2 Litar Meter Kapasitansi Sederhana Dijelaskan - Menggunakan IC 555 dan IC 74121

Cuba Instrumen Kami Untuk Menghapuskan Masalah





Dalam catatan ini kita akan membincangkan beberapa litar kecil yang mudah tetapi sangat berguna dalam bentuk meter frekuensi dan meter kapasitans menggunakan IC 555 di mana-mana.

Bagaimana Kapasitor Berfungsi

Kapasitor adalah salah satu komponen elektronik utama yang berada dalam keluarga komponen pasif.



Ini digunakan secara meluas dalam litar elektronik dan hampir tidak ada litar yang dapat dibina tanpa melibatkan bahagian penting ini.

Fungsi asas kapasitor adalah untuk menyekat DC dan melewati AC atau dengan kata mudah sebarang voltan yang berdenyut di alam akan dibenarkan melewati kapasitor dan sebarang voltan yang tidak terpolarisasi atau dalam bentuk DC akan disekat oleh kapasitor melalui proses pengecasan.



Fungsi kapasitor lain yang penting ialah menyimpan elektrik dengan cara mengecas dan membekalkannya kembali ke litar terpasang dengan proses pembuangan.

Dua perkara di atas fungsi utama kapasitor digunakan untuk melaksanakan berbagai operasi penting dalam litar elektronik yang memungkinkan mendapatkan output sesuai dengan spesifikasi reka bentuk yang diperlukan.

Namun tidak seperti perintang, kapasitor sukar diukur melalui kaedah biasa.

Sebagai contoh, multitester biasa mungkin mempunyai banyak ciri pengukuran seperti meter OHM, voltmeter, ammeter, penguji dioda, penguji hFE dan lain-lain tetapi mungkin tidak mempunyai ilusi ciri pengukuran kapasitans .

Ciri meter kapasitansi atau induktansi meter hanya boleh didapati dalam jenis multimeter mewah yang pastinya tidak murah dan tidak mungkin setiap peminat baru berminat untuk mendapatkannya.

Litar yang dibincangkan di sini menangani masalah ini dengan berkesan dan menunjukkan bagaimana untuk membina kapasiti mudah yang murah meter frekuensi yang boleh dibina di rumah oleh mana-mana pemula elektronik dan digunakan untuk aplikasi berguna yang dimaksudkan.

Rajah Litar

Diagram Litar Frekuensi Meter berdasarkan IC 555

Bagaimana Frekuensi Berfungsi untuk Mengesan Kapasitansi

Merujuk pada gambar, IC 555 membentuk inti dari keseluruhan konfigurasi.

Cip serbaguna kuda kerja ini dikonfigurasikan dalam mod paling standardnya iaitu mod multivibrator monostable.
Setiap puncak positif nadi yang diterapkan pada input yang merupakan pin # 2 IC menghasilkan output yang stabil dengan beberapa jangka masa yang telah ditentukan yang ditetapkan oleh P1 yang telah ditetapkan.

Namun untuk setiap kejatuhan di puncak nadi, tetapan semula monostable dan pemicu automatik dengan puncak tiba seterusnya.

Ini menghasilkan sejenis nilai rata-rata pada output IC yang berkadar langsung dengan frekuensi jam yang digunakan.

Dengan kata lain, output IC 555 yang terdiri daripada beberapa perintang dan kapasitor mengintegrasikan rangkaian denyutan untuk memberikan nilai purata stabil yang berkadar terus dengan frekuensi yang diaplikasikan.

Nilai purata dapat dibaca atau dipaparkan dengan mudah melalui meter gegelung bergerak yang dihubungkan di titik yang ditunjukkan.

Oleh itu, bacaan di atas akan memberikan pembacaan secara langsung mengenai frekuensi, jadi kita mempunyai meter frekuensi yang kelihatan kemas.

Menggunakan Kekerapan untuk Mengukur Kapasitansi

Sekarang dengan melihat rajah seterusnya di bawah ini, kita dapat melihat dengan jelas bahawa dengan menambahkan penjana frekuensi luaran (IC 555 astable) ke litar sebelumnya, menjadi mungkin untuk membuat meter mentafsirkan nilai-nilai kapasitor melintasi titik-titik yang ditunjukkan, kerana kapasitor ini secara langsung mempengaruhi atau berkadar dengan frekuensi litar jam.

litar meter kapasitansi berasaskan IC 555 sederhana

Oleh itu, nilai frekuensi bersih yang sekarang ditunjukkan pada output akan sesuai dengan nilai kapasitor yang dihubungkan di titik-titik yang dibincangkan di atas.

