Měřič kondenzátorů velkých kapacit.
Mariusz Jirounek (mário)
V mém bastl koutku mě scházel přístroj na měření kapacit velkých kondenzátorů. Proto jsem navrhnul a vyrobil měřič vlastní.Vše se povedlo jak mělo a přístroj už slouží. Rozhodl jsem se o tento nápad podělit i s vámi. Materiál se dá vyhrabat ze šuplíkových zásob a konstrukce je také jednoduchá.
Popis konstrukce:
Schéma měřiče lze rozdělit na tři části.Jsou to: Monostabilní klopný obvod dále zdroj konstantního proudu a sledovač napětí s operačním zesilovačem který má na výstupu voltmetr. Měřený kondenzátor se připojuje do monostabilního klopného obvodu jako časovací. Měřená kapacita se tedy převede na čas. Výstup obvodu 555 napájí při měření zdroj konstantního proudu. Ze zdroje konstantního proudu se lineárně s časem nabíjí kondenzátor C 3.Napětí na kondenzátoru C3 se měří voltmetrem s vysokým vstupním odporem. Vysoký vstupní odpor voltmetru zajišťuje operační zesilovač v zapojení jako sledovač napětí. Výstup časovače 555 napájí také LED diodu (D1) ta indikuje nepřipojenou měřenou kapacitu nebo dává podnět k přečtení údaje na měřidle.
Schéma měřiče kapacit
Poznámka k použitému zapojení monostabilního klopného obvodu. V tomto MKO není použit vývod 7 čili vybíjení. Tuto funkci obstarává přepínač PŘ2 -A. A ten je mechanicky spřažen se spínačem PŘ2-B.
Nastavení a kalibrace:
Připravte si několik kondenzátorů s kapacitou 0,2 až 1u nebo 1 až 10u. Pozor keramické kondenzátory mění kapacitu s teplotou. Pro nastavení jsem použil kondíky svitkové a elektrolytické. Dále si připravte digitální multimetr s možností měřit kapacitu. Nejdříve si změřte multimetrem kapacitu kondenzátorů které jste si vybrali pro kalibraci. To proto aby jste věděli co máte na svém měřidle při nastavování hledat. Teď přikročíme k vlastnímu nastavení přístroje. Předpokládám že máte měřič sestavený a vněm zabudovaný voltmetr se kterým se měřidlo bude používat. Běžec trimru P1 nastavte do středu odporové dráhy.Přepínač PŘ2 nastavte do polohy Reset. Přepínačem PŘ1 vyberte jeden ze spodních rozsahů 1u nebo 10u. Ve správné polaritě připojte měřený kondenzátor. Nyní přepínač PŘ2 přepněte do polohy měření. Přitom ledka D1 zhasne, ručka voltmetru se pomalu vychýlí. Až se dioda D1 zas rozsvítí porovnejte si kapacitu kondíku s tím co jste naměřili. Určitě to souhlasit nebude. Proto přepínač PŘ2 přepněte do polohy Reset. Běžcem trimru P1 pohněte směrem k jedné z krajních poloh odporové dráhy. Teda ne nějak drasticky. Měření opakujte pokud se výsledek zlepšil pokračujte takto tak dlouho dokud měřidlo neukazuje přesně. Pokud se výsledek měření zhoršil pak běžcem trimru pohybujte opačným směrem. Před každým dalším nastavováním trimru výsledek předchozího měření vynulujte. S trimrem P1 si musíte vyhrát, ale zato na jednom rozsahu nastavujete všechny.
Použité součástky měřiče
Všechny součástky jsou běžně dostupné. Péči je nutno věnovat výběru odporů R1 až R5. Každý z nich je pro co největší přesnost složen hned z několika kusů. Jde hlavně o to aby celkový odpor R1 byl přesně desetkrát větší než R2, a tento musí být zas desetkrát větší než R3.A tak dál až po R5. Hlavně na tomto záleží přesnost hotového měřidla. Ručkové měřidlo (voltmetr) jsem před použitím vyzkoušel jestli se nezasekává. Na laboratorním zdroji jsem nastavil napětí 10V a voltmetr jsem na toto napětí připojil. Zdroj jsem vypnul ze sítě a měřidlo nechal připojeno dále, pozorně jsem sledoval ručku, jestli se směrem k nule pohybuje bez zasekávání.
R C Polovodiče
R1= 4M7 C1= 15nF T1= BC 557 C tranzistor PNP
R2= 470k C2= 100nF / SMD 1206 IO1= NE 555 časovač
R3= 47k C3= 15uF / 16V tantal IO2= LM 741 operační zesilovač
R4= 4k7
R5= 470R D OSTATNÍ
R6= 4R / 2W D1= červená LED PŘ1= přepínač 5 poloh, pol1
R7= 1k3 D2= 3V0 / 0,5W Zener dioda PŘ2= přepínač dvojitý
R8= 1k2 D3= KY 130 / 150 Voltmetr s rozsahem 10V nebo na něj upravené
R9= 43k ručkové měřidlo.
Plošný spoj a vnější propojení
Vnitřní provedení
Přístroj uvnitř obsahuje dvě desky plošných spojů tj. desku měřiče a desku napájecího zdroje. Proto má zdroj svoje číslování součástek. Odporová dekáda R1 až R5 na DPS není. Odpory R1 až R5 jsou připájeny jedním koncem k přepínači a na druhé straně k izolovanému pájecímu oku. Znovu zdůrazňuji - dejte si záležet se skládáním a výběrem odporů tvořící dekádu R1 až R5.
Všechny komponenty tj. DPS a trafo jsou upevněny do falešného dna, to má rozměry stejné jako půdorys použité skřínky. Důvod pro který si na všem přidělávám takto práci je ten, že nevidím rád, když z přístroje odkudkoliv chaoticky čouhají upevňovací šroubky.
Použité součástky napájecího zdroje
C D
C1=1000uF / 50V elektrolyt D1= diodový můstek
C2=4u7/ 50V elektrolyt D2= KY 130/150
C3=0,1uF/ 50V keramika D3=10V/ 0,5W zenerka
C4=0,1uF/ 50V keramika D4=zelená ledka
C5=100uF/63V elektrolyt D5= KY 130/150
C6=100uF/ 63V elektrolyt D6= KY 130/150
C7=47uF/ 50V elektrolyt D7= 5V1/ 0,5W zenerka
R1=1k3 IO1= 7805 kladný stab.nutno přidělat na chladící plech.
R2=2k2 TR1= 230/ 15V/ 0,2A trafo
S1 =230V spínač dvojitý
Návod napoužívánípřístroje
Přepínač PŘ2 je v poloze Reset. Zvolte vhodný měřící rozsah. Připojte měřený kondenzátor ve správné polaritě. PŘ2 přepněte na měření. Červená ledka zhasne a ručka měřidla se začne vychylovat. Vyčkejte až se ledka zase rozsvítí a to už musí i ručka měřidla ukazovat správný údaj. Vývodů kondenzátoru se při měření nedotýkejte, znehodnotilo by to výsledek měření. Před dalším měřením přístroj vynulujte. Dlouho skladované nepoužívané elektrolytické kondenzátory měřte několikrát a nejprve na vyšším rozsahu. Dále je nutné po rozsvícení červené ledky údaj hned přečíst nebo měření zopakovat.
Odporová dekáda měřiče
Napájecí zdroj