اندازه گیری ظرفیت خازن با آردوینو (ساخت خازن متر)

سلام. آموزش اندازه گیری خازن با آردوینو (ساخت خازن متر با Arduino و IC 555) را آماده کردیم. در این پروژه ما یک خازن متر مبتنی بر آردوینو میسازیم. فیلم عملکرد مدار رو از دست ندید!

آموزش اندازه گیری خازن با آردوینو

وقتی که ما یک مدار رو مثلا از یک تلویزیون قدیمی خارج میکنیم و سعی میکنیم که تعمیرش کنیم، میبینیم که یک خازن خراب شده و ما نیاز داریم که بدانیم ظرفیت اون خازن چقدر بوده تا جایگزینش کنیم. در اینجا ما نیاز به خازن متر داریم. ما میتوانیم یک خازن متر را با هزینه بالا خریداری کنیم یا یک خازن متر را خودمان با استفاده از آردوینو بسازیم ! این وسیله را با هزینه پایین و با استفاده از آی سی 555 میسازیم.

توضیحات پروژه ساخت خازن متر با آردوینو

مدار این پروژه ساده است. از یک ال سی دی کاراکتری 16*2 برای نمایش اندازه خازن استفاده کردیم. این پروژه میتواند خازن ها را با دقت در محدوده 10 نانو فاراد تا 10 پیکو فاراد اندازه گیری کند.

آردوینو به طور مستقیم نمیتواند ظرفیت را اندازه گیری کند در همین راستا ما از موج های مربعی ساخته شده توسط آی سی 555 استفاده میکنیم . بنابراین ما خازن ناشناخته را به مدار تایمر IC 555 وصل میکنیم تا موج خروجی مربعی را تولید کند (این موج به طور مستقیم با خازن مرتبط هستند). این سیگنال از طریق دروازه ST به برد آردوینو Uno داده میشود. آردوینو این فرکانس را اندازه گیری میکند. وقتی این فرکانس شناخته شد آردوینو این مقدار را محاسبه میکند و برای نمایش به ال سی دی کاراکتری میفرستد.

آموزش استفاده از Gate (دروازه) اشمیت تریگر

این دروازه IC خروجی را بر اساس سطح ولتاژ ورودی فراهم می کند. Schmitt Trigger دارای یک ولتاژ THERSHOLD است، هنگامی که سیگنال ورودی که روی دروازه اعمال می شود دارای ولتاژ بیشتر از THRESHOLD دروازه باشد، OUTPUT بالاتر می رود. اگر سطح سیگنال ولتاژ ورودی از THRESHOLD کمتر باشد، خروجی دروازه پایین خواهد بود.

ما قصد داریم از تراشه 74HC14 استفاده کنیم، این تراشه دارای 6 دروازه Schmitt Trigger است.

همچنین ببینید : پروژه فرکانس متر با آردوینو

قطعات مورد نیاز این پروژه آردوینو

• برد آردوینو UNO
• IC  تایمر 555
• آی سی 74HC14
• مقاومت 10 کیلو اهم
• مقاومت 1 کیلو اهم (2 عدد)
• خازن 100 نانو فاراد
• خازن 1000 پیکو فاراد
• ال سی دی کاراکتری 16*2
• کامپایلر آردوینو : دانلود آردوینو

توضیحات کد پروژه

در قسمت اول کد ما کتابخانه ال سی دی کاراکتری را فراخوانی میکنیم و پین های آن را مشخص میکنیم.

#include <LiquidCrystal.h> // فراخوانی کتابخانه ال سی دی کاراکتری
LiquidCrystal lcd(2, 3, 4, 5, 6, 7);

در این فسمت ما خط اول ال سی دی کاراکتری را تنظیم میکنیم :

    lcd.setCursor(0,0); // مکان نمایش
    lcd.print("capacitance ="); // نمایش کلمه ظرفیت خازن =

در این فسمت ما خط دوم ال سی دی کاراکتری را تنظیم میکنیم که شامل فرمول بدست آوردن ظرفیت خازن است.

    frequency=1000000/Ttime; // ابتدا فرکانس را  بر حسب میکروثانیه بدست می آرویدم
    capacitance = (1.44*1000000000)/(20800*frequency);   //ظرفیت خازن بر حسب نانو فاراد
    lcd.setCursor(0,1); // مکان نمایش
    lcd.print(capacitance); // کلمه ظرفیت
    lcd.print(" nF   "); // نمایش واحد نانو فاراد
    delay(500); // به مدت 0.5 ثانیه