{"id":967,"date":"2016-07-03T20:00:58","date_gmt":"2016-07-03T19:00:58","guid":{"rendered":"http:\/\/www.crowave.com\/blog\/?p=967"},"modified":"2019-02-03T02:36:23","modified_gmt":"2019-02-03T01:36:23","slug":"kapacitet-metar","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.crowave.com\/blog\/2016\/07\/03\/kapacitet-metar\/","title":{"rendered":"KAPACITET METAR"},"content":{"rendered":"

Danas je nabavljen mjera\u010d kapaciteta kondenzatora. Instrument na sebi nema nikakve druge oznake te je mogu\u0107e da se radi o nekom nedovr\u0161enom tvorni\u010dkom prototipu ili pak instrumentu ra\u0111enom u amaterskoj samogradnji. Instrument je u dobrom vizualnom stanju, me\u0111utim, nigdje se ne uo\u010dava priklju\u010dnica za izvor napajanja. Postoji mogu\u0107nost da je unutar ku\u0107i\u0161ta predvi\u0111eno mjesto za bateriju, dakle, ne preostaje drugo nego otvoriti ku\u0107i\u0161te instrumenta.<\/p>\n

\"mjerac_kapaciteta_01\"<\/a>\u00a0\u00a0 \"mjerac_kapaciteta_02\"<\/a><\/p>\n

U unutra\u0161njosti se zatekao uredno smotan mre\u017eni kabao \u0161to zna\u010di da se ovdje svakako radi o nekom nedovr\u0161enom projektu. Uo\u010dava se mre\u017eni transformator sa stabilizatorom napona od 5V (78L05), plo\u010dica sa glavnim sklopovljem instrumenta, \u0161est-polo\u017eajna dvostruka sklopka za odabir mjernih podru\u010dja ispitivanih kapaciteta, plo\u010dica sa trimer potenciometrima za kalibraciju skale instrumenta na pojedinim mjernim opsezima, tri sklopke za odabir mjernog podru\u010dja instrumenta, te sam instrument – mikroampermetar.<\/p>\n

\"mjerac_kapaciteta_03\"<\/a><\/p>\n

Glavna plo\u010dica instrumenta sadr\u017ei dva logi\u010dka integrirana kruga: 7413 (dva nezavisna NAND vrata sa schmittovim okida\u010dima svaka sa \u010detiri ulaza) i 74121 (dvostruki monostabil sa svojstvom ponovog okidanja). Desno od njih na plo\u010dici se uo\u010dava \u0161est mjernih kondenzatora, a lijevo su trimeri za kalibraciju skale instrumenta na njegovim mjernim podru\u010djima.<\/p>\n

\"mjerac_kapaciteta_05\"<\/a><\/p>\n

Jeftini mjera\u010di kapaciteta kakvi se obi\u010dno susre\u0107u u samogradnji baziraju se na monostabilnom multivibratoru (monostabilu) koji mo\u017ee biti okidan oscilatorom pravokutnog napona. Na izlazu iz monostabila dobije se pravokutni signal kojem je odnos napon-pauza (duty cycle) odre\u0111en kapacitetom priklju\u010denog kondenzatora. Kad takav napon dovedemo na analogni mjerni instrument on \u0107e pokazivati efektivnu vrijednost toga pravokutnog napona. Ukoliko je kondenzator ve\u0107eg kapaciteta, trajanje napona u pravokutnom signalu \u0107e biti ve\u0107e od trajanja pauze, \u010dime \u0107e efektivna vrijednost takvog napona biti ve\u0107a, pa \u0107e i otklon kazaljke biti ve\u0107i. S obzirom da je veli\u010dina izlaznog napona kriti\u010dna po\u017eeljno je monostabil napajati stabiliziranim naponom 5 V kako bi na mjerenje izlaznog napona imao utjecaj samo duty cycle odnos.<\/p>\n

