Arduino CAP-ESR-FREQ মিটার: 6 টি ধাপ

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 07:56

একটি Arduino Duemilanove সহ CAP-ESR-FREQ মিটার।

এই নির্দেশে আপনি একটি Arduino Duemilanove এর উপর ভিত্তি করে একটি মিটারিং যন্ত্র সম্পর্কে সমস্ত প্রয়োজনীয় তথ্য পেতে পারেন। এই যন্ত্রের সাহায্যে আপনি তিনটি জিনিস পরিমাপ করতে পারেন: ন্যানোফার্ড এবং মাইক্রোফার্ডে ক্যাপাসিটরের মান, একটি ক্যাপাসিটরের সমান সিরি রেজিস্ট্যান্স (ESR ভ্যালু) এবং 1 হার্জ এবং 3 মেগাহার্জের মধ্যে শেষ কিন্তু কমপক্ষে ফ্রিকোয়েন্সি নয়। তিনটি ডিজাইনই Arduino ফোরামে এবং হ্যাকারস্টোরে পাওয়া বর্ণনার উপর ভিত্তি করে। কিছু আপডেট যোগ করার পর আমি সেগুলিকে এক যন্ত্রের সাথে একত্রিত করেছিলাম, শুধুমাত্র একটি Arduino ino প্রোগ্রামের মাধ্যমে নিয়ন্ত্রিত। পিন A1, A2 এবং A3 এর সাথে সংযুক্ত তিনটি অবস্থান নির্বাচক সুইচ S2 এর মাধ্যমে বিভিন্ন মিটার নির্বাচন করা হয়। ESR শূন্যকরণ এবং মিটার নির্বাচন রিসেট A4 এ একটি একক pushbutton S3 এর মাধ্যমে সম্পন্ন করা হয়। সুইচ এস 1 হল পাওয়ার অন/অফ সুইচ, 9 ভি ডিসি ব্যাটারি পাওয়ারের জন্য প্রয়োজন যখন মিটার ইউএসবি এর মাধ্যমে পিসির সাথে সংযুক্ত হয় না। এই পিনগুলি ইনপুটের জন্য ব্যবহার করা হয়: A0: esr ভ্যালু ইনপুট। A5: ক্যাপাসিটরের ইনপুট। D5: ফ্রিকোয়েন্সি ইনপুট.

মিটারটি হিটাচি HD44780 (বা একটি সামঞ্জস্যপূর্ণ) চিপসেটের উপর ভিত্তি করে একটি লিকুইড ক্রিস্টাল ডিসপ্লে (LCD) ব্যবহার করে, যা বেশিরভাগ টেক্সট-ভিত্তিক LCD- তে পাওয়া যায়। লাইব্রেরি 4-বিট মোডে কাজ করে (যেমন rs, enable, এবং rw কন্ট্রোল লাইন ছাড়াও 4 টি ডাটা লাইন ব্যবহার করে)। আমি এই প্রকল্পটি একটি এলসিডি দিয়ে শুরু করেছি মাত্র 2 টি ডেটালাইন (SDA এবং SCL I2C সংযোগ) দিয়ে কিন্তু দুর্ভাগ্যবশত এটি মিটারের জন্য ব্যবহৃত অন্যান্য সফটওয়্যারের সাথে বিরোধপূর্ণ। প্রথমে আমি তাকে তিনটি ভিন্ন মিটার এবং অবশেষে সমাবেশের নির্দেশাবলী ব্যাখ্যা করব। প্রতিটি ধরনের মিটারের সাথে আপনি আলাদা Arduino ino ফাইলটি ডাউনলোড করতে পারেন, যদি আপনি শুধুমাত্র সেই নির্দিষ্ট ধরনের মিটার ইনস্টল করতে চান।

ধাপ 1: ক্যাপাসিটর মিটার

ডিজিটাল ক্যাপাসিটর মিটার হ্যাকারস্টোরের একটি ডিজাইনের উপর ভিত্তি করে। একটি ক্যাপাসিটরের মান পরিমাপ:

ক্যাপাসিট্যান্স হল একটি ক্যাপাসিটরের বৈদ্যুতিক চার্জ সংরক্ষণের ক্ষমতার একটি পরিমাপ। Arduino মিটার ক্যাপাসিটরের একই মৌলিক সম্পত্তির উপর নির্ভর করে: সময় ধ্রুবক। এই সময় ধ্রুবকটি সম্পূর্ণরূপে চার্জ হওয়ার সময় ক্যাপাসিটরের জুড়ে ভোল্টেজের 63.2% পর্যন্ত পৌঁছতে সময় হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়। একটি Arduino ক্যাপাসিট্যান্স পরিমাপ করতে পারে কারণ একটি ক্যাপাসিটরের চার্জ নিতে সময়টি সরাসরি তার ক্যাপাসিট্যান্সের সাথে সমীকরণ TC = R x C. TC হল ক্যাপাসিটরের সময় ধ্রুবক (সেকেন্ডে)। আর হল সার্কিটের প্রতিরোধ (ওহমে)। C হলো ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স (ফ্যারাডে)। ফ্যারাডে ক্যাপাসিট্যান্স ভ্যালু পাওয়ার সূত্র হল C = TC/R।

এই মিটারে R মান 15kOhm এবং 25 kOhm পটমিটার P1 এর মাধ্যমে ক্রমাঙ্কনের জন্য সেট করা যেতে পারে। ক্যাপাসিটরটি পিন D12 এর মাধ্যমে চার্জ করা হয় এবং পিন D7 এর মাধ্যমে পরবর্তী পরিমাপের জন্য ছাড়ানো হয়। চার্জ করা ভোল্টেজের মান পিন A5 এর মাধ্যমে পরিমাপ করা হয়। এই পিনের সম্পূর্ণ এনালগ মান হল 1023, তাই 63.2% 647 এর মান দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা হয়। যখন এই মানটি পৌঁছে যায়, তখন প্রোগ্রামটি উল্লিখিত সূত্রের উপর ভিত্তি করে ক্যাপাসিটরের মান গণনা করে।

ধাপ 2: ইএসআর মিটার

ESR এর সংজ্ঞা দেখুন

মূল Arduino ফোরাম টপিক দেখুন https://forum.arduino.cc/index.php?topic=80357.0 এই বিষয় শুরু করার জন্য szmeu এবং তার esr50_AutoRange ডিজাইনের জন্য মিকানবকে ধন্যবাদ। আমি আমার এসআর মিটার ডিজাইনের জন্য বেশিরভাগ মন্তব্য এবং উন্নতি সহ এই নকশাটি ব্যবহার করেছি।

আপডেট মে 2021: আমার ESR মিটার মাঝে মাঝে অদ্ভুত আচরণ করে। আমি কারণ (গুলি) খুঁজতে অনেক সময় ব্যয় করেছি কিন্তু খুঁজে পাইনি। উপরে উল্লিখিত মূল Arduino ফোরাম পৃষ্ঠাগুলি পরীক্ষা করা সমাধান হতে পারে…।

সমতুল্য সিরিজ প্রতিরোধ (ESR) হল অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধ যা ডিভাইসের ক্যাপাসিট্যান্সের সাথে সিরিজে প্রদর্শিত হয়। এটি মেরামতের সেশনের সময় ত্রুটিপূর্ণ ক্যাপাসিটার খুঁজে পেতে ব্যবহার করা যেতে পারে। কোন ক্যাপাসিটর নিখুঁত নয় এবং ESR আসে সীসা, অ্যালুমিনিয়াম ফয়েল এবং ইলেক্ট্রোলাইটের প্রতিরোধ থেকে। এটি প্রায়ই পাওয়ার সাপ্লাই ডিজাইনের একটি গুরুত্বপূর্ণ প্যারামিটার যেখানে একটি আউটপুট ক্যাপাসিটরের ESR নিয়ন্ত্রকের স্থিতিশীলতাকে প্রভাবিত করতে পারে (যেমন, এটি দোলনা বা লোডের মধ্যে ক্ষতিকারক প্রতিক্রিয়া দেখায়)। এটি একটি ক্যাপাসিটরের অ-আদর্শ বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে একটি যা বৈদ্যুতিন সার্কিটগুলিতে বিভিন্ন ধরণের কর্মক্ষমতা সমস্যা সৃষ্টি করতে পারে। একটি উচ্চ ESR মান শক্তি হ্রাস, শব্দ, এবং একটি উচ্চ ভোল্টেজ ড্রপ কারণে কর্মক্ষমতা হ্রাস।

