Capacitor com precisão?

[MOR_AL]

Andei lendo sobre medidores de capacitância e indutância pela net.
Pesquise por LC Meter. Lá tem um projeto que é mencionado em muitos sítios.
Basicamente é um oscilador LC. A frequência é lida pelo MC e o L, ou C é calculado. Até aí tudo bem.
Tem até kits para vender. Tanto montados como por montar.
Como tenho algumas peças sobrando, decidi entender o projeto e montar um pra mim. Eu não copio nenhum circuito ou projeto da net, sem entender o que se passa. Se ao montar o circuito, ele não funcionar, aí você fica sem ação e com prejuízo de tempo e dinheiro.
Mas o danado do circuito usa um capacitor com precisão de 1%. Aí quem não compra o kit, para por falta deste capacitor. O danado é um stiroflex (poliestireno), porque nos muitos arquivos sobre capacitor que encontrei, eles são mais estáveis.
Primeiro que rodei no centro do Rio e não encontrei uma loja se quer que tivesse o tal capacitor, muito menos com 1%.
Fui achar nas lojas virtuais mas não com essa precisão. Sei que existem empresas que vendem e parece que encontrei uma delas, mas se eles vendem apenas uma unidade, qual percentagem do preço dos kits ele custaria?
Fiquei p#$& da vida e decidi que faria um medidor de capacitância que me desse os tais 1% de precisão.
" Pôxa ... Um medidor de capacitância para fazer um medidor de capacitância?"
Não!!! Esse medidor só serve para medir capacitância com valor próximo ao desejado e não com qualquer valor, como o capacímetro que pretendo montar. Além disso, ele precisa do frequencímetro, do gerador de áudio e de um osciloscópio, enquanto que o outro não.
... Por isso é bom tentar entender o que está acontecendo. Concluí que o valor do capacitor pode ser qualquer. De preferência entre -50% e 150% do valor. Apenas que este valor seja preciso e conhecido.
Como tenho um gerador de áudio do Ebay e um frequencímetro.
Andei tentando fazer esse circuitinho de modo a que sua precisão dependesse apenas da precisão da frequência e de um resistor. Esse sim é fácil de achar. Aliás eu tenho um par aqui, mas nem precisa ser de 1%. Basta conhecer o seu valor, e os multímetros já conseguem fornecer essa precisão.
Estou fazendo uma placa de CI para o circuito que mede o capacitor (entre -50% e 150% do que eu gostaria). Junto com isso estou comprando uns capacitores de Stiroflex.
O chato é ter sempre que esbarrar em peças difíceis de se conseguir aqui no mercado nacional. Principalmente se as peças são para um hobby.
Vou montar o tal circuitinho durante essa semana e ver se funciona. Caso funcione eu poderei continuar.
Se funcionar e algum de vocês precisar conhecer o valor do capacitor que está em suas mãos, para montar o seu LC Meter, poderei fazer essa medição sem ônus, com excessão do custo do transporte.
Vamos ver no que dá!!
MOR_AL

[jorgeluiz]

e' um projeto que usa um 16f628 e um lm111 Morris? Estou precisando montar um desses tambem.

[MOR_AL]

e' um projeto que usa um 16f628 e um lm111 Morris? Estou precisando montar um desses tambem.

Olá Jorge!
É o que evoluiu daí. O LM311 foi substituído pelo comparador do PIC16F628.
Hoje terminei de furar a PCI do circuito feito para obter o valor do capacitor de precisão. Vou ver se monto os componentes logo mais. ...

Projetar tem essas coisas... O circuito que fiz não funciona. Vou ter que pensar em outra alternativa. O chato é que reparei nisso depois de projetar o circuito, fazer o desenho da PCI, fazer a placa e montar os componentes. PQP. Vou ter que começar de novo.

MOR_AL

[jorgeluiz]

Beleza entao. Estou no aguardo da sua avaliaçao, pra tentar fazer um aparelho assim. Se nao me engano usa display de LCD, que foi o motivo que me desistimulou, pois queria transformar para display de leds, e na epoca nao tinha conhecimento suficiente.

[MOR_AL]

Editei a minha postagem anterior.
MOR_AL

[renatokodaira]

Oi Moral !

Pra compartilhar contigo a experiencia que tive com esse medidor LC:

Ha uns 10 anos eu montei um desses medidores baseado no original da AADE, que usava um PIC 16C622. Dei uma estudada e achei que valia a pena montar um (apesar de que eu tenho um medidor LCR comercial, o que facilitou na hora de selecionar o cap de precisao).
Tive que adaptar um pouco o circuito original, por causa do PIC e do display LCD de 1 linha (usei de 2 linhas e um PIC 16F628).

