Хочу сделать простейший измеритель индуктивности на ардуйне

нужна консультация ГУР
хочу сделать простейший измеритель индуктивности на ардуйне (конечно с использованием моднейшего input capture, а не каких-то ардуиновских пульсынов)
но возник вопрос по аналоговой части. придумал два варианта схемы - какой же будет лучше работать?
в одном используется светодиод чтоб не резалось снизу, а потом через конденсатор на подтянутый к полпитанию вход ОУ

в другом к полпитания подтянут непосредственно колебательный контур путем некой подпорки снизу - сомнительно, но в симуляторе работает.

R1 это типа сопротивление катушки чтоб видно было снаружи положил
как же быть в итоге? и если какая-то схема лучше другой, то как ее еще улучшить?

 

Все современные малогабаритные измерители - импульсные. По фазе тока определяется ESR. По скорости нарастания/спадания тока - емкость или индуктивность.

 

это надо использовать ацп? у ардуины мне кажется скорости не хватит

 

интересная штука, но такое паять не хочу, может куплю. но паять не хочу это

 

купил

Спойлер

а схему соберу ту что со светодиодом

 

Верхняя - Та, в которой нижний отвод индуктивности на "земле". Здесь цепи операционника отделены конденсатором от цепи индуктивности. Ведь, как я понимаю - прибор работает на ударном возбуждении контура, индуктивность будет подключаться-отключаться. С точки же зрения переменных составляющих напряжения - обе схемы эквивалентны. Что и показывают симуляторы.

 

не, у верхней выхлоп больше. практически от 0 до 4,8
а у второй всего от 1 до 3,5 и даже меньше

 

На обоих графиках красный сигнал 0-4В. В обеих схемах нет цепей ООС. Выход определяется напряжением питания, и разным быть не может в принципе. Ну разве что увеличьте С3 до 47мкф и параллельно поставьте керамический 0.47мкф.

 

красный это квадрат после компаратора, но за эффективность отвечает зеленый. если он будет слишком слабым, то и на выходе будет либо шум либо отсутствие сигнала

 

https://www.radiokot.ru/artfiles/6435/

 

это слишком сложно. у меня цель не измерять, а немного попаять и попогромировать. но не сильно.

схема кстати работает более-менее. хотя затухает быстрее чем в симуляторе.

 

Чтоб вычислить индуктивность как раз нужен сигнал после компаратора. А вот затухающая синусоида лучше подходит для вычисления добротности контура. И еще - паразитного активного сопротивления индуктивности. Только не знаю зачем его вычислять.

 

мне нужен сигнал с компаратора, но в компараторе он получается из того что приходит на вход компаратора, так что если вместо четкой и долгой синусоиды туда будет приходить что-то вялое, то из компаратора может не выйти даже одного полноценного квадрата.

 

в целом приблуда работает.

спонтанный бякокот

Код (C++):

#define F_CPU 16000000L
#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>
#include <avr/interrupt.h>

#define setH(port,bit)  do{port |= (1 << bit);}while(0)
#define setL(port,bit)  do{port &= ~(1 << bit);}while(0)
#define readP(reg,bit)    (reg & (1 << bit))