Ini bermaksud sekarang kita mempunyai rangkaian dua dalam satu yang dapat mengukur kapasitansi dan frekuensi, hanya dengan menggunakan beberapa IC dan beberapa bahagian elektronik biasa. Dengan sedikit pengubahsuaian, litar dapat dengan mudah digunakan sebagai tachometer atau sebagai alat penghitung RPM.

Senarai Bahagian

  • R1 = 4K7
  • R3 = DAPAT BERBAGAI 100K POT
  • R4 = 3K3,
  • R5 = 10K,
  • R6 = 1K,
  • R7 1K,
  • R8 = 10K,
  • R9, R10 = 100K,
  • C1 = 1uF / 25V,
  • C2, C3, C6 = 100n,
  • C4 = 33uF / 25V,
  • T1 = BC547
  • IC1, IC2 = 555,
  • M1 = 1V meter FSD,
  • D1, D2 = 1N4148

Capacitance Meter menggunakan IC 74121

Litar meter kapasitansi sederhana ini menyediakan 14 julat pengukuran kapasitansi yang dikalibrasi secara linear, dari 5 pF hingga 15 uF FSD. S1 digunakan sebagai pengalih jarak, dan beroperasi bekerjasama dengan S4 (s1 / x10) dan S3 (x l) atau S2 (x3). IC 7413 beroperasi seperti pengayun astabel, bersama dengan R1 dan C1 hingga C6 yang bertindak seperti elemen penentu frekuensi.

Tahap ini mengaktifkan IC 74121 (multivibrator monostable) sehingga menghasilkan gelombang persegi tidak simetri dengan frekuensi berulang nilai mana ditentukan oleh bahagian R1 dan C1 hingga C6 dan dengan kitaran tugas seperti yang diputuskan oleh R2 (atau R3) dan Cx .

Nilai tipikal voltan gelombang persegi ini berubah secara linear apabila kitaran tugas diubah, yang seterusnya berubah secara linear berdasarkan nilai Cs, nilai R2 / R3 (s10 / x I) dan frekuensi (ditentukan oleh Kedudukan suis S1).

Suis pemilih jarak akhir S3j ..- xl) dan 52 (x3) pada dasarnya memasukkan perintang secara bersiri dengan meter. Konfigurasi di sekitar pin 10 dan pin 11 IC 74121, dan untuk Cx mestilah sesingkat dan kaku yang boleh dilaksanakan, untuk memastikan kapasiti sesat di sini minimum dan tanpa turun naik. P5 dan P4 digunakan untuk penentukuran sifar bebas untuk julat kapasitansi rendah. Untuk semua julat yang lebih tinggi, penentukuran yang dilakukan oleh oreset P3 cukup. F.s.d. penentukuran agak mudah.

Jangan memasangkan C6 pada litar pada mulanya dan jangan pasangkannya pada terminal bertanda Cx untuk kapasitor yang tidak diketahui. Letakkan S1 di kedudukan 3, S4 di posisi x1 dan S2 ditutup (s3) ini disiapkan untuk julat 1500 pF f.s.d. Kini, C6 siap digunakan sebagai nilai tanda penentukuran. Seterusnya, periuk P1 diubah sehingga meter menguraikan 2/3 f.s.d. Kemudian, S4 dapat dipindahkan ke posisi 'x 10', S2 ditahan terbuka dan S3 ditutup (x1) ini dibandingkan dengan 5000 pF fd, sementara bekerja dengan C6 sebagai kapasitor yang tidak diketahui. Hasil untuk penyediaan lengkap ini harus memberikan 1/5 fs.d.

Sebaliknya anda boleh mendapatkan pelbagai kapasitor yang diketahui dengan tepat dan menggunakannya di titik Cx dan kemudian sesuaikan pelbagai periuk untuk menetapkan kalibrasi pada dail meter dengan tepat.

Reka Bentuk PCB

Satu lagi Litar Meter Kapasiti Mudah tetapi Tepat

Apabila voltan malar dikenakan pada kapasitor melalui perintang, muatan kapasitor meningkat secara eksponensial. Tetapi jika bekalan merentasi kapasitor berasal dari sumber arus tetap, cas pada kapasitor menunjukkan peningkatan yang agak linear.

Prinsip ini di mana kapasitor dikenakan secara linear digunakan di sini dalam meter kapasitans sederhana yang dibincangkan di bawah. Ia direka untuk mengukur nilai kapasitor yang melebihi jangkauan meter analog yang serupa.

Dengan menggunakan bekalan arus tetap, meter menetapkan masa yang diperlukan untuk melengkapkan cas ke atas kapasitor yang tidak diketahui ke beberapa voltan rujukan yang diketahui. Meter ini menyediakan 5 julat skala penuh 1,10, 100, 1000, dan 10,000 µF. Pada skala 1-µF, nilai kapasitansi sekecil 0,01 µF dapat diukur tanpa kesulitan.

