2 सरल क्षमता मीटर सर्किट समझाया - आईसी 555 और आईसी 74121 का उपयोग करना

इस पोस्ट में हम सर्वव्यापी आईसी 555 का उपयोग करते हुए आवृत्ति मीटर और समाई मीटर के रूप में आसान अभी तक बहुत आसान छोटे सर्किट के बारे में बात करेंगे।

कैसे कैपेसिटर काम करते हैं

कैपेसिटर मुख्य इलेक्ट्रॉनिक घटकों में से एक है जो निष्क्रिय घटक परिवार के अंतर्गत आते हैं।

ये बड़े पैमाने पर इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में उपयोग किए जाते हैं और इन महत्वपूर्ण हिस्सों को शामिल किए बिना लगभग कोई भी सर्किट नहीं बनाया जा सकता है।

एक संधारित्र का मूल कार्य डीसी को ब्लॉक करना और एसी या सरल शब्दों में किसी भी वोल्टेज को जो प्रकृति में स्पंदित हो रहा है, को एक संधारित्र से गुजरने की अनुमति दी जाएगी और किसी भी वोल्टेज जिसे ध्रुवीकृत नहीं किया जाता है या डीसी के रूप में अवरुद्ध किया जाएगा। संधारित्र चार्ज करने की प्रक्रिया के माध्यम से।

कैपेसिटर का एक और महत्वपूर्ण कार्य चार्जिंग के माध्यम से बिजली को स्टोर करना है और इसे संलग्न करने की प्रक्रिया द्वारा वापस संलग्न सर्किट में आपूर्ति करना है।

उपरोक्त दोनों कैपेसिटर के मुख्य कार्य इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में विभिन्न प्रकार के महत्वपूर्ण संचालन को लागू करने के लिए उपयोग किया जाता है जो डिजाइन के आवश्यक विनिर्देशों के अनुसार आउटपुट प्राप्त करने में सक्षम होते हैं।

हालाँकि इसके विपरीत प्रतिरोध, कैपेसिटर साधारण तरीकों से मापना मुश्किल है।

उदाहरण के लिए, एक साधारण मल्टीटास्टर में कई मापन सुविधाएँ हो सकती हैं जैसे OHM मीटर, वोल्टमीटर, एमीटर, डायोड टेस्टर, hFE टेस्टर इत्यादि, लेकिन केवल भ्रम नहीं हो सकता है समाई मापने की सुविधा ।

एक समाई मीटर या एक इंडक्शन मीटर की सुविधा केवल उच्च-अंत प्रकार के मल्टीमीटर में उपलब्ध होने के लिए देखी जाती है जो निश्चित रूप से सस्ते नहीं होते हैं और प्रत्येक नए हॉबीस्ट को खरीदने में रुचि नहीं हो सकती है।

यहां चर्चा की गई सर्किट इन मुद्दों से बहुत प्रभावी ढंग से निपटती है और दिखाती है कि कैसे एक सरल सस्ती समाई का निर्माण करना है आवृत्ति मीटर जिसे किसी भी इलेक्ट्रॉनिक नौसिखिए द्वारा घर पर बनाया जा सकता है और इसका उपयोग उपयोगी उपयोग के लिए किया जा सकता है।

सर्किट आरेख

कैसे आवृत्ति क्षमता का पता लगाने के लिए काम करता है

आंकड़े का हवाला देते हुए, आईसी 555 पूरे विन्यास का दिल बनाता है।

यह काम घोड़ा बहुमुखी चिप को इसके सबसे मानक मोड में कॉन्फ़िगर किया गया है जो कि मोनोस्टेबल मल्टीवीब्रेटर मोड है।
IC के पिन # 2 पर लगाए गए पल्स की हर सकारात्मक चोटी पीएसटी द्वारा निर्धारित कुछ पूर्व निर्धारित निश्चित अवधि के साथ एक स्थिर आउटपुट बनाती है।

हालांकि नाड़ी के शिखर में हर गिरावट के लिए, अगले आने वाले शिखर के साथ मोनस्टेबल रीसेट और ऑटो ट्रिगर होता है।

यह IC के आउटपुट पर एक औसत मान उत्पन्न करता है जिसके लिए लागू घड़ी की आवृत्ति के लिए सीधे आनुपातिक है।

दूसरे शब्दों में, IC 555 का आउटपुट जिसमें कुछ रेसिस्टर्स और कैपेसिटर होते हैं, दालों की श्रंखला को एकीकृत करते हैं, जो कि लागू फ्रीक्वेंसी के सीधे आनुपातिक औसत मूल्य प्रदान करता है।

