ทำเครื่องวัด ตัวเก็บประจุใช้เอง วัดCง่ายๆ

อุปกรณ์

1. บอร์ด Arduino Uno
2. ตัวต้านทาน 220โอห์ม 1ตัว
3. ตัวต้านทาน 10kโอห์ม 1ตัว
4. 7-Segment 8หลัก (ใช้แสดงผลค่า)

หลักการทำงาน

• ขออธิบายแบบเข้าใจง่าย แล้วกันนะครับ
• บนบอร์ด arduino ขา 11 ต่อกับ R10k ทำหน้าที่ ชาร์จประจุให้กับ C ที่จะนำมาวัด, ขา 13 ต่อกับ R220 ทำหน้าที่ ดิทชาร์จ คลายประจุกับตัวเก็บประจุหลังจากจบขั้นตอนวัด, ขา A0 รับค่า analog การชาร์จ ในโปรแกรมเมื่อมีการเริ่มวัดจะจับเวลาไปเรื่อยๆ จนกว่าค่า analog ที่ขา A0 จะมีค่ามากกว่า 648 ถึงจะทำงานโค้ดบรรทัดถัดๆไป ซึ่งเวลาที่จับก็จะหลุดนับ แล้วนำไปเข้าสูตรคำนวณ C = T / R โดยผลลัพธ์ที่ได้จะเป็นหน่วย ไมโครฟารัด(uF) จากนั้นแสดงผลค่า serial.println ในพอร์ต 9600 ถัดมาเราข้ามไปที่บรรทัดท้ายๆเลยครับ
• จะเห็นโค้ดส่วนที่ digitalwrite LOW ไปที่ขา 11, 13 เพื่อ ดิทชาร์จ ประจุ C
• ส่วนการแสดงผล เราเพียงแค่ไปหา จอ หรือ 7segment มาเพิ่มโค้ดเข้าไปนิดหน่อยก็สามารถใช้งานได้แล้วครับ

ต่อวงจรแบบแรก อ่านค่าผ่าน serial port

Code:

#define analogPin 0          

#define chargePin 13        

#define dischargePin 11        

#define resistorValue 10000.0F  

unsigned long startTime;

unsigned long elapsedTime;

float microFarads;                

float nanoFarads;

void setup(){

  pinMode(chargePin, OUTPUT);    

  digitalWrite(chargePin, LOW);  

  Serial.begin(9600);            

}

void loop(){

  digitalWrite(chargePin, HIGH);  

  startTime = millis();

  while(analogRead(analogPin) < 648){      

  }

  elapsedTime= millis() - startTime;

  microFarads = ((float)elapsedTime / resistorValue) * 1000;  

  Serial.print(elapsedTime);      

  Serial.print(" mS    ");        

  if (microFarads > 1){

    Serial.print((long)microFarads);      

    Serial.println(" microFarads");        

  }

  else{

    nanoFarads = microFarads * 1000.0;      

    Serial.print((long)nanoFarads);        

    Serial.println(" nanoFarads");          

    delay(500);

  }

  digitalWrite(chargePin, LOW);            

  pinMode(dischargePin, OUTPUT);            

  digitalWrite(dischargePin, LOW);          

  while(analogRead(analogPin) > 0){        

  }

  pinMode(dischargePin, INPUT);            

}

ต่อวงจรแบบที่ 2 อ่านค่าผ่าน 7-Segment

ต้องทำการ Import ไลบรารี่ LedControl โหลดที่ : https://www.arduinolibraries.info/libraries/led-control

Code:

#include "LedControl.h"

#define analogPin 0          

#define chargePin 13        

#define dischargePin 11        

#define resistorValue 10000.0F

unsigned long startTime;

unsigned long elapsedTime;

float microFarads;                

float nanoFarads;

LedControl lc = LedControl(7, 6, 5, 1);

void setup() {

  pinMode(12, INPUT);

  pinMode(chargePin, OUTPUT);    

  digitalWrite(chargePin, LOW);  

  Serial.begin(9600);

  lc.shutdown(0, false);

  lc.setIntensity(0, 7);

  lc.clearDisplay(0);

}

void meter_run(){

  digitalWrite(chargePin, HIGH);  

  startTime = millis();

  while(analogRead(analogPin) < 648){  }

  elapsedTime= millis() - startTime;

  microFarads = ((float)elapsedTime / resistorValue) * 1000;  

  Serial.print(elapsedTime);      

  Serial.print(" mS    ");        

  if (microFarads >= 100){    

    String capacitanceString = String(long(microFarads));

    int numChars = capacitanceString.length();

    Serial.println(numChars);

    lc.shutdown(0, true);

    lc.clearDisplay(0);

    lc.shutdown(0, false);

    lc.setChar(0, 0, 'F', false);

    for (int i = 0; i < capacitanceString.length(); i++) {

      char digit = capacitanceString[i];

      Serial.println(microFarads);

      if (numChars == 3){

      if(i==0){

        lc.setChar(0, 5, digit, false);

      }

      else if(i==1){

        lc.setChar(0, 4, digit, false);

      }

      else if(i==2){

        lc.setChar(0, 3, digit, false);

      }

      }

      if (numChars >= 4){

      if(i==0){

        lc.setChar(0, 6, digit, false);

      }

      else if(i==1){

        lc.setChar(0, 5, digit, false);

      }

      else if(i==2){

        lc.setChar(0, 4, digit, false);

      }

      else if(i==3){

        lc.setChar(0, 3, digit, false);

      }

      }

  }

  }

  else if (microFarads >= 1 & microFarads < 100){    

    String capacitanceString = String((microFarads));

    int numChars = capacitanceString.length();

    Serial.println(numChars);

    lc.shutdown(0, true);

    lc.clearDisplay(0);

    lc.shutdown(0, false);

    delay(100);

    for (int i = 0; i < capacitanceString.length(); i++) {

      char digit = capacitanceString[i];

      Serial.println(microFarads);

      if (numChars >= 3 & numChars <= 5){

      if(i==0){

        lc.setChar(0, 6, digit, false);

      }

      else if(i==1){

        lc.setChar(0, 5, digit, false);

      }

      else if(i==2){

        lc.setChar(0, 4, digit, false);

      }

      else if(i==3){

        lc.setChar(0, 3, digit, false);

      }

      else if(i==4){

        lc.setChar(0, 2, digit, false);

      }

      else if(i==5){

        lc.setChar(0, 1, digit, false);

      }

      lc.setChar(0, 0, 'F', false);

     

  }

    }

    delay(1000);

  }

  digitalWrite(chargePin, LOW);            

  pinMode(dischargePin, OUTPUT);            

  digitalWrite(dischargePin, LOW);          

  while(analogRead(analogPin) > 0){        

  }

  pinMode(dischargePin, INPUT);            

}

void loop(){

  meter_run();

}