所有嵌入式爱好者都熟悉万用表，它是测量电压，电流，电阻等的绝佳工具。万用表可以轻松地对其进行测量。但是有时我们需要测量电感和电容，而这是普通万用表无法实现的。有一些特殊的万用表可以测量电感和电容，但价格昂贵。我们已经使用Arduino构建了频率表，电容表和电阻表。因此，今天我们将使用Arduino制造电感LC仪表。在本项目中，我们将在16x2 LCD显示屏上显示电感和电容值以及频率。电路中有一个按钮，用于在电容和电感显示之间切换。
所需组件
- Arduino Uno
- 741运算放大器IC
- 3v电池
- 100欧姆电阻
- 电容器类
- 电感器
- 1N4007二极管
- 10k电阻
- 1万锅
- 电源供应
- 按钮
- 面包板或PCB
- 连接线
计算频率和电感
在本项目中，我们将通过并联使用LC电路来测量电感和电容。该电路就像一个环或钟，以一定的频率开始谐振。每当我们施加脉冲时，该LC电路就会开始谐振，并且该谐振频率采用模拟（正弦波）形式，因此我们需要将其转换为Squire波。为此，我们将此模拟谐振频率应用于运算放大器（在本例中为741），它将在占空比为50％的情况下将其转换为单倍频率（频率）。现在，我们使用Arduino测量频率，并通过一些数学计算可以找到电感或电容。我们使用了给定的LC电路频率响应公式。
f = 1 /（2 *次）
时间是 pulseIn（） 函数的输出
现在我们有了LC电路的频率：
f = 1/2 * Pi *（LC）的平方根
我们可以解决它以获得电感：
f 2 = 1 /（4Pi 2 LC） L = 1 /（4Pi 2 f 2 C） L = 1 /（4 * Pi * Pi * f * f * C）
正如我们已经提到的，我们的波是正弦波，因此它在正振幅和负振幅中具有相同的时间段。这意味着比较器会将其转换为占空比为50％的方波。这样我们就可以使用Arduino的 pulseIn（） 函数对其进行测量。此功能将为我们提供一个时间段，可以通过反转时间段轻松地将其转换为频率。由于 pulseIn 功能仅测量一个脉冲，因此现在要获得正确的频率，我们必须将其乘以2。现在我们有了一个可以使用上述公式转换为电感的频率。
注意： 在测量电感（L1）时，电容器（C1）的值应为0.1uF，而在测量电容（C1）时，电感器（L1）的值应为10mH。
电路图和说明
在此LC Meter电路图中，我们使用Arduino来控制项目操作。在此，我们使用了LC电路。该LC电路由一个电感器和一个电容器组成。为了将正弦谐振频率转换为数字或方波，我们使用了运算放大器741。在这里，我们需要对运放施加负电源以获得准确的输出频率。因此，我们使用了极性接反的3v电池，这意味着741的负极引脚连接到电池负极端子，而电池的正极引脚连接到其余电路的接地端。有关更多说明，请参见下面的电路图。
无论测量电感还是电容，这里都有一个按钮可以更改操作模式。16x2 LCD用于显示LC电路频率下的电感或电容。一个10k的电位器用于控制LCD的亮度。使用Arduino 5v电源为Circuit供电，我们可以使用USB或12v适配器通过5v为Arduino供电。
编程说明
该LC Meter项目的编程部分非常简单。本文结尾给出了完整的Arduino代码。
首先，我们必须包括LCD的库，并声明一些引脚和宏。
#包括
之后，在 设置 功能中，我们初始化了LCD和串行通讯，以通过LCD和串行监视器显示测量值。
void setup（） { #ifdef serial Serial.begin（9600）; #endif lcd.begin（16，2）; pinMode（freqIn，INPUT）; pinMode（充电，输出）; pinMode（模式，INPUT_PULLUP）; lcd.print（“ LC计量表使用”）; lcd.setCursor（0，1）; lcd.print（“ Arduino”）; delay（2000）; lcd.clear（）; lcd.print（“ Circuit Digest”）; delay（2000）; }
然后在 循环 功能中，向LC电路施加固定时间段的脉冲，该脉冲将为LC电路充电。去除脉冲后，LC电路开始谐振。然后，我们使用 pulseIn（） 函数读取来自运算放大器的方波转换，然后乘以2进行转换。这里我们也对此进行了一些采样。这就是频率的计算方式：
void loop（） { for（int i = 0; i
获得频率值后，我们使用给定的代码将其转换为电感
电容= 0.1E-6; 电感=（1 /./（电容*频率*频率* 4. * 3.14159 * 3.14159））* 1.E6; #ifdef serial Serial.print（“ Ind：”）; if（inductance> = 1000） { Serial.print（电感/ 1000）; Serial.println（“ mH”）; } else { Serial.print（电感）; Serial.println（“ uH”）; } #endif lcd.setCursor（0，1）; lcd.print（“ Ind：”）; if（inductance> = 1000） { lcd.print（电感/ 1000）; lcd.print（“ mH”）; } else { lcd.print（电感）; lcd.print（“ uH”）; } }
通过使用给定的代码，我们计算出电容。
if（Bit.flag） { 电感= 1.E-3; 电容=（（1./（电感*频率*频率* 4. * 3.14159 * 3.14159））* 1.E9）; if（（int）电容<0） 电容= 0; #ifdef serial Serial.print（“ Capacitance：”）; Serial.print（电容，6）; Serial.println（“ uF”）; #endif lcd.setCursor（0，1）; lcd.print（“ Cap：”）; if（电容> 47） { lcd.print（（capacitance / 1000））; lcd.print（“ uF”）; } else { lcd.print（capacitance）; lcd.print（“ nF”）; } }
这就是我们使用Arduino计算频率，电容和电感并将其显示在16x2 LCD上的方式。