Наконец, я переубедил себя сделать на самом деле мощный измеритель емкости. Это автоматически регулируемая версия, означающая, что пользователю не нужно регулировать самостоятельно диапазон измерений. Более того, диапазон измерений достаточно большой, от 5 пикофарад аж до 2600 микрофарад. Он управляется контроллером PIC16F873A, находящимся внутри цепи..
Все основано на простом принципе зарядки и разрядки конденсаторов в RC цепи.
Образец оригинала на макетной плате.
Тau = RC, где Tau временная константа для любой RC цепи. Напряжение в любой момент времени t в конденсаторе определяется как ,
Vконд = E[1 - e^ (t/RC)]
Подставим t вместо Tau = RC,
Vконд = 0.632E или 63.2 % напряжения зарядки, для напряжения 5В оно составит 3.16В. Это и есть опорное напряжение для модуля компаратора на плате PIC16F873A.
Другими входными данными компаратора есть рабочее напряжение конденсатора.
Проверка измерителя емкости конденсатором с емкостью 1000 микрофарад.
Сначала измеритель емкости полностью разряжает конденсатор. Затем он заряжает его и находится в режиме ожидания, пока напряжение на конденсаторе не достигнет 0.632В. Тогда фиксируется время, для которого рассчитывается емкость, используя выражение Tau = RC. Для этого процесса используется шкала на 16 делений, созданная Енди Вареном. Результат высвечивается на жидкокристаллическом индикаторе. Этот процесс будет повторяться каждые 0.255с.
Проверка измерителя емкости конденсатором с емкостью 33 пикофарад
При первых проверках возникают небольшие проблемы с макетной платой. Дело в том, что даже макетная плата имеет паразитную емкость, которая может значительно повлиять на искажение результата, особенно, если значение ниже <100 пикофарад.
Для удаления этой проблемы, я придумал две нажимные кнопки, которые помогут в поверке измерителя емкости. Процесс поверки заключается в нажатии кнопок до момента, когда емкость не установится до значения 00000.00 пикофарад, при отсутствии подключенных конденсаторов. Для того, чтобы не заниматься поверкой каждый раз, когда используется измеритель, я также придумал кнопку, с помощью которой можно сохранять результат поверки на ЭСППЗУ контроллера PIC16F873A. Контроллер загружает данные при каждом включении устройства в сеть.
