इस पोस्ट में हम Arduino का उपयोग करके एक डिजिटल कैपेसिटेंस मीटर सर्किट का निर्माण करने जा रहे हैं, जो कैपेसिटर के कैपेसिटेंस को 1 माइक्रॉफ़ारैड से 4000 माइक्रोफ़ारड तक उचित सटीकता के साथ माप सकता है।
परिचय
हम कैपेसिटर के मूल्य को मापते हैं जब संधारित्र के शरीर पर लिखे मान सुपाठ्य नहीं होते हैं, या हमारे सर्किट में उम्र बढ़ने वाले संधारित्र के मूल्य को खोजने के लिए जिसे जल्द या बाद में बदलने की आवश्यकता होती है और समाई को मापने के कई अन्य कारण हैं।
कैपेसिटेंस को खोजने के लिए हम एक डिजिटल मल्टीमीटर का उपयोग करके आसानी से माप सकते हैं, लेकिन सभी मल्टीमीटर में कैपेसिटेंस मापने की सुविधा नहीं होती है और केवल महंगी मल्टीमीटर में यह कार्यक्षमता होती है।
तो यहाँ एक सर्किट है जिसका निर्माण और उपयोग आसानी से किया जा सकता है।
हम 1 माइक्रोफ़ारड से 4000 माइक्रोफ़ारड तक के बड़े मूल्य वाले कैपेसिटर पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं, जो कि विशेष रूप से इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर, जो लिक्विड इलेक्ट्रोलाइट से मिलकर बनता है, के कारण इसकी धारिता खोने का खतरा है।
सर्किट विवरण में जाने से पहले, आइए देखें कि हम Arduino के साथ समाई को कैसे माप सकते हैं।
अधिकांश Arduino समाई मीटर आरसी समय निरंतर संपत्ति पर निर्भर करता है। तो आरसी समय स्थिर क्या है?
आरसी सर्किट के समय निरंतर को कैपेसिटर के पूर्ण चार्ज के 63.2% तक पहुंचने के लिए समय के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। शून्य वोल्ट 0% चार्ज है और 100% कैपेसिटर का पूर्ण वोल्टेज चार्ज है।
ओम में रेसिस्टर के मूल्य और फैराड में कैपेसिटर के मूल्य का उत्पाद समय को स्थिर बनाता है।
टी = आर एक्स सी
T समय स्थिर है
उपरोक्त समीकरण को पुनर्व्यवस्थित करके हम प्राप्त करते हैं:
सी = टी / आर
C अज्ञात समाई मान है।
टी आरसी सर्किट का समय स्थिर है जो पूर्ण चार्ज कैपेसिटर का 63.2% है।
आर एक ज्ञात प्रतिरोध है।
Arduino एनालॉग पिन के माध्यम से वोल्टेज को समझ सकता है और ज्ञात प्रतिरोधी मूल्य को प्रोग्राम में मैन्युअल रूप से दर्ज किया जा सकता है।
कार्यक्रम में समीकरण C = T / R को लागू करके हम अज्ञात समाई मान पा सकते हैं।
अब तक आपको अंदाजा होगा कि हम अज्ञात समाई का मूल्य कैसे पा सकते हैं।
इस पोस्ट में मैंने दो प्रकार के कैपेसिटेंस मीटर का प्रस्ताव दिया है, एक एलसीडी डिस्प्ले के साथ और दूसरा सीरियल मॉनिटर का उपयोग करके।
यदि आप इस कैपेसिटेंस मीटर के लगातार उपयोगकर्ता हैं, तो यह एलसीडी डिस्प्ले डिज़ाइन के साथ बेहतर है और यदि आप लगातार उपयोगकर्ता बेहतर नहीं हैं तो सीरियल मॉनिटर डिज़ाइन के साथ जाएं क्योंकि यह आपको एलसीडी डिस्प्ले पर कुछ रुपये बचाता है।
अब सर्किट आरेख पर चलते हैं।
सीरियल मॉनिटर आधारित कैपेसिटेंस मीटर:
जैसा कि आप देख सकते हैं कि सर्किट बहुत सरल है बस अज्ञात समाई को खोजने के लिए प्रतिरोधों के एक जोड़े की आवश्यकता होती है। 1K ओम ज्ञात प्रतिरोधक मान है और 220 ओम रोकनेवाला संधारित्र के निर्वहन के लिए उपयोग किया जाता है जबकि माप प्रक्रिया होती है। Arduino sense पिन A0 पर बढ़ते और घटते वोल्टेज जो कि 1K ओम और 220 ओम प्रतिरोधों के बीच जुड़ा हुआ है। कृपया पोलरिटी का ध्यान रखें यदि आप इलेक्ट्रोलाइटिक जैसे ध्रुवीकृत कैपेसिटर का उपयोग कर रहे हैं। कार्यक्रम:
//-----------------Program developed by R.Girish------------------//
const int analogPin = A0
const int chargePin = 7
const int dischargePin = 6
float resistorValue = 1000 // Value of known resistor in ohm
unsigned long startTime
unsigned long elapsedTime
float microFarads
void setup()
{
Serial.begin(9600)
pinMode(chargePin, OUTPUT)
digitalWrite(chargePin, LOW)
}
void loop()
{
digitalWrite(chargePin, HIGH)
startTime = millis()
while(analogRead(analogPin) <648){}
elapsedTime = millis() - startTime
microFarads = ((float)elapsedTime / resistorValue) * 1000
if (microFarads > 1)
{
Serial.print('Value = ')
Serial.print((long)microFarads)
Serial.println(' microFarads')
Serial.print('Elapsed Time = ')
Serial.print(elapsedTime)
Serial.println('mS')
Serial.println('--------------------------------')
}
else
{
Serial.println('Please connect Capacitor!')
