הסבר על שני מעגלי מד קיבול פשוטים - באמצעות IC 555 ו- IC 74121

בפוסט זה נדבר על כמה מעגלים קטנים קלים אך שימושיים מאוד בצורה של מד תדרים ומד קיבוליות באמצעות IC 555 בכל מקום.

איך עובדים קבלים

קבלים הם אחד המרכיבים האלקטרוניים העיקריים המגיעים למשפחת הרכיבים הפסיביים.

אלה נמצאים בשימוש נרחב במעגלים אלקטרוניים ולמעשה לא ניתן לבנות מעגל מבלי לערב את החלקים החשובים הללו.

הפונקציה הבסיסית של קבלים היא לחסום את DC ולהעביר AC או במילים פשוטות כל מתח הפועם באופיו יורשה לעבור דרך קבלים וכל מתח שאינו מקוטב או בצורה של DC ייחסם על ידי קבלים בתהליך הטעינה.

פונקציה חשובה נוספת של קבלים היא אחסון חשמל בדרך של טעינה והספקתו בחזרה למעגל מחובר בתהליך הפריקה.

שניים לעיל הפונקציות העיקריות של הקבלים משמשים ליישום מגוון פעולות מכריעות במעגלים אלקטרוניים המאפשרים לקבל יציאות בהתאם למפרט הנדרש של התכנון.

אולם בניגוד נגדים, קבלים קשים למדידה בשיטות רגילות.

לדוגמא, למולטיטסטר רגיל יכולות להיות תכונות מדידה רבות הכוללות מד OHM, מד מתח, מד זרם, בודק דיודות, בודק hFE וכו ', אך אולי פשוט לא יהיה הזוי. תכונת מדידת קיבול .

נראה כי התכונה של מד קיבוליות או מד אינדוקציה זמינה רק בסוגים יוקרתיים של מולטימטר שבהחלט אינם זולים ולא כל תחביב חדש עשוי להיות מעוניין לרכוש אחד כזה.

המעגל הנדון כאן מתמודד ביעילות רבה עם נושאים אלה ומראה כיצד לבנות הצטיינות קיבולת זולה פשוטה מד תדרים אשר ניתן לבנות בבית על ידי כל טירון אלקטרוני ולהשתמש בו ליישום שימושי המיועד.

תרשים מעגלים

כיצד תדר עובד לזיהוי קיבוליות

בהתייחס לדמות, ה- IC 555 מהווה את לב התצורה כולה.

שבב תכליתי זה של סוס עבודה מוגדר במצב הסטנדרטי ביותר שלו שהוא מצב המולטיברטור החד-פעמי.
כל שיא חיובי של הדופק המופעל בכניסה שהוא סיכה מס '2 של ה- IC יוצר פלט יציב עם תקופה קבועה קבועה מראש שנקבעה על ידי P1 המוגדרת מראש.

עם זאת, בכל נפילה בשיא הדופק, המאפס הבודד מתאפס ומפעיל אוטומטית עם השיא הבא.

זה מייצר מעין ערך ממוצע בפלט ה- IC שעבורו הוא פרופורציונלי ישירות לתדר השעון המופעל.

במילים אחרות הפלט של ה- IC 555 המורכב מכמה נגדים וקבלים משלב את סדרת הפולסים כדי לספק ערך ממוצע יציב ביחס ישר לתדר המיושם.

ניתן לקרוא או להציג את הערך הממוצע בקלות על פני מד סליל נע המחובר על פני הנקודות המוצגות.

אז הקריאה לעיל תיתן קריאה ישירה של התדר, כך שיש לנו מד תדרים מסודר למראה.

שימוש בתדירות למדידת קיבוליות

כעת, כאשר אנו מסתכלים על האיור הבא למטה אנו יכולים לראות בבירור כי על ידי הוספת מחולל תדרים חיצוני (IC 555 אסטאלי) למעגל הקודם, ניתן להפוך את המד לפרש את ערכי הקבל על פני הנקודות המצוינות, מכיוון שקבל זה ישירות משפיע או פרופורציונאלי לתדר מעגל השעון.

לכן, ערך התדר הנקי המוצג כעת בפלט יתאים לערך הקבל המחובר על פני הנקודות הנדונות לעיל.

זה אומר שעכשיו יש לנו שניים במעגל אחד שיכולים למדוד את הקיבול כמו גם את התדר, תוך שימוש בכמה ICs וכמה חלקים אלקטרוניים מזדמנים. עם מעט שינויים המעגל יכול לשמש בקלות כטכומטר או כציוד דלפק סל'ד.

