ऑसिलोस्कोप - गुंजयमान आवृत्ति विधि का उपयोग करके प्रारंभ करनेवाला या कैपेसिटर के मूल्य को कैसे मापें

रेसिस्टर्स, इंडक्टर्स और कैपेसिटर लगभग हर इलेक्ट्रॉनिक्स सर्किट में सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले निष्क्रिय घटक हैं। इन तीनों में से प्रतिरोधों और कैपेसिटर का मूल्य सामान्यतः इसके शीर्ष पर या तो प्रतिरोधक रंग कोड के रूप में या संख्यात्मक अंकन के रूप में चिह्नित किया जाता है। साथ ही प्रतिरोध और धारिता को सामान्य मल्टीमीटर का उपयोग करके भी मापा जा सकता है। लेकिन ज्यादातर इंडिकेटर्स, विशेष रूप से फेराइट कोरड और एयर कोरड किसी कारण से, उन पर किसी भी प्रकार का अंकन नहीं लगता है। यह काफी कष्टप्रद हो जाता है जब आपको अपने सर्किट डिजाइन के लिए प्रारंभ करनेवाला का सही मूल्य चुनना पड़ता है या किसी पुराने इलेक्ट्रॉनिक पीसीबी से एक को बचाया जाता है और इसके मूल्य को जानना चाहता है।

इस समस्या का एक सटीक समाधान एक LCR मीटर का उपयोग करना है जो प्रारंभ करनेवाला, संधारित्र या रोकनेवाला के मूल्य को माप सकता है और सीधे प्रदर्शित कर सकता है। लेकिन हर कोई उनके साथ एक एलसीआर मीटर काम नहीं करता है, इसलिए इस लेख में हमें एक सरल सर्किट और आसान गणनाओं का उपयोग करके प्रारंभ करनेवाला या संधारित्र के मूल्य को मापने के लिए एक आस्टसीलस्कप का उपयोग करने का तरीका जानने की अनुमति देता है । बेशक अगर आपको इसे करने के लिए अधिक त्वरित और मजबूत तरीके की आवश्यकता है, तो आप अपने स्वयं के नियंत्रण रेखा मीटर का निर्माण भी कर सकते हैं जो प्रदर्शन को पढ़ने के लिए अतिरिक्त MCU के साथ एक ही तकनीक का उपयोग करता है।

सामग्री की आवश्यकता

• आस्टसीलस्कप
• Arduino या अन्य MCU से सिग्नल जनरेटर या सरल PWM सिग्नल
• डायोड
• ज्ञात संधारित्र (0.1uf, 0.01uf, 1uf)
• रेसिस्टर (560 ओम)
• कैलकुलेटर

अज्ञात प्रारंभ करनेवाला या संधारित्र के मूल्य को मापने के लिए हमें एक सरल सर्किट बनाने की आवश्यकता है जिसे टैंक सर्किट कहा जाता है। इस सर्किट को LC सर्किट या रेसोनेंट सर्किट या ट्यूनड सर्किट भी कहा जा सकता है । एक टैंक सर्किट वह सर्किट होता है जिसमें हम एक प्रारंभ करनेवाला और संधारित्र एक दूसरे के समानांतर में जुड़े होते हैं और जब सर्किट को वोल्टेज संचालित किया जाता है और इसके पार विद्युत प्रवाह को गुंजयमान आवृत्ति कहा जाता है। आइए समझते हैं कि आगे बढ़ने से पहले यह कैसे होता है।

एक टैंक सर्किट कैसे काम करता है?

जैसा कि पहले बताया गया था कि एक विशिष्ट टैंक सर्किट में समानांतर में जुड़ा एक प्रारंभ करनेवाला और संधारित्र होता है। संधारित्र एक उपकरण है जिसमें सिर्फ दो समानांतर प्लेट होते हैं जो विद्युत क्षेत्र में ऊर्जा का भंडारण करने में सक्षम है और एक प्रारंभ करनेवाला एक चुंबकीय सामग्री पर घायल होने वाला कुंडल है जो चुंबकीय क्षेत्र में ऊर्जा के भंडारण में भी सक्षम है।