Pra minha felicidade, hah 10 anos ainda consegui achar capacitores stiroflex (os de 1000pF, dos quais comprei 20 e jah usei alguns - se voce precisar mesmo, vamos ver como posso te mandar o cap). Alem dele, acho que voce vai precisar tambem do capacitor ceramico NPO (estavel com variaçao de temperatura - que no caso deveria ser de 680pF), um indutorzinho de 68uH e o mais dificil de todos do projeto original: um reed relay para 5V, para o PIC acionar na rotina de calibraçao.
Na verdade o stiroflex soh eh usado nesse procedimento de calibraçao, enquanto que a dupla 680pF e 68uH eh que formam o oscilador basico do medidor (os capacitores e os indutores a serem medidos entram respectivamente em paralelo com o de 680pF e em serie com o de 68uH - de forma a modificar a frequencia de oscilaçao que vai ser medido pelo PIC). O stiroflex precisa ser o mais proximo de 1000pF porque esse valor estah embutido no firmware (eh usado para achar os valores de 680pF e 68uH - que podem ser outros). Em tese o stiroflex poderia ser de outro valor, mas teria que haver uma alteraçao no firmware. Nao tem nada a ver entao com a temperatura, mas sim com o valor estabelecido no firmware.
Como eu tive que fazer o firmware de novo (para 16F628, alem do que o autor original nao fornecia o fonte nem HEX) entao eu tinha a oportunidade de escolher qualquer valor de capacitor de referencia (no caso podia medir com minha ponte LCR) e usar o valor preciso no firmware (gravava na eeprom e usava depois na rotina de calibraçao). Como o autor descreveu o funcionamento e os calculos que precisavam ser feitos, ficou mais claro como tinha de ser o firmware. Usei o LM311, como comparador para a etapa do oscilador.

O medidor funciona, mas para valores relativamente altos de capacitancia, ele deixa a desejar. Acima de 500nF, nao funciona. Para indutancia eh bem mais ampla a faixa de mediçao. Capacitores eletroliticos nao funcionam (acho que nao deixam o oscilador funcionar), capacitores ceramicos e de poliester sao bem medidos.
A calibraçao eh boa para ajustar o zero do medidor e para compensar algum cabo usado para medir caps ou bobinas com terminais curtos.
Comparado com minha ponte LCR, a diferença eh razoavel e aceitavel.

Se precisar de alguma ajuda, grita ai.

[EDSONCAN]

Ja vi esse Kit, mas pessoalmente gosto mais da ideia que foi apresentada em um concurso de eletronica alguns atras.
Basicamente era dois osciladores e um modulo misturador que produzia f1+f2 e f1-f2 da minicircuits.
Um chip de medição de angulo de fase e tensão da analog device.
Com isso era possivel varrer frequencia e saber a impedancia da carga com o angulo de fase.

Edson

[MOR_AL]

Oi Moral !

Pra compartilhar contigo a experiencia que tive com esse medidor LC:

Ha uns 10 anos eu montei ...

Pra minha felicidade, hah 10 anos ainda consegui achar capacitores stiroflex (os de 1000pF, dos quais comprei 20 e jah usei alguns - se voce precisar mesmo, vamos ver como posso te mandar o cap).

Comprei já alguns, mas não são de 1%. Como postei, estou tentando fazer um circuitinho que me ajude a obter o valor deste capacitor, dentro de 1%. Não sei se vou conseguir. Caso não consiga vou apelar para você. Deixe um reservado para mim, com o valor que você vai medir no seu aparelho comercial, tá?

Alem dele, acho que voce vai precisar tambem do capacitor ceramico NPO (estavel com variaçao de temperatura - que no caso deveria ser de 680pF), um indutorzinho de 68uH Estou sabendo... e o mais dificil de todos do projeto original: um reed relay para 5V, para o PIC acionar na rotina de calibraçao. Eu tenho um de 6V que funciona com 5V. Vou usar este!
Na verdade o stiroflex soh eh usado nesse procedimento de calibraçao, enquanto que a dupla 680pF e 68uH eh que formam o oscilador basico do medidor (os capacitores e os indutores a serem medidos entram respectivamente em paralelo com o de 680pF e em serie com o de 68uH - de forma a modificar a frequencia de oscilaçao que vai ser medido pelo PIC). Estou sabendo também... O stiroflex precisa ser o mais proximo de 1000pF porque esse valor estah embutido no firmware (eh usado para achar os valores de 680pF e 68uH - que podem ser outros). Em tese o stiroflex poderia ser de outro valor, mas teria que haver uma alteraçao no firmware. Nao tem nada a ver entao com a temperatura, mas sim com o valor estabelecido no firmware. Ok!
Como eu tive que fazer o firmware de novo (para 16F628, alem do que o autor original nao fornecia o fonte nem HEX) entao eu tinha a oportunidade de escolher qualquer valor de capacitor de referencia (no caso podia medir com minha ponte LCR) e usar o valor preciso no firmware (gravava na eeprom e usava depois na rotina de calibraçao). Como o autor descreveu o funcionamento e os calculos que precisavam ser feitos, ficou mais claro como tinha de ser o firmware. Usei o LM311, como comparador para a etapa do oscilador.

