DIY LC-Meter

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Mein Capmeter ist gut geeignet für Kondensatorenwerte von etwa 100pF bis einigen Tausend µF. Sehr kleine Werte werden damit zu ungenau gemessen. Ich war außerdem auf der Suche nach einem L-Meter, um Induktivitäten zu messen.

Im Internet ist eine Schaltung sehr verbreitet, die die Induktivität einer Spule indirekt über die Frequenz eines Schwingkreises misst. Mit derselben Schaltung lassen sich auch Kapazitäten messen.

Die Schaltung und die ganze Intelligenz dazu stammt nicht von mir. Die Software habe ich aber selbst entwickelt und einen Prototypen gebaut. Dies ist hier beschrieben.

Designziel

Messgerät um Induktivitäten von 1µH bis 10mH messen zu können. Eigenständiges Gerät mit LCD-Anzeige. 9V Anschluss.

Theory of operation

Ein LC-Kreis produziert eine Frequenz, die mit den Werten von L und C variiert. Aus den drei Werten f,L,C kann man bei gegebenen zwei Werten den dritten berechnen.

(Zur Darstellung der Formeln wird ein Browser benötigt der MathML versteht. Beispiel: neuerer Firefox, Safari)

Frequenz im LC-Kreis

1

2 π

L C

Umgestellt nach L:L=14π2f2C

Umgestellt nach C:C=14π2f2L

Dieses Prinzip wird hier angewandt. Zu einem vorhandenen Schwingkreis besteht aus einem Kondensator Co und einer Spule Lo werden die zu testenden Bauteile hinzugefügt. Das zu testende Bauteil wird im Messkreis in Serie geschaltet ( Induktivität) bzw. parallel geschaltet (Kondensator).

L-Messung: Der Wert des Kondensators ist bekannt (Co). Die Frequenz wird mittels AVR gemessen. Anhand obiger Formel wird die Induktivität berechnet. Vom berechneten Wert wird der Wert Lo subtrahiert. Das Ergebnis ist die Induktivität der zu testenden Spule.

C-Messung: Der Wert der Induktivität ist bekannt (Lo). Die Frequenz wird mittels AVR gemessen. Anhand obiger Formel wird die Kapazität berechnet. Vom berechneten Wert wird der Wert Co subtrahiert. Das Ergebnis ist die Kapazität des zu testenden Kondensators.

Umsetzung

​​​​​ LC-Meter

Theory of operation

Formel

Cx = 1/(4*PI*f^2*L0) -C0 Lx = …

Umschalter L-Messung (L-Mode) und C-Messung (C-Mode) Relais zur Zuschaltung eines Kalibrierkondensator Ck

L-Messung DUT in Serie C-Messung DUT parallel o

AVR: - Misst Frequenz - schaltet Kalibrierirelais - Ermittelt Stellung des L/C mode Schalters

Kalibrierungsalgorithmus 1. Stelle sicher das C-Mode eingeschaltet ist 2. Messe Frequenz f0 nur mit C0 3. Messe Frequenz f1 mit C=C0+Ck 4. Berechne C0 aus Verhältnis f0,f1,Ck 5. Berechne L0 aus Ck,C0,f

L0 = 100u C0 = 1n

Port Belegung AVR

PB0 LC Detect PB1 T1 (Frequency in) PB2 Relais coil

PA0 LCD Data4 11 PA1 LCD Data5 12 PA2 LCD Data6 13 PA3 LCD Data7 14 PA4 LCD RS 4 PA5 LCD RW 5 PA6 LCD E 6

Wie man es nicht machen sollte…

 

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