औसत मूल्य आसानी से पढ़ा जा सकता है या दिखाए गए बिंदुओं से जुड़े एक बढ़ते हुए कुंडल मीटर पर प्रदर्शित किया जा सकता है।

इसलिए उपरोक्त रीडिंग आवृत्ति का सीधा रीडिंग देगा, इसलिए हमारे पास हमारे निपटान में एक साफ दिखने वाला आवृत्ति मीटर है।

कैपेसिटेंस को मापने के लिए आवृत्ति का उपयोग करना

अब नीचे दिए गए अगले आंकड़े को देखकर हम स्पष्ट रूप से यह देख सकते हैं कि पिछले सर्किट में एक बाहरी आवृत्ति जनरेटर (IC 555 astable) जोड़कर, मीटर को संकेतित बिंदुओं में एक संधारित्र के मूल्यों की व्याख्या करना संभव हो जाता है, क्योंकि यह संधारित्र सीधे प्रभावित करता है या घड़ी सर्किट की आवृत्ति के लिए आनुपातिक है।

इसलिए, अब आउटपुट पर दिखाया गया शुद्ध आवृत्ति मूल्य ऊपर चर्चा किए गए बिंदुओं से जुड़े संधारित्र के मूल्य के अनुरूप होगा।

इसका मतलब है कि अब हमारे पास एक दो में एक सर्किट है जो समाई और साथ ही आवृत्ति को माप सकता है, केवल कुछ जोड़े और कुछ आकस्मिक भागों का उपयोग करके। कम संशोधनों के साथ सर्किट को टैकोमीटर या आरपीएम काउंटर उपकरण के रूप में आसानी से उपयोग किया जा सकता है।

हिस्सों की सूची

• आर 1 = 4K7
• R3 = 100K POT पर वार कर सकता है
• R4 = 3K3,
• R5 = 10K,
• R6 = 1K,
• R7 1K,
• R8 = 10K,
• R9, R10 = 100K,
• C1 = 1uF / 25V,
• सी 2, सी 3, सी 6 = 100 एन,
• C4 = 33uF / 25V,
• T1 = BC547
• IC1, IC2 = 555,
• एम 1 = 1 वी एफएसडी मीटर,
• डी 1, डी 2 = 1 एन 4148

आईसी 74121 का उपयोग कर कैपेसिटेंस मीटर

यह सरल समाई मीटर सर्किट 5 पीएफ से 15 यूएफ एफएसडी तक 14 रैखिक रूप से कैलिब्रेटेड कैपेसिटेंस मापने की सीमा प्रदान करता है। S1 एक रेंज स्विच के रूप में कार्यरत है, और S4 (s1 / x10) और S3 (x l) या S2 (x3) के सहयोग से संचालित होता है। IC 7413 R1 और C1 से C6 के साथ मिलकर एक अस्थाई ऑसिलेटर की तरह काम करता है जो आवृत्ति निर्धारण करने वाले तत्वों की तरह कार्य करता है।

यह चरण IC 74121 (एक मोनोस्टेबल मल्टीवीब्रेटर) को सक्रिय करता है ताकि यह एक आवर्ती आवृत्ति के साथ एक असममित वर्ग तरंग उत्पन्न करता है जिसका मूल्य R1 और C1 के कुछ हिस्सों द्वारा तय किया जाता है और R2 (या R3) और Cx द्वारा तय किए गए एक कर्तव्य चक्र के साथ होता है ।

इस वर्गाकार-वोल्टेज के विशिष्ट मान को रैखिक रूप से बदल दिया जाता है क्योंकि कर्तव्य चक्र को बदल दिया जाता है, जो बदले में Cs के मूल्य, R2 / R3 (s10 / x I) के मूल्य और आवृत्ति (द्वारा स्थापित) के आधार पर रैखिक रूप से संशोधित करता है। S1 स्विच स्थिति)।

अंतिम श्रेणी चयनकर्ता स्विच S3j ..- xl) और 52 (x3) मूल रूप से मीटर के साथ श्रृंखला में एक अवरोधक सम्मिलित करता है। आईसी 74121 के पिन 10 और पिन 11 के आसपास का विन्यास, और Cx के लिए उतना ही छोटा और कठोर होना चाहिए, जितना कि यह सुनिश्चित करने के लिए कि यहाँ आवारा समाई न्यूनतम और उतार-चढ़ाव के बिना है। P5 और P4 कम समाई सीमाओं के लिए स्वतंत्र शून्य अंशांकन के लिए कार्यरत हैं। सभी उच्च श्रेणियों के लिए, ओरेसेट पी 3 द्वारा किया गया अंशांकन बस पर्याप्त है। F.s.d. अंशांकन सीधा सीधा है।

