Projeto
de LC METER do VK3BHR - Mk.II
Phill, é um radioamador de Bendigo, Austrália, que ficou motivado
a fazer o projeto original deste LC Meter, depois de produzir um frequencímetro
baseado em PIC, que foi assunto da “Amateur Radio” de setembro de 2002. Ele considerou combinar um oscilador com um
corte da medição de freqüência e fazer um medidor de leitura direta de indutância/capacitância
com um display LCD. Alguns cálculos o convenceram que seria possível, embora
desafiador. Um pouco de ajuda da rotina de ponto flutuante de 24-bit da
Microchip’s e o bebê nasceu.
Phill mudou também o PIC para um 16F628. Este PIC contém dois
comparadores, o que significa que o LM311 do circuito original já não era
necessário. Algumas outras mudanças secundárias foram feitas e PCB também estava disponível.
ESQUEMA ORIGINAL DO
PHILL RICE – VK3BHR
A seguir,
você terá uma série de Orientações gerais de
Montagem e as orientações para Teste
& Calibração, bem como
uma série de fotos de interesse
O layout
do PCB e o silk dos componentes em PDF poderão ser baixados aqui.
Para quem
participou do mutirão, aqui estão as
instruções para Utilização da placa das chaves
Você pode também fazer download do arquivo programa HEX (zipado)
para programar o PIC diretamente do site da M.A.R.C -
VK3CMZ
- Midland Amateur
Radio Club Inc - Austrália
Se não conseguir fazer o download, aqui está um link
alternativo para o site do Phill Rice.
Este texto tem como base o site da M.A.R.C -
VK3CMZ - Midland Amateur Radio Club Inc que pode ser visitado
pelo link http://www.marc.org.au/
Orientações gerais de
montagem
Embora a montagem possa ser
simples e fácil, aqui estão algumas coisas que você deve se lembrar.
1- Há sete jumps no PCB. Instale-os primeiro já que
alguns deles estão debaixo do PIC.
2- Limpe os leads de todos
os componentes com BOMBRIL antes de soldá-las para evitar maus contatos e
soldas frias.
3- Use soquetes para o
PIC, aqueles baratinhos de chapa são perfeitos. Os torneados além de mais
caros, podem tornar muito difícil a remoção o PIC e podem danificar os
terminais do PIC.
4- Solde todos os
componentes encostados no PCB, ou seja, sem sobra de leads, pois caso
contrário, poderão atrapalhar a montagem do PCB e do Display em um só bloco.
5- Dois dos capacitores do
PCB (no oscilador) são eletrolíticos e são de tântalo (Tantalum). Confira duas vezes a polaridade antes de soldar.
6- Os dois capacitores de
1000 pF devem ser preferencialmente de MICA PRATEADA. De Poliéster também são
bons, mas o PCB pode ficar meio congestionado.
7- Como o display tem um backlight disponível, é recomendável um resistor limitando a
corrente; no KIT de componentes já vai um de 47R, mas você pode trocá-lo para
ajustar o brilho a seu gosto. Lembre-se de limitar a corrente a talvez 90 mA. O
backlight é, provavelmente, mais que
um pequeno consumidor de corrente em um projeto assim, especialmente se você
utilizá-lo com baterias.
8- Ao montar o 7805, deixe
um espaço entre ele e o PCM de tal forma que seja possível colocar um pequeno
dissipador, caso seja necessário. Lembre que os três leads não são alinhados,
portanto dobre-os cuidadosamente para que se encaixem no lugar
9- Ao montar o trimpot,
monte-o deitado, dobrando os leads para traz. Convém fixá-lo com um pingo de
cola quente ou semelhante para dar maior resistência mecânica ao ajustar o
contraste. Isto se faz necessário principalmente se você for montar o display
com o conector, fazendo um só bloco com o PCB, pois nesse caso, se você montar
o trimpot em pé não haverá espaço para fazer o ajuste com o display no lugar.
10- As conexões entre o
PCB e o display ficam a seu gosto.
Use preferencialmente um conector. Não há nenhum problema em usar fios nessa
conexão, apenas não os dobre muito. Uma alternativa é um Flat Cable tipo SIL, mas lembre-se de soldar primeiro o lado do
PCB. O LCD tem blocos de solda em ambos os lados, mas o PCB não tem. Confira
primeiro o tipo de caixa que você vai usar e o arranjo das partes antes de
decidir a conexão. Se você usa o método do conector, o LCD e PCB se tornam um
só módulo, caso contrário eles terão que ser montados separadamente.
