LC-metru cu autoscalare

 

Instrumentul de măsura prezentat aici reprezintă un multimetru digital pentru capacitați, inductanțe si frecvente. Proiectul original a apărut in Everyday Practical Electronics, februarie 2004, sub semnătura lui John Becker; deoarece nu ii este alocata o pagina de net, am dorit sa ofer tuturor spre descărcare fișierul pdf aici. Prin prezentul articol propun un montaj mai compact, desene la scara ale cablajului si măştii, imagini ale montajului si cutiei precum si indicații de reglare.

 

Specificații:

Capacitate:         1pF ~ 6500µF

Inductanța:         1µH ~ 10H

Frecventa:          0,05Hz ~ 5MHz (cu o sensibilitate de 5V)

 

Se observa enormele domenii de măsura ale aparatului, de circa 107 ~ 108, ceea ce îl face extrem de util in laboratorul oricărui electronist. De asemenea, stabilitatea este excelenta.

 

schematic.png

Schema electronica

 

Funcționarea este următoarea:  avem un oscilator RC in care vom folosi chiar capacitatea necunoscuta si unul LC ce folosește bobina a cărei inductanța se dorește a se măsura; frecventele generate de aceste oscilatoare sunt măsurate cu ajutorul microcontrolerului PIC16F628(A) si convertite apoi in valori de capacitate, respectiv inductanța, si afișate pe displayul LCD. Foarte important, pe afisaj este data si frecventa de oscilație a oscilatoarelor ceea ne ajuta in procesul de calibrare a aparatului; in schema originala este indicata si posibilitatea de a măsura frecventa unui semnal extern cu amplitudinea de 5V, cuplat intre pinul RB6 si masa, dar aceasta funcție a fost omisa in montajul propus aici.

 

Construcția montajului

Calitatea componentelor este factorul cheie in realizarea cu succes a multimetrului. Microcontrolerul PIC16F628 se va încerca pe cat posibil sa NU fie înlocuit cu mai noul PIC16F628A, păstrându-se tipul original; totuși, veți găsi si codul hexa pentru PIC16F628A, deci se poate experimenta si cu acesta. Pentru porțile NAND 4011 se recomanda integratul HEF4011BP ce asigura performante optime. Cristalul de cuartz de 3,2768MHz nu poate fi înlocuit cu alte valori; dealtfel, toate componentele se pot găsi la Adelaida.

Ambele integrate trebuie montate pe socluri; in special microcontrolerul este important sa poată fi scos in vederea programării, deoarece pentru simplificarea cablajului nu a fost prevăzut conectorul ICSP.  Carcasa folosita este de tipul ABS-33A. Comutatorul folosit este cu doua poziții – 3 poli. Afișajul este model Bolymin BC1602HYPNEH$, cu back-light-ul nefolosit; este nevoie sa folosiți același model pentru a asigura compatibilitatea pin la pin a displayului cu PCB-ul.

 

Reglarea montajului

După realizarea practica a montajului este necesara citirea pdf-ului atașat pentru a executa operațiile de testare si calibrare a multimetrului.

Un condensator de 68pF intre pinul 5 al lui 4011 si masa rezolva de obicei oscilațiile parazite care pot apărea uneori (manifestate prin afișarea unei frecvente eronate - foarte mari - pe primul rând al displayului).

Pe scara C (capacitate) frecventa afișata trebuie sa fie de circa 210-250KHz cu intrările in gol.

P scara L (inductanțe) frecventa afișata trebuie sa fie de circa 470KHz cu intrările in scurtcircuit; in caz contrar reglați aceasta din semireglabilul VR2 pana când veți obține o valoare cat mai apropiata.

In documentul indicat este data si procedura de calibrare a multimetrului pe oricare din cele doua scale (vezi secțiunea ALIGNMENT), folosind componente de valori cunoscute, eventual măsurate in prealabil cu un aparat de laborator.

 

pcb.png

Cablaj 600DPI (in oglinda)

 

silk.png

Silk, 600DPI (in oglinda)

 

vedere.png

Cablajul prezintă 5 ştrapuri (vedere dinspre fata plantata)

 

IMG_2931.JPG

Vedere cablaj

 

IMG_2922.JPG

Vedere LCD montat

 

poza lcf1.jpg

Vedere montaj funcțional

 

IMG_2929.JPG

Aparat – aspectul final

 

·         Dați click pe fiecare imagine pentru a o vedea la rezoluție maximă;

·         Desenul cablajelor si a măștilor (silk) sunt la rezoluția de 600DPI;

·         Codul hexa original necesar programării microcontrolerului este acesta; in acest fișier veți găsi si alte câteva însemnări ale autorului  John Becker despre reglarea montajului - foarte important!

·         Codul hexa pentru microcontrolere PIC16F628A (deci varianta cu sufixul A!) este acesta.

 

Links:

·         vandi.ro

·         vandi.ro/electronics

·         Contact: my_mail.jpg