शुरू में सर्किट में C6 मिलाप न करें, बल्कि इसे अज्ञात संधारित्र के लिए Cx के टर्मिनलों के रूप में संलग्न करें। S1 को स्थिति 3 में, S4 को स्थिति 1 में रखें और S2 को बंद कर दिया (s3) यह 1500 pF f.dd की श्रेणियों के लिए सेट हो जाता है। अब, C6 एक अंशांकन बेंच मार्क वैल्यू के रूप में लागू होने के लिए तैयार हो जाता है। इसके बाद, पॉट P1 को तब तक ट्वीक किया जाता है जब तक मीटर f.s.d का 2/3 भाग न बदल जाए। फिर, S4 को 'x 10' की स्थिति में ले जाया जा सकता है, S2 को खुला रखा गया है और S3 को बंद कर दिया गया है (X1) इसकी तुलना 5000 pF f.s.d. से करता है, जबकि C6 के साथ अज्ञात संधारित्र के रूप में काम करता है। इन पूर्ण सेट अप के लिए परिणाम 1/5 fdd प्रदान करना चाहिए।

दूसरी ओर आप सटीक रूप से ज्ञात कैपेसिटर की एक वर्गीकरण खरीद सकते हैं और Cx बिंदुओं पर इनका उपयोग कर सकते हैं और फिर उचित रूप से मीटर डायल पर अंशांकन को ठीक करने के लिए विभिन्न बर्तनों को समायोजित कर सकते हैं।

पीसीबी डिजाइन

एक और सरल फिर भी सटीक कैपेसिटेंस मीटर सर्किट

जब एक प्रतिरोधक के माध्यम से संधारित्र में एक निरंतर-वोल्टेज लगाया जाता है, तो संधारित्र चार्ज एक घातीय तरीके से बढ़ता है। लेकिन अगर संधारित्र में आपूर्ति एक निरंतर वर्तमान स्रोत से होती है, तो संधारित्र पर चार्ज एक वृद्धि को प्रदर्शित करता है जो बहुत अधिक रैखिक है।

यह सिद्धांत जिसमें एक संधारित्र को रैखिक रूप से चार्ज किया जाता है, नीचे चर्चा किए गए सरल समाई मीटर में यहां उपयोग किया जाता है। यह कई समान एनालॉग मीटर की सीमा से परे कैपेसिटर मूल्यों को अच्छी तरह से मापने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

निरंतर-चालू आपूर्ति का उपयोग करते हुए, मीटर उस समय को स्थापित करता है जिसके लिए अज्ञात संधारित्र पर चार्ज को कुछ ज्ञात संदर्भ वोल्टेज पर पूरक करने की आवश्यकता होती है। मीटर 1,10, 100, 1000 और 10,000 .F के 5 पूर्ण पैमाने पर रेंज प्रदान करता है। 1-scaleF पैमाने पर, 0.01 couldF के रूप में छोटे के रूप में समाई मूल्यों को कठिनाई के बिना मापा जा सकता है।

यह काम किस प्रकार करता है।

जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, D1, D2, R6, Q1 और R1 से R5 के प्रतिरोधों में से एक स्विच S1A के माध्यम से निरंतर चालू आपूर्ति के लिए 5 चयन प्रदान करते हैं।

जब S2 को संकेतित स्थिति में रखा जाता है, तो यह निरंतर धारा S2A के माध्यम से जमीन पर जाती है। जब एस 2 को वैकल्पिक चयन में बदल दिया जाता है, तो निरंतर-चालू को बीपी 1 और बीपी 2 के पार संधारित्र में परीक्षण के तहत संचालित किया जाता है, जो रैखिक मोड में संधारित्र चार्ज को बाध्य करता है।

Op amp IC1 एक तुलनित्र की तरह जुड़ा हुआ है, इसके (+) इनपुट पिन R8 से जुड़े हैं, जो संदर्भ वोल्टेज स्तर को ठीक करता है।

जैसे ही परीक्षण के तहत संधारित्र में रैखिक रूप से बढ़ते हुए चार्ज, IC1 के इनपुट पिन (-) से अधिक कुछ मिलीवोल्ट तक पहुंच जाता है, यह तुरंत तुलनित्र आउटपुट को +12 वोल्ट से -12 वोल्ट तक स्विच करता है।

यह तुलनित्र के आउटपुट को डी 3, डी 4, डी 5, आर 10, आर 11, और क्यू 2 के उपयोग से बने एक निरंतर-वर्तमान स्रोत को सक्रिय करने का कारण बनता है।

