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 デジタル容量計キット 電子Cメーターキット    

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データ番号    27   
区 分    キット     
分 類    計測器
品 名    デジタル容量計キット 電子Cメーターキット   
発売元    秋月電子通商   
価 格    2,500円   
主要部品    7555 4553 4511   
電 源    8〜15V 100mA   
概略仕様    入力範入力範囲:1pF〜9990μF

レンジ :×1pF〜×10μF

表示桁数:999

校正用コンデンサ付き   

付属基板    専用基板 (AE-555)   
付属ケース    無し   
外形寸法    基板単体完成時 W 95mm D 72mm H 16mm   
追加購入部品    レンジ切り替え用ロータリーSW(1回路5接点)×1(できれば1回路6接点)

測定レンジ切り替えSW(オルタネート)×1

測定開始SW(モーメンタリ)×1   

コメント     555のトリガ電圧までに到達する時間を測定することで容量を求める方式である。 0.01μF以上で使用するのが望ましい。これより低い容量は別の微小容量計キットで測定した方がよい。

 表示が999付近のコンデンサ(例100μF)は表示が999を超えることがあるためレンジを一つアップする必要有り。この際、表示桁数が2桁となり、もう一桁欲しくなる。

 調整用VR1,VR2(各1kΩ)は10回転ポテンショメータに変更した方がよい。

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改 造     表示桁数を3桁(最大999)から3.5桁(最大1999)の表示ができるように1000表示LED回路追加。この際の空きロジックを利用して、おまけでオーバーフロー表示LED回路を追加。

 47Ω抵抗を追加して入力範囲を1pF〜199900μF(1pF〜×100μF)に改造。この際はレンジ切り替え用ロータリーSWを1回路6接点に変更。(精度については気にしない。)   

その他

(製作例)   

【改造用部品】

  • 74HC74  × 1
  • LED      × 2  (お好みのものを。×1000表示は7セグメントがよさそう。)
  • 抵抗 1kΩ × 2  (上記LEDの順方向電流に応じて変更要)

R=Vcc-VF / I V:LEDの順方向電圧降下 I:LEDの順方向電流

  • 47Ω(1/2W)   × 
  • 74HC14       × 1
  • 抵抗39kΩ      × 1
  • コンデンサ 0.1μF × 1 (〜10μF程度の範囲のコンデンサでよい。)
  • 多回転半固定VR 1kΩ × 1 (VR1,VR2を多回転タイプに変更。)

【1000表示回路の追加】(文末の改造回路図参照)KIT027D5.GIF

 4553のO.F信号を利用して1000表示回路を追加。1回目のO.F信号立上りエッジを検出して1000表示を行う。この回路に74HC74の1回路を使用する。

【オーバーフロー表示】(文末の改造回路図参照)

 74HC74がもう1回路余っているので、1000表示回路の出力を利用してオーバーフロー表示回路を追加。2回目のO.F信号立上りエッジでオーバーフローとする。

 オーバーフロー検出時、4553の入力クロック信号を常にHレベルにすることで表示カウントを停止する。

【測定範囲拡大】(文末の改造回路図参照)

 手持ちのロータリースイッチが1回路6接点のため、測定範囲を拡大することとした。 下記回路図のRa部に47Ω抵抗を追加することで対応。

 ただし、測定精度については問わないで。(目安です。)

 また、測定時の電流が瞬時100mA流れるので、電源の電流容量は200mA確保する必要あり。さらに、このレンジに限り、測定端子に何も接続しないでスタートボタンを押した場合、1〜5の測定値が表示されてしまう。

【測定開始スイッチ回路変更】(文末の改造回路図参照)kit027c4.jpg (16236 バイト)

 スタートボタンのチャタリングがあると測定精度に影響がでるため、ヒステリシス入力74HC14+CRフィルタを用いた簡易型のチャタリング防止回路を追加。

【001表示防止回路】(文末の改造回路図参照)

 測定用コンデンサを接続せずにスタートスイッチを押した場合、表示値が001となる。

 これは、カウント用クロックを発生する7555の出力がリセット時HレベルからLレベルに立下がってしまい、立下りエッジでカウントするクロック入力をもつ4553が、この立下りエッジでカウントするためである。

 この対策のため、4553のclock入力にインバータ74HC14を追加。また、このインバータは、アナログ的な比較的ゆっくりした立ち上がり信号となる4553のclock信号を整形する目的でも追加した方がよい。

 (この内容は記憶にあまり残っていないので不確かです。ごめんなさい。)

【その他】(文末の改造回路図参照)

74HC14の未使用入力をGNDに接続することを忘れずに。

半固定VRは多回転半固定に変更済み。

電源は、+5Vで使用。基板上の3端子レギュレータ回路は未使用。

 

改造部の回路図

C_MES1B.GIF

 このキットを使った測定結果と、(プロ用測定器の)LCRメータ及びテスタ M-3870D を使った測定結果比較をMemorandumの小部屋通信機能付きディジタル式テスタのどれを選ぼうか?に記載していますので参考にして下さい。   

データ作成者 CBA

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