LC meter com PIC, meça capacitores e indutores com precisão

Toni Rodrigues

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capacitor

Construção de um aparelho LC meter que permite medir indutores (Indutímetro) e capacitores(capacímetro), mais conhecido como LC meter, usando PIC (16f84 ou 16f628) e mostrador em LCD.

Traduzido do excelente projeto indutor e capacitor meter (LC meter) de Phil Rice VK3BHR.

Alcance de medida:
é de 0 a 800nF para capacitância e 0 a 10mH para indutância.
Precisão: é de ± 1%
Leitura: 0 a 1000pF (1nF) em pF 1nF a 800nF em nF auto-range (escala automática)
Resolução: de ± 0.1 pF e ± 10nH.

Projeto: funcionamento do LC METER com PIC 16f84 ou 16f628

Bom para se ter na bancada. O projeto do oscilador veio da página do LC meter de AADE . Usa um comparador LM311 com realimentação positiva funcionando como um oscilador LC paralelo com saída digital. L é o choque de 82 µH e C é o capacitor de 1000 pF. A frequência, portanto é f1 = 550 kHz. Um capacitor de valor preciso,(CCal) 1000 pF ±1% , é ligado em paralelo a C através de uma relé. A nova capacidade total é 1000 + 1000(Ccal) = 2000 pF, e a nova frequência é f2 = 394 kHz. Não é importante que essas frequências sejam exatas, o que importa é a relação entre elas, que deriva do capacitor de precisão de 1000 pF. Às duas frequências são medidas pelo PIC, durante a auto-calibração. O importante é que se o capacitor de 1000 pF (Ccal) é preciso, então só existe um valor de L (o choque de 82 µH) e um valor de C (o capacitor de 1000 pF) que podem determinar essas duas frequências, não importando exatamente seus valores absolutos. Desse modo o PIC “descobre” o valor verdadeiro e correto do choque e do capacitor de 1000 pF, e tendo isso pode medir um capacitor ou um indutor externo. O indutor em teste é colocado em série com o choque. O capacitor em teste é colocado em paralelo ao de 1000 pF.

Ao realizar a auto-calibração, as indutâncias e capacitâncias parasitas da fiação são absorvidas no cálculo realizado pelo PIC. A chave CH3 faz “zerar” o valor indicado no display. Desse modo, somente a capacidade ou indutância adicional do componente a ser medido é mostrado no display. Ao se fazer medição, um indutor desconhecido é colocado em série com L, ou então um capacitor desconhecido é colocado em paralelo com C. A nova frequência é medida pelo PIC e seu valor transformado no único valor de capacidade ou indutância que pode provocar aquela nova frequência.

Montagem do circuito do capacímetro indutímetro digital

A tolerância do aparelho depende do capacitor Ccal de 1000pF, que deve ser de poliestireno(“styroflex”) com tolerância de pelo menos 1%. Ai você pergunta, onde consigo um capacitor com essa tolerância, fácil, faça uma associação de capacitores até conseguir a capacidade desejada, para isso use um capacímetro comercial emprestado de algum amigo selecione os capacitores para ser usado no circuito. No meu protótipo usei um com tolerância de 1% conseguido na sucata, coisa rara. C2 (Cmed)não precisa ser preciso, apenas é necessário estabilidade térmica. Por isso use um de poliestireno, se for usar cerâmico, use um NPO.
Para o indutor usei de início um choque de RF de 82µH, porém as medidas não eram firmes, então usei uma bobina toroidal com 85 espiras de fio 30 AWG enroladas em núcleo de pó de ferro.

Display que podem ser usados no circuito do LC meter

O display pode ser qualquer um padrão Hitachi 16×1, 16×2 ou 8×2, se for usar um que tenha backlight, deve ter atenção para o consumo de energia. Que será bem maior, sendo recomendado usar um 7805 to-220.
No meu protótipo, usei um PiIC16f627 e um display Hitachi 16×2. Tudo de sucata. O pic encontrei num bloqueador de telefone abandonado e o display num aparelho de fax pifado. Viva la sucata.
Os resistores do circuito podem ser de tolerância de 5%, alguns mais exigentes usam com tolerância de 1%.

Como programar o PIC para ser usado no circuito do lc-meter

Gravar um PIC é fácil você precisa do gravador e de um programa. O programa é o Winpic800.

