Измеряем ёмкость конденсатора при помощи Arduino своими руками

Перевёл alexlevchenko для mozgochiny.ru

Доброго времени суток. В данной статье приведена подробная инструкция о том, как настроить плату Arduino для измерения ёмкости конденсатора. Информация может быть полезна, если «подопытный экземпляр» не имеет внешних маркировок или конденсатор изготовлен в кустарных условиях.

Шаг 1: Что такое ёмкость конденсатора?

Немного занудной теории. Под ёмкостью конденсатора следует понимать его способность сохранять электрический заряд.

Конденсатор, что сохраняет заряд в электрическом поле между двух токопроводящих пластин, называется конденсатором с параллельными пластинами.

Для определения величины ёмкости параллельного пластинчатого конденсатора применяют следующее уравнение:

C = (εA) / d
  • ε — диэлектрическая проницаемость диэлектрика;
  • A — площадь поверхности перекрытия между пластинами;
  • d — расстояние между пластинами.

Шаг 2: Как измеряется ёмкость конденсатора

Схема RC (резистор-конденсатор) характеризуется свойством T (Tau) или «Постоянная времени RC».

T = RC

Данное уравнение мы получили из представленного ранее выражения путем математических операций. Рассчитав Тау, мы определим величину времени, что нужна для зарядки конденсатора через резистор на 63,2% от его полного заряда. Кроме этого мы получаем величину времени, что потребуется конденсатору для достижения 36,8% от его полного заряда при разрядке.

Плата Arduino измерять время, что потребуется конденсатору для достижения 63,2%. После чего полученное значение будет использоваться для расчёта ёмкости (величина сопротивления известна).

Шаг 3: Необходимые детали

  • плата Arduino;
  • макетная плата;

  • джампера;
  • резистор с сопротивлением 220 Ом;

  • резистор с сопротивлением 10 кОм;
  • конденсатор.

Шаг 4: Собираем схему в «железе»

Схема поделки довольно простая.

ПРИМЕЧАНИЕ:

  • При подключении полярного конденсатора соблюдайте полярность. Иными словами вывод с серебряной полоской на кондёре должен подключаться на землю;
  • Резистор 220 Ом и джампер, что идут к 11 выводу можно и не подключать, но рекомендую — это ускоряет время разрядки.

Шаг 5: Загружаем прошивку и тестируем работу устройства

После того, как всё подключено правильно, загрузим код в плату Arduino.

ValueCapacitance

Затем открываем последовательный монитор (Tools> Serial Monitor). В нём будут отображаться измерения.

В монитор выводится два значения:

  • Время затраченное конденсатором на достижение 63,2% от общего заряда;
  • Ёмкость в «нано» или «микро» фарадах.

Поделка будет постоянно молотить, снова и снова тестируя конденсатор (значения могут гулять). Следует брать среднее значение.

ПРИМЕЧАНИЕ. Система наиболее точная для значений емкостей от 1 мкФ до 3500 мкФ.

Бонус

После продолжительных размышлений, решил немного доработать переводимые статьи. Как именно, спросите вы? Проверкой изложенного материала в наших реалиях.

Для начала соберём схему в «железе».

К своему большому удивлению, порывшись в «закромах родины» нашёл всего два конденсатора, но для проверки работоспособности поделки думаю этого хватит.

Результат проверки представлен в видеоролике.

На этом всё. Спасибо за внимание!

ValueCapacitance

(A-z Source)

ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ!


About alexlevchenko

Ценю в людях честность и открытость. Люблю мастерить разные самоделки. Нравится переводить статьи, ведь кроме того, что узнаешь что-то новое - ещё и даришь другим возможность окунуться в мир самоделок.

4 Replies to “Измеряем ёмкость конденсатора при помощи Arduino своими руками”

    1. щось нове 😉 ємність вимірюють компоратором.
      А0 то загалом і є аналоговий вхід-вихід цього самого АЦП 😉 і якраз ним і міряють за скільки зарядився-розрядився конденсатор. витрачений час, у формулу, і вуаля.
      звісно може все якось не так, а мені бракує знань

  1. таки добрався до ардуіни
    44024 mS 4402 microFarads
    40012 mS 4001 microFarads
    40113 mS 4011 microFarads
    3300*6.3
    60 mS 6 microFarads
    60 mS 6 microFarads
    60 mS 6 microFarads
    60 mS 6 microFarads
    61 mS 6 microFarads
    59 mS 5 microFarads
    60 mS 6 microFarads
    4.7*50
    ну загалом працює, на безриб’ї може бути навіть дуже непогано. з переваг: простота і 100% повторюваність, з недоліків: невелика точність, і великий час очікування результату.
    p.s.
    дешевий китайский тестер радіодеталей, значно точніше міряє, але його замовити треба, та ще й дочекатись, або переплатити 200-300% місцевим баригам.
    загалом якось так.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

* Copy This Password *

* Type Or Paste Password Here *