Elkos mit großer Kapazität messen
 
Der Kapazitätsmessbereich meines Multimeters beträgt 20 µF, 
nicht so preisgünstige Geräte können da schon mehr - hab' ich aber nicht.
 
Aber ich habe ein Oszilloskop,
und einen NF-Generator (mit Rout = 50 Ω),
und dann wende ich etwas elektrotechnische Mathematik an:




serie07.gif
   Das ist mir zu aufwendig.
     
   Abhilfe soll demnächst ein
   Kapazitätsmessgerät schaffen,
   mit PIC16F628A, int. 4MHz,
   Nokia-3310-LCD, Zeichengr. 9x15
   soft-on/off & auto-power-off;
   Die Erkennung von zu kleinem Elko
   bzw. offenem Messeingang und auch
   zu großem Elko bzw. Kurzschluss
   am Eingang soll realisiert werden.
   
   Den aktuellen Stand des
   Projektes werde ich im
   Folgenden abbilden.




Platine1.jpg
   Auf meiner Test-Platine befindet
   sich im oberen Bereich die
   Soft-Ein-Aus-Schaltung und
   die Spannungsregelung. 
 
   Rechts vom IC 2 Potis an den
   Komparator-Eingängen und
   2 Leds an Digital-Ausgängen.
 
   In der Entwicklungsphase soll
   über RS232 (9600 8N1) mit
   einem PC kommuniziert werden.
 
Platine2.jpg
   Die Test-Platine ist mittlerweile
   mit abgleichbarem Spannungsteiler 
   zur Erfassung der Batteriespannung 
   versehen; belegt einen Komparator.
   An der Verbindungsstelle der beiden 
   Widerstände rechts im Bild wird der
   zu messende Elko gegen Masse
   angeschlossen; zweiter Komparator.
   
   Das Prinzip zur Bestimmung der
   Kapazität besteht darin, dass der 
   auf einen definierten Spannungswert
   entladene Elko sodann auf einen Wert
   aufgeladen und die Zeit bis dahin 
   erfasst und aufbereitet angezeigt wird.
 
Formel01.gif
   Die elektrotechnischen Grundlagen
   beim Aufladen eines Kondensators
   über einen Widerstand an einer
   konstanten Spannung zeigt das Bild.
   
   Mein Gerät arbeitet an 5,1 Volt, die
   Entladung geht bis 0,425 Volt, es wird
   bis 2,7625 Volt über ca. 246 Ω
   aufgeladen; pro µF dauert es also
   ungefähr 170,7 µsec. 
   
   Damit wird ein Timer-Interrupt besetzt. 
   Bei einem 16-Bit Zählregister ergibt
   sich ein Messbereich bis 65535 µF, 
   mit theoretisch 1 µF Auflösung. 
 
Platine3.jpg
   Das Handy-Grafik-LCD ist angebaut.
   Um den PIC vor Überspannungen 
   durch noch nicht entladene zu
   untersuchende Kondensatoren zu
   schützen, werden die rechts unten
   sichtbaren Widerstände geteilt und
   es werden Zener-Dioden eingebaut.
   Danach ist die Schaltung für den
   Gebrauch fertig; der Bereich zur
   Test-Kommunikation kann nach
   Fertigstellung der Software dann im
   Sinne einer geringen Stromaufnahme
   entfernt werden. 
 
bigC-sp1.gif bigC-sp1.pdf
   Der aktuelle Schaltplan des fast
   fertigen Gerätes zeigt unten links 
   die Ein/Aus-Schaltung und die
   die Spannungsregler für den
   PIC (5V) und das LCD (3,3V).
   Neben der Zeichenerklärung ist die
   serielle Kommunikation abgebildet.
   Die Eingänge des LCD sind über
   kompensierte Spannungsteiler mit
   den PIC-Ausgängen verbunden.
   Bei zu geringer Betriebsspannung
   schaltet sich das Gerät aus; mit
   dem Poti ganz rechts im Bild wird
   auf die Tiefentladespannung des
   9V-Accu-Blocks eingestellt.
   Die Beschaltung zum Schutz gegen noch geladene Elkos ist noch nicht vorhanden. 
 
bCfertig.jpg
   Um das Gerät vernünftig nutzen zu
   können, habe ich der Elektronik
   ein geeignetes Gehäuse verpasst.
   
   Die serielle Schnittstelle zum PC
   habe ich dann doch beibehalten
   und an der rechten Seite angebaut.
   Daten werden nur übertragen,
   wenn eine Verbindung besteht.
 
Zip-Symbol
   Die source-files des
   Projektes habe ich mit der
   MPLABX IDE v2.10 erstellt.
   
   Bei genauerem Betrachten der
   Software lassen sich evtl. mehrere
   Personen als Urheber vermuten...
   dem ist aber nicht so.
   Die Arbeit an diesem Projekt war
   immer mal wieder von zum Teil
   etlichen Monaten andauernden
   Unterbrechungen geprägt.
     
 
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