Измеритель емкости и индуктивности на PIC 16F628A / PIC16F8

[paralaxx]

Всем привет, собрал на досуге полезную вещь для радиолюбителя


Диапазоны измерения индуктивности:
- 10nH - 1000nH
- 1uH - 1000uH
- 1mH - 100mH

Диапазоны измерения емкости:
- 0.1pF - 1000pF
- 1nF - 900nF


Прошивку можно скачать тут http://sderni.ru/259715
в архиве прошивки под разные МК и LCD (однострочный, двустрочный)
фьюзы по умолчанию.

[Albert_V]

Измерятели, ешкин пёс.
Термины "погрешность", "точность", и т.д. знаете???
Давайте, не будем плодить "показОметры".

[paralaxx]

Измерятели, ешкин пёс.
Термины "погрешность", "точность", и т.д. знаете???

ничего не могу сказать по этому поводу внутренний генератор можно откалибровать.
измеряет довольно точно.

тему можно переместить куда следует.

[Ariadna-on-Line]

А чё, остроумно. Еще одна вариация знаменитого GLCF-метра. Только там преобразователь параметра в частоту был на LM311, а тут на компараторах самого Пика. Поскольку вся фишка прибора в образцовом кондёре и постоянной автокалибровке, - параметры его вполне норм.

По аналогии с предыдущим, добавляйте уж измерение частоты (+ управление прескалером) и генератор.

[pavel1979]

я собирал такой на 628-м,не заработало...
можно попросить вас сделать опыт-катушка диаметром 4-5 мм, провод диаметром 0,5-1 мм,витков 3-5,измерит ли он такую индуктивность?не верится что он способен измерить 10 нГн,как минимум 100 нГн

[Ariadna-on-Line]

Для D каркаса= 4,5мм , d провода= 0,75мм , N витков= 4 (без шага) - L= 81 наногенри.

Рассчитано Coil32 v8.1

Знаменитый GLCF-метр на PIC16F628А мерил :

Пределы измерения, в режиме:
F1, МГц …………..…..0,01 - 60**
F2, МГц ……….……..10 - 1100
С вход «Lx/Cx»…….0,1 пФ - 1 мкФ
C>0,1 диапазон I … 0,1 - 1000мкф
C>0,1 диапазон II… 0.1 - 10000мкф
L …………………..... 0,001 мкГн - 5 Гн
Точность измерения, в режиме:
F1 ……………….….… +-1 Гц
F2 ……………….….… +-100 Гц

С:
0,1 пф – 0,1 мкф ….. 0,5 %
С>0,1 мкф …………...1,5 %
L ……………….…...… 2 - 10 %***

Диапазон перестройки генератора: ... 244 Гц - 1 МГц

То есть от 1 наногенри при 10% погрешности.

Наслышан много, но сам не делал за ненадобностью и наличием мех. коммутаторов в схеме.

pavel1979 - А что собственно не заработало? Всего лишь разновидность частотомера с пересчётом в L, C

[pavel1979]

расчеты я знаю,ту статью читал на CQ-HAMе,я и его собирал,не мерил толком такие индуктивности....в остальном все отлично,емкость от 0,5 пф
в общем предистория-решил когда то я собрать рацию от блейза на мрф,детали заказал через инет магазин,там стоят индуктивности 22,33 и 47 нГн,детали пришли,но вот все индуктивности (полоски по 10 смд-индуктивностей,заказывал 3 номинала по 30 шт-мин количество,итого 9 полосок по 10 индуктивностей) положили в один п/эт мешочек,а вот полоски=упаковки и сами индуктивности никак не маркированы-они такие же как смд-конденсаторы только белые,47 нГн отличить легко-они толстые,а вот 22 и 33 отличить друг от друга так и не смог,вот и собирал несколько измерителей LC,еще ни один не смог адекватно показать 22 или 33 нгн,показывал от 1 до 40-50 нгн,потому и спросил

[DarkRus66]

Этот измеритель уже наверное половина радиолюбителей мира собрала (я тоже, но мне не понравились узкие пределы измерений, и я его разобрал).
А так довольно точный прибор. Оригинал статьи автора https://sites.google.com/site/vk3bhr/home/index2-html

[DrLivsy]

Вот и я собрал
Генерит даже без конденсаторов в контуре
Причем начинает в районе 250кГц и быстро плывет вниз, где-то до 180кГц. Временами, при включении, "цепляется" на 510кГц, но ненадолго, максимум - до первого нажатия кнопки "Zero". Еще, если потрогать пальцем 17 ногу, тоже становится на 510кГц.

Вот описание настройки на русском, но там нет борьбы с самовозбудом.

LC_Meter2_Rus.doc

(47.5 КБ) 941 скачивание

Еще есть мысль, что вместо реле можно воткнуть IRLML2502, но, пока не загенерит по нормальному, не смогу попробовать. IRLML там уже стоит, он пока релюху (негерконовую) раскачивает.

