原文：

使用Arduino的電容表

ARDUINO的

經(jīng)過**迪利普·拉賈（Dilip Raja）** 2016年4月2日

Arduino電容表

當(dāng)我們遇到先前設(shè)計(jì)的電路板時(shí)，或者我們從舊電視或計(jì)算機(jī)中取出一塊電路板進(jìn)行維修時(shí)。有時(shí)我們需要知道板上特定電容器的電容以消除故障。然后，我們面臨著從板上獲取電容器的準(zhǔn)確值的問題，特別是如果它是表面貼裝器件。我們可以購買用于測量電容的設(shè)備，但是所有這些設(shè)備都很昂貴，并不適合所有人?？紤]到這一點(diǎn)，我們將設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的Arduino電容表 來測量未知電容器的電容。

該儀表可以容易地制造并且還具有成本效益。我們將使用Arduino Uno，施密特觸發(fā)門和555 IC計(jì)時(shí)器制造電容表。

所需組件： 電路說明：

下圖顯示了使用Arduino的電容表的電路圖。電路很簡單，LCD與Arduino相連以顯示測得的電容器電容。方波發(fā)生器電路（在穩(wěn)定模式下為555）連接到Arduino，在這里我們已經(jīng)連接了需要測量其電容的電容器。施密特觸發(fā)器門(Schmitt Trigger Gate)（IC 74LS14）用于確保僅將矩形波饋送到Arduino。為了濾除噪聲，我們?cè)陔娫磧啥嗽黾恿藘蓚€(gè)電容器。

該電路可以準(zhǔn)確地測量10nF至10uF范圍內(nèi)的電容。

基于555定時(shí)器IC的方波發(fā)生器：

首先，我們將討論基于555 Timer IC的方波發(fā)生器，或者我應(yīng)該說555 Astable Multivibrator。我們知道，電容器的電容不能在數(shù)字電路中直接測量，換句話說，UNO處理數(shù)字信號(hào)，因此不能直接測量電容。因此，我們使用555方波發(fā)生器電路將電容器連接到數(shù)字世界。

簡而言之，計(jì)時(shí)器提供方波輸出，其頻率直接影響與其相連的電容。因此，首先我們獲得方波信號(hào)，該信號(hào)的頻率代表未知電容器的電容，然后將該信號(hào)饋送到UNO以獲取適當(dāng)?shù)闹怠?/p>

不穩(wěn)定模式下的常規(guī)配置555，如下圖所示：

輸出信號(hào)頻率取決于RA，RB電阻和電容器C。

頻率（F）= 1 /（時(shí)間段）= 1.44 /（（RA + RB * 2）* C）。

在此，RA和RB是電阻值，C是電容值。通過將電阻和電容值放在上述公式中，我們可以得出輸出方波的頻率。

我們將連接1KΩ作為RA和10KΩ作為RB。所以公式變成

頻率（F）= 1 /（時(shí)間段）= 1.44 /（21000 * C）。

通過重新排列我們擁有的條款，

電容C = 1.44 /（21000 * F）

在我們的程序代碼（請(qǐng)參閱下文）中，為了準(zhǔn)確獲取電容值，我們通過將獲得的結(jié)果（以法拉為單位）乘以“ 1000000000”來計(jì)算以nF為單位的結(jié)果。另外，由于RA和RB的精確電阻分別為0.98K和9.88K，因此我們使用了“ 20800”而不是21000。

因此，如果我們知道方波的頻率，就可以得到電容值。

施密特觸發(fā)器門(Schmitt Trigger Gate)：

由計(jì)時(shí)器電路生成的信號(hào)并不完全安全電容表，無法直接提供給Arduino Uno。考慮到UNO的敏感性電容表，我們使用施密特觸發(fā)器門(Schmitt Trigger Gate)。施密特觸發(fā)器門(Schmitt Trigger Gate)是數(shù)字邏輯門。

該門根據(jù)輸入電壓電平提供輸出。施密特觸發(fā)器具有THERSHOLD電壓電平，當(dāng)施加到柵極的INPUT信號(hào)的電壓電平高于邏輯門的THRESHOLD時(shí)，OUTPUT變?yōu)楦唠娖?。如果INPUT電壓信號(hào)電平低于THRESHOLD，則門的OUTPUT將為LOW。因此，我們通常不會(huì)單獨(dú)獲得施密特觸發(fā)器，因此在施密特觸發(fā)器之后總是有一個(gè)非門。施密特觸發(fā)器的工作原理在這里進(jìn)行了說明：施密特觸發(fā)器門(Schmitt Trigger Gate)