فهرست مطالب

سنج (lcmeter)

پروژه خازن‌سنج و سلف‌سنج یکی از پروژه‌های پرکاربرد در حوزه الکترونیک است که به منظور اندازه‌گیری ظرفیت خازن‌ها و اندوکتانس سلف‌ها به کار می‌رود. این پروژه می‌تواند به عنوان ابزار تست و عیب‌یابی در کارگاه‌های الکترونیک و آزمایشگاه‌ها مورد استفاده قرار گیرد. در این توضیح، به اصول کاری، اجزای کلیدی، نحوه طراحی و مراحل ساخت خازن‌سنج و سلف‌سنج می‌پردازیم. همیشه سنجش مقدار خازن و همچنین سلف ( به وسیله Lcmeter) برای علاقه مندان الکترونیک یک چالش بوده.

و دستگاه های LCR متر که این اندازه گیری را انجام می دهند از قیمت بالایی برخوردار بوده و برای خیلی از افراد تهیه یک دستگاه LCR صرفه اقتصادی ندارد.

1. خازن‌سنج چیست؟

خازن‌سنج دستگاهی است که ظرفیت خازن‌ها را اندازه‌گیری می‌کند. واحد اندازه‌گیری ظرفیت خازن فاراد (F) است. با این دستگاه می‌توان ظرفیت خازن‌های مختلف از چند پیکوفاراد (pF) تا چند میلی‌فاراد (mF) را با دقت اندازه‌گیری کرد.

2. سلف‌سنج چیست؟

سلف‌سنج دستگاهی است که اندوکتانس سلف‌ها را اندازه‌گیری می‌کند. واحد اندوکتانس هنری (H) است. این دستگاه برای اندازه‌گیری سلف‌هایی با اندوکتانس‌های کوچک در مقیاس میکروهنری (µH) تا میلی‌هنری (mH) به کار می‌رود.

3. اجزای اصلی خازن‌سنج و سلف‌سنج

الف) مولد سیگنال یا نوسان‌ساز (Oscillator):

در هر دو دستگاه، یکی از اجزای اصلی، مولد سیگنال است که یک سیگنال سینوسی یا مربعی با فرکانس مشخص تولید می‌کند. این سیگنال به مدارهای اندازه‌گیری ارسال می‌شود و پاسخ مدار نسبت به خازن یا سلف مورد تست تحلیل می‌شود.

ب) میکروکنترلر یا مدار دیجیتال:

برای تحلیل نتایج اندازه‌گیری شده و نمایش آن‌ها، از یک میکروکنترلر استفاده می‌شود. میکروکنترلر با استفاده از فرمول‌های محاسباتی، ظرفیت خازن یا اندوکتانس سلف را محاسبه کرده و نتایج را روی نمایشگر نشان می‌دهد.

ج) مدارهای کمکی و تقویت‌کننده‌ها:

این مدارها برای بهبود دقت اندازه‌گیری به کار می‌روند. مثلاً استفاده از تقویت‌کننده‌های عملیاتی (Op-Amps) برای تقویت سیگنال‌ها و کاهش نویز یکی از راه‌های افزایش دقت اندازه‌گیری است.

د) نمایشگر (LCD یا LED):

نتایج نهایی اندازه‌گیری بر روی یک نمایشگر دیجیتالی نمایش داده می‌شود. این نمایشگر می‌تواند یک LCD ساده باشد که مقدار ظرفیت یا اندوکتانس را نشان می‌دهد.

4. نحوه عملکرد خازن‌سنج

خازن‌سنج‌ها معمولاً با استفاده از مدار نوسان‌ساز RC (مقاومت-خازن) کار می‌کنند. در این روش، خازن ناشناخته به مدار متصل می‌شود و با استفاده از فرمول‌های مربوط به فرکانس نوسان‌ساز، ظرفیت خازن محاسبه می‌شود. مراحل به این شکل است:

1. نوسان‌سازی: مدار نوسان‌ساز سیگنال متناوب تولید می‌کند که به خازن اعمال می‌شود.
2. اندازه‌گیری فرکانس: فرکانس نوسان مدار، به ظرفیت خازن وابسته است.
3. محاسبه ظرفیت خازن: با استفاده از فرمول‌های مربوط به مدار نوسان‌ساز، ظرفیت خازن محاسبه می‌شود و روی نمایشگر نشان داده می‌شود.

5. نحوه عملکرد سلف‌سنج

سلف‌سنج‌ها معمولاً با استفاده از مدار نوسان‌ساز LC (سلف-خازن) کار می‌کنند. در این روش، سلف ناشناخته به مدار متصل می‌شود و با توجه به فرکانس نوسان‌ساز و پارامترهای مدار، اندوکتانس محاسبه می‌شود. مراحل به این صورت است:

1. نوسان‌سازی: مدار نوسان‌ساز LC سیگنال متناوب تولید می‌کند.
2. اندازه‌گیری فرکانس: فرکانس نوسان مدار به اندوکتانس سلف وابسته است.
3. محاسبه اندوکتانس: با استفاده از فرمول‌های مربوط به مدار نوسان‌ساز LC، اندوکتانس سلف ناشناخته محاسبه می‌شود.

6. مراحل طراحی پروژه خازن‌سنج و سلف‌سنج

1. انتخاب مدار نوسان‌ساز مناسب:

• برای خازن‌سنج، مدار نوسان‌ساز RC باید طراحی شود که با استفاده از آن ظرفیت خازن قابل محاسبه باشد.
• برای سلف‌سنج، مدار نوسان‌ساز LC به کار می‌رود که با تغییر فرکانس نوسان به اندوکتانس سلف وابسته است.
  

  2. انتخاب و برنامه‌ریزی میکروکنترلر:

  برای خواندن فرکانس نوسانات و محاسبه ظرفیت یا اندوکتانس، یک میکروکنترلر انتخاب می‌شود که به طور معمول از میکروکنترلرهای AVR یا Arduino استفاده می‌شود. میکروکنترلر باید برنامه‌ریزی شود تا داده‌های ورودی را تحلیل کرده و نتایج را به نمایشگر ارسال کند.

  3. طراحی مدار نمایشگر:

  یک نمایشگر LCD یا LED ساده می‌تواند برای نمایش ظرفیت خازن یا اندوکتانس سلف به کار رود. این نمایشگر باید به خروجی میکروکنترلر متصل شود.

  4. تست و کالیبراسیون:

  پس از ساخت مدار، دستگاه باید با خازن‌ها و سلف‌های شناخته شده تست و کالیبره شود تا دقت اندازه‌گیری افزایش یابد.

این پروژه یک خازن سنج و سلف سنج با دقت با بالا و خطای 1 درصد می باشد .

دلیل دقت بالای این برد امکان کالیبره کردن آن هست که موجب می شود خطای سنجش مقادیر بشدت کم بشود.

در این پروژه از یک میکروکنترولر ATMEGA8 استفاده شده که برنامه آن به زبان برنامه نویسی بیسیک و توسط نرم افزار bascom نوشته شده است .

پروگرام میکرو چهار مرحله ای خواهد بود .

این پروژه شامل :

فایل PCB

فایل های برنامه

راهنمای پروگرام برنامه

در صورت داشتن هرگونه سوال با ما تماس بگیرید یا در دایرکت ایستاگرام ما پیام بدهید.

دیگر پروژه های ما:

پروژه خازن سنج و سلف سنج