Vou usar o comparador do PIC16F628 como oscilador. Estou pensando em incluir um complemento no firmware, que permita incluir o valor do capacitor de precisão (o Stiroflex). Assim, com o circuitinho que estou tentando fazer (o que vai fornecer o valor do capacitor Stiroflex), eu incluiria este valor com o firmware rodando.

O medidor funciona, mas para valores relativamente altos de capacitancia, ele deixa a desejar. Acima de 500nF, nao funciona.

Eu calculei a curva dos possíveis valores de capacitor e deu algo parecido mesmo.

Para indutancia eh bem mais ampla a faixa de mediçao. Capacitores eletroliticos nao funcionam (acho que nao deixam o oscilador funcionar), capacitores ceramicos e de poliester sao bem medidos.

Como a oscilação possui valores positivos e negativos de tensão, isso impede dos eletrolíticos funcionarem nestas condições.
...
Se precisar de alguma ajuda, grita ai.

HHHHEEEEEIIIIIIII! Tá bom assim?
Como eu postei, vou tentar obter o circuito para calcular o valor do capacitor Stiroflex. Sou teimoso e não gosto de copiar as coisas da internet. Se eu não conseguir eu te peço, ok?

Eu estudei os sites desse LC Meter. Fiz um estudo que me confirmou muitas coisas e também me fez entender que muitos valores podem ser alterados, como você mesmo postou.
No meu estudo, eu incluí a curva da faixa de valores de capacitores que podem funcionar nesse circuito. Na verdade eu ajustei os parâmetros da curva para que não incluissem valores acima de 1uF. Considerei que não seria necessário conhecer com precisão os valores dos capacitores que não são eletrolíticos, para esta faixa.
Incluí também outra curva, que mostra que o cálculo dos valores para a região de baixos valores, não é crítico.
Estou no ponto em que listei o modo de se calibrar o aparelho e de se medir os valores de capacitores e de indutores.
No arquivo PDF que eu fiz tem tudo isso.
Dê uma olhada. Eu achei interessante.
Pretendo acrescentar um trecho de firmware que permita entrar com o valor do capacitor Stiroflex.

http://d01.megashares.com/dl/69e8fb4/Medidor LC_PDF.pdf

MOR_AL

[MOR_AL]

Ja vi esse Kit, mas pessoalmente gosto mais da ideia que foi apresentada em um concurso de eletronica alguns atras.
Basicamente era dois osciladores e um modulo misturador que produzia f1+f2 e f1-f2 da minicircuits.
Um chip de medição de angulo de fase e tensão da analog device.
Com isso era possivel varrer frequencia e saber a impedancia da carga com o angulo de fase.

Edson

... Parece mais complicado... Também tem que ter o tal chip.
Com o que estamos tratando parece ser mais simples (ou menos complicado).
MOR_AL

[MOR_AL]

Bom.
Fiz um novo projeto que mede o valor do capacitor de precisão. Fiz também o layout. Ficou grande, para apenas fornecer o valor do capacitor de aprox. 1000pF.
Acredito que deva dar o valor do capacitor dentro de 1%. Pelo menos entre 100pF e 32nF.
A precisão é baseada no cristal do PIC, na tensão de referência (431) e na precisão do multímetro.
Tem que fazer o firmware...

Vou tentar montar a placa neste fim de semana. Se der...
MOR_AL

[MOR_AL]

Olá Renato.
Te enviei uma MP há alguns dias.
[]'s
MOR_AL

[rcakto]

Moral, voce quer montar o circuito usando somente componentes simples como indutores, resistores e afins?? pois existem ics onde ja faz a leitura da capacitancia e envia o valor analogico....

[MOR_AL]

Moral, voce quer montar o circuito usando somente componentes simples como indutores, resistores e afins?? pois existem ics onde ja faz a leitura da capacitancia e envia o valor analogico....

Eu estou fazendo um circuito que mede capacitância, dentro de 1%, com valores entre 100pF e 32nF. Este circuito é apenas para obter o valor do capacitor que será usado no medidor LC. Esse sim com maiores faixas de medidas, tanto de indutância como de capacitância.
O diferencial do primeiro é que ele só precisa de uma frequência com precisão (do cristal do PIC) e de uma tensão de referência com menos de 1% de precisão (TL431). Ele não precisa de capacitor de precisão, como no medidor de LC.
Meu circuito pode não funcionar corretamente. O Renato vai me mandar um capacitor com 1% de precisão, que eu usarei no medidor LC.
Quanto ao CI que você está se referindo, qual seria ele?
[]'s
MOR_AL

[rcakto]

Moral, foi mal, eu errei no que falei aqui, o certo e um conversor de capacitancia para digital CDC

http://www.analog.com/en/analog-to-digi ... index.html


foi nesse site que achei sobre o assunto!!

[MOR_AL]

Moral, foi mal, eu errei no que falei aqui, o certo e um conversor de capacitancia para digital CDC

http://www.analog.com/en/analog-to-digi ... index.html


foi nesse site que achei sobre o assunto!!

... É! Acho que este CI é para sensores capacitivos.
MOR_AL