, я хотел бы поблагодарить автора за то, что он поделился своей работой, на которой я основывал свой дизайн.

Принцип работы

Принцип действия измерителя индуктивности довольно прост. Неизвестная индуктивность используется для создания LC-генератора. Измерив частоту генератора, можно определить значение неизвестной индуктивности.

Существует множество способов создания LC-генератора. Здесь используется осциллятор Колпитца (см. , рис. 1 ).

Рисунок 1: Цепь бака LC определяет
частота генератора Колпитца.

В схеме используется транзисторный усилитель с общей базой (Q1) с входом на эмиттере и выходом на коллекторе. Не вдаваясь в подробности работы этого генератора, его выходная частота определяется формулой Томсона (он же Лорд Кельвин):

F = 1/(2π √ ( L C ))

После перезагрузки, мы получаем:

L 9016 = 9016 uefly uf:

x = 9016 uffing uf:

x =
. C )

здесь C – это значение двух конденсаторов C6 и C7. Параллельно:

C = C6 × C7/(C6+C7)

конденсаторы известны — я измерил их своим емкостным измерителем для большей точности в расчетах — нам нужно подключить только C в переработанную формулу (вместе с измеренной частотой), чтобы найти значение L . Рекомендуется использовать 5% МКТ.

Схема измерителя индуктивности

Схема измерителя индуктивности показана на рис.   2 . Я заменил микроконтроллер PIC18F2550 в исходной схеме на PIC18F252, так как мне не нужен интерфейс USB, и добавил буквенно-цифровой ЖК-дисплей 2 × 16. Некоторые значения компонентов были определены тем, что у меня было в наличии.

Рисунок 2: Предварительный делитель (IC1) делит частоту генератора, установленную на Lx
вплоть до того, что MCU (IC2) может переварить.

Примечание C5: Эта часть была унаследована от оригинальной конструкции [1] и оказывает незначительное влияние на частоту генератора. С C5 C для использования в расчетах определяется как:

 

C  = C5 + C6 × C7 / (C6 + C7)

 

C5 должен быть того же качества и точности, что и C6 С7.

С моими значениями компонентов (и Lx закорочен реле, см. ниже), теоретическая рабочая частота генератора 83,821 кГц (86,488 кГц с идеальными компонентами). Измерение с помощью осциллографа показало частоту 88,652 кГц, разница 5,4%.

Все вычисления выполняются микроконтроллером. Он измеряет частоту генератора через свой порт RC0. Для этого необходимо разделить частоту до значений, приемлемых для микроконтроллера. Об этом позаботится двоичный счетчик типа 4040 (IC1). Используемый здесь коэффициент деления равен 1/32. Я использовал HEF4040B для IC1, потому что он был у меня в наличии, но 74HCT4040 тоже подойдет.

L1 и реле

Для обеспечения быстрого запуска генератора независимо от значения неизвестной индуктивности Lx последовательно с ним включена еще одна катушка индуктивности L1. При измерении частота генератора определяется этими двумя индуктивностями. Однако мы хотим знать только значение Lx . Поэтому программа сначала выполняет измерение с Lx , закороченным накоротко. Это значение, эталон нуля, запоминается и используется позже для расчета значения 9.0164 лк .

Блок питания

Блок питания основан на MC34063 (IC3), импульсном понижающем стабилизаторе напряжения, обеспечивающем хорошее напряжение питания +5 В ( Рисунок 3 ). Источник питания, подаваемый на вход схемы, сначала выпрямляется, а затем фильтруется конденсатором С10 перед входом в IC3. Причина использования выпрямителя D2..D5 заключается в том, чтобы обеспечить питание как переменным, так и постоянным током, не беспокоясь об их полярности. Таким образом, устройство принимает от 7 В переменного тока до 23 В переменного тока или 9 В переменного тока.В пост. тока до 32 В пост. тока на его входе. Его рабочая частота составляет около 30 кГц. Потребляемая мощность всей цепи составляет всего 35 мА, что не является проблемой для этого блока питания, который может обеспечить максимальный ток 1,2 А. Центральный контакт разъема питания имеет диаметр 2 мм, что позволяет использовать многие стандартные источники питания. адаптеры.

