Измеритель емкости на AVR Atmega8

С помощью представленного в данной статье измерителя емкости можно измерять емкость конденсаторов с разрешением 1 пФ в нижнем конце диапазона. Максимальное значение емкости, которое можно им измерить, составляет 10000 мкФ. Ошибка измерения не превышает 0.5% в наихудших случаях, типовое же значение составляет примерно 0.1% — измерена экспериментально при тестировании нескольких десятков конденсаторов. Труднее всего схеме даются измерения электролитических конденсаторов большой емкости.

Можно включить либо полностью автоматический выбор пределов измерения, либо заставить устройство принудительно работать в нижнем или верхнем диапазоне емкостей. Устройство характеризуется наличием двух разных пределов измерения, позволяя производить два измерения для одного и того же конденсатора. С помощью данного приема можно проверить точность измерения и определить действительно ли мы подсоединили к прибору конденсатор, а не какую-нибудь другую радиодеталь. Больше всего разница в пределах измерения проявляется на электролитических конденсаторах, что обусловлено их значительной нелинейностью в различных режимах измерения.

В приборе реализована система меню, с помощью которого можно откалибровать нулевое значение и емкость в 1 мкФ. Результаты калибровки сохраняются в EEPROM (энергонезависимую память данных микроконтроллера).

Проект реализован на одном из самых простых микроконтроллеров семейства AVR — Atmega8 (Атмега8). Питание схемы осуществляется от 9-вольтовой батарейки (типа «Крона») при помощи линейного регулятора 7805.

Устройство может функционировать в 3-х режимах: измерение в нижнем диапазоне, в верхнем диапазоне, и в режиме разрядки. Данные режимы определяются состоянием выводов PD5 и PD6 микроконтроллера. Во время разрядки PD6 имеет значение логического 0 и осуществляется разрядка конденсатора через резистор R7 (220 Ом). В верхнем диапазоне измерений вывод PD5 имеет логический 1, заряжая при этом конденсатор через R8 (1.8K), а PD6 находится в Z-состоянии что позволяет встроенному компаратору микроконтроллера сравнивать напряжение. В нижнем диапазоне измерений вывод PD5 также находится в Z-состоянии – в этом случае конденсатор заряжается только через резистор R6 (1.8 MОм).

В качестве индикатора можно использовать практически любой дисплей на контроллере HD44780 размером 16×2 символов. Разводка коннектора дисплея показана на следующем рисунке.
Прибор можно собрать на макетной плате и поместить в простой прямоугольный корпус из пластика. В крышке корпуса необходимо вырезать отверстия под индикатор, кнопку и светодиод, и закрепить их термоклеем.

Вместо микроконтроллера Atmega8 можно использовать микроконтроллеры семейства atmega48/88/168, но при этом в программе, доступной для скачивания по нижеприведенной ссылке, необходимо изменить строку, отвечающую за конфигурацию таймера конкретного микроконтроллера.

Внешний вид «внутренностей» устройства

Скачать файлы программы можно по следующей ссылке:

  Capmeter (7,4 КиБ, 1 338 hits)