LCR metre projesi icin fikir cimlastigi

[Mikro Step]

Avometre almak icin arayis icindeyken avometremin ayni zamanda LCR metre ozelligi de olsun istiyordum. Fakat hic kafamda olmayan ve enduktans olcmeyen bir marka ve model aldim.

Dolayisi ile enduktans olcmeye ihtiyacim var.

Coktandir LCR metre yapma niyetim vardi. Bugun forumdan bir mesaj vesile oldu bu basligi actim.

Proje ne zaman baslar ne kadar surer ongorum yok. Asil onemli olan metod ve semanin olusturulmasi. PCB yapimi.
Bu kisimlar asildiktan sonra kod yazma kismi hizli ilerler.

Oncelikle olcum araligina karar vermek gerekiyor.

Kullanilan yonteme bagli olmakla birlikte cok dusuk enduktans ve kapasitans olcumu isleri guclestirir. Keza cok kucuk direnc degerleri de.

Uzunca bir sure buna kafa yormak gerek. 100uH, 100pf ve 100mili ohm altina ugrasmaya gerek yok dusuncesindeyim.

Keza olcum cihazinin power uygulamalarina ozgu malzemeler icin olmasi taraftariyim.

 

[Sercan]

Şu aşamada ne kadar gerçekçi bilmiyorum ama halihazırdaki bir ürünü referans alıp, bu çerçevede beklentiler oluşturmata yarar var diye düşünüyorum. Proje tamamlanırsa, ortaya aslında muadil bir ürün çıkmış olur.

Mesela Uni-T'nin hala popüler olan bir önceki modeli UT612 LCR'ın özellikleri aşağıdaki gibi...

 

[Mikro Step]

Tartismaya acik bir konu,

Yuksek amper sarimli enduktanslari sinusel sinyallerle olcmek mantikli fakat aksi durumlarda bobinlerin yuksek akimlar altinda dortgen voltaj palsleriyle ve calisacagi frekanslarda olculmesi gerektigini dusunuyorum.

Dolayisi ile hic olmazsa enduktansin 100mA ve 1A gibi en az iki akim degerinden birinde akim akitilarak olculmesi gerekir.
Keza frekansin da 50Hz, 1Khz, 20khz, 40Khz, 60Khz, 80Khz ve 100 Khz olmasi gerektigini dusunuyorum. (Guc elektronigi uygulamalari acisindan)

Kapasite olcumu icin de ayni frekanslar kullanilabilir.

Kafa yormak lazim sinusel sinyallere girmeden olcmek daha kolay da olabilir zor da fakat bu konuda opamplar icin yuksek bandgenisligi gereksinimi var.

Su anda sadece sesli dusunuyorum.

 

[taydin]

Öncelikle spec'leri belirleyelim. Çok düşük endüktans ve kapasitans hedefi koymadan, güç elektroniği için optimize edilmiş birşey ortaya çıkarılabilir. Mesela 10 pF, 10 nH çözünürlük olsun. Ölçüm tolerans hedefi de %0.5 olsun. Ama frekans için 1 MHz e çıkmak lazım, çünkü artık SMPS'lerde 100 kHz üstü çok daha yaygın.

Ben SMPS tasarımı için asıl şu aşağıdaki cihaza sulanıyorum. Bu, 50 MHz e kadar çalışan çok yüksek çözünürlüklü bir VNA. Var olan bir SMPS için döngü kararlılığı ölçümleri yapılabiliyor. Bunun için özel yüksek bant genişlikli "injection" trafoları da var. Ayrıca bir kapasitörün/endüktörün/direncin frekans tepkisini de grafikleştirebiliyor.

Mesela bunun 2 MHz versiyonunu yapabilsek ve çözünürlüğü de bundan çok daha kötü olsa bile inanılmaz fayda sağlar. Neyse, konuyu saptırmayayım, ama aklımda olduğunu da ifade edeyim dedim.