רשימת חלקים

• R1 = 4K7
• R3 = יכול להיות שונה 100K סיר
• R4 = 3K3,
• R5 = 10K,
• R6 = 1K,
• R7 1K,
• R8 = 10K,
• R9, R10 = 100K,
• C1 = 1uF / 25V,
• C2, C3, C6 = 100n,
• C4 = 33uF / 25V,
• T1 = BC547
• IC1, IC2 = 555,
• M1 = מטר FSD 1V,
• D1, D2 = 1N4148

מד קיבוליות באמצעות IC 74121

מעגל מד קיבול פשוט זה מספק 14 טווחי מדידת קיבול ליניאריים, בין 5 pF ל- 15 uF FSD. S1 משמש כמתג טווח ופועל בשיתוף פעולה עם S4 (s1 / x10) ו- S3 (x l) או S2 (x3). ה- IC 7413 פועל כמו מתנד יציב, יחד עם R1 ו- C1 עד C6 שפועלים כמו האלמנטים הקובעים תדרים.

שלב זה מפעיל את ה- IC 74121 (רב-ויברטור מונו-יציב) כך שהוא מייצר גל ריבוע אסימטרי עם תדר חוזר, כאשר ערך זה נקבע על ידי החלקים R1 ו- C1 עד C6 ועם מחזור חובה כפי שהוחלט על ידי R2 (או R3) ו- Cx. .

הערך האופייני של מתח גל מרובע זה משתנה באופן ליניארי עם שינוי מחזור החובה, אשר בתורו משתנה באופן ליניארי על סמך הערך של Cs, הערך של R2 / R3 (s10 / x I) והתדר (שנקבע על ידי מיקום מתג S1).

מתגי בורר הטווח הסופי S3j ..- xl) ו- 52 (x3) מכניסים בעצם נגד בסדרה עם המונה. התצורה סביב הפינים 10 והסיכה 11 של ה- IC 74121, ובשביל ה- Cx חייבים להיות קצרים ונוקשים ככל האפשר, כדי להבטיח שקיבולת התועה כאן תהיה מינימלית וללא תנודות. P5 ו- P4 משמשים לכיול אפס עצמאי לטווחי קיבול נמוכים. בכל הטווחים הגבוהים יותר, הכיול שנעשה על ידי oreset P3 מספיק מספיק. F.s.d. הכיול פשוט למדי.

אל תחילה הלחמה C6 במעגל, אלא תחבר אותו מעל המסופים המסומנים Cx עבור הקבל הלא ידוע. שים את S1 במצב 3, S4 במצב x1 ו- S2 סגור (s3) זה מוגדר לטווחים של 1500 pF f.s.d. כעת, C6 הופך להיות מוכן להחלה כערך סימן ספסל כיול. לאחר מכן, סיר P1 משופץ עד לפענוח המונה 2/3 של f.s.d. לאחר מכן, ניתן להעביר את S4 למצב 'x 10', S2 מוחזק פתוח ו- S3 סגור (x1) זה משתווה ל- 5000 pF f.s.d., תוך כדי עבודה עם C6 כקבל הלא ידוע. התוצאה עבור מערך מלא זה אמורה לספק 1/5 מה- fs.d.

מצד שני תוכלו לרכוש מגוון קבלים ידועים במדויק ולהשתמש בהם על פני נקודות Cx ואז להתאים את הסירים השונים לתיקון הכיולים על לוח המחוונים כראוי.

עיצוב PCB

עוד מעגל מד קיבוליות פשוט אך מדויק

כאשר מפעילים מתח קבוע על קבל דרך נגד, מטען הקבל עולה באופן אקספוננציאלי. אבל אם האספקה ​​על פני קבלים היא ממקור זרם קבוע, המטען על הקבל מציג עליות די ליניאריות.

עיקרון זה בו טעון קבלים משמש ליניארי במד הקיבול הפשוט שנדון להלן. הוא נועד למדוד את ערכי הקבלים הרבה מעבר לטווח של מטרים אנלוגיים דומים רבים.

באמצעות אספקת זרם קבוע, המונה קובע את הזמן הדרוש להשלמת המטען על הקבל הלא ידוע למתח ייחוס ידוע כלשהו. המונה מספק 5 טווחים בקנה מידה מלא של 1,10, 100, 1000 ו -10,000 µF. בסולם 1 µF ניתן למדוד ערכי קיבול זעירים כמו 0.01 µF ללא קושי.