Monostabil mo\u017eemo promatrati kao digitalnu elektroni\u010dku sklopku. Kada nema nikakve pobude na ulazu (logi\u010dka 0) monostabil \u0107e na izlazu zadr\u017eavati jedno stabilno logi\u010dko stanje. Tek kad se ulaz pobudi nekim kratkim naponskim impulsom (logi\u010dka 1) monostabil \u0107e promijeniti stanje na izlazu, ali u tom stanju vi\u0161e ne\u0107e ostati trajno, ve\u0107 samo neko odre\u0111eno vrijeme, a trajanje tog vremena ovisi o vanjskim RC elementima monostabila, odnosno o kapacitetu kondenzatora i otporu kroz kojeg se taj kondenzator prazni. Ovo stanje se stoga naziva nestabilno ili kvazistabilno. Kada to vrijeme pro\u0111e, monostabil se ponovno vra\u0107a u prvobitno stabilno stanje.<\/p>\n

Iz svega je jasno da \u0107emo dovo\u0111enjem neke vanjske pobude na ulaz monostabila (ona mo\u017ee biti i ru\u010dna preko nekog tipkala kojim \u0107emo dati kratkotrajni impuls npr. 5V) na izlazu iz monostabila dobiti naponski impuls \u010dije trajanje je proporcionalno kapacitetu kondenzatora. No, taj jedan jedini kratki naponski signal koji \u0107emo dobiti na izlazu nije podesan za izravno mjerenje ve\u0107 bi trebali dobiti neprekidni niz takvih signala, \u0161to bi onda \u010dinilo neki stalni napon koji mo\u017eemo mjeriti na instrumentu proizvoljno dugo vrijeme. Stoga je za ponavljaju\u0107e okidanje monostabila najbolje upotrijebiti neki vanjski oscilator pravokutnih impulsa stalne frekvencije.<\/p>\n

Kao monostabil sa svojstvom ponovog okidanja u primjeru na\u0161eg mjera\u010da kapaciteta upotrijebljen je integrirani krug 74121, dok se oscilator temelji na integriranom krugu 7413 koji sadr\u017ei dva NAND Schmitt okida\u010da sa po \u010detiri ulaza. Vidimo na plo\u010dici da su ulazi kod oba NAND vrata spojeni, \u010dime smo onda dobili dva inverterska Schmitt okidna sklopa. <\/span>Schmittov okidni sklop pretvara ulazni signal bilo kojeg valnog oblika u pravokutne impulse iste frekvencije. Jedan inverterski Schmitt okidni sklop spojen je stoga kao oscilator pravokutnog napona \u010dija frekvencija je odre\u0111ena vanjskim RC elementima. Otpornik oscilatora je u na\u0161em slu\u010daju fiksni, dok se kondenzator mijenja sklopkom za odabir mjernih podru\u010dja. <\/span>Kondenzatori za pojedina podru\u010dja imaju redom vrijednosti 1n, 10n, 100n, 1u, 10u, 100u. Sukladno tome, na izlazu iz oscilatora izmjerili smo frekvencije 3MHz, 300kHz, 30kHz, 3kHz, 300Hz, 30Hz. Vi\u0161a frekvencija okidanja potrebna je za manje mjerne opsege jer \u0107e kod manjih kapaciteta i kvazistabilno stanje monostabila trajati kra\u0107e, pa su potrebne kra\u0107e pauze (vi\u0161a frekvencija okidanja) kako bi efektivna vrijednost napona za otklon kazaljke bila paralelno ista na svim opsezima. Drugi inverter koristi se kao stupanj za odvajanje (buffer) izme\u0111u oscilatora i monostabila.<\/p>\n

Rekli smo kako monostabilni multivibrator – monostabil ima jedno stabilno stanje (vremenski neograni\u010denog trajanja) i jedno kvazistabilno stanje (vremenski ograni\u010denog trajanja). Sli\u010dno tome bistabilni multivibrator – bistabil ima oba stanja stabilna, dok astabilni multivibrator – astabil ima oba stanja kvazistabilna. Astabil \u0107e dakle stalno sam od sebe mijenjati svoja stanja, tako\u0111er frekvencijom koja je odre\u0111ena RC krugom, odnosno vremenom pra\u017enjenja kapaciteta preko otpornika. Na taj na\u010din se svaki astabil mo\u017ee iskoristiti kao oscilator pravokutnog napona.<\/p>\n

