Circuito de medidor de capacitancia digital usando Arduino

Circuito de medidor de capacitancia digital usando Arduino

En esta publicación vamos a construir un circuito de medidor de capacitancia digital usando Arduino que puede medir la capacitancia de los capacitores que van desde 1 microfaradio a 4000 microfaradios con una precisión razonable.

Introducción

Medimos el valor de los capacitores cuando los valores escritos en el cuerpo del capacitor no son legibles, o para encontrar el valor del capacitor envejecido en nuestro circuito que necesita ser reemplazado tarde o temprano y hay varias otras razones para medir la capacitancia.



Para encontrar la capacitancia, podemos medir fácilmente usando un multímetro digital, pero no todos los multímetros tienen la función de medición de capacitancia y solo los multímetros costosos tienen esta funcionalidad.

Entonces, aquí hay un circuito que se puede construir y usar con facilidad.

Nos estamos enfocando en capacitores con un valor mayor de 1 microfaradio a 4000 microfaradios que son propensos a perder su capacitancia debido al envejecimiento, especialmente los capacitores electrolíticos, que consisten en electrolito líquido.

Antes de entrar en detalles del circuito, veamos cómo podemos medir la capacitancia con Arduino.

La mayoría de los medidores de capacitancia Arduino se basan en la propiedad de constante de tiempo RC. Entonces, ¿qué es la constante de tiempo RC?

La constante de tiempo del circuito RC se puede definir como el tiempo que tarda el condensador en alcanzar el 63,2% de la carga completa. Cero voltios es 0% de carga y 100% es la carga de voltaje total del capacitor.

El producto del valor de la resistencia en ohmios y el valor del condensador en faradios da la constante de tiempo.

T = R x C

T es la constante de tiempo

Al reorganizar la ecuación anterior obtenemos:

C = T / R

C es el valor de capacitancia desconocido.

T es la constante de tiempo del circuito RC, que es el 63,2% del condensador de carga completa.

R es una resistencia conocida.

El Arduino puede detectar el voltaje a través de un pin analógico y el valor conocido de la resistencia se puede ingresar en el programa manualmente.

Al aplicar la ecuación C = T / R en el programa, podemos encontrar el valor de capacitancia desconocido.

A estas alturas ya tendrá una idea de cómo podemos encontrar el valor de la capacitancia desconocida.

En esta publicación, he propuesto dos tipos de medidor de capacitancia, uno con pantalla LCD y otro con monitor en serie.

Si usted es un usuario frecuente de este medidor de capacitancia, es mejor optar por un diseño de pantalla LCD y si no es un usuario frecuente, mejor opte por un diseño de monitor en serie porque le ahorrará dinero en la pantalla LCD.

Ahora pasemos al diagrama de circuito.

Medidor de capacitancia basado en monitor serial:



Como puede ver, el circuito es muy simple, solo se necesitan un par de resistencias para encontrar la capacitancia desconocida. 1K ohm es el valor de resistencia conocido y la resistencia de 220 ohmios utilizada para descargar el capacitor mientras se lleva a cabo el proceso de medición. voltaje creciente y decreciente en el pin A0 que está conectado entre resistencias de 1K ohmios y 220 ohmios. Tenga cuidado con la polaridad si está utilizando condensadores polarizados como electrolíticos. Programa:
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Sube el código anterior a Arduino con la configuración de hardware completa, inicialmente no conectes el condensador. Abra el monitor serial que dice 'Por favor conecte el condensador'.

Ahora conecte un capacitor, su capacitancia se mostrará como se ilustra a continuación.

También muestra el tiempo necesario para alcanzar el 63,2% del voltaje de carga total del condensador, que se muestra como tiempo transcurrido.

Medidor de capacitancia digital con Arduino

Diagrama de circuito para medidor de capacitancia basado en LCD:

El esquema anterior es la conexión entre la pantalla LCD y Arduino. El potenciómetro de 10K se proporciona para ajustar el contraste de la pantalla. El resto de las conexiones se explican por sí mismas.

El circuito anterior es exactamente el mismo que el diseño basado en monitores en serie, solo necesita conectar la pantalla LCD.

Programa para medidor de capacitancia basado en LCD:

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Con la configuración de hardware completa, cargue el código anterior. Inicialmente no conecte el condensador. La pantalla muestra '¡Por favor conecte el condensador!' ahora conecta el condensador. La pantalla mostrará el valor del condensador y el tiempo transcurrido para alcanzar el 63,2% de la carga completa del condensador.

Prototipo del autor:




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