Рис. 3. Импульсный источник питания поддерживает широкий диапазон входного напряжения.

Прошивка

Я разработал небольшую программу на mikroC [2], которая, как и оригинальный дизайн, позволяет измерять любую индуктивность и отображать ее значение (в нГн, мкГн или мГн) на ЖК-дисплее. Выбор диапазона измерения происходит автоматически. Измерение значения Lx выполняется в два этапа:

1. Последовательность калибровки системы (реле замкнуто, рис. 4 ).

2. Последовательность измерений с отображением рассчитанного значения.

Рис. 4. Для обеспечения максимальной точности каждое измерение выполняется в два этапа. Здесь показан шаг 1,
. последовательность калибровки системы.

Таймер 1 MCU настроен на начало подсчета по первому переднему фронту на RC0; он будет считаться за одну секунду (управляется Timer0). Через одну секунду значение Timer1 представляет собой частоту сигнала, присутствующего на его входе. Теперь процессор может выполнить все вычисления, необходимые для определения значения либо L1 (шаг 1), либо Lx (Шаг 2).

ЖК-дисплей показывает, что происходит. Во время шага 1 загорается желтый светодиод (LED1, ноль). Если измеряемая индуктивность отключена, то отображается сообщение «катушка не обнаружена» и загорается красный светодиод (LED3, Error). В этом случае проверьте, правильно ли подключена катушка, и перезапустите последовательность измерений, нажав кнопку.

Пользоваться системой просто и удобно, так как она полностью автоматическая. Единственное, что нужно сделать, это кратковременно (около 0,5 с) нажать кнопку, подключенную к RC5, чтобы при необходимости перезапустить процедуру. На дисплее отображается стрелка, указывающая на новое измерение.

Процесс сборки

После проверки прототипа я разработал для него двустороннюю печатную плату. Он предназначен для размещения в корпусе Multicomp MCRh4135 ( Рисунок 5 ). Ваш наметанный глаз мог заметить небольшой размер подушечек. Большинство из них имеют диаметр 1,4 мм для отверстия 0,8 мм. Поэтому я настоятельно рекомендую использовать хороший паяльник для монтажа компонентов или изменить маршрут платы по-другому.

Рис. 5: Печатная плата измерителя индуктивности плотно прилегает к корпусу.

Несмотря на то, что я сделал все возможное, чтобы придумать хороший дизайн печатной платы, в итоге возникли две проблемы, которые я не устранил:

• Забыл проверить размеры и форму контактных площадок разъема питания J1. Если вы используете ту же модель, что и я, вам придется немного переработать печатную плату с помощью инструмента, похожего на Dremel ( Рисунок 6 ). Поскольку разъем уже не правильно держится за счет пайки, я приклеил его к плате (после пайки).
• Отсутствует разъем ICSP для внутрисхемного программирования MCU, что довольно нецелесообразно. Однако можно запрограммировать микроконтроллер, сняв его с платы и поместив на макетную плату или макетную плату.

Рисунок 6: Errare humanum est, поэтому печатная плата требует некоторой доработки
чтобы бочкообразный домкрат поместился на неправильной опоре.

ЖК-дисплей смонтирован на однорядном 16-контактном разъеме и прочно закреплен на печатной плате с помощью четырех нейлоновых прокладок M3 × 10 мм и подходящих болтов и гаек.

Микросхемы устанавливаются на разъемы, которые, конечно, не являются абсолютно необходимыми (если только вы не хотите перепрограммировать микроконтроллер…). Реле припаивается непосредственно к печатной плате, главным образом для того, чтобы избежать нежелательных паразитных емкостей и индуктивностей. Три светодиода впаяны почти заподлицо с платой, я использовал световоды (оптоволокно) для улучшения их видимости. Бинарный файл, созданный компилятором, должен быть запрограммирован во флэш-памяти микроконтроллера с помощью программатора, такого как PICkit3.