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">)