Se optar por montar com
conector em um só bloco, montou os componentes bem encostados no PBC e, mesmo
assim, algum dele estiver em contato com o display, coloque um pequeno
separador nos extremos da barra de pinos para afastar um pouco o display.
CUIDADO para não afastar
demais e perder a conexão entre o display e a placa.
No exemplo abaixo,
utilizei uma miçanga de mais ou menos
11- Mantenha a instalação
elétrica ao redor da chave L/C o mais curto possível, preferivelmente com fio
razoavelmente rígido. O sistema compensa a maior parte das capacitâncias e
indutâncias das conexões, com exceção da capacitância do fio frio do indutor
para o terra.
Tome muito cuidado em não
sobre aquecer os terminais da chave, pois isto pode danificá-la, mesmo que de
forma não aparentes, e causar resultados imprevisíveis na medição. A melhor
forma é estanhar tanto os terminais da chave quanto as pontas das fiações e
depois soldá-los o mais rapidamente possível. NÂO USE FERRO DE SOLDA PESADO
NESTE PROCESSO.
As Pontas de Medição ficam
a critério de cada um, podendo ser: Garra jacaré, Born com garra jacaré, ou
qualquer outra solução de livre criatividade de cada um.
Pontas de medição
Visão raio-x
da placa e da chave
12- O cristal deve ser de 4MHz,
não 4.1 ou 4.3, ou ainda de valor bem próximo. Qualquer cristal marcado como
4.0MHz (ou vendido como cristal de 4MHz) será bastante próximo, precisão de
mais ou menos 0.01%, é perfeita e não precisa de ajustes.
Teste & Calibração
1- Cheque que você pôs
todos os componentes nos lugares certos.
2- Cheque que você soldou
todos os leads.
3- Cheque em dobro a
orientação de PIC, dos diodos e do 7805.
4- Aplique a tensão
cuidadosamente. Se possível, use uma fonte variável o primeiro teste. Meça a
alimentação enquanto for aumentando a voltagem gradualmente. A corrente deve
estar debaixo de 20mA. O protótipo puxou aproximadamente 8mA. Se você não vê
nada no display , tudo foi verificado
e está OK, tente ajustando o trimpot de Contraste. Se ele estiver muito para o
limite, você não verá nada mesmo. O display deveria mostrar o palavra
Calibrando brevemente e então C=0.0pF (ou alguma outra capacitância de até mais
ou menos 10pF).
5- Deixe o meter aquecer por alguns minutos
então aperte o botão “Zerar” para
forçar uma re-calibração.
O display deverá mostrar
C=0.0pF.
6- Conecte seu "capacitor padrão" que
acompanha o KIT de peças.
A medida de LC devera ser
próxima ao valor do “capacitor padrão”
(com até + / - 10% de erro), caso a medida esteja fora do pretendido, proceda
como segue.
7- Para elevar a capacitância
indicada, una o jump “
Para
abaixar a capacidade indicada, una o jump
“
Você pode repetir esta
operação tantas vezes quantas queira (umas 10,000,000 vezes, que eu me lembre,
antes de jogar o PIC fora.
8- Se o Meter se comportar
mal, você pode usar os jumps " 1
& 2 " para conferir a freqüência do oscilador.
Una o jump “
Se esta leitura for muito
alta (próximo 00065535), o medidor pode entrar em "overflow numérico"
e pode dar uma mensagem de erro.
Se a leitura for muito
baixa (digamos abaixo de 00040000), você perderá alguma precisão.
Faça o jump “
Ela deve estar próxima
(71% + / - 5%) lida em “F1” quando se fechou o jump”
9- Experts podem querer
ajustar o valor do indutor para que a leitura de F1 se aproxime 00060000 para
obter a máxima precisão do meter.
É preferível um
"L" de 82uH, em vez dos especificados 100uH (mas você dificilmente
conseguirá comprar um indutor de 82uH).
10- Se o meter mostra algo
próximo de 00000000 para F1 e/ou F2, então recheque as conexões da chave L/C.
(Isto pode ser uma indicação de que seu oscilador parou).
11- A função que mede Indutância é calibrada
automaticamente quando você calibrar a função de capacitância.
A única exigência é que o
meter seja zerado com os terminais curto-circuitados.
FOTOS DE INTERESSE
PCB EM PROTÓTIPO
MONTAGEM DO PROTÓTIPO
TESTE DO PROTÓTIPO
Veja que o capacitor que
está na ponta de prova é de
100pF (+- 1%) e o
equipamento está medindo 99.8 pF.
