Hướng dẫn DIY - Mạch đo cuộn cảm - USB - PC

#1
Mình không "khoái" việc làm mạch gì mà không hiểu hết, không chủ động công nghệ,
Nhưng thấy cái mạch đo L-C bằng USB này hay quá, Không "cầm lòng" được ! (không có mã nguồn, chỉ có file HEX cho chip PIC và file EXE chạy windows)
Làm thử một cái, hóa ra khá hay, đo khá chính xác, muốn chia sẻ với các Bạn.

Mạch nguyên lý (đã bỏ SW - chuyển chức năng đo tụ) :
H1_So do mach DIY.PNG


Bước 1 - Lắp mạch:
Để cho đơn giản (và việc đo tụ cũng có nhiều đồng hồ có thể đo được), nên mình chỉ lắp phần đo cuộn cảm L (muốn đo tụ chỉ việc lắp thêm SW)
H2_ DIY_board_top.JPG


Bước 2 - Nạp bằng Burn-E (hoặc mạch nạp khác)
file: PIC18F2550_USB-HID_LC-Meter_101210.hex
Config:
H3_config_1.JPG


Chạy trên PC bằng file:
PIC18F USB LC Meter.exe (ngày 14/8/2011 16:45)

Một số Kết quả đo - khi chưa hiệu chỉnh, sai số khá lớn 8-10%:
H4_KQ_truoc hieu chinh.JPG



Bước 3 - Hiệu chỉnh:
Trước tiên, sơ qua một chút về Nguyên lý:
Dựa trên nguyên lý mạch dao động cộng hưởng L-C mắc song song (LC Tank)
Đo được tần số dao động, biết trước C thì tính được L, biết L tính được C

Giải pháp hay của mạch này là: không dùng relay, mà dùng một con MOSFET để lấy mẫu tần số chuẩn-Calibration
H5_form2_SW.gif


Từ f1, f2, tính được hệ số a theo (L,C)
sau khi đo thực tế, thu được f3, tính ngược lại ra kết quả : Lx= f3 (a)

Xem thêm Lý thuyết ở đây (chỉ phần lý thuyết thôi, mạch ở đó khác mạch này):

Tính toán - Hiệu chỉnh: (Bảng tính L-C-F ở đây)
Theo tính toán lý thuyết:
với L=100uH, C1=1nF => Tần số f1= 503.29KHz,
với L=100uH, C1+C_Cal=2nF => Tần số f2= 355.88KHz,

Mạch thực tế: (giả định L đúng 100uH - hoặc cố gắng lựa chọn trị số cho đúng)
L=100uH, C1=980pF => f1= 508.4KHz
* Mắc thêm tụ 47p nối tiếp 33p~19p// kết quả là C1 => 999pF (do không tìm được tụ 20p)

Khi bấm nút "Zero", Q1 thông, tụ C_cal được mắc thêm song song với C1, ta có f2
tần số f2 theo tính toán lý thuyết = (2nF-100uH) = 355.88KHz
Mạch thực tế = 363.6 KHz => C1+C_cal = 1916pF = 1.916nF (sai số)
=> C_Cal = 936p, mắc thêm tụ 68p // C_Cal => C_Cal=1004pF

Ta có thể hiệu chỉnh thêm giá trị C1 và C_cal sao cho f1 = 503.29KHz và f2 = 355.88KHz (để cho kết quả đo chuẩn xác hơn, bằng cách mắc thêm các tụ pF song song-nối tiếp)
Thực tế hiệu chỉnh:
* Mắc thêm tụ 47-33p~19p// C1 => 999pF, f1=503.1kHz
** Mắc thêm tụ 68p // C_Cal => C_Cal=1004pF, f2=355.4kHz

Một số kết quả đo - sau khi đã hiệu chỉnh, sai số cỡ 1.5%
(Có thể hiệu chỉnh thêm trị số tụ C_Cal bằng phần mềm PC)
H6_KQ_sau hieu chinh.JPG


Mạch DIY hoàn thiện:
H7_Finish_Board DIY.JPG


Dải đo: thực tế cho thấy, dải đo có ý nghĩa là từ khoảng 100nH -> 25mH (f3=1Khz)
Một kết quả khá ấn tượng với mạch tự chế !

