Генератор электрического поля для Arduino

AndreyLU
Offline
Зарегистрирован: 16.04.2016

Доброго времени суток всем. Являюсь новичком, но возникла одна идея которая необходима мне по научной работе.

Я занимаюсь исследованием коллоидных растворов. Исследование проходит следующим образом: коллоидный раствор заливается в специально приготовленную "ванночку" с двумя электродами через которые проходит переменный ток различной частоты. Ток различных частот генерируется с помощью LCR-метра, причем значения частот до 1Мгц, далее уже как отклик сисетмы сниматся значения емкости и тангенса угла диэлектрических потерять данного раствра.

Но ближе к сути: необходим своего рода генератор частот для ардуино, причем с возможностью снимать отклик системы чтобы потом конвертировать его в эл. емкость и прочие параметры. Готового генератора конкретно под ардуино я так понял нет. Может кто-то подскажет: возможно ли найти что-то подобное или же придется изготавливать самому каким-то образом.

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

AndreyLU пишет:

Ток различных частот генерируется с помощью LCR-метра,

...

придется изготавливать самому

Боюсь, что эти две фразы между собой несовместимы.

Попробуйте обратиться вот сюда. Возможно, найдётся специалист, который Вам поможет.

Клапауций 232
Offline
Зарегистрирован: 05.04.2016

AndreyLU пишет:

Я занимаюсь исследованием коллоидных растворов.

я не исследователь коллоидных растворов, но если бы захотел стать исследователем коллоидных растворов, то начал бы подозревать, что для исследования коллоидных растворов существуют специализированные и готовые к употреблению приборы для исследования коллоидных растворов.

кароче - исследователь, кто разграбил твою лабораторию?

Alex_Ferrum
Offline
Зарегистрирован: 04.05.2015

То есть если я правильно понял, вы берете LCR-метр и подключаете к ниму вместо конденсатора ванночку с вашим чудо-раствором, задача измерить емкость и тангенс угла диэлектрических потерь данного раствора.

LCR-метр как я понимаю вам не подошел потому что там всего несколько фиксированных частот измерения, а вам необходимо измерять эти данные на множестве частот.

Итого: формулирую ваше задание, но уже понятным языком:

Необходим измеритель емкости и тангенса угла диэлектрических потерь, с плавно перестраиваемой частотой на которой происходит процесс измерения.

AndreyLU
Offline
Зарегистрирован: 16.04.2016

Alex_Ferrum пишет:

То есть если я правильно понял, вы берете LCR-метр и подключаете к ниму вместо конденсатора ванночку с вашим чудо-раствором, задача измерить емкость и тангенс угла диэлектрических потерь данного раствора.

LCR-метр как я понимаю вам не подошел потому что там всего несколько фиксированных частот измерения, а вам необходимо измерять эти данные на множестве частот.

Итого: формулирую ваше задание, но уже понятным языком:

Необходим измеритель емкости и тангенса угла диэлектрических потерь, с плавно перестраиваемой частотой на которой происходит процесс измерения.

Не совсем так, LCR метр, как известно позволяет измерять целый набор характеристик, в том числе необходимые мне емкость и тангенс. Прибор имеет две клеммы к которым я подключаю электроды этой ванночки. Проблемы с дискретно или непрерывно настраемывыми частотами нет. Дело не в этом. Дело в том где мне найти такой прибор позволяющий генерировать эл. поле разной частоты И ГЛАВНОЕ как отклик снимать показания емкости и тангенса(ну или хотябы просто емкости) для дальнейшей обработки в коде скетча. Сами эти значения необходимы мне для расчета размеров коллоидных частиц. Поэтому хотелось бы автоматизировать это, подключив ардуино, вписав формулу для расчета размеров частиц с выводом на экран.

Видел на просторах интернета тестер полупроводниковых приборов, идея примерно схожа, только для тестера нет необходимсти подавать высокочастотные поля.

Писавших выше прошу учесть мой небольшой опыт.

Alex_Ferrum
Offline
Зарегистрирован: 04.05.2015

То есть если я правильно понял вам необходимо измерение емкости для расчета диэлектрической проницаемости раствора. Тогда я не совсем понял зачем вам разные частоты (это в смысле большой диапазон измеряемых емкостей, вернее большой диапазон значений диэлектрической проницаемости раствора или свойства раствора очень сильно зависят от частоты). Также я не совсем понял что вы подразумеваете под термином отклик.

По поводу ардуино, то тут все зависит от генерируемых частот, сложности формул, а также немаловажный вопрос - если раствор меняет  свойства в зависимости от частоты приложенного к нему электрического поля, то во-первых вам понадобиться генератор колебаний синусоидальной формы, во-вторых какие параметры должны быть у этого генератора (напряжение, ток) и в-третьих ардуино самостоятельно с такой задачей не справится, поскольку способна генерировать колебания только прямоугольной формы, а в них помимо основной частоты присутствуют гармоники, то есть по сути будет воздействие не колебаниями одной частоты, а смесью колебаний разных частот.