void timer1_init(){
  uint8_t oldSREG = SREG;
  SREG &= ~(0b10000000);
  TCCR1A = 0;
  TCCR1B = 0;
  //TCCR1B |= (1 << CS11)|(1 << CS10);//prescaler 64 (1 tick = 4 us)
  TCCR1B |= (1 << CS11);//prescaler 8 (1 tick = 0.5 us)
  TCCR1B |= (1 << ICES1);//up front
  TCCR1B |= (1 << ICNC1);//filter icp
  //TCCR1B |= (1 << WGM12);//CTC
  //TIMSK1 |= (1 << ICIE1);//input capture interrupt enable
  //TIMSK1 |= (1 << TOIE1);//overflow interrupt enable
  //TIMSK1 |= (1 << OCIE1A);//compare interrupt OCR1A
  //OCR1A = 0; //
  //OCR1B = 0; //
  TIFR1 |= (1 << ICF1);
  TIFR1 |= (1 << TOV1);// clear any pending interrupts
  TCNT1 = 0;
  SREG = oldSREG;
}
//__________________
#define ICP_N 4 //catches N
#define ICPE_1 1
#define ICPE_2 2
#define ICPE_3 4
#define ICPE_4 8
#define ICPE_5 16
#define ICPE_6 32
#define ICPE_7 64
#define ICPE_8 128
//#define ICP_DDR DDRB //ICP1 interrupt capture pin
//#define ICP_PORT PORTB
//#define ICP_PIN PINB
//#define ICP_P 0 //Digital 8
#define IMPULSE_DDR DDRD//impulse output pin
#define IMPULSE_PORT PORTD
#define IMPULSE_PIN PIND
#define IMPULSE_P 5 //Digital 5
volatile uint8_t icp_flag=0;
volatile uint8_t icp_ovf=0;
volatile uint16_t icp_array[ICP_N+1];
volatile uint8_t icp_arr_i=0;
uint16_t per_arr[ICP_N];
ISR (TIMER1_CAPT_vect) {
  icp_array[icp_arr_i]=ICR1;
  if(icp_arr_i == ICP_N-1){
    icp_flag=1;
  }
  icp_arr_i++;
  if(icp_arr_i > ICP_N){
    icp_arr_i = ICP_N;
  }
}
ISR (TIMER1_OVF_vect) {
  icp_ovf=1;
}
uint8_t icp_error=0;
uint8_t ICPcatch(){
  uint8_t oldSREG = SREG;
  SREG &= ~(0b10000000);
  icp_error=0;
  icp_flag=0;
  icp_ovf=0;
  for(uint8_t i=0; i<ICP_N+1; i++){icp_array[i]=0;}
  for(uint8_t i=0; i<ICP_N; i++){per_arr[i]=0;}
  icp_arr_i=0;
  TCNT1 = 0;
  ICR1 = 0;
  setH(IMPULSE_PORT,IMPULSE_P);
  _delay_us(100);
  setL(IMPULSE_PORT,IMPULSE_P);
  TIMSK1 |= (1 << ICIE1);//input capture interrupt on
  TIMSK1 |= (1 << TOIE1);//overflow interrupt on
  TIFR1 |= (1 << ICF1);
  TIFR1 |= (1 << TOV1);// clear any pending interrupts
  SREG = oldSREG;
  while(1==1){
    if(icp_flag){break;}
    if(icp_ovf){icp_error|=ICPE_1;break;}
  }
  TIMSK1 &= ~(1 << ICIE1);//input capture interrupt off
  TIMSK1 &= ~(1 << TOIE1);//overflow interrupt off
  return icp_error;
}
uint8_t ICPcalculate(unsigned int * per_ticks, unsigned int *delta_ticks){
  *per_ticks=0;
  *delta_ticks=0;
  if(icp_array[ICP_N]!=0){
    icp_error|=ICPE_2;
  }
  for(uint8_t i=0; i<ICP_N-1; i++){
    int32_t d=icp_array[i+1]-icp_array[i];
    if(d<0){icp_error|=ICPE_3;break;}
    if(d>0xFFFF){icp_error|=ICPE_4;break;}
    per_arr[i]=(uint16_t)d;
  }
  if(!icp_error){
    uint32_t per_avg = 0;
    for(uint8_t i=0; i<ICP_N-1; i++){
      per_avg+=per_arr[i];
    }
    per_avg/=ICP_N-1;
    *per_ticks=(unsigned int)per_avg;
    uint16_t p_max=per_arr[0];
    uint16_t p_min=p_max;
    for(uint8_t i=1; i<ICP_N-1; i++){
      if(per_arr[i]>p_max){p_max=per_arr[i];}
      if(per_arr[i]<p_min){p_min=per_arr[i];}
    }
    *delta_ticks=p_max-p_min;
  }
  return icp_error;
}

unsigned int period_ti=0;
unsigned int delta_ti=0;
unsigned char error;
char str[] = "avg: 00000 +-00000 err=000\n";
void setup() {
  setH(IMPULSE_DDR,IMPULSE_P);
  timer1_init();
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  error=ICPcatch();
  if(!error){
    error=ICPcalculate(&period_ti, &delta_ti);
  }
  Serial.print("ICP: ");
  for(int i=0;i<ICP_N;i++){
    Serial.print(icp_array[i]);
    Serial.print(" ");
  }
  Serial.print("\n");
  Serial.print("ICPd: ");
  for(int i=0;i<ICP_N-1;i++){
    Serial.print(per_arr[i]);
    Serial.print(" ");
  }
  Serial.print("\n");
  sprintf(str,"avg: %d +-%d err=%d\n",period_ti,delta_ti,error);
  Serial.print(str);

  _delay_ms(2000);

}

выводит тики таймера в моменты срабатывания ICP1, разницу между ними, среднее из разниц и типа того, доделывать пока лень - саму индуктивность пока считаю в екселе. В итоге мелкие катушки из магазина показывает неплохо -
100 микрогенри показывает 99-101 в зависимости от конденсатора,
10 миллигенри получается 10,6 - 11,
а вот 1 миллигенри почему-то 0,78, но это скорее всего сама катушка кривая, неизвестно какие там допуски.

С большими жирными дросселями типа Д15, Д39 сложнее. там почему-то периуды волн получаются разные - затухающие со временем. на Д39 например ваще можно словить до 15 волн, получается что-то типа
3600 3516 3440 3392 3364 3352 3344 3336 3328 3320 3320 микросекунд
то есть от 2,8 до 3,3 генри или типа того (по номиналу дроссель 2,5 генри)
Д15 аналогично - затухает от 11,7 до 9,6 (дроссель на 10 генри)

Выходит надо как-то узнать какие из волн больше всего соответствуют, начальные или конечные.

Как приедет приборчик https://aliexpress.ru/item/4000366255405.html
можно будет померить хоть сколько там в этих дросселях на самом деле индуктивности

 

Вроде бы можно обойтись без внешнего операционника, на встроенных компараторах процессора.

 

тогда все равно нужна куча деталей снаружи, но еще и не получится использовать инпут капчур таймера.

товарищи Гуры! объясните чудо-эффект, из-за которого волны укорачиваются, и один и тот же дроссель с каждой последующей волной имеет уменьшающуюся индуктивность от 3,3 до 2,8 генри.

 

низкая добротность конутра.

для этого необходимо использовать МК с системой событий внутри.