Главная » Arduino
Призовой фонд
на ноябрь 2020 г.
1. 1500 руб
Сайт Паяльник
2. Мультиметр ANENG M118A
Сайт Паяльник
3. 525 руб.
От пользователей


Поплавковкый датчик уровня жидкости из нержавейки

Измерение емкости конденсаторов с помощью Arduino

В данном материале мы научимся использовать Arduino для измерения емкости конденсаторов. Это может пригодиться, если конденсатор не имеет маркировки, ну и просто для общего развития.

Шаг 1: Что такое емкость?

Емкость – это способность объекта накапливать электрический заряд. Разумно предположить, что таким объектом выступает конденсатор.

Конденсатор, который запасает данный заряд в электрическом поле между двумя проводящими обкладками, называется конденсатор с пластинчатыми обкладками. Не токопроводящий материал, который располагается между этими двумя обкладками, называется диэлектриком. Диэлектрики изменяют величину заряда, которую может хранить конденсатор, и фактически, определяют, для каких целей конденсатор будет использоваться впоследствии (напр., в высокочастотной схеме, схеме с повышенным напряжением и т.д.).

Равенство для определения емкости конденсатора с пластинчатыми обкладками выражается следующим образом:

C = (εA) / d,

где ε – это магнитная проницаемость свободного места или диэлектрика, A – это площадь поверхности перекрытия между обкладками, и d – расстояние между обкладками.

Шаг 2: Как измерить емкость?

А - Напряжение конденсатора во время заряда

В - Напряжение конденсатора во время разряда, напряжение резистора или ток конденсатора во время заряда или разряда.

RC-цепочка (Резистор-Конденсатор) имеет свойство, известное как "RC временная постоянная" или T (Tau). Равенство указано ниже:
T = RC

Tau может быть упрощена из более сложного выражения (показано на рисунке выше) для представления времени, которое требуется для заряда конденсатора через резистор, для достижения 63.2% от его полного напряжения. Данная величина может быть измерена по времени, которое потребуется, чтобы конденсатор достиг значения 36.8% от его полного напряжения при разряде.

Микроконтроллер Arduino будет запрограммирован на величину времени, которое потребуется для достижения конденсатором величины 63.2% от его полного заряда. Далее будет использоваться выражение для Tau для вычисления величины емкости, поскольку значение номинала резистора нам известно.

Шаг 3: Используемые компоненты

Для проекта нам потребуется

  • Микроконтроллер Ardunio
  • Монтажная плата
  • Проволочные перемычки
  • Резистор 220 Ω
  • Резистор 10 kΩ
  • Конденсатор (Неизвестной емкости)

Шаг 4: Подключение

Подключение компонентов в данном проекте не представляет особых трудностей. Просто выполняйте подключение компонентов, согласно схемы.

ПРИМЕЧАНИЕ: Убедитесь в том, что серебряная полоска на конденсаторе (в случае использования биполярного конденсатора) подключается к земле.

ПРИМЕЧАНИЕ 2: Резистор номиналом 220 Ω и проводник, подключенные к выводу 11, не являются необходимыми, но рекомендуемыми, поскольку эта цепочка ускоряет время разряда.

Шаг 5: Загрузка кода и тестирование

После надлежащей сборки схемы, загрузите код в ваш микроконтроллер Arduino. Код имеет комментарии, что позволяет облегчить понимание всего процесса измерения.

После загрузки кода, откройте Serial Monitor (Tools > Serial Monitor – Инструменты > Монитор последовательного интерфейса) для просмотра измерения конденсатора неизвестной емкости.

Первая величина показывает, какое время требуется конденсатору для достижения величины 63.2% от его полного заряда. Вторая величина – это измеренная емкость в "нано" или "пико" фарадах.

Программа циклически тестирует конденсатор, поэтому измеренные значения могут незначительно отличаться. Лучше всего использовать усредненное измеренное значение.

ПРИМЕЧАНИЕ: Данная схема измерения наиболее пригодна для конденсатора емкостью от 1 до 3500 мкФ.

Главную часть кода Arduino можно загрузить отсюда.

Оригинал статьи

Теги:

Опубликована: 0 0
Я собрал 0 0
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Комментарии (5) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Semen9000 #
Собрал, работает. Для конденсаторов емкостью менее 1мкФ резистор 10к следует увеличить до 150-200к (с соответствующими правками в скетче).
С большИми емкостями проблема - ЭПС сильно искажает показания. 4 старых конденсатора 1000мкФх10В соединил параллельно - тестер показал ~7000мкФ.
Ответить
0
Connector #
Собрал по данной схеме на Arduino nano, все работает с минимальной погрешностью, но кондер 450V 220mf он не смог определить... Может из за большой емкости заряженности?
Ответить
0
Саня #
Первое показание было 900
второе 700
третье 701
702
703
704
Почему так? Как исправить?
Ответить
0
Stan47 #
Не вникая в суть статьи видны некоторые неточности.
У диэлектриков не магнитная проницаемость, а диэлектрическая.
На графике заряда и разряда конденсатора график разряда упирается в "0", а теоретически конденсатор не может быть разряжен до нуля и заряжен до напряжения источника даже за бесконечное время. (Свойство экспоненты.)
Ответить
0
2018 #
Собрал не работает конденсаторы проверил - целые. Испытывал электролитические конденсаторы емкостью 10 и 100 мФ.
Скетч компилируется, ошибок не выдает, загружается, но на мониторе порта ничего не показывает. Параметры на мониторе менял-бестолку. Ардуино рабочая, через монитор порта программа на других схемах показывал значения.
Жаль, что не вышло.
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется сила тока?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Модуль измерения тока на ACS712 (30А)
Модуль измерения тока на ACS712 (30А)
Конструктор: DDS генератор сигналов Мультиметр DT9205A
вверх