Как измерить емкость конденсатора на Arduino Uno

{"document":[{"text":[{"type":"string","attributes":{"bold":true},"string":"В этой статья я расскажу как измерить емкость конденсатора с помощью простой схемы на Arduino Uno. Схема подключения и готовый скетч прилагаются."},{"type":"string","attributes":{"blockBreak":true},"string":"\n"}],"attributes":[]},{"text":[{"type":"string","attributes":{},"string":"В одной своей статье я писал как можно измерить емкость конденсатора на микроконтроллере. И мои читатели просили прислать программу - прошивку для микроконтроллера."},{"type":"string","attributes":{"blockBreak":true},"string":"\n"}],"attributes":[]},{"text":[{"type":"string","attributes":{},"string":"Но проект так и остался чисто теоретическим. Честно говоря нет времени и желания заниматься пайкой такого проекта, писать программу на ассемблере и т.д."},{"type":"string","attributes":{"blockBreak":true},"string":"\n"}],"attributes":[]},{"text":[{"type":"string","attributes":{"italic":true},"string":"Тем не менее алгоритм очень простой и может использоваться не только для измерений, но и для обработки самых разных емкостных (и не только) датчиков. Еще один плюс - для него подойдет обычный цифровой порт МК."},{"type":"string","attributes":{"blockBreak":true},"string":"\n"}],"attributes":[]},{"text":[{"type":"string","attributes":{"italic":true},"string":"Нет необходимости в МК с АЦП, такой измеритель или датчик можно собрать и на логических элементах."},{"type":"string","attributes":{"blockBreak":true},"string":"\n"}],"attributes":[]},{"text":[{"type":"string","attributes":{},"string":"Поэтому подумав, я решил воплотить проект в жизнь на Arduino Uno. Плюс в том, что ничего паять не надо, написать программу на Си не составляет труда, прошить контроллер можно нажатием одной кнопки!\n"},{"type":"attachment","attributes":{"caption":"Собранный проект на Arduino Uno","presentation":"gallery"},"attachment":{"caption":"","contentType":"image/png","filename":"Паблико1 (1).png","filesize":2720489,"height":1080,"pic_id":36928,"url":"https://storage.yandexcloud.net/pabliko.files/article_cloud_image/2022/04/10/%D0%9F%D0%B0%D0%B1%D0%BB%D0%B8%D0%BA%D0%BE1_1.jpeg","width":1920}},{"type":"string","attributes":{},"string":"\n\nИтак, вот схема подключения. Все просто: резистор на 10 кОм подключаем к 3-й ноге платы и на \"землю\". Параллельно ему будем подключать испытуемый конденсатор или датчик.\n"},{"type":"attachment","attributes":{"caption":"Схема подключения","presentation":"gallery"},"attachment":{"caption":"","contentType":"image/png","filename":"Паблико1 (2).png","filesize":644196,"height":1080,"pic_id":36930,"url":"https://storage.yandexcloud.net/pabliko.files/article_cloud_image/2022/04/10/%D0%9F%D0%B0%D0%B1%D0%BB%D0%B8%D0%BA%D0%BE1_2.jpeg","width":1920}},{"type":"string","attributes":{},"string":"\n\nДля индикации подцепим на 4 и 5-ю ноги по светодиоду через резистор 220 Ом. Вот и все! Остается написать скетч. Вот он:\n"},{"type":"attachment","attributes":{"caption":"Скетч проекта","presentation":"gallery"},"attachment":{"caption":"","contentType":"image/png","filename":"Паблико1 (3).png","filesize":1042593,"height":1080,"pic_id":36932,"url":"https://storage.yandexcloud.net/pabliko.files/article_cloud_image/2022/04/10/%D0%9F%D0%B0%D0%B1%D0%BB%D0%B8%D0%BA%D0%BE1_3.jpeg","width":1920}},{"type":"string","attributes":{},"string":"\n\nВ принципе все просто и из комментариев понятно как это работает. Поэтому опишу только самую важную часть - рабочий цикл."},{"type":"string","attributes":{"blockBreak":true},"string":"\n"}],"attributes":[]},{"text":[{"type":"string","attributes":{},"string":"Принцип измерения емкости очень прост - подав на ногу уровень лог. \"1\" мы заряжаем конденсатор до напряжения питания. Вывод в этом случае настраивается как выход (стр. 20-22)."