Vector Network Analyzer Bode 100 | OMICRON Lab

With the multi-functional Bode 100 you get an exact picture of your electronic circuits and components in a frequency range from 1 Hz to 50 MHz.

www.omicron-lab.com

 

[Omega]

Bu tür spektler, ilk mesajda belirtilmiş olsun ve İlk mesajın altında Güncel Durum gibi bir başlığın altında ,o anda hangi konu güncel ise altına yazılsın ayrıca projenin tamamlanmış bitmiş kısımları yine üst kısımlarda yer alsın .Böylece konuşulmuş konular tekrar konuşulmaz ve proje hakkında hiç bilgi sahibi olmayan biri bile neler yapılmış hızlıca öğrenmiş olur

 

[Mikro Step]

@taydin

Senin bahsettigin cihaz bir hayli iddiali. Maliyeti cok fazla artirmadan extra fazla yan donanima girmeden tercihen STM32F103C108 ile yapip kurtulmak.

1Mhz de basitce yapilabilirlik icin gozume buyuk gorundu.

Oncelikle olcum teknigi uzerinde konusmak gerekli.

Benim kafamda cok dogru bir voltaj referans cipiyle yola cikmak var. (Bu da sadece sesli dusunme)

Bu referans cipi kullanarak bir gerilim kaynagi bir de akim kaynagi yapilacak.

Bir kac tane de referans sayilacak kadar dogru cok cok dusuk toleransa direnc.

Tabiki kaymasi az ve dusuk ofsetli opamp ve komparator.

L olcumu sabit gerilimle, C olcumu de sabit akim ile surulerek rampa seklinde sinyal elde edilecek.
Bu sinyal komparator vasitasiyla algilanacak ve sistem osilasyona girecek. Osilasyon frekansi hem komponentlerin degerine hem de referans voltaj degerine bagli olacak.

Frekans olcumu ile L ve C hesaplanacak.

Ancak C ve L de R bileseninin olcumu icin ilave olcum teknigi gerekiyor.

Bu sekilde yapmayip sinusel sinyal uretip olculecek komponentin cektigi akima ve gerilimle yapacagi faz farkina bakarak olcum yapmak da mumkun.

Bir L ve C de equivalent series resistance degerinin malzemenin omik direnci olmadigini hatirda tutmakta fayda var.

 

[Mikro Step]

Bu tür spektler, ilk mesajda belirtilmiş olsun ve İlk mesajın altında Güncel Durum gibi bir başlığın altında ,o anda hangi konu güncel ise altına yazılsın ayrıca projenin tamamlanmış bitmiş kısımları yine üst kısımlarda yer alsın .Böylece konuşulmuş konular tekrar konuşulmaz ve proje hakkında hiç bilgi sahibi olmayan biri bile neler yapılmış hızlıca öğrenmiş olur

Bu baslik tartisma basligimiz olsun. Bir seyler hakkinda karara varinca asil bir baska baslik altindan devam edelim.

 

[taydin]

Benim bildiğim LCR metre her zaman sinüs uygular ve AC ölçümlerle belirler parametreleri. Sabit akım verip rampanın belli eşiğe erişme zamanını ölçmek, multimetrelerin kapasite ölçerken kullanıdığı metot.

 

[Mikro Step]

Guc elektronigi acisindan komponenti rampa sinyalle teste sokmak bana mantikli geliyor. Cunku malzemeler gercekte cogunlukla bu sekilde zorlanmaya maruz.

ESR icin de olcum metodu var.

Ornegin LCR metre bobinden dusuk akim akittigi zaman nuvenin cok kucuk bir bolgesindeki davranisina gore test edilmis oluyor.

Sinusel sinyal isine girersek, Isin icine iyi bir DAC da girecek. Gerci girsin sorun degil.

Onemli olan olcum teknigine karar verebilmek.

 

[Mikro Step]

Esasen bu tip olcu aletleri ile ilgili yapilmis bir tanim olmasi gerekir.

Yani olcum icin isteyen istedigi teknigi kullanamaz bu isin teknigi budur gibi bir tanim varsa ona sadik kalmak gerekir. Yoksa daha pek cok olcum teknigi one surebiliriz.

 

[taydin]

ESR ölçümü asıl çok zor, çünkü aslında yapılan iş bir direnç ölçümü değil. Yapılan iş, kondansatörün değişik etkenlerden dolayı sahip olduğu kayıpları temsil eden bir eşdeğer direnç değeri bulmak. İşin içine çok ayrıntılı fizik de giriyor. Dielektrik kayıpların modellenmesi giriyor.