ЗЫ. Авторская страница измерителя:
https://sites.google.com/site/vk3bhr/home/index2-html
ЗЗЫ. По аналогии с чистой схемой генератора на LM311 были добавлены два резистора на 1к: первый со 2й ноги на +5В, второй - между 2й и 8й ногой. Ну, типа для правильной нагрузки, потому как генератор на компараторе требователен к параметрам нагрузки. Стало стабильнее, но не то. Ф1 может держаться стабильно 515кГц, а Ф2 - 246кГц, в итоге показания на свободном входе 1-2нФ. Даже если поставить перемычку 1, то может быть видна правильная частота 366кГц. Но при калибровке учитывается 246кГц. Видимо, медленно устанавливается. Реле замыкается всего на 0,2с. Не успевает. С прогревом стабильность повышается.

[Ariadna-on-Line]

Давайте с начала.

1. Отключили реле - остался ОДИН конд. 1000пф. Включили режим измерения индуктивностей. Включаем-выключаем питание. Как стабильно и быстро устанавливается частота генерации (это максимальная частота в процессе) ?
Значение частоты?
2. Включили напостоянно реле - работают ДВА конд. по 1000пф. Включили режим измерения индуктивностей. Включаем-выключаем питание. Как стабильно и быстро устанавливается частота генерации (эта частота меньше - требуется для расчёта решения системы из двух уравнений) ?
Значение частоты?

То что генерит без конденсаторов - не имеет никакого значения. Нештатный режим - типа вынужденных колебаний .
Стабильно ли замыкаются контакты реле, и другие контакты? Вот это очень важно. Большое переходное сопротивление поглощает энергию колебаний, они просто сорвутся из свободных в вынужденные колебания.

Дальше будем думать...

Резистор между 2-8 не понял...

[DrLivsy]

Спасибо, я отказался от этого приборчика в пользу LFC(G). Там явная проблема в компоновке, плюс сама печатка перетравлена, есть смысл.
Продумаю переделки оригинальной схемы (надо сделать переключение режимов электронными ключами), определюсь с набором его функций, и заодно освою фотометод.
LF метр уже разобран.

Резистор между 2-8 не понял...

Это резистор на выходе генератора перед входом МК, как в оригинальном на LM311.
ЗЫ. В прошивке LFCG реализована интересная концепция: МК не управляет режимом работы, он переключает свой режим в зависимости от внешних переключателей. Это очень здорово: можно на один и тот же режим, частотомера, навесить несколько измеряторов, типа: частотомер, проверка кварцев (два разных, для часовых и выше), генератор и т. д. А управлять этим всем можно простым "двоичным переключателем" в сцепке с парой 4051 - супер!

[Шурик 23]

А какая точность у данного LC метра?И советуете ли повторить или может другой есть получше?Заранее Спасибо.

[Ariadna-on-Line]

Этот прибор постоянно самокалибруется по образцовым конденсаторам. Поэтому точность целиком определяется их стабильностью, а не самим прибором. Остаётся их только достать.
Такой принцип используется во многих приборах, и не только в электронике. Например современные промышленные спектрометры, используемые для экспресс-измерения химсостава сплавов металла, постоянно калибруются по стандартному образцу материала.

Хотя, строго говоря, данная схема преобразователя на LM311 мне сильно не нравится. Тут всё пляшется вокруг параллельного LC контура, в ветви которого вносятся измеряемые величины. При этом контур в преобразователе стоит в ПОЛНОМ включении, что не хорошо для стабильности собственной частоты контура, тк падает добротность. Надо-бы делать схему с неполным включением (с плавным подводом к генерации). Скоро буду собирать такой на продажу. Буду основательно экспериментировать - отпишусь.

Так что не сомневайтесь. Для начала вполне нормальный прибор. Только сделайте преобразователь отдельной платой. Ищите лучший вариант, - их- туча. Понятно, что проц в панельку - для возможности перепрошивки. - Вариаций программы тоже много.
Именно тот, что на картинке выше, - не лучший, самый урезанный вариант. Поищите хоты бы в разделе СХЕМЫ.
Фуух пальцы стоптал...

[Шурик 23]

Спасибо

[Grishanenko]

Собрал и я такой измеритель LC
[uquote="DrLivsy",url="/forum/viewtopic.php?p=2268624#p2268624"]показания на свободном входе 1-2нФ.[/uquote]
Это все из-за индуктивности. Я очень долго бодался, пока подобрал правильную.

Вот что получалось у меня с разными индуктивностями:
LGA-0410 100 uH - не калибруется: 1.691 nF
LGA-0307 100 uH - не калибруется: ноль прыгает 10..50 pF
LGA-0307 82 uH - не калибруется: ноль прыгает -500..50 pF
smd крупная (чуть больше и выше 1206) 82 uH - калибруется плохо: ноль прыгает -10..15 pF
smd крупная (чуть больше и выше 1206) 100 uH - после включения: 1.318 nF, ручная калибровка - ноль прыгает -70..50 pF

Самые стабильные показания были с дросселем из СССР ДМ-0.1 110.6 мкГн
Показания частоты (вот только я не обратил внимание F1 или F2) 29320
Стал его отматывать - дошел до 19400. Потом полностью убрал родную обмотку и намотал свою.

