PRESENTATION       Le capacimètre proposé est un montage très  performant permettant de mesurer en 7 gammes les  condensateurs de 1 pF à 999 µF , avecune excellente précision voisine de 10 –3. Le changement de gammes est entièrement automatique. L’affichage se fait sur 3 digits avec point décimal. Trois Leds indiquent l’unité : pF, nF ou µF. L’alimentation se fait en principe avec une pile ou accu de 9V avec arrêt automatique au bout de 2,5 mn. Une prise pour alimentation externe est également prévue.

ETUDE du SCHEMA

Le condensateur à mesurer Cx détermine la constante de temps RC d’un monostable construit avec IC3, un 555 Cmos :
( t = RC ) Ainsi un condensateur de 1 nF et une résistance de charge ( R19 + P1 ) de 1 MW , donnent une impulsion de
t = 10⁶ x 1.10 ^–9 = 10^-3 s = 1 ms = 1000 µs. Cette impulsion apparaît en S et est mesurée par IC1, en µs, ce qui donne un résultat égal à 1000 affiché sur 3 digits comme " 1.00 nF "
Le monostable IC3 est déclenché périodiquement par l’oscillateur astable IC2, un 555 également.
Le transistor T4 impose un reset de IC2 tant que l’impulsion crée par IC3 n’est pas terminée.
Le µP IC1 mesure la durée de l’impulsion , gère l’affichage multiplexé sur 3 digits, détermine les 3 chiffres les plus significatifs à afficher, supprime les zéros de gauche, place le point décimal. Il assure aussi la commutation de la résistance de charge
Les 4 premières gammes se font avec R19 + P1 donnant une valeur en pF ou nF pouvant aller jusque 983 nF. Au-delà, R20 + P2 sont connectés en parallèle de manière à avoir une vitesse de charge 1000 fois supérieure permettant d’aller jusque 999 µF
Le condensateur C4 de 270 pF est connecté en permanence sur l’entrée de mesure. Il permet d’avoir une impulsion minimale mesurable par le système. Le poussoir Pz permet de faire l’offset de cette valeur et donc d’afficher " 0 pF ". A noter que, à la mise sous tension le " zéro " se fait automatiquement.
La mise sous tension avec pile interne se fait par un appui bref sur Pon rendant T6 conducteur. Le programme démarre alors et fait passer PC3 à 1 donc T5 conducteur : Le poussoir peut alors être relâché.
2,5 mn plus tard, PC3 retombe à 0 mettant le capacimètre à l’arrêt. La fonction d’arrêt automatique n’existe pas dans le cas de l’alimentation externe.

                                                                                                          Vue du montage terminé

REALISATION

Liste des composants

1             68HC711D3FN programmé
2             555 CMOS
1             78L05
T1..T5     BC549B
T6           BC559B
D            1N4148
3             Leds de 3mm rouges
 

R1..8              390 W
R9..11,R26    3.9 kW
R12..14         470 W
R15,17,18       18 kW                                 C1,C3             100 nF LCC
R16                 47 kW                                 C2                    22 µF 16V perle tantale
R19               820 kW                                       C4                   270 pF styroflex
R20               560       W                             C5,7                 10 nF LCC
R21,23            10 kW                                 C6                   470 pF cér/5mm
R22                2.7 kW                                 C8                       1 µF LCC
R24               820 kW                                 C9,10                27 pF CMS 1206
R25               100 kW                                 P1                   220 kW ajust T93YA
R27                10 MW CMS 1206              P2                   220 W ajust T93YA

1 circuit imprimé
1 support PLCC 44 br                                 2 douilles bananes 2 mm ( Bleu, jaune )
3 afficheurs OPAFFCC                               1 connecteur ALE120
1 quartz 8 MHz                                           1 connecteur de piles 9V
2 supports DIL 8 br                                     2 touches D6 rondes ( CORD6V, CORD6J )
30 picots tulipe ( 6 x 5 )                               1 boîtier HAED2006M découpé

MONTAGE

On pourra suivre l’ordre suivant :

• Les résistances R1 à R26
• Les deux straps des 555
• Les picots tulipe de rehausse des afficheurs
• Le support PLCC dans le bon sens
• Les deux supports DIL
• Les condensateurs C1 à C8
• Les transistors T1 à T6 et la diode D
• Le connecteur de piles, fils soudés au verso
• Le connecteur d’alim externe
• Pour placer les touches et les diodes Leds, nous conseillons d’utiliser la face avant du boîtier ce qui permet de faire saillir légèrement les touches et de monter les diodes à la bonne hauteur
• Terminer en soudant les 3 CMS du verso : C9, C10, R27   et enfin le quartz

MISE en SERVICE

Avant de placer IC1 à IC3, mettre sous tension et vérifier que le + 5V existe bien et arrive là où il faut !
Si vous disposez d’un oscilloscope, placer IC2 et IC3 et vérifier la présence sur le picot 3 de IC3 d’une impulsion positive de quelque 270 µs
Monter maintenant IC1 dans le bon sens et … mettre sous tension. Les afficheurs doivent indiquer rapidement une valeur de " 0 pF ", avec la diode pF allumée. Sinon couper rapidement et VERIFIER !
Si vous avez le 0, tout va bien !

ETALONNAGE

• Connecter un condensateur de 680 nF environ de valeur CONNUE.
  Régler P1 pour afficher cette valeur.
• Connecter un condensateur de plus de 1 µF et de valeur CONNUE
  ( par exemple deux 680 pF en parallèle ). Régler P2 pour afficher cette valeur.

UTILISATION

Le fonctionnement de ce capacimètre étant automatique, il n’y a pas grand chose à dire ! !
Mettre sous tension, brancher le condensateur à mesurer ( NON CHARGE ) sur l’entrée Cx.
Lire le résultat ! !
Veiller à brancher les chimiques dans le bon sens.
Signalons que si un condensateur " fuit " anormalement, la mesure est impossible, la charge ne pouvant se faire.
La touche Pz permet de refaire manuellement le " 0 " en cas de besoin. Elle est utile si vous voulez mesurer un condensateur en le soudant à l’extrémité d’un fil blindé. Dans ce cas, faire le 0 avec le câble, puis connecter le condensateur. Refaire le 0 si vous supprimez le câble.
Pour la mesure des CMS 1206 et 805, nous conseillons de fabriquer un intermédiaire spécial.        Voir   CONSEILS.