LC-метр гибридный

Автор: Серый_
Опубликовано 12.10.2020
Создано при помощи КотоРед.
Участник Конкурса "Поздравь Кота по-человечески 2020!"

Идея данной конструкции была почёрпнута из журнала «Радио №3 за 1982», но доставаемость деталей для той схемы, показалась не особо какой. Это устаревшие микросхемы, делители на 10 - ИЕ1, блоки переключателей и высокоомный стрелочный прибор. Поэтому было решено «перемутить» схему так чтобы вышло проще/ дешевле, и собрать её из подручного «хламца». Соответственно микросхемы логики и переключатели были заменены на микроконтроллер, а в аналоговую часть внесено реле. В этом случае, плавность регулировки частоты, позволила применить стрелочный прибор из ряда стандартных (распространённых), чтобы получать полное отклонение стрелки. В оригинальной схеме были запланированы 2 шкалы для L и С, а множитель по круглым числам «смотрелся» по нажатой кнопке. В данном случае, задуманные пределы измерений, показали необходимость градуировать прибор по 4 шкалы для каждого рода измерений, что олицетворяет собой «растянутую» шкалу. Применение двух стабилизаторов питания DA1 и DA2, обусловлено попыткой максимально разделить цифровое и аналоговое питание в плане возможных помех, хотя не факт, что на практике оно обязательно. Схема:

Кратко о принципе работы: микроконтроллер DD1 генерирует частоту, которая поступает на выпрямитель D5, C9, через измеряемую деталь. В зависимости от её номинала, формируется величина постоянного напряжения, которое и закачивается в стрелочный прибор. Ну и фся теория )). Фундаменталистику данного процесса измерений можно прочитать в вышеупомянутой статье, т. к. аналоговая часть схемы почти не изменена, а здесь следует рассмотреть работу с прибором. После подачи питания на прибор, реле остаётся выключенным (род измерения L) и по умолчанию выбрана шкала №4 с наименьшей чувствительностью – максимальная индуктивность. Измеряемая деталь вставляется в клемму Lx, кнопками KB3, KB2, KB1 выбирается шкала с существенным отклонением стрелки, по которой и определяется индуктивность (края шкал пересекаются). Кнопка KB5 и её индикатор LD5 не задействованы. Кнопка KB6 переключает род измерения L или C, светодиоды LD6, LD7 индицируют это, а реле REL1 «собирает» соответствующую схему. Внешний вид прибора:

Конструкция выполнена на двух платах, основная - разведена под длинную клемму, от субмодуля старого немецкого телевизора. Но для удобства воткновения деталей, расположить клемму, все же лучше на верхней крышке прибора, как и в оригинале. В конструкции применено четырёхблочное реле AZ421 с фирменной клеммой, что повторяемости конструкции так же не добавляет, но плату всегда можно править под свои компоненты. Конденсатор C9 лучше применить не электролитический, т. к. в случае потери электролита, общее показание прибора может слегка сползти. Прибор M1 изготовлен из вольтметра, его внутренний резистор, понятное дело - удаляется. Платы изготовлены фотоспособом, поэтому рисунок со стороны шелкографии, больше пояснительный, чем подходящий для заводской печати:

Самый лучший бесплатный корпус – корпус из старой фанеры и дерева. Периметр выполнен из фанеры толщиной 9мм, а передняя панель из фанеры ящика для фруктов:

Калибровка прибора:

1. при измерении индуктивности, выбрать шкалу 1, воткнуть дроссель 220мкГн
2. вращением потенциометра P1, стрелка выставляется в конец шкалы
3. если P1 уже почти полностью провёрнут, а стрелка не выставляется - подогнать конпками «-» и «+», если нажимать «-», делитель уменьшается, частота растёт - стрелка отклоняется в большую сторону
4. нажать KB9 «REC» и значение для данной шкалы запишется в EEPROM
5. далее P1 уже не трогать и произвести калибровку для остальных шкал

Аналогично, всё производится и для измерений ёмкости. В случае, если нужно градуировать все шкалы карандашом с нуля, к прибору подключается декада индуктивностей (покупная, скорее всего, будет стоить с готовый LC измеритель) или самодельная, состоящая из заведомо известных номиналов с погрешностью 5%. Переключателями декады, выбирая разные комбинации, можно получать номиналы отличные от базовых. При параллельном сопряжении дросселей – индуктивность падает, при последовательном - возрастает. Конденсаторы же типичных номиналов можно и просто рассовывать из рассыпухи. Пример самодельной декады:

В приведённой прошивке v1.0, кнопки «-» и «+» на всех шкалах, регулируют двухбайтное значение 65535 по единично, поэтому на шкалах большой индуктивности или ёмкости, стрелка подстраивается ОЧЕНЬ медленно и нужно иметь это ввиду. Приблизительные значения калибровки «по умолчанию», заливаются отдельно из файла lc_meter.eep, а основная прошивка из lc_meter.hex. Конф-биты в AVR Studio выглядят так:

В архиве: платы, шкала, прошивка с исходником.

Файлы:
Архив RAR

Все вопросы в Форум.