\"mjerac_kapaciteta_06\"<\/a><\/p>\n

Ovaj instrument ima puno kriti\u010dnih elemenata i puno to\u010daka za kalibraciju i pode\u0161avanje. Mo\u017eda bi bilo zgodnije da su mjerni opsezi izvedeni promjenom otpora, a ne promjenom kondenzatora u krugu oscilatora, jer je otpornike niske tolerancije puno jednostavnije i jeftinije nabaviti, a osim toga mogu im se vrlo jednostavno dodati i trimer potenciometri za kalibraciju. Na\u0161 instrument testirali smo na svim mjernim opsezima poznatim vrijednostima kapaciteta i ispostavilo se da je isti zadovoljavaju\u0107e precizan. Na opsegu skale x1 identificirani su ovi mjerni opsezi: 0-10p, 10-100p, 100p-1n, 1n-10n, 10n-100n, 100n-1u. Osjetljivost skale mo\u017ee se sklopkama smanjiti na x3 i taj opseg se koristi za lak\u0161e o\u010ditanje grani\u010dnih vrijednosti pojedinog opsega (npr. vrijednost 100p te\u0161ko je o\u010ditati kao puni otklon skale na ni\u017eem mjernom opsegu ili nula otklon na vi\u0161em, lak\u0161e je tu vrijednost precizno o\u010ditati kao 300p oko tre\u0107e podjele skale). Tako\u0111er, osjetljivost skale mo\u017ee se smanjiti i na x10 i tada instrument mjeri do 10u. Na tom mjernom mjernom opsegu ciklusi su tako spori da je primjetno treperenje kazaljke instrumenta prilikom mjerenja.<\/p>\n

Mi smo danas navikli na digitalne mjera\u010de kapaciteta koji sami biraju frekvencije i opsege, prikazuju izravne broj\u010dane vrijednosti, a kalibracija se svodi na eventualno resetiranje “nule” kako bi se poni\u0161tio parazitni kapacitet izme\u0111u mjernih vodova.<\/p>\n

Tko zna za\u0161to je “JYMY83” odustao od zavr\u0161etka ovog svojeg instrumenta. Mo\u017eda ga je jednostavno pregazilo vrijeme, a volju mu do kraja uni\u0161tila ponuda jeftinih i lako dostupnih digitalnih mjera\u010da kojima je svakom elektroni\u010daru danas te\u0161ko odoljeti… pa ako ni zbog \u010dega drugog, svakako zauzimaju puno manje mjesta na na\u0161em uvijek sku\u010denom i pretrpanom malom privatnom elektroni\u010dkom kutku \ud83d\ude42<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Danas je nabavljen mjera\u010d kapaciteta kondenzatora. Instrument na sebi nema nikakve druge oznake te je mogu\u0107e da se radi o nekom nedovr\u0161enom tvorni\u010dkom prototipu ili pak instrumentu ra\u0111enom u amaterskoj samogradnji. Instrument je u dobrom vizualnom stanju, me\u0111utim, nigdje se ne uo\u010dava priklju\u010dnica za izvor napajanja. Postoji mogu\u0107nost da je unutar ku\u0107i\u0161ta predvi\u0111eno mjesto za […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[15,54],"tags":[],"class_list":{"0":"post-967","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","6":"category-mjerni","7":"category-samogradnja","8":"czr-hentry"},"jetpack_featured_media_url":"","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.crowave.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/967","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.crowave.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.crowave.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.crowave.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.crowave.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=967"}],"version-history":[{"count":7,"href":"https:\/\/www.crowave.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/967\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":975,"href":"https:\/\/www.crowave.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/967\/revisions\/975"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.crowave.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=967"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.crowave.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=967"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.crowave.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=967"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}