পরীক্ষার সময়, একটি পরিচিত স্রোত খুব অল্প সময়ের জন্য ক্যাপাসিটরের মধ্য দিয়ে যায় যাতে ক্যাপাসিটর পুরোপুরি চার্জ না করে। বর্তমান ক্যাপাসিটর জুড়ে একটি ভোল্টেজ তৈরি করে। এই ভোল্টেজটি হবে ক্যাপাসিটরের কারেন্ট এবং ইএসআর প্লাস এবং ক্যাপাসিটরের ছোট চার্জের কারণে নগণ্য ভোল্টেজ। যেহেতু কারেন্ট জানা আছে, তাই ESR ভ্যালু মাপা ভোল্টেজকে কারেন্ট দিয়ে ভাগ করে গণনা করা হয়। ফলাফলগুলি তখন মিটার ডিসপ্লেতে প্রদর্শিত হয়। পরীক্ষার স্রোতগুলি ট্রানজিস্টর Q1 এবং Q2 এর মাধ্যমে উৎপন্ন হয়, তাদের মান হল 5mA (উচ্চ পরিসরের সেটিং) এবং 50mA, (নিম্ন পরিসরের সেটিং) R4 এবং R6 এর মাধ্যমে। ট্রান্সজিস্টার Q3 এর মাধ্যমে ডিসচার্জ করা হয়। ক্যাপাসিটরের ভোল্টেজ এনালগ ইনপুট A0 এর মাধ্যমে পরিমাপ করা হয়।

ধাপ 3: ফ্রিকোয়েন্সি মিটার

Arduino ফোরামের মূল তথ্যের জন্য দেখুন: https://forum.arduino.cc/index.php? Topic = 324796.0#main_content_section। তার মহান ফ্রিকোয়েন্সি মিটার ডিজাইনের জন্য arduinoaleman কে ধন্যবাদ।

ফ্রিকোয়েন্সি কাউন্টার নিম্নরূপ কাজ করে: 16 বিট টাইমার/কাউন্টার 1 পিন D5 থেকে আসা সমস্ত ঘড়ি যোগ করবে। টাইমার/কাউন্টার 2 প্রতি মিলিসেকেন্ড (প্রতি সেকেন্ডে 1000 বার) একটি বাধা তৈরি করবে। যদি টাইমার/কাউন্টার 1 এ ওভারফ্লো থাকে, তাহলে ওভারফ্লো_কাউন্টার এক দ্বারা বাড়ানো হবে। 1000 বাধা দেওয়ার পর (= ঠিক এক সেকেন্ড) ওভারফ্লোর সংখ্যা 65536 দ্বারা গুণিত হবে (এটি যখন কাউন্টার প্রবাহিত হয়)। চক্র 1000 এ কাউন্টারের বর্তমান মান যোগ করা হবে, যা আপনাকে শেষ সেকেন্ডের সময় আসা ঘড়ির টিকগুলির মোট সংখ্যা দেবে। এবং এটি আপনি যে ফ্রিকোয়েন্সি পরিমাপ করতে চেয়েছিলেন তার সমতুল্য (ফ্রিকোয়েন্সি = ঘড়ি প্রতি সেকেন্ড)। পদ্ধতি পরিমাপ (1000) কাউন্টার সেট আপ এবং তাদের আরম্ভ করা হবে। তারপরে একটি হুইল লুপ অপেক্ষা করবে যতক্ষণ না অন্তরায় পরিবেশনকারী রুটিন পরিমাপ_ প্রস্তুত করে সত্য। এটি ঠিক 1 সেকেন্ডের পরে (1000ms বা 1000 interrupts)। শখের জন্য এই ফ্রিকোয়েন্সি কাউন্টার খুব ভাল কাজ করে (নিম্ন ফ্রিকোয়েন্সি ছাড়া আপনি 4 বা 5 ডিজিটের নির্ভুলতা পেতে পারেন)। বিশেষ করে উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিগুলির সাথে কাউন্টারটি খুব নিখুঁত হয়। আমি মাত্র dig টি সংখ্যা প্রদর্শন করার সিদ্ধান্ত নিয়েছি। যাইহোক, আপনি এটি LCD আউটপুট বিভাগে সামঞ্জস্য করতে পারেন। আপনাকে ফ্রিকোয়েন্সি ইনপুট হিসাবে Arduino এর D5 পিন ব্যবহার করতে হবে। এটি এটিমেগা চিপের 16 বিট টাইমার/কাউন্টার 1 ব্যবহারের জন্য একটি পূর্বশর্ত। (অনুগ্রহ করে অন্যান্য বোর্ডের জন্য Arduino পিন চেক করুন)। এনালগ সিগন্যাল বা লো-ভোল্টেজ সিগন্যাল পরিমাপের জন্য একটি প্রি-এম্প্লিফায়ার ট্রানজিস্টার BC547 এবং 74HC14N IC সহ একটি ব্লক পালস শেপার (Schmitt ট্রিগার) যুক্ত করা হয়।

