Специально для mozgochiny.ru
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
( Специально для МозгоЧинов #Measure-Capacitance-with-Arduino/» target=»_blank» rel=»noopener noreferrer»>)
Гораздо удобнее и точнее для измерений, использовать встроенный компаратор arduino.
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
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.
давно шукав щось подібне. не знайшов, купив тестер радіокомпонентів. а це треба перевірити