 

[taydin]

Sistemi iki parça olarak tasarlarsak:

1) Ölçüm birimi: Bu bir hardware devresi. Değişik şartlar altında değişik temel fiziksel ölçümler yapacak.

2) Ölçümleri işleme bölümü: Bu bir MCU. Fiziksel ölçümleri kullanarak bizim istediğimiz parametreleri hesaplayacak.

O zaman piyasada kullanılan değişik ESR ölçüm metodolojilerini yazılımda gerçekleştirebiliriz. Duruma göre en uygun algoritma ile ESR hesaplanabilir. Tabi bol bol akademik paper okumak lazım ve piyasadaki cihazlar neyi kullanıyor araştırmak lazım.

 

[Mikro Step]

Scopla ESR olcum tekniginin prensibi uygulanabilir aslinda. Ama gercekten de kapasitordeki dielektrik ve enduktanslarda nuve deki kayiplarin da etkisi olculecekse scop teknigi de yaniltici olabilir.

Zira scop teknigi ile olcum bildigim kadariyla omik degeri olcmeye yonelik.

Donanimi basitlestirmek adina PCye yada telefona usb ya da bluetooth baglantili bir duzenek dusunulebilir.

 

[132kHz]

Peki esr için sinus uygulayıp faz farkına baksak aktif güç tüketimi bize esr değerini verir mi ?

 

[Mikro Step]

Evet faz farkina bakilirsa kayiplarla ilgili bilgi edinilmis oluyor.

Mesela hic kayipsiz bir kapasitede faz farki tam 90 derece olur. Eger kayip varsa aci asagiya dogru duser.

Bobinde de benzer durum var.

 

[132kHz]

Maliyeti cok fazla artirmadan extra fazla yan donanima girmeden tercihen STM32F103C108 ile yapip kurtulmak.

Stm32f103 ün doğru bir seçim olacağını düşünmüyorum hem stlink olarak kullanılması hem de bluepill sayesinde çok popüler olması nedeniyle ederinin üstünde bir fiyatı var (çakması da bol ) bence analog tarafı daha güçlü F3 serisi veya F4 serisi daha uygun olur gibime geliyor

 

[132kHz]

Evet faz farkina bakilirsa kayiplarla ilgili bilgi edinilmis oluyor.

Mesela hic kayipsiz bir kapasitede faz farki tam 90 derece olur. Eger kayip varsa aci asagiya dogru duser.

Bobinde de benzer durum var.

Bir de dac veya spwm ile üreteceğimiz sinüse ne kadar güvenebiliriz bobin ile filtre etmemiz yeterli gelir mi

 

[Omega]

Ölçülen ESR nin o değerdeki kondansatörün sağlamlığı için bir değer verebilirse çok iyi bir özellik olurdu.
Q kalite değerlerini hesaplattırması zormudur? Daha da önemlisi aynı değerdeki birkaç kapasitör arasında hangisinin daha kaliteli olduğuna karar verebiliyorsa bence onlarında ölçülmesi iyi olurdu.Eğer işler çok karışmayacaksa

 

[Mikro Step]

Arkadasimin Cin mali ve guzel olcum yaptigini iddia edilen el tipi LCR metrenin problarindaki sinyale scopla baktigimda yamru yumru bir grafigi vardi. Asiri distorsiyonlu idi.

DAC ile elde edecegimiz sinyaldeki basamaklar kolayca filitrelenebilir.

Benim cihazin sinyaline baktim mi hatirlamiyorum. LCR metresi olan arkadaslar scopla bir olcum yapip grafik yayinlasa fikir edinebiliriz.

Diferansiyel prob kullanmalari gerekebilir. Ya da scop GND sini varsa LCR metre GND sine baglayabilirler. Aksi halde LCR metrenin iki kablosundan herhangi birisinin scop GND sine baglanmasi sikinti yaratabilir.

 

[Mikro Step]

How to Measure Inductance Easily?

It's common for engineers to use multimeters for measuring electronic circuit components. Learn how to measure inductance in three easy methods.

www.alliedcomponents.com

Methods to measure inductance with high (1%) precision using standard equipment?

I am modeling the fine behavior of interacting oscillatory circuits. I have looked up a couple of methods for measuring inductance. I believe I am following the procedure faithfully, but the values I

electronics.stackexchange.com