在這篇文章中，我們將使用Arduino構(gòu)建一個數(shù)字電容表電路，該電路可以以合理的精度測量從1微法拉到4000微法拉的電容器的電容。

當寫入電容器主體的值難以辨認時，我們測量電容器的值，或者在我們的電路中找到老化電容器的值，這些電容器遲早需要更換，并且還有其他幾個原因需要測量電容。

為了找到電容，我們可以使用數(shù)字萬用表輕松測量，但并非所有萬用表都具有電容測量功能，只有昂貴的萬用表才具有此功能。

所以這是一個可以輕松構(gòu)建和使用的電路。

我們專注于從1微法拉到4000微法拉的較大值的電容器，這些電容器容易因老化而失去電容，特別是由液體電解質(zhì)組成的電解電容器。

在討論電路細節(jié)之前，讓我們看看如何使用Arduino測量電容。

大多數(shù)Arduino電容計依賴于RC時間常數(shù)屬性。那么什么是RC時間常數(shù)？

RC電路的時間常數(shù)可以定義為電容器達到充滿電的63.2%所需的時間。零伏是 0% 充電，100% 是電容器的全電壓充電。

電阻值（歐姆）與電容器值（法拉）的乘積給出了時間常數(shù)。

T = R x C

T 是時間常數(shù)

通過重新排列上述等式，我們得到：

C = T/R

C是未知電容值。

T是RC電路的時間常數(shù)，為滿電荷電容器的63.2%。

R 是已知的電阻。

Arduino可以通過模擬引腳檢測電壓，并且可以在程序中手動輸入已知的電阻值。

通過在程序中應用公式C = T / R，我們可以找到未知電容值。

到現(xiàn)在為止，您已經(jīng)知道我們?nèi)绾握业轿粗娙莸闹盗恕?/p>

在這篇文章中，我提出了兩種電容計，一種帶有LCD顯示屏，另一種使用串行監(jiān)視器。

如果您是此電容計的常客，最好采用LCD顯示屏設計，如果您不經(jīng)常使用，最好使用串行顯示器設計，因為它可以在LCD顯示屏上節(jié)省一些費用。

現(xiàn)在讓我們繼續(xù)看電路圖。

基于串行監(jiān)視器的電容計：

如您所見，電路非常簡單，只需幾個電阻即可找到未知電容。1K歐姆是已知的電阻值，220歐姆電阻用于在測量過程中對電容器放電。Arduino 感測引腳
A0 上的上升和減少電壓，該引腳連接在 1K 歐姆和 220 歐姆電阻器之間。如果您使用電解電容器等極化電容器，請注意極性。程序：

//-----------------Program developed by R.Girish------------------//

const int analogPin = A0;

const int chargePin = 7 ;

const int dischargePin = 6;

float resistorValue = 1000 // Value of known resistor in ohm

unsigned long startTime;

unsigned long elapsedTime;

float microFarads;

void setup（）

{

Serial.begin（9600）;

pinMode（chargePin， OUTPUT）;

digitalWrite（chargePin， LOW）;

}

void loop（）

{

digitalWrite（chargePin， HIGH）;

startTime = millis（）;

while（analogRead（analogPin） 《 648）{}

elapsedTime = millis（） - startTime;

microFarads = （（float）elapsedTime / resistorValue） * 1000;

if （microFarads 》 1）

{

Serial.print（“Value = ”）;

Serial.print（（long）microFarads）;

Serial.println（“ microFarads”）;

Serial.print（“Elapsed Time = ”）;

Serial.print（elapsedTime）;

Serial.println（“mS”）;

Serial.println（“--------------------------------”）;

}

else

{

Serial.println（“Please connect Capacitor！”）;

delay（1000）;

}

digitalWrite（chargePin， LOW）;

pinMode（dischargePin， OUTPUT）;

digitalWrite（dischargePin， LOW）;

while（analogRead（analogPin） 》 0） {}

pinMode（dischargePin， INPUT）;

}

//-----------------Program developed by R.Girish------------------//

將上面的代碼上傳到Arduino，完成硬件設置，最初不要連接電容器。打開串行監(jiān)視器;它說“請連接電容器”。

現(xiàn)在連接一個電容器，其電容將顯示如下圖所示。

它還顯示了達到電容器完全充電電壓的63.2%所需的時間，該時間顯示為經(jīng)過的時間。

基于LCD的電容計的電路圖：

上面的示意圖是LCD顯示器和Arduino之間的連接。提供10K電位器，用于調(diào)整顯示器的對比度。其余的連接是不言自明的。

上述電路與基于串行監(jiān)視器的設計完全相同;您只需要連接LCD顯示器。

LCD電容計程序：

//-----------------Program developed by R.Girish------------------//

#include《LiquidCrystal.h》

LiquidCrystal lcd（12，11，5，4，3，2）;

const int analogPin = A0;

const int chargePin = 7 ;

const int dischargePin = 6;

float resistorValue = 1000; // Value of known resistor in ohm

unsigned long startTime;

unsigned long elapsedTime;

float microFarads;

void setup（）

{

Serial.begin（9600）;

lcd.begin（16，2）;

pinMode（chargePin， OUTPUT）;

digitalWrite（chargePin， LOW）;

lcd.clear（）;

lcd.setCursor（0，0）;

lcd.print（“ CAPACITANCE”）;

lcd.setCursor（0，1）;

lcd.print（“ METER”）;

delay（1000）;

}

void loop（）

{

digitalWrite（chargePin， HIGH）;

startTime = millis（）;

while（analogRead（analogPin） 《 648）{}

elapsedTime = millis（） - startTime;

microFarads = （（float）elapsedTime / resistorValue） * 1000;

if （microFarads 》 1）

{

lcd.clear（）;

lcd.setCursor（0，0）;

lcd.print（“Value = ”）;

lcd.print（（long）microFarads）;

lcd.print（“ uF”）;

lcd.setCursor（0，1）;

lcd.print（“Elapsed：”）;

lcd.print（elapsedTime）;

lcd.print（“ mS”）;

delay（100）;

}

else

{

lcd.clear（）;

lcd.setCursor（0，0）;

lcd.print（“Please connect”）;

lcd.setCursor（0，1）;

lcd.print（“capacitor ！！！”）;

delay（500）;

}

digitalWrite（chargePin， LOW）;

pinMode（dischargePin， OUTPUT）;

digitalWrite（dischargePin， LOW）;

while（analogRead（analogPin） 》 0） {}

pinMode（dischargePin， INPUT）;

}

//-----------------Program developed by R.Girish------------------//

完成硬件設置后，上傳上述代碼。最初不要連接電容器。顯示屏顯示“請連接電容器！！”現(xiàn)在您連接電容器。顯示屏將顯示電容器的值和達到充滿電電容器的
63.2% 所花費的時間。