Bagaimana ia berfungsi.

Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah, bahagian D1, D2, R6, Q1 dan salah satu perintang melintasi R1 hingga R5 memberikan 5 pilihan untuk bekalan arus berterusan melalui suis S1A.

Apabila S2 dipegang pada posisi yang ditunjukkan, arus tetap ini dipendekkan ke tanah melalui S2A. Apabila S2 dihidupkan dalam pilihan gantian, arus konstan digerakkan ke kapasitor yang diuji, melintasi BP1 dan BP2, yang memaksa pengisian kapasitor dalam mod linier.

Op amp IC1 terpasang seperti pembanding, dengan pin input (+) yang terpasang pada R8, yang menetapkan tahap voltan rujukan.

Sebaik sahaja peningkatan caj secara linear di seluruh kapasitor yang diuji, mencapai beberapa milivol lebih tinggi daripada (-) pin input IC1, ia dengan serta-merta menukar output pembanding dari +12 volt ke -12 volt.

Ini menyebabkan output pembanding mengaktifkan sumber arus terus yang dibuat menggunakan bahagian D3, D4, D5, R10, R11, dan Q2.

Sekiranya S2A dialihkan ke tanah, sama seperti S2B, ini mengakibatkan pemendekan terminal kapasitor C1, mengubah potensi melintasi C1 menjadi sifar. Dengan S2 dalam keadaan terbuka, arus arus berterusan melalui C1 mencetuskan voltan merentasi C1 untuk meningkat secara linear.

Apabila voltan merentasi kapasitor yang diuji menyebabkan pembanding beralih, hasilnya dioda D6 bertukar bias terbalik. Tindakan ini menghentikan C1 daripada mengecas lebih jauh.

Oleh kerana pengecasan C1 hanya berlaku sehingga titik di mana status output pembanding berubah-ubah, ini menunjukkan bahawa voltan yang dikembangkan di seberang itu harus berkadar langsung dengan nilai kapasitansi kapasitor yang tidak diketahui.

Untuk memastikan bahawa C1 tidak melepaskan semasa meter M1 mengukur voltannya, tahap penyangga impedans tinggi, yang dibuat menggunakan IC2, digabungkan untuk meter M1.

Perintang R13 dan meter M1 merupakan monitor voltmeter asas sekitar 1 V FSD. Apabila diperlukan, voltmeter jarak jauh dapat digunakan dengan syarat ia mempunyai jarak skala penuh di bawah 8 volt. (Sekiranya anda memasukkan meter luaran seperti ini, pastikan untuk menetapkan R8 pada julat 1-µF, sehingga kapasitor 1-µF yang dikenal pasti tepat untuk bacaan 1 volt.)

Kapasitor C2 digunakan untuk mengatasi ayunan bekalan arus tetap Q1, dan R9 dan R12 digunakan untuk melindungi op amp sekiranya DC bekalan dimatikan pada saat kapasitor yang diuji dan C1 sedang diisi, atau jika tidak, mereka boleh mula melepaskan melalui op amp, menyebabkan kerosakan.

Senarai Bahagian

Reka Bentuk PCB

Cara Menentukur

Sebelum membekalkan kuasa ke litar meter kapasitansi, gunakan pemutar skru halus untuk menyesuaikan jarum meter M1 tepat ke tahap sifar.

Letakkan kapasitor yang diketahui dengan tepat sekitar 0,5 dan 1,0 µF pada +/- 5%. Ini akan berfungsi sebagai 'tanda bangku penentukuran.'

Pasang kapasitor ini di BP1 dan BP2 (sisi positif kepada BP1). Sesuaikan suis jarak S1 ke penempatan '1' (meter harus menampilkan skala penuh 1-µF).

Posisikan S2 untuk melepaskan plumbum tanah dari dua litar (pengumpul Q1 dan Cl). M1 meter sekarang akan memulakan pergerakan kelas atas dan menyelesaikan bacaan tertentu. Beralih S2 ke belakang mesti mengakibatkan meter jatuh ke bawah pada tanda voltan sifar. Ubah S2 sekali lagi dan sahkan bacaan meter kelas atas.

Sebagai alternatif lompat S2 dan tetapkan R8 sehingga anda dapati meter menunjukkan nilai tepat 5% penentukuran kapasitor. Satu set penentukuran di atas akan mencukupi untuk julat yang tinggal.




Sebelumnya: Litar Penggera Pencuri Kereta Sederhana Seterusnya: Bina Litar Transistor Mudah