यदि S2A को S2B के रूप में जमीन पर स्विच किया जाता है, तो इसका परिणाम कैपेसिटर C1 टर्मिनलों की शॉर्टिंग में होता है, जो C1 को शून्य में बदल देता है। खुली स्थिति में S2 के साथ, C1 के माध्यम से निरंतर-चालू पेसिंग एक रैखिक फैशन में वृद्धि करने के लिए C1 में वोल्टेज को ट्रिगर करता है।

जब परीक्षण के तहत संधारित्र में वोल्टेज टॉगल करने के लिए तुलनित्र का कारण बनता है, तो डायोड डी 6 में परिणाम उल्टा पक्षपाती हो जाता है। यह क्रिया C1 को आगे चार्ज करने से रोकती है।

चूंकि C1 का चार्जिंग केवल उस बिंदु तक होता है, जहां तुलनित्र आउटपुट स्थिति बस बदलती है, तात्पर्य यह है कि उस पार विकसित वोल्टेज अज्ञात संधारित्र के कैपेसिटेंस मान के सीधे अनुपात में होना चाहिए।

यह सुनिश्चित करने के लिए कि सी 1 का निर्वहन नहीं होता है जबकि मीटर एम 1 अपने वोल्टेज को मापता है, आईसी 2 का उपयोग करके बनाया गया एक उच्च प्रतिबाधा बफर चरण, मीटर एम 1 के लिए शामिल किया गया है।

रेसिस्टर R13 और मीटर M1 लगभग 1 V FSD के एक बुनियादी वोल्टमीटर मॉनिटर का गठन करते हैं। जब जरूरत होती है, एक दूरस्थ वाल्टमीटर को नियोजित किया जा सकता है, बशर्ते कि इसमें 8 वोल्ट से कम की पूर्ण-श्रेणी हो। (यदि आप इस तरह के बाहरी मीटर को शामिल करते हैं, तो 1-rangeF रेंज पर R8 सेट करना सुनिश्चित करें, ताकि एक सटीक रूप से पहचाना गया 1-capacF संधारित्र 1 वोल्ट रीडिंग से मेल खाता हो।)

संधारित्र C2 का उपयोग Q1 निरंतर वर्तमान आपूर्ति के दोलन का सामना करने के लिए किया जाता है, और R9 और R12 को उस स्थिति में op amps की सुरक्षा के लिए नियोजित किया जाता है जब आपूर्ति DC को उस समय के दौरान बंद कर दिया जाता है जब परीक्षण और C1 के तहत संधारित्र चार्ज किया जा रहा हो, या वरना वे op amps के माध्यम से निर्वहन शुरू कर सकते हैं, जिससे नुकसान हो सकता है।

हिस्सों की सूची

पीसीबी डिजाइन

कैसे कैलिब्रेट करें

कैपेसिटेंस मीटर सर्किट को बिजली की आपूर्ति करने से पहले, मीटर एम 1 सुई को शून्य स्तर तक समायोजित करने के लिए एक ठीक पेचकश का उपयोग करें।

0.5 और 1.0 +F के आसपास +/- 5% पर एक सटीक ज्ञात संधारित्र रखें। यह 'कैलिब्रेशन बेंच मार्क' के रूप में कार्य करेगा।

BP1 और BP2 के पार इस संधारित्र को हुक करें (BP1 को सकारात्मक पक्ष)। रेंज स्विच S1 को '1' प्लेसमेंट पर समायोजित करें (मीटर को 1-scaleF पूर्ण पैमाने पर प्रदर्शित करना चाहिए)।

स्थिति S2 दो सर्किट (Q1 कलेक्टर और सीएल) से जमीन का नेतृत्व डिस्कनेक्ट करने के लिए। एम 1 मीटर अब एक अपस्केल मूवमेंट शुरू करेगा और एक विशिष्ट रीडिंग पर व्यवस्थित होगा। S2 वापस टॉगल करने का परिणाम मीटर में शून्य वोल्ट निशान पर नीचे की ओर गिरना होगा। S2 को एक बार फिर से बदलें और मीटर के अपस्केल रीडिंग की पुष्टि करें।

वैकल्पिक रूप से S2 और फाइन-ट्यून R8 को तब तक जंप करें जब तक कि आपको कैपेसिटर के अंशांकन के 5% का सटीक मान दिखाने वाला मीटर न मिल जाए। ऊपर दिए गए शेष अंशों के लिए बस एक अंशांकन सेट-अप काफी पर्याप्त होगा।