1 ví dụ khác ở đây hoặc download ZIP tại đây
Hoặc download file đình kèm.

Bạn nào có làm thì chia sẻ thêm kinh nghiệm cho mọi người nhé !
 

Đính kèm

eva

Kỹ sư
#2
Mình thấy cũng là tạm được khi sử dụng amateur , còn thực tế với đồng hồ chuyên nghiệp nó còn phải đo tại 1 tần số ( thấp tần , trung tần, cao tần) và đánh giá hệ số phẩm chất Q của cuộn cảm. Cái này rất quan trọng vì rằng nếu cùng 1 trị số điện cảm nhưng hệ số phẩm chất không đạt thì cũng không thể dùng được ( hoặc dùng không có hiệu quả ).
Nếu chế tạo chuyên nghiệp thì cũng vẫn cần đầu tư máy móc có khả năng đo ở mức chuyên nghiệp. Đồng hồ LC bây giờ cũng khá rẻ ( không phải mấy cái Tàu Khựa trôi nổi , bán ở mấy chợ đâu nha ), giá của chúng tầm 300 USD trở lên là có cái LC tương đối tốt ( của BK precision )
 

The Kid

Kỹ sư
#3
Mình không "khoái" việc làm mạch gì mà không hiểu hết, không chủ động công nghệ,
Nhưng thấy cái mạch đo L-C bằng USB này hay quá, Không "cầm lòng" được ! (không có mã nguồn, chỉ có file HEX cho chip PIC và file EXE chạy windows)
Làm thử một cái, hóa ra khá hay, đo khá chính xác, muốn chia sẻ với các Bạn.

Mạch nguyên lý (đã bỏ SW - chuyển chức năng đo tụ) :
Xem đính kèm 34574

Bước 1 - Lắp mạch:
Để cho đơn giản (và việc đo tụ cũng có nhiều đồng hồ có thể đo được), nên mình chỉ lắp phần đo cuộn cảm L (muốn đo tụ chỉ việc lắp thêm SW)
Xem đính kèm 34575

Bước 2 - Nạp bằng Burn-E (hoặc mạch nạp khác)
file: PIC18F2550_USB-HID_LC-Meter_101210.hex
Config:
Xem đính kèm 34576

Chạy trên PC bằng file:
PIC18F USB LC Meter.exe (ngày 14/8/2011 16:45)

Một số Kết quả đo - khi chưa hiệu chỉnh, sai số khá lớn 8-10%: Xem đính kèm 34577


Bước 3 - Hiệu chỉnh:
Trước tiên, sơ qua một chút về Nguyên lý:
Dựa trên nguyên lý mạch dao động cộng hưởng L-C mắc song song (LC Tank)
Đo được tần số dao động, biết trước C thì tính được L, biết L tính được C

Giải pháp hay của mạch này là: không dùng relay, mà dùng một con MOSFET để lấy mẫu tần số chuẩn-Calibration
Xem đính kèm 34578

Từ f1, f2, tính được hệ số a theo (L,C)
sau khi đo thực tế, thu được f3, tính ngược lại ra kết quả : Lx= f3 (a)

Xem thêm Lý thuyết ở đây (chỉ phần lý thuyết thôi, mạch ở đó khác mạch này):

Tính toán - Hiệu chỉnh: (Bảng tính L-C-F ở đây)
Theo tính toán lý thuyết:
với L=100uH, C1=1nF => Tần số f1= 503.29KHz,
với L=100uH, C1+C_Cal=2nF => Tần số f2= 355.88KHz,

Mạch thực tế: (giả định L đúng 100uH - hoặc cố gắng lựa chọn trị số cho đúng)
L=100uH, C1=980pF => f1= 508.4KHz
* Mắc thêm tụ 47p nối tiếp 33p~19p// kết quả là C1 => 999pF (do không tìm được tụ 20p)

