Strona prywatna SP7DQR

Układ miernika składa się z dwóch części funkcjonalnych: generatora i częstościomierza. Generator zbudowany jest na układzie komparatora LM311. Przebieg z wyjścia generatora doprowadzony jest do mikroprocesora PIC16F84 (lub 16F84A), który oprócz pomiaru częstotliwości i wykonywania niezbędnych obliczeń steruje również procesem kalibracji miernika oraz 16-to pozycyjnym wyświetlaczem LCD.
Schemat miernika przedstawiony jest powyżej. Przy właczeniu miernika procesor mierzy częstotliwość generatora z elementami C9 i L1. Następnie wysterowuje przekaźnik RL1 podłączający równolegle do C9 wzorcowy kondensator C10 (Ccal) i mierzy częstotliwość drgań z tym kondensatorem.
Jeśli dokonywany jest pomiar pojemności, wejście RB7 procesora (pin 13) znajduje sie w stanie wysokim, cewka L1 podłączona jest do masy, a mierzony kondensator podłączany jest równolegle do C9. Wtedy procesor mierzy trzecią częstotliwość generatora i na tej podstawie oblicza wartość mierzonej pojemności.
Przy pomiarze indukcyjności port RB7 procesora jest zwarty do masy, a mierzona cewka włączana jest w szereg z cewką L1.
Ponieważ, jak już wczesniej wspomniałem, wynik końcowy pomiaru jest obliczany na podstawie trzech częstotliwości i wartości kondensatora C10, wartości C9 i L1 nie są krytyczne.
Kondensatory C11 i C12 służą do dokładnej kalibracji miernika, jeśli nie dysponuje się bardzo dokładnym kondensatorem C10.
Kilka słów na temat zworek (JP1-JP3). JP3 służy do przełączania sposobu sterowania wyświetlacza LCD. 90% wyświetlaczy 1x16 ma organizację 2x8 i wtedy zworka JP3 powinna być zwarta (można w zasadzie zrezygnować z tej zworki i pin 10 procesora od razu zewrzeć do masy). Jeśli mamy wyświetlacz z organizacją 2x8 i nie zewrzemy pinu 10 do masy, na wyświetlaczu nie będzie nic wyświetlane na jego pierwszych 8 pozycjach.
Zworki JP1 i JP2 są wykorzystywane tylko przy uruchamianiu miernika. Po zwarciu JP1 i naciśnięciu przycisku Reset (lub właczeniu zasilania miernika) procesor działa jak zwykły miernik częstotliwości z bramkowaniem 0.1 s. Z cewką L1 i kondensatorem C9 częstotliwość generatora powinna wynosić ok. 550kHz - na wyświetlaczu pokaże się wartość 00055000. Jeśli częstotliwość będzie zbyt wysoka (powyżej 655.350 kHz) na wyświetlaczu pokaże się komunikat "Over range". Jeśli generator nie działa, na wyświetlaczu bedzie '0'. Dla najlepszej dokładności pomiaru częstotliwość powinna być o ok. 10-15% niższa do 655kHz.
Następnie należy zewrzeć drugą zworkę. Powoduje ona podłączenie do obwodu drgającego kondensatora wzorcowego C10. Wyświetlana częstotliwość powinna wynosić ok. 394kHz (00039400).

Prezentowana poniżej płytka drukowana miernika została zaprojektowana w programie Kicad. Na płytce większość elementów jest SMD. Wielkość płytki umożliwia przykręcenie jej do wyświetlacza LCD.


Projekt płytki znajduje sie poniżej. Cały projekt w Kicad oraz widok płytki 1:1 w PDF znajdują się w pliku miernik_lc_SMD_kicad.zip (link na dole strony).

Jako gniazda pomiarowe wykorzystałem dwa gniazda bananowe oraz fragment złoconego złącza ze starej płytki do komputera. Praktycznie korzystam tylko z tego drugiego rozwiązania (szczególnie przy elementach SMD) i konstruując kolejną wersję miernika zrezygnowałbym z gniazd bananowych na rzecz kawałka podstawki precyzyjnej, do której możnaby wtykać mierzone elementy.


Obsługa miernika

Po włączeniu zasilania odbywa sie kalibracja miernika. W czasie jej trwania na wyświetlaczu widoczny jest napis "Kalibracja".

Ponieważ kalibracja odbywa się przy ustawieniu przełącznika rodzaju pracy na pomiar pojemności, to jeśli po włączeniu miernik stwierdzi złe ustawienie przełącznika, pojawi się napis: "Przelacz na C".

Po przełączeniu na pomiar pojemności automatycznie rozpoczyna się kalibracja i miernik jest gotowy do pomiaru pojemności. Wyświetlacz wygląda wtedy następująco:

Przełączenie na pomiar indukcyjności powoduje zmianę tego napisu na "Podlacz cewke":



Prosty w wykonaniu miernik przedstawił na swojej stronie Grzegorz SQ8CBY. Poniżej pokazane jest zdjęcia zmontowanego miernika pochodzące z jego strony :

Miernik ma bardzo prostą płytkę PCB możliwą do powielenia nawet najprostszymi domowymi sposobami (np. zapałka i lakier do paznokci :).

Jeszcze inna wersję miernika LC wykonał Mirek SP6NVO. Poniżej kilka zdjęć tego miernika.










Pliki do pobrania:

	Schemat miernika LC
	Schemat miernika LC wykonany w programie Eagle v.4.14
	wersja pliku: 1.00, rozmiar pliku: 62 kb
	Płytka drukowana miernika LC
	Płytka drukowana miernika LC wykonana w programie Kicad. W spakowanym pliku znajduje się kompletny projekt oraz płytka w skali 1:1 jako PDF.
	wersja pliku: 1.00, rozmiar pliku: 29 kb
	Pliki źródłowe (asm, hex) miernika
	Zarówno oryginalne pliki żródłowe od Phila VK3BHR, jak i pliki z moimi poprawkami. W pliku znajduje się też moduł zmiennoprzecinkowy potrzebny podczas kompilacji programu.
	wersja pliku: 1.00, rozmiar pliku: 29 kb