- అవసరమైన భాగాలు:
- సర్క్యూట్ వివరణ:
- 555 టైమర్ ఐసి బేస్డ్ స్క్వేర్ వేవ్ జనరేటర్:
- ష్మిత్ ట్రిగ్గర్ గేట్:
- ఆర్డునో కెపాసిటెన్స్‌ను కొలుస్తుంది:
- సారాంశం మరియు పరీక్ష:
మేము గతంలో రూపొందించిన సర్క్యూట్ బోర్డులను చూసినప్పుడు లేదా మరమ్మత్తు చేసే ప్రయత్నంలో పాత టీవీ లేదా కంప్యూటర్ నుండి ఒకదాన్ని తీసుకుంటాము. మరియు కొన్నిసార్లు లోపాన్ని తొలగించడానికి బోర్డులోని నిర్దిష్ట కెపాసిటర్ యొక్క కెపాసిటెన్స్ తెలుసుకోవాలి. అప్పుడు బోర్డు నుండి కెపాసిటర్ యొక్క ఖచ్చితమైన విలువను పొందడంలో మేము సమస్యను ఎదుర్కొంటాము, అది ఉపరితల మౌంట్ పరికరం అయితే. కెపాసిటెన్స్‌ను కొలవడానికి మేము పరికరాలను కొనుగోలు చేయవచ్చు, కానీ ఈ పరికరాలన్నీ ఖరీదైనవి మరియు అందరికీ కాదు. దీన్ని దృష్టిలో పెట్టుకుని తెలియని కెపాసిటర్ల కెపాసిటెన్స్‌ను కొలవడానికి సరళమైన ఆర్డునో కెపాసిటెన్స్ మీటర్‌ను రూపొందించబోతున్నాం.
ఈ మీటర్ సులభంగా తయారు చేయవచ్చు మరియు ఖర్చుతో కూడుకున్నది. మేము ఆర్డునో యునో, ష్మిట్ ట్రిగ్గర్ గేట్ మరియు 555 ఐసి టైమర్ ఉపయోగించి కెపాసిటెన్స్ మీటర్ తయారు చేయబోతున్నాం.
అవసరమైన భాగాలు:
- 555 టైమర్ ఐసి
- IC 74HC14 ష్మిట్ ట్రిగ్గర్ గేట్ లేదా NOT గేట్.
- 1K Ω నిరోధకం (2 ముక్కలు), 10KΩ నిరోధకం
- 100nF కెపాసిటర్, 1000µF కెపాసిటర్
- 16 * 2 ఎల్‌సిడి,
- బ్రెడ్‌బోర్డ్ మరియు కొన్ని కనెక్టర్లు.
సర్క్యూట్ వివరణ:
ఆర్డునో ఉపయోగించి కెపాసిటెన్స్ మీటర్ యొక్క సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం క్రింద ఉన్న చిత్రంలో చూపబడింది. సర్క్యూట్ సులభం, కెపాసిటర్ యొక్క కొలిచిన కెపాసిటెన్స్‌ను ప్రదర్శించడానికి ఒక ఎల్‌సిడిని ఆర్డునోతో ఇంటర్‌ఫేస్ చేస్తారు. స్క్వేర్ వేవ్ జనరేటర్ సర్క్యూట్ (అస్టేబుల్ మోడ్‌లో 555) ఆర్డునోకు అనుసంధానించబడి ఉంది, ఇక్కడ మేము కెపాసిటర్‌ను కనెక్ట్ చేసాము, దీని కెపాసిటెన్స్ కొలవాలి. ఆర్డినోకు దీర్ఘచతురస్రాకార తరంగం మాత్రమే అందించబడుతుందని నిర్ధారించడానికి ష్మిట్ ట్రిగ్గర్ గేట్ (IC 74LS14) ఉపయోగించబడుతుంది. శబ్దాన్ని ఫిల్టర్ చేయడానికి మేము శక్తి అంతటా రెండు కెపాసిటర్లను జోడించాము.
ఈ సర్క్యూట్ 10nF నుండి 10uF పరిధిలో కెపాసిటెన్స్‌లను ఖచ్చితంగా కొలవగలదు.
555 టైమర్ ఐసి బేస్డ్ స్క్వేర్ వేవ్ జనరేటర్:
మొదట మనం 555 టైమర్ ఐసి ఆధారిత స్క్వేర్ వేవ్ జెనరేటర్ గురించి మాట్లాడుతాము, లేదా నేను 555 అస్టేబుల్ మల్టీవైబ్రేటర్ అని చెప్పాలి. కెపాసిటర్ యొక్క కెపాసిటెన్స్‌ను డిజిటల్ సర్క్యూట్‌లో నేరుగా కొలవలేమని మాకు తెలుసు, మరో మాటలో చెప్పాలంటే UNO డిజిటల్ సిగ్నల్‌లతో వ్యవహరిస్తుంది మరియు ఇది కెపాసిటెన్స్‌ను నేరుగా కొలవదు. కాబట్టి మేము కెపాసిటర్‌ను డిజిటల్ ప్రపంచానికి అనుసంధానించడానికి 555 చదరపు వేవ్ జనరేటర్ సర్క్యూట్‌ను ఉపయోగిస్తాము.