ধাপ 4: উপাদান সমাবেশ

ESR এবং CAP সার্কিটগুলি 0.1 ইঞ্চি দূরত্বের ছিদ্রযুক্ত পারফোর্ডের একটি অংশে মাউন্ট করা হয়েছে। FREQ সার্কিটটি একটি পৃথক পারফোর্ডে মাউন্ট করা হয়েছে (এই সার্কিটটি পরে যুক্ত করা হয়েছিল)। তারযুক্ত সংযোগের জন্য পুরুষ হেডার ব্যবহার করা হয়। এলসিডি স্ক্রিনটি বক্সের উপরের কভারে মাউন্ট করা আছে, একসাথে চালু/বন্ধ সুইচ সহ। (এবং ভবিষ্যতের আপডেটের জন্য একটি অতিরিক্ত সুইচ)। লেআউটটি কাগজে তৈরি করা হয়েছিল (ফ্রিজিং বা অন্যান্য ডিজাইন প্রোগ্রাম ব্যবহারের চেয়ে অনেক সহজ)। এই কাগজের লেআউটটি পরবর্তীতে রিয়েল সার্কিট চেক করার জন্যও ব্যবহার করা হয়েছিল।

ধাপ 5: বক্স সমাবেশ

একটি কালো প্লাস্টিকের বাক্স (মাত্রা WxDxH 120x120x60 মিমি) সমস্ত উপাদান এবং উভয় সার্কিট বোর্ড মাউন্ট করার জন্য ব্যবহার করা হয়েছিল। Arduino, perfboard সার্কিট এবং ব্যাটারি হোল্ডার সহজ সমাবেশ এবং সোল্ডারিং জন্য একটি 6mm কাঠের মাউন্ট প্লেট মাউন্ট করা হয়। এইভাবে সবকিছু একত্রিত করা যায় এবং শেষ হলে এটি বাক্সের ভিতরে স্থাপন করা যেতে পারে।

ধাপ 6: চূড়ান্ত তারের

অবশেষে সমস্ত অভ্যন্তরীণ তারযুক্ত সংযোগগুলি বিক্রি করা হয়। যখন এটি সম্পন্ন হয়েছিল, আমি ওয়্যারিং ডায়াগ্রামে T1, T2 এবং T3 পরীক্ষা সংযোগের মাধ্যমে esr সুইচিং ট্রানজিস্টর পরীক্ষা করেছি। আমি প্রতি সেকেন্ডে সংযুক্ত আউটপুট D8, D9 এবং D10 কে উচ্চ থেকে নিম্ন পর্যন্ত পরিবর্তন করার জন্য একটি ছোট পরীক্ষা প্রোগ্রাম লিখেছিলাম এবং টি 1, টি 2 এবং টি 3 সংযোগে এটি একটি অসিলোস্কোপ দিয়ে পরীক্ষা করেছিলাম। কুমিরের ক্লিপ সংযোগ দিয়ে তৈরি।

ফ্রিকোয়েন্সি পরিমাপের জন্য দীর্ঘ পরীক্ষার তারগুলি ব্যবহার করা যেতে পারে।

শুভ পরীক্ষা!