},{"type":"string","attributes":{"blockBreak":true},"string":"\n"}],"attributes":[]},{"text":[{"type":"string","attributes":{},"string":"Затем эту же ногу переключаем на вход. При этом выходной каскад порта переключается в высокоимпедансное состояние и конденсатор начинает разряжаться через включенный параллельно ему резистор."},{"type":"string","attributes":{"blockBreak":true},"string":"\n"}],"attributes":[]},{"text":[{"type":"string","attributes":{},"string":"Время разряда такой схемы известно и для перехода из состояния лог. \"1\" в лог. \"0\" требуется 0,7 R C секунд. Это время и измеряет функция "},{"type":"string","attributes":{"bold":true},"string":"pulseIn(IN_OUT,HIGH, TIME_OUT)"},{"type":"string","attributes":{},"string":"; Она ждет пока на выходе установится лог. \"0\" и выдает время в микросекундах."},{"type":"string","attributes":{"blockBreak":true},"string":"\n"}],"attributes":[]},{"text":[{"type":"string","attributes":{},"string":"Что такое"},{"type":"string","attributes":{"bold":true},"string":" TIME_OUT"},{"type":"string","attributes":{},"string":"? Это максимальное время, которое функция ожидает переключения. Ели его не поставить, программа может \"зависнуть\". Впрочем, по умолчанию это время равно 1 сек.\n\nНо мы используем таймаут как способ определения выхода измеряемой величины за пределы измерений. Функция в этом случае выдаст ноль. Это мы и определяем в условии и зажигаем синий светодиод. А если все нормально, считаем емкость по формуле."},{"type":"string","attributes":{"blockBreak":true},"string":"\n"}],"attributes":[]},{"text":[{"type":"string","attributes":{},"string":"Кстати, этот прием можно использовать и для определения срабатывания датчика. В этом случае таймаут будет определять порог срабатывания устройства."},{"type":"string","attributes":{"blockBreak":true},"string":"\n"}],"attributes":[]},{"text":[{"type":"string","attributes":{},"string":"Кстати, измерять емкость конденсатора можно и по такой схеме. Подумайте и напишите в комментариях, что нужно изменить в программе в этом случае. А как сделать схему для измерения сопротивления или индуктивности?"},{"type":"string","attributes":{"blockBreak":true},"string":"\n"}],"attributes":[]},{"text":[{"type":"attachment","attributes":{"caption":"А как тут измерять?","presentation":"gallery"},"attachment":{"caption":"","contentType":"image/png","filename":"Паблико1 (4).png","filesize":793647,"height":1080,"pic_id":36933,"url":"https://storage.yandexcloud.net/pabliko.files/article_cloud_image/2022/04/10/%D0%9F%D0%B0%D0%B1%D0%BB%D0%B8%D0%BA%D0%BE1_4.jpeg","width":1920}},{"type":"string","attributes":{"blockBreak":true},"string":"\n"}],"attributes":[]},{"text":[{"type":"string","attributes":{"bold":true},"string":"Попробуйте собрать эти схемы на своем устройстве и поделитесь результатами!"},{"type":"string","attributes":{"blockBreak":true,"bold":true},"string":"\n"}],"attributes":[]},{"text":[{"type":"string","attributes":{"bold":true},"string":"Ну и поставьте ЛАЙК если статья была для вас интересна!"},{"type":"string","attributes":{"blockBreak":true,"bold":true},"string":"\n"}],"attributes":[]},{"text":[{"type":"string","attributes":{"bold":true,"href":"https://pabliko.ru/@shulp/"},"string":"Подписывайтесь на канал!"},{"type":"string","attributes":{"blockBreak":true,"bold":true},"string":"\n"}],"attributes":[]},{"text":[{"type":"string","attributes":{"bold":true},"string":"Заказать стартовый набор Arduino Uno с хорошей скидкой"},{"type":"string","attributes":{"bold":true,"href":"https://ali.ski/b3YkK"},"string":" можно здесь."},{"type":"string","attributes":{"blockBreak":true},"string":"\n"}],"attributes":[]}],"selectedRange":[2877,2877]}