సరళంగా చెప్పాలంటే, టైమర్ స్క్వేర్ వేవ్ అవుట్‌పుట్‌ను అందిస్తుంది, దీని పౌన frequency పున్యం దానితో అనుసంధానించబడిన కెపాసిటెన్స్‌కు నేరుగా సూచిస్తుంది. కాబట్టి మొదట మనకు తెలియని కెపాసిటర్ యొక్క కెపాసిటెన్స్ యొక్క ప్రతినిధి అయిన స్క్వేర్ వేవ్ సిగ్నల్ లభిస్తుంది మరియు తగిన విలువను పొందడానికి ఈ సిగ్నల్‌ను UNO కి తినిపించండి.
దిగువ చిత్రంలో చూపిన విధంగా అస్టేబుల్ మోడ్‌లో సాధారణ కాన్ఫిగరేషన్ 555:
అవుట్పుట్ సిగ్నల్ ఫ్రీక్వెన్సీ RA, RB రెసిస్టర్లు మరియు కెపాసిటర్ C. పై ఆధారపడి ఉంటుంది. సమీకరణం ఇలా ఇవ్వబడుతుంది, ఫ్రీక్వెన్సీ (F) = 1 / (కాల వ్యవధి) = 1.44 / ((RA + RB * 2) * C).
ఇక్కడ RA మరియు RB నిరోధక విలువలు మరియు C కెపాసిటెన్స్ విలువ. పై సమీకరణంలో నిరోధకత మరియు కెపాసిటెన్స్ విలువలను ఉంచడం ద్వారా మనకు అవుట్పుట్ స్క్వేర్ వేవ్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ లభిస్తుంది.
మేము 1KΩ ను RA గా మరియు 10KΩ ని RB గా కనెక్ట్ చేయబోతున్నాము. కాబట్టి సూత్రం అవుతుంది, ఫ్రీక్వెన్సీ (ఎఫ్) = 1 / (కాల వ్యవధి) = 1.44 / (21000 * సి).
మన వద్ద ఉన్న నిబంధనలను క్రమాన్ని మార్చడం ద్వారా, కెపాసిటెన్స్ సి = 1.44 / (21000 * ఎఫ్)
మా ప్రోగ్రామ్ కోడ్‌లో (క్రింద చూడండి), కెపాసిటెన్స్ విలువను ఖచ్చితంగా పొందడం కోసం మేము పొందిన ఫలితాలను (ఫరాడ్స్‌లో) “1000000000” తో గుణించడం ద్వారా ఫలితాన్ని nF లో లెక్కించాము. అలాగే మేము 21000 కు బదులుగా '20800' ను ఉపయోగించాము, ఎందుకంటే RA మరియు RB యొక్క ఖచ్చితమైన ప్రతిఘటనలు 0.98K మరియు 9.88K.
కాబట్టి చదరపు తరంగం యొక్క పౌన frequency పున్యం మనకు తెలిస్తే మనం కెపాసిటెన్స్ విలువను పొందవచ్చు.
ష్మిత్ ట్రిగ్గర్ గేట్:
టైమర్ సర్క్యూట్ ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే సిగ్నల్స్ నేరుగా ఆర్డునో యునోకు ఇవ్వడానికి పూర్తిగా సురక్షితం కాదు. UNO యొక్క సున్నితత్వాన్ని దృష్టిలో ఉంచుకుని, మేము ష్మిట్ ట్రిగ్గర్ గేట్‌ను ఉపయోగిస్తాము. ష్మిట్ ట్రిగ్గర్ గేట్ ఒక డిజిటల్ లాజిక్ గేట్.
ఈ గేట్ INPUT వోల్టేజ్ స్థాయి ఆధారంగా OUTPUT ను అందిస్తుంది. ష్మిట్ ట్రిగ్గర్ ఒక థర్షోల్డ్ వోల్టేజ్ స్థాయిని కలిగి ఉంది, గేట్‌కు వర్తించే INPUT సిగ్నల్ లాజిక్ గేట్ యొక్క THRESHOLD కన్నా ఎక్కువ వోల్టేజ్ స్థాయిని కలిగి ఉన్నప్పుడు, U ట్‌పుట్ అధికంగా వెళుతుంది. INPUT వోల్టేజ్ సిగ్నల్ స్థాయి THRESHOLD కన్నా తక్కువగా ఉంటే, గేట్ యొక్క అవుట్పుట్ తక్కువగా ఉంటుంది. దానితో మేము సాధారణంగా ష్మిట్ ట్రిగ్గర్ను విడిగా పొందలేము, ష్మిట్ ట్రిగ్గర్ను అనుసరించి మనకు ఎల్లప్పుడూ గేట్ లేదు. ష్మిత్ ట్రిగ్గర్ పని ఇక్కడ వివరించబడింది: ష్మిత్ ట్రిగ్గర్ గేట్
మేము 74 హెచ్‌సి 14 చిప్‌ను ఉపయోగించబోతున్నాం , ఈ చిప్‌లో 6 ష్మిట్ ట్రిగ్గర్ గేట్లు ఉన్నాయి. క్రింద ఉన్న చిత్రంలో చూపిన విధంగా ఈ సిక్స్ గేట్లు అంతర్గతంగా అనుసంధానించబడి ఉన్నాయి.