Провод 0.27 мм. 110 витков внавал. Ноль не устанавливается. 30200 14800

Провод 0.12 мм. 150 витков внавал.
Частоты 22417 31450
Стал отматывать:
115 = 29800 41860 - калибруется без проблем.
110 = 31800 44658 ноль не устанавливается 2.660 nF
105 = 32600 45780 ноль не устанавливается 2.016 nF
100 = 34900 48994 ноль не устанавливается 1.752 nF
Далее какой-то уж очень резкий переход.
95 = 21350 15200 ноль не устанавливается 50-80 pF
90 = 21100 13500 ноль не устанавливается 30-80 pF
85 = 16500 15200 ноль не устанавливается -330 .. 500 pF
80 = 11200 8100 ноль не устанавливается 30-150 pF

Провод 0.13 мм.
100 витков 31740 44425
98 ноль не устанавливается 2.244 nF

Перемотал еще раз проводом 0.13 мм
105 витков внавал.
При запуске нет нуля, 10-11 pF, но ручная калибровка ОК: 0.0 .. 0.1 pF. При прогреве может уплыть -1.0 pF, но снова успешно калибруется.
Частоты 29259 40992, но хотелось бы повысить до 50000, как указано в оригинальной статье.

Конденсаторы 1000 pF пленочные http://www.kosmodrom.com.ua/el.php?name=FKS2-1N_100
Конденсаторы 10 uF тантал низкоимпедансный http://www.kosmodrom.com.ua/el.php?name ... -B10lowESR
Реле aliexpress 1A05 герконовое.

Есть идеи что еще не так? Разводка?

[1en2]

заменить 47К на 22К не пробовали ???

[linkov1959]

Grishanenko, Подобные схемы не рабочие! Там частота считается по формуле свободных колебаний контура, а где свободные колебания? Я делал на свободных, точность на порядок лучше! А еще лучше на PIC876, RLC-2 называется.

[Grishanenko]

LGA-0410 100 uH
Резистор 47к. После включения показывает стабильно 8 ... 10 pF. После калибровки прыгает -200 ... -90 pF. А иногда стабильно 1.685 nF.
Резистор 22к. После включения показывает -2.130 .. -3.200 nF. Прыгает +-10. После калибровки стабильно около 1.703 nF
Бардак.

Добрался до осциллографа.
Щупаю pin3
Подаю питание.
Вижу прямую 1 мкс и такой себе треугольник 1 мкс. Т.е. период 2 мкс. На дисплее 3.9 pF
Жму калибровку.
Период становится 4 мкс, амплитуда чуть больше.
Щелчок-1 Период 2.5 мкс, амплитуда уменьшается.
Щелчок-2 Картинка точно как и была изначально, период 2 мкс, но на дисплее уже 1.685 nF
Такое ощущение что это программная проблема.
Точно нет никакой разницы между PIC16F628 и PIC16F628A? Ибо на схемах везде 628 и прошивка под него же, а у меня 628A.

[Grishanenko]

Оказалось что программная часть проблемы связана лишь с короткой задержкой между измерениями F1 и F2, а основная проблема в генераторе.
Отпаял левый вывод электролита, идущего от pin1. К нему напрямую подключил параллельные 100 uH и 1000 pF.
В таком варианте есть две слабо-устойчивые частоты: ~260 кГц и ~510 кГц. Тронул контур пинцетом - переключился на 510, кратковременно замкнул - 260. Уменьшение резистора 47к до 10к чуть повышает стабильность, но калибровка все равно не проходит.
С индуктивностью 82 uH генератор работает лишь на частоте ~140 кГц. Выше никак не переключается.
На соседнем форуме камрад VIK. писал:

Добился работы генератора на 600 кГц благодаря конденсатору на 3 пФ между первой и второй ногами контролера - при подключении конденсатора частота сразу вырастает у 10 и более раз мреряет вродебы правдоподобно но особой стабильностью не отличается. Если убрать кондер на 3 пика то частота падает до 26 кГЦ

В моем случае оказалось достаточно конденсатора 1 pF между pin1 и pin2. Сначала припаял выводный, потом нашел на плате от Nokia 3310 конденсатор 1 pF размер 0402. Припаял прямо между ножек микроконтроллера. Теперь частота 595 570 Гц (на дисплее 59557).
Видимо, для всех, кто собирал это устройство в DIP-варианте, генератор работал без проблем, а у smd-монтажа получилась слишком маленькая собственная емкость.
Вернул резистор 47к. Подключил все цепи. На дисплее 41352 и 58527.
При включении вижу емкость 2-6 pF, после калибровки вручную - 0.0 pF.
Наверное, нужно будет залезть в исходники и увеличить задержки при калибровке.

[Vladik84]

В схеме ошибка, третья ножка МК через резистор 4k7 должна быть подключена к шине VCC, а не к GND. И, по крайней мере, один человек - копипастер с одного ресурса - за это уже поплатился)