原文：https://circuitdigest.com/microcontroller-projects/arduino-capacitance-meter-circuit
使用Arduino的电容表
ARDUINO的
经过**迪利普·拉贾（Dilip Raja）** 2016年4月2日8
Arduino电容表
当我们遇到以前设计的电路板时，或者当我们从旧电视或计算机中取出电路板进行维修时。有时我们需要知道板上特定电容器的电容来消除故障。然后，我们面临着从板上获得电容器准确值的问题，尤其是如果是表面贴装设备。我们可以购买测量电容器的设备，但所有这些设备都很贵，不适合所有人。考虑到这一点，我们将设计一个简单的设计 。
该仪器易于制造，具有成本效益。，5555 IC计时器制造。
所需组件：
- 555定时器IC
- IC 74HC14施密特触发门或非门。
- 1KΩ电阻器(2)，10KΩ电阻器
- 100nF电容器，1000μF电容器
- 16 * 2液晶屏
- 面包板和一些连接器。
电路说明：
下图显示了的电路图。电路很简单，LCD与Arduino连接显示测得的电容器电容器。连接方波发生器电路(稳定模式为555)Arduino，我们已经连接了需要测量其电容的电容器。特殊触发器门施密(Schmitt Trigger Gate)（IC 74LS14)确保矩形波只能送到Arduino。为了过滤噪音，我们在电源两端增加了两个电容器。
该电路可以准确测量范围内的电容。
基于555定时器IC方波发生器：
首先，我们将讨论555 Timer IC方波发生器，或者我应该说555 Astable Multivibrator。换句话说，电容器的电容不能直接在数字电路中测量，UNO处理数字信号，不能直接测量电容。因此，我们使用555方波发生器电路将电容器连接到数字世界。
简而言之，计时器提供方波输出，其频率直接影响与之相连的电容器。因此，我们首先获得方波信号，它代表未知电容器的电容，然后将其发送到UNO获得适当的值。
常规配置，如下图所示：
输出信号的频率取决于RA，RB电阻和电容器C。
频率（F）= 1 /(时间段)= 1.44 /（（RA RB * 2）* C）。
在此，RA和RB是电阻值，C是电容值。在上述公式中放置电阻和电容值，可以得到输出方波的频率。
我们将连接1KΩ作为RA和10KΩ作为RB。所以公式变成了
频率（F）= 1 /(时间段)= 1.44 /（21000 * C）。
重新安排我们所拥有的条款，
在我们的程序代码(请参考以下内容)中，为了准确获得电容值，我们将获得的结果(以法拉为单位)乘以 1000000000”来计算以nF单位的结果。另外，因为RA和RB精确电阻分别为0.98K和9.88K，所以我们用了 20800”而不是21000。
因此，如果我们知道方波的频率，我们可以得到电容值。
特殊触发器门施密(Schmitt Trigger Gate)：
由计时器电路产生的信号不完全安全，不能直接提供Arduino Uno。考虑到UNO我们使用特殊触发器门施密的敏感性(Schmitt Trigger Gate)。特殊触发器门施密(Schmitt Trigger Gate)是数字逻辑门。
门根据输入电压电平提供输出。具有施密特触发器THERSHOLD当施加到栅极时，电压电平INPUT信号的电压电平高于逻辑门THRESHOLD时，OUTPUT变为高电平。如果INPUT电压信号电平低于THRESHOLD，则门的OUTPUT将为LOW。因此，我们通常不会单独获得施密特触发器，所以施密特触发器后总是有一非门。这里解释了施密特触发器的工作原理：施密特触发器门(Schmitt Trigger Gate)
我们将使用芯片中有6个施密特触发器门(Schmitt Trigger Gate)。这六扇门在内部连接，如下图所示。 它显示在下图中，我们必须在端子反对的正负时间段UNO编程。 连接定时器电路产生的信号ST门，输出端会有倒相时间的矩形波，可以安全给出UNO。
Arduino测量电容：
Uno有一个特殊的函数***pulseIn****，*它使我们能够确定特定矩形波的正态持续时间或负态持续时间：
Htime = pulseIn（8，HIGH）; Ltime = pulseIn（8，LOW）; 所述pulseIn乌诺的高低电平功能措施存在于乌诺PIN8的时间。pulseIn功能以微秒为单位测量这个高时间（Htime）和低时间（Ltime）。当我们将Htime和Ltime当我们加在一起时，我们会得到它Cycle Duration(周期持续时间)，我们逆转，我们将得到它Frequency。
一旦有了频率，就可以用前面讨论的公式来获取电容。
摘要及测试：
因此，总之，我们将未知的电容器连接到555定时器电路，这将产生一个与电容器电容器直接相关的方波输出。信号通过ST门提供给UNO。UNO测量频率UNO用前面讨论的公式编程电容器。
让我们看看我得到的一些结果，
当我连接1uF当电解电容器时，结果是。用0.1uF聚酯电容器的结果是
然后我连接0.1uF的陶瓷电容器，结果为。此外，使用4.7uF电解电容器的结果是
这样，任何电容器的电容都可以简单地测量。
代码
#include <LiquidCrystal.h> LiquidCrystal lcd(2, 3, 4, 5, 6, 7); int32_t Htime; int32_t Ltime; float Ttime; float frequency; float capacitance; void setup() { pinMode(8,INPUT); //pin 8 as signal input lcd.begin(16, 2); lcd.setCursor(0,0); lcd.print("capacitance ="); } vid loop()
{
for (int i=0;i<5;i++) //measure time duration five times
{
Ltime=(pulseIn(8,HIGH)+Ltime)/2; //get average for each cycle
Htime=(pulseIn(8,LOW)+Htime)/2;
}
Ttime = Htime+Ltime;
frequency=1000000/Ttime;
capacitance = (1.44*1000000000)/(20800*frequency); //calculating the Capacitance in nF
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(capacitance);
lcd.print(" nF ");
delay(500);
}