విలోమ ష్మిట్ ట్రిగ్గర్ గేట్ యొక్క ట్రూత్ టేబుల్ క్రింద ఉన్న చిత్రంలో చూపబడింది, దీనితో మేము UNO ను దాని టెర్మినల్స్ వద్ద సానుకూల మరియు ప్రతికూల సమయ వ్యవధులను విలోమం చేయడానికి ప్రోగ్రామ్ చేయాలి.
మేము టైమర్ సర్క్యూట్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన సిగ్నల్‌ను ST గేట్‌కు అనుసంధానిస్తాము, అవుట్పుట్ వద్ద మనకు విలోమ సమయ వ్యవధి యొక్క దీర్ఘచతురస్రాకార తరంగం ఉంటుంది, ఇది UNO కి ఇవ్వడం సురక్షితం.
ఆర్డునో కెపాసిటెన్స్‌ను కొలుస్తుంది:
యునోకు ఒక ప్రత్యేక ఫంక్షన్ పల్స్ఇన్ ఉంది , ఇది ఒక నిర్దిష్ట దీర్ఘచతురస్రాకార తరంగం యొక్క సానుకూల స్థితి వ్యవధిని లేదా ప్రతికూల స్థితి వ్యవధిని నిర్ణయించడానికి మాకు సహాయపడుతుంది:
Htime = పల్స్ఇన్ (8, HIGH); Ltime = పల్స్ఇన్ (8, తక్కువ);
PulseIn ఫంక్షన్ చర్యలు సమయం అధిక లేదా తక్కువ స్థాయి యునో యొక్క PIN8 వద్ద ఉంది ఇది కోసం. PulseIn ఫంక్షన్ ఈసమస్యను హై సమయం (Htime) మరియు తక్కువ సమయం (Ltime) సూక్ష్మ సెకన్లలో. మేము కలిసి Htime మరియు Ltime ని జోడించినప్పుడు మనకు సైకిల్ వ్యవధి ఉంటుంది మరియు దానిని విలోమం చేయడం ద్వారా మనకు ఫ్రీక్వెన్సీ ఉంటుంది.
మనకు ఫ్రీక్వెన్సీ వచ్చిన తర్వాత, మనం ఇంతకుముందు చర్చించిన ఫార్ములాను ఉపయోగించడం ద్వారా కెపాసిటెన్స్ పొందవచ్చు.
సారాంశం మరియు పరీక్ష:
కాబట్టి సారాంశంలో, మేము తెలియని కెపాసిటర్‌ను 555 టైమర్ సర్క్యూట్‌కు అనుసంధానిస్తాము, ఇది స్క్వేర్ వేవ్ అవుట్‌పుట్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, దీని ఫ్రీక్వెన్సీ నేరుగా కెపాసిటర్ యొక్క కెపాసిటెన్స్‌తో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది. ఈ సిగ్నల్ UNO కి ST గేట్ ద్వారా ఇవ్వబడుతుంది. UNO ఫ్రీక్వెన్సీని కొలుస్తుంది. ఫ్రీక్వెన్సీ తెలిసినప్పుడు, ఇంతకుముందు చర్చించిన సూత్రాన్ని ఉపయోగించి కెపాసిటెన్స్‌ను లెక్కించడానికి మేము UNO ని ప్రోగ్రామ్ చేస్తాము.
నాకు లభించిన కొన్ని ఫలితాలను చూద్దాం, నేను 1uF ఎలక్ట్రోలైటిక్ కెపాసిటర్‌ను కనెక్ట్ చేసినప్పుడు, ఫలితం 1091.84 nF ~ 1uF. మరియు 0.1uF పాలిస్టర్ కెపాసిటర్‌తో ఫలితం 107.70 nF ~ 0.1uF
అప్పుడు నేను 0.1uF సిరామిక్ కెపాసిటర్‌ను కనెక్ట్ చేసాను మరియు ఫలితం 100.25 nF ~ 0.1uF. 4.7uF ఎలక్ట్రోలైటిక్ కెపాసిటర్‌తో ఫలితం 4842.83 nF ~ 4.8uF
కాబట్టి మనం ఏ కెపాసిటర్ యొక్క కెపాసిటెన్స్‌ను కొలవగలము.