जब सर्किट संचालित होता है तो संधारित्र चार्ज हो जाता है और फिर जब बिजली निकाल दी जाती है तो संधारित्र अपनी ऊर्जा को प्रारंभ करनेवाला में बदल देता है। जब तक संधारित्र अपनी ऊर्जा को प्रारंभ करनेवाला में ले जाता है, तब तक प्रारंभ करनेवाला चार्ज हो जाता है और अपनी ऊर्जा का उपयोग विपरीत ध्रुवीयता में संधारित्र में वर्तमान को धकेलने के लिए करता है ताकि संधारित्र फिर से चार्ज हो जाए। याद रखें कि जब वे चार्ज और डिस्चार्ज होते हैं, तो इंडक्टर्स और कैपेसिटर ध्रुवीयता को बदलते हैं। इस तरह से वोल्टेज और करंट ऊपर की तरफ घूमते हुए एक प्रतिध्वनि पैदा करेंगे जैसा कि ऊपर GIF इमेज में दिखाया गया है।

लेकिन यह हमेशा के लिए नहीं हो सकता है क्योंकि, हर बार संधारित्र या प्रारंभ करनेवाला चार्ज और कुछ ऊर्जा (वोल्टेज) का निर्वहन तार के प्रतिरोध के कारण या चुंबकीय ऊर्जा के रूप में खो जाता है और धीरे-धीरे अनुनाद आवृत्ति का परिमाण नीचे शो के रूप में दूर हो जाएगा। तरंग।

एक बार जब हम अपने दायरे में इस संकेत को प्राप्त कर लेते हैं तो हम इस सिग्नल की आवृत्ति को माप सकते हैं जो कि गुंजयमान आवृत्ति के अलावा और कुछ नहीं है तो हम इंडक्टर या कैपेसिटर के मूल्य की गणना करने के लिए नीचे दिए गए फॉर्मूला का उपयोग कर सकते हैं।

FR = 1 / / 2 =.LC

उपरोक्त सूत्रों में एफ _आर गुंजयमान आवृत्ति है, और फिर अगर हम संधारित्र के मूल्य को जानते हैं तो हम इंडक्टर के मूल्य की गणना कर सकते हैं और इसी तरह हम जानते हैं कि प्रारंभ करनेवाला का मूल्य हम संधारित्र के मूल्य की गणना कर सकते हैं।

Inductance और Capacitance को मापने के लिए सेट-अप

पर्याप्त सिद्धांत, अब चलो एक ब्रेडबोर्ड पर सर्किट का निर्माण करें। यहां मेरे पास एक प्रारंभ करनेवाला है, जिसका मूल्य मुझे प्रारंभ करनेवाला के ज्ञात मूल्य का उपयोग करके पता लगाना चाहिए। सर्किट सेट-अप जो मैं यहाँ उपयोग कर रहा हूँ, नीचे दिखाया गया है

संधारित्र C1 और Inductor L1 टैंक सर्किट बनाता है, डायोड D1 को PWM सिग्नल स्रोत में वापस प्रवेश करने से रोकने के लिए उपयोग किया जाता है और रोकनेवाला 560 ओम का उपयोग सर्किट के माध्यम से वर्तमान को सीमित करने के लिए किया जाता है। यहाँ मैंने चर आवृत्ति के साथ PWM तरंग उत्पन्न करने के लिए अपने Arduino का उपयोग किया है, आप एक फ़ंक्शन जनरेटर का उपयोग कर सकते हैं यदि आपके पास एक है या बस किसी भी PWM सिग्नल का उपयोग करते हैं। गुंजाइश टैंक सर्किट में जुड़ा हुआ है। सर्किट पूरा होते ही मेरा हार्डवेयर सेट-अप नीचे की तरह दिखने लगा। आप यहां मेरे अनजान टोररीड कोर इंट्रक्टर को भी देख सकते हैं

अब PWM सिग्नल का उपयोग करके सर्किट को पावर करें और स्कोप पर एक रेजोनेंस सिग्नल के लिए देखें। आप संधारित्र के मूल्य को बदलने की कोशिश कर सकते हैं यदि आपको एक स्पष्ट अनुनाद आवृत्ति संकेत नहीं मिलता है, तो आमतौर पर 0.1uF संधारित्र को अधिकांश प्रेरकों के लिए काम करना चाहिए, लेकिन आप 0.01uF जैसे निम्न मानों के साथ भी प्रयास कर सकते हैं। एक बार जब आप अनुनाद आवृत्ति प्राप्त करते हैं तो इसे कुछ इस तरह देखना चाहिए।

आस्टसीलस्कप के साथ अनुनाद आवृत्ति कैसे मापें?

