Medidor de Indutância e
Capacitância (LC Meter)
Wendell Alves de Oliveira
Natal
15 de Junho de 2007
Agenda
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Introdução
Diagrama de Blocos
Circuito Oscilador
PIC16F84
Medidor LC
Conclusão
Referências
Introdução
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O medidor de indutância e capacitância que será
mostrado a seguir é muito utilizado, por possuir um
baixo custo um fácil manuseamento e por ser
facilmente projetado. Sendo normalmente utilizado na
área de telecomunicações.
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Foi inicialmente projetado pela necessidade de um
instrumento de medição de indutância pois até então,
nenhum multímetro media essa grandeza.
Introdução
As partes constituintes do medidor são:
• Oscilador de freqüência
• Microcontrolador
• Display LCD
Introdução
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Um integrado comparador LM311 é
colocado como oscilador LC. Que
produzirá um sinal em sua saída com uma
freqüência determinada por LC. Sinal esse
que será processado pelo PIC tendo em
sua saida o valor de uma indutância ou
capacitância sendo mostrado pelo display
LCD
Introdução
Componentes:
D1, D2 - retificador 1N4001
LM7805
LM311
PIC16C84 ou PIC16F84
C1, C5, C6 - 10uF 10V tântalo
C2 - 680pF
C3 - 1000pF
C4 - 20pF
C7 - não existe
C8, C9 - 22pF
C23, C24 - 100nF (0.1uF)
C25, C26 - 470uF 16V
Cx1 - 10nF
Cx2 - 10 uF 16V
R1, R3, R6- 100k 1%
R2 - 1k 1%
R4 - 47k
R5 - 10k trim-pot
CH1, CH2 - 2 polos, 2 posições
CH3 - contato momentâneo, normalmente fechada
Display - 1 linha, 16 caracteres
transformador sec. 9+9V 200mA ou mais
FU1 - fusível 0.25A
Relé - 12V SPDT - 1 polo 2 posições
Diagrama de Blocos
Ente Físico
Transdutor
Conversor A/D
Oscilador
PIC16F84
Interface
Conformado
Oscilador
Fig.1 – Oscilador LC
Oscilador
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Indutor de 68μH e Capacitor de 680pF, através da
formula da freqüência de ressonância mostrada
abaixo:
temos:
F1= 740 kHz
Um aumento em L de 1 nH (0,001uH ) ou um aumento
em C do 0,01 pF produzem uma mudança da freqüência
de 5 hertz
Oscilador
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Um capacitor de valor preciso, 1020 pF, é ligado em
paralelo a C por meio de um relé. A nova capacidade
total é 680 + 1020 = 1700 pF, e uma nova freqüência f2
é calculada:
• Não é importante que essas freqüências sejam
exatas, o que importa é a relação entre elas
Oscilador
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Depois da calibração do circuito o PIC já
programada irá calcular os valores de L1 e
C1
Ao realizar a auto-calibração, as indutâncias e
capacitâncias parasitas da fiação são absorvidas no
cálculo realizado pelo PIC
Oscilador
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Agora sim uma indutância Lx ou uma
Capacitância Cx, desconhecidas poderão ser
medidas
Ligando a chave para medir indutância
estaremos colocando o indutor em série com o
indutor L1
Ligando a chave para medir capacitância
estaremos colocando o capacitor em paralelo
com o capacitor C1
Oscilador
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Então com essa nova indutância ou capacitância
externa uma nova frequência F2 será calculada
pelo PIC
Oscilador
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Só então o PIC irá poder calcular a
indutância ou capacitância externa:
PIC 16F84
Fig.2 – PIC16F84
PIC 16F84
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Foi gravado em um circuito chamado
RCD Programmer
Fig.3 – RCD Programmer
PIC 16F84
Seu código fonte (.HEX) e o algoritmo em assembler (.ASM) foi
implementado no programa IC-PROG
Fig. 4 – Interface do programa IC-PROG
Medidor de LC
Fig.5 – Esquema do LC Meter
Medidor de LC
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Especificações Tecnicas:
Voltage Supply: 7.5 - 15V
Accuracy: 1%
Zero Out Switch
Automatic Ranging
Inductance Measurement Ranges:
- 10nH - 1000nH
- 1uH - 1000uH
- 1mH - 100mH
Capacitance Measurement Ranges:
- 0.1pF - 1000pF
- 1nF - 900nF
Medidor de LC
Funcionamento:

As chaves Lx e Cx devem estar desligadas
quando se liga o aparelho, de outro modo
aparecerá no display "switch error" (erro em
chave). Ele então inicia uma rotina de calibração,
pode-se ouvir o acionamento do relé. Após isso
ele indicará "ready" (pronto).
Medidor de LC
Funcionamento:

Para medir capacitor: acionar a chave Cx, o
display indicará alguns pF, é a capacidade
residual da fiação. Acionar a chave "zero" por
um breve instante. O display agora indica 0 pF.
Agora é só colocar o capacitor a medir nos
terminais e ler o resultado no display.
Medidor de LC
Funcionamento:

Para medir indutor: acionar a chave Lx. O
display indicará "not an inductor" (não é um
indutor), isso porque não há nada ligado!
Colocar os terminais de medida em curto e
acionar a chave "zero". Agora é só ligar o indutor
e ler o resultado.
Medidor de LC
Conclusão
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Alguns problemas de montagem foram encontrados
como o indutor L1 que fazia oscilar muito a medição da
frequência de ressonância. Então foi colocado uma
bobina toroidal com 82 espiras de fio 30 em núcleo de
pó-de-ferro Micrometals T50-1
Alguns montadores do LC meter tiveram problemas com
funcionamento errático e falta de precisão que podiam
ser corrigidos com a troca do LM311 por um de outro
fabricante
Mas no geral o medidor se apresentou muito bem preciso
e satisfatório
Referências
•
http://www.aade.com/lcmeter.htm
•
http://py2wm.qsl.br/LC_meter/LC_meter.html
•
http://www.py4eu.qsl.br/Radio/lc_meter.htm
•
http://www.qsl.net/iz7ath/web/02_brew/21_LCMeter01/
•
http://www.geocities.com/ttarsorg/contributors/homebrew-lc-meter-2.pdf
•
http://perso.wanadoo.fr/f6gog-web/files/brew.htm
•
http://www.touchinglittlelives.org/meter/
•
http://www.digital-measure.com
•
http://electronics-diy.com/lc_meter.php
FIM!!!!!!!!!!!!!!!