Miernik indukcyjności cewki - prośba o sprawdzenie i doradzenie

[Sheppard25]

Witam,

Chcę zbudować prosty miernik indukcyjności. Od razu zaznaczam, że wiem, że to możliwe, że będzie bardzo niedokładne (co mi nie przeszkadza, cel jedynie edukacyjny) albo nawet w ogóle nie zadziała (wtedy proszę o danie znać). Ma to działać w ten sposób:

1. W pierwszej fazie po włączeniu sygnału z mikrokontrolera ładuje się kondensator.

2. Po naładowaniu, mikrokontroler ustawia przeciwny sygnał i powinien nastąpić rezonans.

3. Sygnał rezonansowy trafia potem na diodę prostowniczą, dzielnik napięcia obniżające napięcie a następnie do przetwornika AC w mikrokontrolerze

4. Mikrokontroler wylicza częstotliwość rezonansową i wyświetla. 

5. Cykl się powtarza kilka razy aby mieć więcej próbek

 

I teraz moje pytania:

1. Czy to ma szansę jakoś zadziałać?

2. Jak zrealizować w miejscach przełączników (niebieskie) jakąś automatykę? Myślałem o dwóch MOSFETach, jednym NPN i drugim PNP ale one chyba nie przewodzą w dwie strony i byłby problem z rezonansem. Może zamiast tranzystorów jakieś prostsze przełączniki magnetyczne? 

3. Cewka może wyindukować wysokie napięcia, które nie powinny trafić na INPUT mikrokontrolera. Zastosowałem tu dzielnik napięcia ale wiadomo, jak ktoś da giga cewke to i tak może nie wystarczyć. Przydałoby się jakieś rozwiązanie które zmniejszałoby amplitudę sygnału zawsze poniżej 5V

4. Cewka będzie mogłabyć podmieniana, czy tutaj w układzie LC kondensator 100nF wystarczy żeby wywołać jakiś rezonans? Ma to jakieś większe znaczenie?

Pozdrawiam

[jand]

Pomiar indukcyjności można rzeczywiście mierzyć w podobny do opisanego sposób - taki opis znajdziemy tutaj, czy tu. czy tu.

Profesjonalne mierniki nie są  konstruowane w oparciu rozładowanie kondensatora, ale przez budowę generatora z wykorzystaniem  mierzonej indukcyjności i pomiar generowanej częstotliwości. W sieci też są opisane tego typu konstrukcje: np. Tu.

[Sheppard25]

@jand myslalem jeszcze, i chyba to lepsze rozwiazanie i prostsze, zeby generowac sygnal prostokatny po prostu, kondensator jest ladowany w fazie 1 a w fazie 0 nastepuje pomiar. 

Edytowano 19 października przez Sheppard25

[_LM_]

Masz oscyloskop? I czy miernik ma mierzyć tylko indukcję, co w sumie niewiele mówi o cewce ponieważ poza indukcją dobrze jest znać kilka innych parametrów zwłaszcza jeśli zamierzasz budować przetwornice impulsowe

https://serwis.avt.pl/manuals/AVT2382.pdf

 

Edytowano 20 października przez _LM_

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[jand]

9 godzin temu, Sheppard25 napisał:

kondensator jest ladowany w fazie 1 a w fazie 0 nastepuje pomiar. 

Szczegółowo nie sprawdzałem, ale konstrukcje z podanych przeze mnie linków tak mniej więcej działają.

[Sheppard25]

@_LM_ tak kupilem, tylko ja chce zbudowac takie narzędzie do testowania indukcji. Co jeszcze można łatwo zbadać?

 

[Preskaler]

W miarę prostym sposobem wyznaczania indukcyjności jest użycie przestrajanego generatora z odczytem częstotliwości i doprowadzenie danej indukcyjności do rezonansu (z dołączonym precyzyjnym kondensatorem). Wtedy można łatwo wyliczyć indukcyjność ze wzoru. 

[Sheppard25]

@Preskaler @jand @_LM_ udalo mi sie wywolac fajnie rezonans, zauwazylem pewna zaleznosc, ktora wg mnie nie wynika wprost ze wzoru f = 2pi * pierw(LC) (albo ja czegos nie rozumiem).

Mianowicie sytuacja taka:

Mam kondensator 100nF, malutką cewkę (kilka zwojów drutu). Kondensator się ładuje, potem wywołuję rezonans i mam taki dość brzydki rezonans w dodatku w obrębie dodatnich wartości, czyli jakby oscyluje wokół jakiegoś napięcia dodatniego (jak widać na screenie). Rozumiem to trochę tak, że cewka się jakby nasyciła, może za dużo było dla niej prądu z tak dużego kondensatora? Natomiast gdy zmieniłem kondensator na 22pF to dostałem już piękny przebieg oscylacji. 

Problemem małych kondensatorów jest to, że mam małe częstotliwości, rzędu 50 mHZ i żadnym AVRem tego nie policzę, bo mogę próbkować z max 1 MHz. (jakby sie dalo jakos latwo podzielic czestotliwosc o zadane X to by bylo spoko, moze sa takie uklady?)

Dobrze rozumuję?

Edytowano 20 października przez Sheppard25

[jand]

36 minut temu, Sheppard25 napisał:

Problemem małych kondensatorów jest to, że mam małe częstotliwości

Raczej duże częstotliwości.

Aby taki miernik dobrze działał, generowana częstotliwość powinna mieścić się w określonym zakresie, tak by układ pomiarowy mógł zmierzyć generowaną częstotliwość jak najdokładniej. Stąd wynika potrzeba stosowania przełącznika zakresów, który będzie podłączał kondensator o pojemności dobranej do mierzonej indukcyjności (jeśli chcemy mierzyć wartości w dużym przedziale). 

[Sheppard25]

@jand tak tak, duze mialem na mysli. Mniejsze kondensatory to duze czestotliwosci i na odwrot. Problem jest tu taki ze nie mozna wybrac ot tak wiekszego kondensatora zeby obnizyc czestotliwosc bo wpadamy w ten problem ktory opisalem powyzej z dodatnimi fluktuacjami, z kolei w druga strone wpadamy poza zakres AVRa

[jand]

Uproszczonymi metodami nie zmierzymy wartości bardzo małych, czy też bardzo dużych. A kilka zwojów drutu to dość niewielka indukcyjność.

[Preskaler]

Duży kondensator ma też dużą indukcyjność własną. Pojemność kondensatora powinna być dobierana w taki sposób aby, dla danej częstotliwości xL i xC (impedancja i capacitacja - tj. oporność indukcyjna i oporność pojemnościowa) były zbliżone do siebie. Kilka zwojów drutu powinno mieć rezonans z ok. 20 pF i wtedy rezonans wypadnie w okolicy 100 MHz. 

Edytowano 20 października przez Preskaler

[jand]

27 minut temu, Preskaler napisał:

rezonans wypadnie w okolicy 100 MHz.

A tego AVR nie zmierzy...

Edytowano 20 października przez jand

[Sheppard25]

@jand @Preskaler wiec chyba mamy juz jasnosc, dziękuję. Jeszcze tylko chcialbym zapytac o podstawy teoretyczne do efektu ze screena nr 1. Co tam sie faktycznie stało i czy dało się to jakoś matematycznie przewidzieć?

Edytowano 20 października przez Sheppard25

[jand]

ESP32 posiada układ peryferyjny PCNT, który jest licznikiem mogącym pracować do 40Mhz.