कुछ लोगों के लिए वक्र इस तरह दिखाई देगा, अन्य के लिए आपको थोड़ा सा घूमना पड़ सकता है। सुनिश्चित करें कि स्कोपिंग संधारित्र की आवश्यकता के बाद स्कोप जांच 10x पर सेट है। इसके अलावा समय विभाजन को 20us या उससे कम पर सेट करें और फिर परिमाण को 1V से कम करें। अब PWM सिग्नल की आवृत्ति को बढ़ाने की कोशिश करें, यदि आपके पास एक तरंग जनरेटर नहीं है, तो तब तक संधारित्र के मूल्य को कम करने का प्रयास करें जब तक कि आप प्रतिध्वनि आवृत्ति को नोटिस नहीं करते। एक बार जब आप प्रतिध्वनि आवृत्ति प्राप्त करते हैं तो एकल एसक्यू में गुंजाइश डालते हैं। मोड ऊपर दिखाए गए की तरह एक स्पष्ट तरंग प्राप्त करने के लिए।

सिग्नल मिलने के बाद हमें इस सिग्नल की आवृत्ति को मापना होगा । जैसा कि आप देख सकते हैं कि सिग्नल की भयावहता मर जाती है क्योंकि समय बढ़ जाता है इसलिए हम सिग्नल के किसी एक पूर्ण चक्र का चयन कर सकते हैं। कुछ क्षेत्र में ऐसा करने के लिए एक माप मोड हो सकता है, लेकिन यहां मैं आपको बताऊंगा कि कर्सर का उपयोग कैसे करें। साइन की लहर की शुरुआत पर पहली कर्सर लाइन रखें और दूसरी लहर को साइन की लहर के अंत में नीचे दिखाए अनुसार आवृत्ति की अवधि को मापने के लिए। मेरे मामले में समय अवधि नीचे दी गई तस्वीर में उजागर की गई थी । मेरा दायरा भी आवृत्ति प्रदर्शित करता है, लेकिन सीखने के उद्देश्य के लिए समय अवधि पर विचार करें यदि आप समय रेखा को खोजने के लिए ग्राफ़ लाइनों और समय विभाजन मान का उपयोग कर सकते हैं यदि आपका दायरा इसे प्रदर्शित नहीं करता है।

हमने सिग्नल की केवल समय अवधि को मापा है, आवृत्ति को जानने के लिए हम केवल सूत्रों का उपयोग कर सकते हैं

एफ = 1 / टी

तो हमारे मामले में समय अवधि का मूल्य 29.5uS है जो 29.5 × 10 ^{-6 है} । तो आवृत्ति का मूल्य होगा

F = 1 / (29.5 × 10 ^-6) = 33.8 KHz

अब हमारे पास गुंजयमान आवृत्ति 33.8 × 10 ³ हर्ट्ज है और संधारित्र का मान 0.1uF है जो 0.1 × 10 ^-6 F है जो हमें प्राप्त होने वाले सूत्रों में यह सब बताता है

FR = 1/2 = 33LC 33.8 × 10 ³ = 1 / 2√ 0.1L (0.1 x 10 ^-6)

एल के लिए समाधान हम प्राप्त करते हैं

L = (1 / (2π x 33.8 x 10 ³) ² / 0.1 × 10 ^-6 = 2.219 × 10 ^-4 = 221 × 10 ^-6 L ~ = 220 uH

तो, अज्ञात प्रारंभ करनेवाला के मूल्य की गणना 220uH की जाती है, इसी तरह आप ज्ञात प्रारंभ करनेवाला का उपयोग करके संधारित्र के मूल्य की गणना भी कर सकते हैं। मैंने इसे कुछ अन्य ज्ञात प्रारंभकर्ता मानों के साथ भी आज़माया और उन्हें लगता है कि वे ठीक काम करेंगे। आप नीचे दिए गए वीडियो में पूरी तरह से काम कर सकते हैं ।

आशा है कि आप लेख को समझ गए हैं और कुछ नया सीख गए हैं। यदि आपको इसे आपके लिए काम करने में कोई समस्या है, तो अपने प्रश्नों को टिप्पणी अनुभाग में छोड़ दें या अधिक तकनीकी सहायता के लिए मंच का उपयोग करें।