איך זה עובד.

כפי שמוצג באיור, החלקים D1, D2, R6, Q1 ואחד הנגדים על פני R1 עד R5 מספקים בחירה 5 לאספקת הזרם הקבוע דרך המתג S1A.

כאשר S2 מוחזק במצב המצוין, זרם קבוע זה מתקצר לקרקע דרך S2A. כאשר S2 מוחלף בבחירה החלופית, הזרם הקבוע מונע אל תוך הקבל הנבדק, על פני BP1 ו- BP2, שמאלץ את מטען הקבל במצב ליניארי.

מגבר אופ IC1 מחובר כמו משווה, כאשר סיכת הכניסה (+) שלו מחוברת ל- R8, המתקנת את רמת מתח הייחוס.

ברגע שהמטען ההולך וגדל באופן לינארי על פני הקבל הנבדק, מגיע לכמה מיליוולט גבוה יותר מאשר (-) סיכת כניסה של IC1, הוא מעביר באופן מיידי את תפוקת המשווה מ- 12 וולט ל -12 וולט.

זה גורם לפלט של המשווה להפעיל מקור זרם קבוע שנעשה באמצעות החלקים D3, D4, D5, R10, R11 ו- Q2.

במקרה שאם S2A מועבר לקרקע, בדיוק כמו S2B, זה גורם לקצר של מסופי C1 הקבל, מה שהופך את הפוטנציאל על פני C1 לאפס. כאשר S2 במצב פתוח, העובר זרם קבוע דרך C1 מפעיל את המתח על פני C1 לגדול בצורה ליניארית.

כאשר המתח על פני הקבל הנבדק גורם להחלפת המשווה, גורם לדיודה D6 להפוך למוטה לאחור. פעולה זו מונעת את טעינת C1 עוד יותר.

מכיוון שהטעינה של C1 מתרחשת רק עד לנקודה בה מצב פלט המשווה פשוט מתחלף, מרמז שהמתח שפותח על פניו צריך להיות ביחס ישר לערך הקיבול של הקבל הלא ידוע.

כדי להבטיח שה- C1 לא יתפרק בזמן שמד M1 מודד את המתח שלו, משולב שלב המאגר בעל העכבה הגבוהה, שנוצר באמצעות IC2.

הנגד R13 והמטר M1 מהווים צג מד מתח בסיסי בסביבות 1 וולט FSD. במידת הצורך ניתן היה להשתמש במד מתח מרוחק בתנאי שהוא כולל טווח בקנה מידה מלא של פחות מ -8 וולט. (אם אתה משלב מד חיצוני מסוג זה, הקפד להגדיר R8 בטווח של 1 µF, כך שקבל שניתן לזהות במדויק של 1 µF יתאים לקריאה של 1 וולט).

הקבל C2 מנוצל על מנת לנטר תנודה של אספקת הזרם הקבוע Q1, ו- R9 ו- R12 משמשים לשמירה על מגברי הניתוח במקרה ש- DC אספקת החשמל מנותקת בזמן שהקבל הנבדק ו- C1 טעונים, או אחרת הם יכלו להתחיל לפרוק דרך מגברי ה- OP, מה שיוביל לנזק.

רשימת חלקים

עיצובים PCB

כיצד לכייל

לפני אספקת חשמל למעגל מד הקיבול, השתמש במברג עדין כדי להתאים את מחט ה- M1 במדויק לרמת האפס.

מקם קבל ידוע במדויק סביב 0.5 ו- 1.0 µF ב +/- 5%. זה יתפקד כ'סמן ספסל הכיול '.

חבר את הקבל הזה על פני BP1 ו- BP2 (הצד החיובי ל- BP1). התאם את מתג הטווח S1 למיקום '1' (מטר צריך להציג בקנה מידה מלא של 1 µF).

מקם S2 כדי לנתק את עופרת הקרקע משני המעגלים (אספן Q1 ו- Cl). מד ה- M1 יתחיל כעת בתנועה יוקרתית וישקע בקריאה ספציפית. החלפת S2 לאחור חייבת לגרום למונה ליפול מטה בסימן האפס וולט. שנה את S2 פעם נוספת ואשר את הקריאה היוקרתית של המונה.

לחלופין קפצו על S2 וכווננו את R8 עד שתמצאו את המונה המציג את הערך המדויק של 5% מכיול הקבל. הגדרת הכיול אחת בלבד לעיל תספיק למדי לטווחים הנותרים.