LC-meter FREE project

В практике радиолюбителя-конструктора часто появляется потребность в измерении индуктивностей и ёмкостей. Ниже описан прибор, который окажет незаменимую помощь при изготовлении кварцевых фильтров, ДПФ-ов и любых других частотоизбирательных узлов.

Основные характеристики:

• Диапазон измеряемых индуктивностей 0,02 мкГн - 80 мГн

• Диапазон измеряемых ёмкостей 0,1 пф - 40 нФ

• Точность измерения не хуже 5 %

• Количество разрядов индикатора до 4

Принцип работы прибора основан на общеизвестной формуле F^2=25330/L*C. В составе прибора есть измерительный генератор на микросхеме DA1 с ёмкостью C1 и индуктивностью L1, коммутируемыми переключателями SA1.1 и SA2.1 в зависимости от вида измерения. Эталонный конденсатор, определяющий точность измерений, включается на время самокалибровки прибора в контур из C1 и L1 при помощи реле K1.

Алгоритм работы с прибором таков:
1. После включения питания, если кнопки SA1, SA2 находятся в нажатом состоянии, то на индикаторе будет отображено "L" или "C", тем самым подсказывая, какую кнопку необходимо отжать.
2. При отжатых кнопках включается режим самокалибровки прибора, об этом говорит надпись "WAIT", через пару секунд сменяющаяся на "OK". За это время срабатывает реле, включая эталонный конденсатор в общий контур из L1 и C1. Микроконтроллер считывает значения частоты с конденсатором и без него, которые в дальнейшем будут использованы для расчёта точных значений L1 и C1. Измерительные клеммы в это время отключаются от контура и не влияют на измерения.
3. Нажатием на соответствующий переключатель выбирается либо измерение ёмкости, либо индуктивности. Соответственно на индикатор выводится "L=" или "C=". В первом случае, измеряемая ёмкость подключается параллельно C1, во втором - измеряемая индуктивность подключается последовательно L1. Микроконтроллер измеряет значение частоты и вычисляет искомую величину. Предел измерений устанавливается автоматически, а после значения величины указывается её размерность: "pF","nF","uH","mH".

Принципиальная схема прибора показана на рис.1.
Собственно измерительный генератор собран на DA1. Такая роль не совсем свойственна данной м/с, но это не мешает ей вполне уверенно работать генератором до 700-900 кГц. Через буфер-формирователь на DD2 сигнал поступает на вход микроконтроллера DD1. Измеренное значение выводится на алфавитно-цифровой дисплей "стандарта" HD44780.

DA1 - LM311, IL311, К544СА3
DA2 - КР142ЕН5А, 7805, 78L05
DD1 - PIC16F84А
DD2 - 74ALS14, К(ЭКФ)1533ТЛ2
LCD - любой, совместимый с HD44780, выпускаются множеством фирм под различными названиями, в авторском варианте использован дисплей от переносного мобильного телефона Siemens C3 с 2-мя строками по 8 символов.

Программа позволяет использовать дисплеи формата 1*16, 2*8, 2*16, в последнем случае вторая строка неиспользуется. Элементы C1 и L1 самые обыкновенные, к ним повышенных требований по точности и стабильности не предъявляется. Конденсатор С2 необходимо отобрать на измерителе либо использовать прецезионные К71-7.

Настройка прибора при отобранном С2 заключается в установке желаемой контрастности резистором R6 и, при необходимости, в корректировке показаний прибора триммером С10. В режиме самокалибровки должно чётко срабатывать реле на 1 сек. и затем отпускать.

Конструктивно прибор выполнен на печатной плате 60*70 мм по SMD технологии. Плата установлена в стандартный пластмассовый корпус размером 25*65*110 польского производства. Питание осуществляется от батареи "Крона". Клеммы выполнены в виде линейки из 8 цанг с шагом 2,54 мм, длина соединяющих проводов около 1 см.

Файл с прошивкой и рисунок печатной платы в формате SprintLayout3 находятся в файле LC_meter.zip (40kb).

Литература
1. http://www.aade.com/lcm2binst/LC2Binst.htm
2. http://my.integritynet.com.au/purdic/lc-meter-project.htm
3. http://www.qsl.net/iz7ath/web/02_brew/21_LCMeter01
4. http://ironbark.bendigo.latrobe.edu.au/~rice/lc

Александр Буевский, buevsky@mail.ru