Khi bấm nút "Zero", Q1 thông, tụ C_cal được mắc thêm song song với C1, ta có f2
tần số f2 theo tính toán lý thuyết = (2nF-100uH) = 355.88KHz
Mạch thực tế = 363.6 KHz => C1+C_cal = 1916pF = 1.916nF (sai số)
=> C_Cal = 936p, mắc thêm tụ 68p // C_Cal => C_Cal=1004pF

Ta có thể hiệu chỉnh thêm giá trị C1 và C_cal sao cho f1 = 503.29KHz và f2 = 355.88KHz (để cho kết quả đo chuẩn xác hơn, bằng cách mắc thêm các tụ pF song song-nối tiếp)
Thực tế hiệu chỉnh:
* Mắc thêm tụ 47-33p~19p// C1 => 999pF, f1=503.1kHz
** Mắc thêm tụ 68p // C_Cal => C_Cal=1004pF, f2=355.4kHz

Một số kết quả đo - sau khi đã hiệu chỉnh, sai số cỡ 1.5%
(Có thể hiệu chỉnh thêm trị số tụ C_Cal bằng phần mềm PC)
Xem đính kèm 34579

Mạch DIY hoàn thiện:
Xem đính kèm 34580

Dải đo: thực tế cho thấy, dải đo có ý nghĩa là từ khoảng 100nH -> 25mH (f3=1Khz)
Một kết quả khá ấn tượng với mạch tự chế !

1 ví dụ khác ở đây hoặc download ZIP tại đây
Hoặc download file đình kèm.

Bạn nào có làm thì chia sẻ thêm kinh nghiệm cho mọi người nhé !
bác yeuthichdientu oi, cho em hỏi là cái mạch này có mô phỏng bằng proteus được không ạ. hay phải làm trên mạch thật. nếu chạy được mô phỏng thì hay quá
 
#4
bác yeuthichdientu oi, cho em hỏi là cái mạch này có mô phỏng bằng proteus được không ạ. hay phải làm trên mạch thật. nếu chạy được mô phỏng thì hay quá
Mình không thạo mô phỏng lắm, họ chỉ share file .hex thôi, ko có nguồn đầy đủ.
 
#6
Mình nghĩ là khi hiểu nguyên lý rồi thì tự code cũng không khó, chip rẻ hơn, dùng lcd cũng hay ! Mạch này dùng với pc cũng hay là không cần nguồn nuôi ngoài, rất tiện dụng, chỉ như cái usb thôi.
 
#7
Mình nghĩ là khi hiểu nguyên lý rồi thì tự code cũng không khó, chip rẻ hơn, dùng lcd cũng hay ! Mạch này dùng với pc cũng hay là không cần nguồn nuôi ngoài, rất tiện dụng, chỉ như cái usb thôi.
Mình nạp file hex cho PIC bằng Burn-E, khi Import file hex thì nó báo bị lỗi, nhưng vẫn nạp được thành công. Lúc đo thì nó không hiển thị đúng. Vậy có phải file hex bị lỗi không bạn?
 
#8
Mình nạp file hex cho PIC bằng Burn-E, khi Import file hex thì nó báo bị lỗi, nhưng vẫn nạp được thành công. Lúc đo thì nó không hiển thị đúng. Vậy có phải file hex bị lỗi không bạn?
Bạn xem nó báo lỗi gì?
Mình nạp file này, chạy OK mà (KQ có sai, nhưng sai ít thôi)
Nếu lo file lỗi, Mình up lại ở đây này.

Nếu có vướng mắc gì khi hiệu chỉnh thì cứ hỏi nhé !
Chúc Bạn thành công !
 

Đính kèm

#10
cái này có đo được dòng cực đại của cuộn cảm được không các bác
Cái này chỉ đo được độ tự cảm L, dòng trong mạch lại phụ thuộc trở kháng Z ( F, rL, V)
Kết hợp với đồng hồ vạn năng đo (rL, F, V) và tính toán được dòng cực đại I (V,Z):
(đó là tính toán, còn khả năng chịu được dòng còn phụ thuộc dây quấn cuộn cảm đó nữa)

Impedance_R_L.gif


Tham khảo thêm ở đây: Inductance & Inductive Reactance in AC | LectureCare.Com
 

Quảng cáo Google