Como testar o funcionamento do circuito do lc meter

Solde todos os componentes na placa, sem o Pic, meça a tensão do regulador para constatar 5 volts ± 25%. Tudo certo aterre o pino 18 do soquete do pic e verifique o funcionamento do relé(você deverá ouvir o relé sendo acionado). Coloque o Display ligue o circuito e ajuste o potenciômetro para o melhor contraste. Coloque o pic já gravado com o programa e se tudo estiver certo você tem um Lc meter digital. Caso não funcione inspecione todo circuito, display, pic ,Chaves, fiação, etc.

Como usar o LC meter

Para ajuste inicial o software do pic inclui um modo de teste, para isso feche J1 e pressione zero. O Pic contará os ciclos do oscilador durante 0.1 segundos e exibirá o resultado. Com o indutor de 82µH e o capacitor de 1000pF no circuito (sem nenhum componente externo, nenhum capacitor de calibração) o oscilador correrá a cerca de 550KHz, e o display mostrará cerca de 55000.
Se a frequência for muito alta (acima de 655.350KHz) o display mostrará fora alcance. Se o oscilador não estiver funcionando será mostrado 0 no display.
Para melhor precisão a frequência deve ser de 10 a 15% inferior de 655KHz. Você pode ajustar a bobina para conseguir.
Um segundo jumper conecta o capacitor de calibração Ccal, a frequência agora será de 394KHz.
Um terceiro Jumper no pino 10 do PIC, permite selecionar um display de 8 x 2, o resultado será mostrado em duas linhas.

Como medir Indutor usando esse lc meter

Selecione L na chave de função o display mostrará “fora alcance”, isso porquê não tem nenhum indutor conectado. Coloque os terminais de medida em curto e pressione zero. Agora é só colocar o indutor e ler o resultado.

Como medir capacitor usando LC meter

Selecione C na chave de função o display mostrará alguns pF, é a capacidade residual(parasita) da fiação. Acione 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.

Outra função para esse circuito de lc meter microcontrolado

O aparelho pode ser zerado com componentes nos terminais de medida. E nos componentes que forem ser testados depois será mostrado a diferença + – do valor do componente original.

Precisão do lc meter com pic 16f84 ou 16f628

Depende dos componentes usados pelo montador, durante a calibração do aparelho, erros dependem dos componentes usados no tanque(LC) do circuito oscilador e no capacitor padrão Ccal de 1000pF que deve ser de pelo ao menos 1% de tolerância., se possível menor. Eu consegui um com tolerância de 0,625%.
A bobina de ferrite não é adequada para o circuito tanque, o ideal é usar um núcleo de pó de ferro. E um bom candidato para isso é o núcleo toroidal Micrometals T50-1 (comercializado pela Amidon, Palomar, Toroid King, etc…) e o núcleo de pó de ferro (Micrometals) T50-2, a galera do radioamadorismo conhece essas categorias de componentes. De qualquer maneira use um choque de rf para testar o circuito, depois tente encontrar uma bobina adequada, medindo e retirando espiras de algum indutor encontrado na sucata (TV, vídeo, etc.).

Conclusão do LC meter

Você pode ter seu próprio medidor de indutor e capacitor preciso, digital e fácil de operar. Com o pior conjunto possível de componentes você conseguirá uma tolerância de pelo ao menos 3%, e se tiver sorte e caprichar um pouco, conseguirá montar seu equipamento com tolerância de menos de ‘1%”.
Créditos
O projeto original em inglês veio de https://sites.google.com/site/vk3bhr/home/lcm1
A ideia original e o oscilador vieram de
O Código de medida de frequência veio de http://homepage.tinet.ie/~ei9gq/stab.html

Outros idiomas
DH7UAF Alemão
SP7DQR Polonês
Buyevskiy Russo

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Sobre o Autor
Toni Rodrigues
Autor do blog Te1.com.br. Técnico em Eletrônica Industrial pela Escola Técnica de Brasília, Tecnólogo em Sistemas para Internet pela Unianhanguera. Interessado em eletrônica, montagens, pesquisas, informática e tecnologia em geral.
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70 comentários em “LC meter com PIC, meça capacitores e indutores com precisão”

  2. Apesar de este ser um tópico já antigo gostaria de deixar um comentário. Estou com dificuldades em encontrar o capacitor de 1000pf tolerância 1%, se algum amigo tiver uma sugestão eu agradeço. No site da Mouser eu encontrei, mas devido ao frete e possivelmente as taxas da receita, fica inviável.

