Circuit voor digitale capaciteitsmeter met Arduino

In deze post gaan we een digitaal capaciteitsmetercircuit bouwen met Arduino dat de capaciteit van condensatoren kan meten variërend van 1 microfarad tot 4000 microfarad met een redelijke nauwkeurigheid.

Invoering

We meten de waarde van de condensatoren wanneer de waarden die op de behuizing van de condensator staan ​​niet leesbaar zijn, of om de waarde te vinden van de verouderingscondensator in ons circuit die vroeg of laat vervangen moet worden en er zijn verschillende andere redenen om de capaciteit te meten.

Om de capaciteit te vinden, kunnen we gemakkelijk meten met een digitale multimeter, maar niet alle multimeters hebben een capaciteitsmeetfunctie en alleen de dure multimeters hebben deze functionaliteit.

Hier is dus een circuit dat gemakkelijk kan worden geconstrueerd en gebruikt.

We richten ons op condensatoren met een grotere waarde van 1 microfarad tot 4000 microfarad die vatbaar zijn voor capaciteitsverlies als gevolg van veroudering, met name elektrolytische condensatoren, die uit vloeibare elektrolyt bestaan.

Laten we, voordat we ingaan op circuitdetails, kijken hoe we capaciteit kunnen meten met Arduino.

De meeste Arduino-capaciteitsmeter is afhankelijk van de eigenschap RC-tijdconstante. Dus wat is de RC-tijdconstante?

De tijdconstante van het RC-circuit kan worden gedefinieerd als de tijd die de condensator nodig heeft om 63,2% van de volledige lading te bereiken. Nul volt is 0% lading en 100% is de volledige spanning van de condensator.

Het product van de waarde van de weerstand in ohm en de waarde van de condensator in farad geeft de tijdconstante.

T = R x C

T is de tijdconstante

Door de bovenstaande vergelijking te herschikken, krijgen we:

C = T / R

C is de onbekende capaciteitswaarde.

T is de tijdconstante van het RC-circuit, die 63,2% van de volledige laadcondensator is.

R is een bekende weerstand.

De Arduino kan de spanning via een analoge pin detecteren en de bekende weerstandswaarde kan handmatig in het programma worden ingevoerd.

Door de vergelijking C = T / R in het programma toe te passen, kunnen we de onbekende capaciteitswaarde vinden.

Je zou nu een idee hebben hoe we de waarde van onbekende capaciteit kunnen vinden.

In dit bericht heb ik twee soorten capaciteitsmeters voorgesteld, een met LCD-scherm en een andere met een seriële monitor.

Als u een frequente gebruiker van deze capaciteitsmeter bent, is het beter om te gaan met het ontwerp van het LCD-scherm en als u geen frequente gebruiker bent, kunt u het beste kiezen voor een serieel monitorontwerp omdat het u wat geld bespaart op het LCD-scherm.

Laten we nu verder gaan met het schakelschema.

Op seriële monitor gebaseerde capaciteitsmeter:

Upload de bovenstaande code naar Arduino met de voltooide hardware-installatie, sluit de condensator aanvankelijk niet aan. Open de seriële monitor en er staat 'Please connect capacitor'.

Sluit nu een condensator aan, de capaciteit wordt weergegeven zoals hieronder afgebeeld.

Het toont ook de tijd die nodig is om 63,2% van de volledige laadspanning van de condensator te bereiken, wat wordt weergegeven als verstreken tijd.

Schakelschema voor LCD-gebaseerde capaciteitsmeter:

Het bovenstaande schema is de verbinding tussen het LCD-scherm en de Arduino. De 10K-potentiometer is bedoeld om het contrast van het display aan te passen. De rest van de verbindingen spreekt voor zich.

Het bovenstaande circuit is precies hetzelfde als een op een seriële monitor gebaseerd ontwerp, u hoeft alleen een LCD-scherm aan te sluiten.

Programma voor LCD-gebaseerde capaciteitsmeter:

​

Upload de bovenstaande code met de voltooide hardware-installatie. Sluit de condensator in eerste instantie niet aan. Het display toont 'Please connect capacitor !!!' nu sluit je de condensator aan. Het display toont de waarde van de condensator en de verstreken tijd die nodig is om 63,2% van de volledige laadcondensator te bereiken.

Prototype van de auteur: