Medidor de Indutncia e Capacitncia LC Meter Wendell

Medidor de Indutância e Capacitância (LC Meter) Wendell Alves de Oliveira Natal 15 de Junho de 2007

Agenda • • Introdução Diagrama de Blocos Circuito Oscilador PIC 16 F 84 Medidor LC Conclusão Referências

Introdução • O medidor de indutância e capacitância que será mostrado a seguir é muito utilizado, por possuir um baixo custo um fácil manuseamento e por ser facilmente projetado. Sendo normalmente utilizado na área de telecomunicações. • Foi inicialmente projetado pela necessidade de um instrumento de medição de indutância pois até então, nenhum multímetro media essa grandeza.

Introdução As partes constituintes do medidor são: • Oscilador de freqüência • Microcontrolador • Display LCD

Introdução • Um integrado comparador LM 311 é colocado como oscilador LC. Que produzirá um sinal em sua saída com uma freqüência determinada por LC. Sinal esse que será processado pelo PIC tendo em sua saida o valor de uma indutância ou capacitância sendo mostrado pelo display LCD

Introdução Componentes: D 1, D 2 - retificador 1 N 4001 LM 7805 LM 311 PIC 16 C 84 ou PIC 16 F 84 C 1, C 5, C 6 - 10 u. F 10 V tântalo C 2 - 680 p. F C 3 - 1000 p. F C 4 - 20 p. F C 7 - não existe C 8, C 9 - 22 p. F C 23, C 24 - 100 n. F (0. 1 u. F) C 25, C 26 - 470 u. F 16 V Cx 1 - 10 n. F Cx 2 - 10 u. F 16 V R 1, R 3, R 6 - 100 k 1% R 2 - 1 k 1% R 4 - 47 k R 5 - 10 k trim-pot CH 1, CH 2 - 2 polos, 2 posições CH 3 - contato momentâneo, normalmente fechada Display - 1 linha, 16 caracteres transformador sec. 9+9 V 200 m. A ou mais FU 1 - fusível 0. 25 A Relé - 12 V SPDT - 1 polo 2 posições

Diagrama de Blocos Ente Físico Transdutor Conversor A/D Oscilador PIC 16 F 84 Interface Conformado

Oscilador Fig. 1 – Oscilador LC

Oscilador • Indutor de 68μH e Capacitor de 680 p. F, através da formula da freqüência de ressonância mostrada abaixo: temos: F 1= 740 k. Hz Um aumento em L de 1 n. H (0, 001 u. H ) ou um aumento em C do 0, 01 p. F produzem uma mudança da freqüência de 5 hertz

Oscilador • Um capacitor de valor preciso, 1020 p. F, é ligado em paralelo a C por meio de um relé. A nova capacidade total é 680 + 1020 = 1700 p. F, e uma nova freqüência f 2 é calculada: • Não é importante que essas freqüências sejam exatas, o que importa é a relação entre elas

Oscilador • Depois da calibração do circuito o PIC já programada irá calcular os valores de L 1 e C 1 Ao realizar a auto-calibração, as indutâncias e capacitâncias parasitas da fiação são absorvidas no cálculo realizado pelo PIC

Oscilador • • • Agora sim uma indutância Lx ou uma Capacitância Cx, desconhecidas poderão ser medidas Ligando a chave para medir indutância estaremos colocando o indutor em série com o indutor L 1 Ligando a chave para medir capacitância estaremos colocando o capacitor em paralelo com o capacitor C 1

Oscilador • Então com essa nova indutância ou capacitância externa uma nova frequência F 2 será calculada pelo PIC

Oscilador • Só então o PIC irá poder calcular a indutância ou capacitância externa:

PIC 16 F 84 Fig. 2 – PIC 16 F 84

PIC 16 F 84 • Foi gravado em um circuito chamado RCD Programmer Fig. 3 – RCD Programmer

PIC 16 F 84 Seu código fonte (. HEX) e o algoritmo em assembler (. ASM) foi implementado no programa IC-PROG Fig. 4 – Interface do programa IC-PROG

Medidor de LC Fig. 5 – Esquema do LC Meter

Medidor de LC • Especificações Tecnicas: Voltage Supply: 7. 5 - 15 V Accuracy: 1% Zero Out Switch Automatic Ranging Inductance Measurement Ranges: - 10 n. H - 1000 n. H - 1 u. H - 1000 u. H - 1 m. H - 100 m. H Capacitance Measurement Ranges: - 0. 1 p. F - 1000 p. F - 1 n. F - 900 n. F

Medidor de LC Funcionamento: n As chaves Lx e Cx devem estar desligadas quando se liga o aparelho, de outro modo aparecerá no display "switch error" (erro em chave). Ele então inicia uma rotina de calibração, pode-se ouvir o acionamento do relé. Após isso ele indicará "ready" (pronto).

Medidor de LC Funcionamento: n Para medir capacitor: acionar a chave Cx, o display indicará alguns p. F, é a capacidade residual da fiação. Acionar a chave "zero" por um breve instante. O display agora indica 0 p. F. Agora é só colocar o capacitor a medir nos terminais e ler o resultado no display.

Medidor de LC Funcionamento: n Para medir indutor: acionar a chave Lx. O display indicará "not an inductor" (não é um indutor), isso porque não há nada ligado! Colocar os terminais de medida em curto e acionar a chave "zero". Agora é só ligar o indutor e ler o resultado.

Medidor de LC

Conclusão • • • Alguns problemas de montagem foram encontrados como o indutor L 1 que fazia oscilar muito a medição da frequência de ressonância. Então foi colocado uma bobina toroidal com 82 espiras de fio 30 em núcleo de pó -de-ferro Micrometals T 50 -1 Alguns montadores do LC meter tiveram problemas com funcionamento errático e falta de precisão que podiam ser corrigidos com a troca do LM 311 por um de outro fabricante Mas no geral o medidor se apresentou muito bem preciso e satisfatório

Referências • http: //www. aade. com/lcmeter. htm • http: //py 2 wm. qsl. br/LC_meter. html • http: //www. py 4 eu. qsl. br/Radio/lc_meter. htm • http: //www. qsl. net/iz 7 ath/web/02_brew/21_LCMeter 01/ • http: //www. geocities. com/ttarsorg/contributors/homebrew-lc-meter-2. pdf • http: //perso. wanadoo. fr/f 6 gog-web/files/brew. htm • http: //www. touchinglittlelives. org/meter/ • http: //www. digital-measure. com • http: //electronics-diy. com/lc_meter. php