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  3. Ola pessoal , estou precisando muito da ajuda de vocês quanto a montagem desse indutimetro e capacimetro .
    fiz a montagem e o aparelho não esta mostrando valores corretos dos componentes , esta muito longe . Alguém teve esse problema na montagem . Nao usei o capacitor com 1% de tolerancia e o indutor de 82uH utilizei o comercial . alguem que fez essa montagem poderia me ajudar ??
    muito boa noite
    Obrigado

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  4. Ola Toni!
    O esquema que está no final do artigo logo abaixo de “Conclusão do LC meter” é o esquema exato? Qual a PCB exata desse esquema p confexão? Pode enviar para meu email? agradeço se possivel!!

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  5. Olá tony,
    Primeiro, parabéns pelo site. Estou com um problema com um circuito que estou fazendo, estou utilizando um microcontrolador PHILIPS P80C51SBPN para controlar um display LCD, receber dados de um teclado PS2 e emitir som para um Buzzer. O problema que estou tendo é para criar o Bootloader, fazer a definição das portas, aceitar o que se digita no teclado e emitir um som no Buzzer. O Buzzer vai emitir apenas um som pré definido de erro ou um de acerto, não é música, é bem DOS mesmo. Já fiz o layout da placa e todo o circuito, e agora só falta programar o bicho. Tem como me auxiliar?

    Obs: o primeiro email está errado.

    Responder

      • Olá Tony,

        Concordo que existem muitos tutoriais sobre o 8051, mas 99% são um lixo. Geralmente é um material que alguém fez um projetinho e outro copiou que copiou de outro etc…
        Eu não estou na fase de cópias ou ficar piscando Leds, meus projetos são mais avançados e o básico não me interessa. Os projetos mais simples que eu tenho carregam sistemas e permitem execução como um sistema operacional embarcado no dispositivo. O problema que eu estou tendo neste caso é por causa da quantidade de bibliotecas e ordem de inicialização das mesmas. Mas parte do problema já foi resolvido e até terça meu projeto de um computador de brinquedo estará operacional. Depois posto fotos do projeto para você ver como ficou.
        Por hora obrigado pela força.

  6. toni por favor você pode-me  enviar o layout da placa do indutimetro capacimetro com o pic16f628 para que eu possa montar, na sua pagina so tem o esquema, se for possivel toni obrigado.

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  7. ola´tony amigao tudo bem ! amigo alguns tempos atras um amigo postou aqui um esque de um indicador de nivél caixa d`agua com pic ´só que eu fiz uma busca no seu site nao encontrei mais.vc sabe me dizer se foi deletado. + uma vez obrigado

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  9. Bom dia,  estou com uma duvida quanto ao choque de 82 µH,  é um valor comercial? Vi esse projeto em outro lugar e lá o cara falou que tinha de ser uma bobina toroidal. Alguém sabe onde encontro um que sirva??

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  11. Estou a procura do arquivo FP.TXT para poder compilar o .asm e adaptar para minha montagem. 
    Os .HEX que acompanham o pacote .ZIP São iguais e acho que são para 16f84 e eu só tenho 12f128.
    Me ajudem por favor, acho que este lcmeter deve ser muito bom!!!

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  13. Excelente artigo! De grande ajuda para os técnicos de bancada e projetistas Nunca fiz montagem usando PIC…
    Fica aqui um desafio: Montar esse circuito usando o eagle!
    Já comecei, estou tendo dificuldade em adcionar o LM311, procurei na eagle library e também não encontrei. Vou em busca de um alternativo substituto para o Lm 311.

    Responder

  21. Toni vi muitos esquema de frequencimetro, voltimetro e LC, queria juntar tudo isso em um unico circuito por seletor, selecionando frequencimentro, voltimetro e LC?
    e outra tenho um esquema de um frequencimento de 10Hz á 60Mhz, circuito simples, mas não tenho o firmware, mas tenho de outros frequencimento com mesmo PIC e LCD 16×2, sera que o firmware do outro pode ser colocado nesse frequencimento?

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    • Eu to terminando meu curso de tecnico em automação e queria apresentar esse projeto mas tenho duvidas em relação as especificações dos componentes. Vc tem alguma lista de componentes com suas especificações pra eu comprar numa lojas os componentes? Eu não sei a voltagem dos capacitores por exemplo. Vc tem o diagrama das trilhas da placa pra me mostrar? Eu encontrei um outro site, cujo link esta nessa página, não sei se é o projeto original, que tem um circuito mto parecido com esse, e nele já vem a trilha da placa. Ele funcionaria tbm com o seu programa em português para pic 16f628a?

      Responder

    • Eu preciso de uma lista de componentes desse projeto, mas uma lista precisa como a voltagem dos capacitores por exemplo, eu sou novato ainda e tenho q fazer um trabalho pro curso, me ajudem!!!

      Responder

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