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Volker
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LC-Meter nach VK3BHR mit PIC 16F84 |
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Mittwoch, den 08. Juli 2009 um 09:56 Uhr |
LC-Meter nach VK3BHR mit dem PIC 16F84 und einem Eagle-LeiterplattenentwurfDer hier vorgestellte Nachbau des LC-Meter von VK3BHR, Phil Rice, verwendet einen PIC 16F84 und eine Punktmatrixanzeige. Der Messbereich geht in etwa von 0 bis 10 mH für Induktivitäten und von etwa 0 bis 100 nF für Kapazitäten. Da dieses LC-Messgerät (Induktivitätsmessgerät und Kapazitätsmessgerät) auch sehr kleine Kapazitäten und Induktivitäten von wenigen pF bzw. nH messen kann, eignet sich diese Bauanleitung z.B. hervorragend für Anwendungen im Amateurfunk.
Nachfolgend möchte ich hier meine Erfahrungen mitteilen und die Dokumentation dieses Projekts auch anderen zur Verfügung stellen. Außerdem stelle ich hier meinen mit Eagle erstellten Leiterplattenentwurf zur Verfügung.
Der Urvater dieses LC-Meters stammt wohl von AADE und ist nach wie vor als Bausatz erhältlich. Dort kann man auch das Messprinzip nachlesen. Ganz zu Anfang war die PIC-Software von AADE kostenlos im Inernet erhältlich. Doch dann gab es die Software nur noch als programierten PIC in Verbindung mit einem Bausatz. Der Bausatz des AADE-LC-Meters ist über die Zeitschrift FUNKAMATEUR erhältlich. So hat z.B. PI4ZLB einen sehr schönen Leiterplattenenwurf zur Verfügung gestellt, der sehr kompakt gehalten ist. Ebenfalls kompakt aufgebaut ist die Version von SP7DQR, welcher ein Eagle-Layout zur Verfügung stellt.
Auf der der sehr beliebten "Sprut-Seite" findet sich ebenfalls eine Abwandlung einschließlich eines Eagle-Layouts. Diese Variante kann größere Kapazitäten messen. Außerdem befindet sich auf diesem Internetauftritt eine Bauanleitung für einen Kapazitätsmesser, der Elkos messen kann. Eine Bauanleitung eines LC-Meter mit dem AT89C2051 soll die Messung von Induktivitäten bis 160 H und Kapazitäten bis 1600 uF ermöglichen. Selbstverständlich ist das Programm für den AT89C2051 ebenfalls zum Herunterladen frei verfügbar. DD0SB bietet zuweilen auf Amateurfunkflohmärkten einen auf einem Atmel basierenden LC-Meter an (siehe Bild). Es funktioniert meiner
Die Aufkleber für die Gehäusebeschriftung liegen hier als RTF-Datei (beschriftung.rtf) bereit und lassen sich mit mit fast allen Textverarbeitungsprogrammen selbst abändern. Wer will, kann anstatt auf Papier auf Klarsichtfolie ausdrucken. Es gibt Klarsichtfolie sowohl für Tintenstrahldrucker als auch für Laserdrucker. Für die Befestigung verwendete ich breites, farbloses Paketklebeband.Als Gehäuse diente übrigens eine ausgediente Hülle einer U-Matic-Video-Kassette (wurde in den 80er Jahren im TV-Bereich verwendet, 3/4-Zoll breites Magnet-Band). Die Aussparung für die Punktmatrixanzeige erzeugte ich mt einem Teppichbodenmesser. Die Anzeige wurde mit Teppichklebeband fixiert. Anschließend diente Heißkleber für die endgültige Befestigung der Anzeige. Durch die Bohrungen der Punktmatrixanzeige passen nämlich keine M3-Schrauben. Der Bestückungsplan, der Verdrahtungsplan und das Print-Layout des LC-Meter in Eagle: Als Basismaterial verwendete ich einseitig kupferkaschiertes Pertinax (Hartpapier) von der Größe einer halben Europakarte. Fast alle Bohrungen haben einen Durchmesser von 0,8 mm. ![]() Layout von der Bestückseite, erstellt mit Eagle. Großansicht hier. Download der BRD-Datei zum Ausdrucken hier. Anleitung zum Ausdrucken und zur Klarsichtfolienerstellung hier.
Das Layout in Eagle mit sichtbaren Masseflächen. Damit eine Massefläche entsteht, muss vor in der Menüleiste dem Ausdruck "Tools - Ratsnest" ausgeführt werden.
Wer nicht direkt aus Eagle ausdrucken will oder kann, erhält hier in Form der printlayout.tif eine Printvorlage als TIF-Bild, die allerdings ein nicht so sauberes Ergebnis liefern kann wie ein direkter Ausdruck aus Eagle. Bei diesem Notbehelf ist durch einen Probeausdruck die richtige Größe und das richtige Seitenverhältnis zu kontrollieren. Für den Audruck und das Anpassen der Größe kann kann sehr gut das kostenlose Programm IrfanView zum Einsatz kommen.
Der Verdrahtungsplan des LC-Meter:
Der Verdrahtungsgsplan als Handzeichnung: Klicken auf das Bild zeigt die Großdarstellung.
Der Stromlaufplan des LC-Meter für Eagle: ![]()
Der Stromlaufplan des LC-Meter in für die Leiterplattenentwicklung mit Eagle (Großdarstellung des Bildes hier). Ausdruck der Eagle-SCH-Datei hier. Wer will, kann diese SCH-Datei als Grundlage für eigene Layouts heranziehen und hat sich somit die Zeichenarbeit und Bauteilesuche gespart. Stückliste hier. Die 5-mm-Leuchtdiode und ihr1-kOhm-Vorwiderstand für die Anzeige der externen Betriebsspannung sind nicht im Schaltbild enthalten.
Einige Tipps zu den Bauteilen und deren Beschaffung:
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Die Innenansicht des LC-Meter. Die 9Volt-Blockbatterie wurde mit Teppichklebeband fixiert. Die schwarzen Flecken bestehen aus Acryllack, der als Schraubensicherung dient. Außerdem sieht man, wie die Punktmatrixanzeige an den Rändern mit Heißkleber befestigt wurde.
![]() Ein weiteres Exemplar: Gehäuse aus Holz, Front aus Aluminiumblech.
Sämtliche Bauteile wurden auf der Frontplatte befestigt. Für die Befestigung der LCD-Anzeige wurden M3-Schrauben verwendet, die erst nach Aufbohren der Befestiungslöcher passten.
Praktischer Betrieb: ![]()
Der mit PSpice simulierte Schaltungsteil des LC-Meter zur Untersuchung des Schwingverhaltens. Blau unterlegt der frequenzbestimmende Schwingkreis, gelb unterlegt die Nachbildung einer toleranzbehafteten Spannungsquelle.
Anschwingverhalten des Oszillators. Die Rechteckkurve stammt vom Ausgang, die Sinuschwingung wurde an der Spule abgegriffen. Die Toleranzanalyse zeigt, dass die Widerstände und Elkos der Schaltung keinen Einfluss auf die Frequenz haben. Außerdem haben Schwankungen der Speisespannungen keinen Einfluss auf die Frequenz und damit auf das Messergebnis.
Fazit:
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Zuletzt aktualisiert am Sonntag, den 15. September 2019 um 16:00 Uhr |
3. Februar 2017
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Volker