delay(1000)
}
digitalWrite(chargePin, LOW)
pinMode(dischargePin, OUTPUT)
digitalWrite(dischargePin, LOW)
while(analogRead(analogPin) > 0) {}
pinMode(dischargePin, INPUT)
}
//-----------------Program developed by R.Girish------------------//पूर्ण हार्डवेयर सेटअप के साथ Arduino के लिए उपरोक्त कोड अपलोड करें, शुरू में संधारित्र को कनेक्ट न करें। यह कहते हैं कि 'कृपया संधारित्र कनेक्ट करें' सीरियल मॉनिटर खोलें।
अब एक संधारित्र को कनेक्ट करें, इसकी समाई को नीचे चित्रित के रूप में प्रदर्शित किया जाएगा।
यह संधारित्र के पूर्ण आवेश वोल्टेज के 63.2% तक पहुंचने में लगने वाले समय को भी दर्शाता है, जिसे बीते हुए समय के रूप में दिखाया गया है।
एलसीडी आधारित समाई मीटर के लिए सर्किट आरेख:
उपरोक्त योजनाबद्ध LCD प्रदर्शन और Arduino के बीच संबंध है। डिस्प्ले के कंट्रास्ट को एडजस्ट करने के लिए 10K पोटेंशियोमीटर दिया गया है। बाकी कनेक्शन स्व-व्याख्यात्मक हैं।
उपरोक्त सर्किट बिल्कुल वैसा ही है जैसा कि सीरियल मॉनीटर आधारित डिज़ाइन आपको बस एलसीडी डिस्प्ले को कनेक्ट करने की आवश्यकता है।
एलसीडी आधारित समाई मीटर के लिए कार्यक्रम:
//-----------------Program developed by R.Girish------------------//
#include
LiquidCrystal lcd(12,11,5,4,3,2)
const int analogPin = A0
const int chargePin = 7
const int dischargePin = 6
float resistorValue = 1000 // Value of known resistor in ohm
unsigned long startTime
unsigned long elapsedTime
float microFarads
void setup()
{
Serial.begin(9600)
lcd.begin(16,2)
pinMode(chargePin, OUTPUT)
digitalWrite(chargePin, LOW)
lcd.clear()
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print(' CAPACITANCE')
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print(' METER')
delay(1000)
}
void loop()
{
digitalWrite(chargePin, HIGH)
startTime = millis()
while(analogRead(analogPin) <648){}
elapsedTime = millis() - startTime
microFarads = ((float)elapsedTime / resistorValue) * 1000
if (microFarads > 1)
{
lcd.clear()
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print('Value = ')
lcd.print((long)microFarads)
lcd.print(' uF')
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print('Elapsed:')
lcd.print(elapsedTime)
lcd.print(' mS')
delay(100)
}
else
{
lcd.clear()
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print('Please connect')
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print('capacitor !!!')
delay(500)
}
digitalWrite(chargePin, LOW)
pinMode(dischargePin, OUTPUT)
digitalWrite(dischargePin, LOW)
while(analogRead(analogPin) > 0) {}
pinMode(dischargePin, INPUT)
}
//-----------------Program developed by R.Girish------------------//
पूर्ण हार्डवेयर सेटअप के साथ उपरोक्त कोड अपलोड करें। प्रारंभ में संधारित्र को कनेक्ट न करें। प्रदर्शन दिखाता है 'कृपया संधारित्र कनेक्ट करें !!!' अब आप कैपेसिटर को कनेक्ट करें। प्रदर्शन कैपेसिटर के मूल्य और पूर्ण प्रभार संधारित्र के 63.2% तक पहुंचने के लिए लिया गया समय दिखाएगा।
लेखक का प्रोटोटाइप:
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