То есть вам нужно определиться с постановкой задачи, что вам требуется от прибора - измерять емкость и тангенс угла диэлектрических потерь, воздействовать на раствор электрическим полем различной частоты с целью изменить его свойства, или измеренные значения емкости преобразовывать в какие-то другие физические величины или все сразу???

Опять таки возникает вопрос что таких готовых приборов, какой вам нужен не выпускают? Если выпускают, то лучше купить готовый. Если вам его кто-нибудь и возьмется сделать, то у меня большие сомнения что точность прибора будет высокой и/или себестоимость низкой.

ВН
Offline
Зарегистрирован: 25.02.2016

AndreyLU, какая емкость датчика, так сказать, "чистого" или диапазон изменения емкостей, от ... до.

Ниже простая схема для измерения емкости, показаны выходные сигналы при изменении емкости сенсора от 2 до 5 пф

https://yadi.sk/i/Q7didfPor5SuD

Logik
Offline
Зарегистрирован: 05.08.2014

Обычный ардуино слаб для таких задач. Здесь нужны тактовые частоты частоты в сотни МГц и ЦАП+АЦП. Вам ведь нужно измерения на синусоиде наверняка и плавненько частотой в раене 1МГц, а возможно амплитудой, играть. А для такого 16 МГц очень мало. Можно только прямоугольные импульсы 1МГц сделать, с высокой дискретностью, на шаг ниже будет сразу 940КГц. Выхода два: сильно сложная схемотехника (отдельный генератор АПЧ, измерительный мост,...) где ардуино только управляет  процессом высокоуровнево  или мощный процессор и все на нем.

ВН
Offline
Зарегистрирован: 25.02.2016

Судя по написанному, AndreyLU , нужен скорее быстрый качественный анализ, чем какая-то супер точность. Не нужно придумывать за ТС, что там ему нужно.

"Здесь нужны тактовые частоты частоты в сотни МГц и ЦАП+АЦП.",  это вот с какого перепугу ему требуется, если уже была обозначена верхняя частота в 1 МГц?

 

 

dmitron1036
Offline
Зарегистрирован: 10.01.2016

FFT на ардуине уно ? до 1 МГц ? забудьте.

 

ВН
Offline
Зарегистрирован: 25.02.2016

Пусть берет мегу и выход 5 таймера в СТС. Если нужен меандр, то дополнить выход внешним тригером. Потенциально все это может работать.

AndreyLU
Offline
Зарегистрирован: 16.04.2016

Да, задача видимо не из простых. С учетом того что в схемотехнике я ноль, задача непосильная. Всем спасибо за комментарии.

Alex_Ferrum
Offline
Зарегистрирован: 04.05.2015

По поводу генератора синусоиды, то можно попробовать на MAX038, в даташите производителя (на сайте производителя) есть схема генератора, на частоты 1 килогерц-16 мегагерц, с шагом сетки перестройки - 1 килогерц, соответственно на основе этой схемы можно собрать генератор 64 герц-1 мегагерц, с шагом сетки перестройки - 64 герц. Но опять-таки одного генератора будет недостаточно, нужен будет также широкополосный усилитель, а также схема измерения и вычисления. В принципе большинство задач решаются, но при условии что они грамотно и полностью сформулированы, ну и в некоторых случаях решение задачи требует много усилий и финансовых вложений.

Logik
Offline
Зарегистрирован: 05.08.2014

ВН пишет:

Судя по написанному, AndreyLU , нужен скорее быстрый качественный анализ, чем какая-то супер точность. Не нужно придумывать за ТС, что там ему нужно.

"Здесь нужны тактовые частоты частоты в сотни МГц и ЦАП+АЦП.",  это вот с какого перепугу ему требуется, если уже была обозначена верхняя частота в 1 МГц?

А читать не научились? Дважды, для тех кто за броней.

"Можно только прямоугольные импульсы 1МГц сделать, с высокой дискретностью, на шаг ниже будет сразу 940КГц. "

Вы вобще представляете как можно на прямоугольниках тангенс потерь померить? Сразу для всего спектра прямоугольного импульса? Очень сомнительна полезность. 

ВН пишет:

Судя по написанному, AndreyLU , нужен скорее быстрый качественный анализ, чем какая-то супер точность. Не нужно придумывать за ТС, что там ему нужно.

Именно. LCR-метры работают на синусоидальных сигналах. Изобретете измерение емкости и потерь в зависимости от частоты(!!!) на прямоугольном - тогда и советуйте. И если ТС устроит такое и на сетке частот 1МГц-940КГц-890КГц-840КГц, тогда конечно и ардуино можна.

ПС. Перечитайте пожалуста два раза, чтоб не было как в прошлый раз.

 

ВН
Offline
Зарегистрирован: 25.02.2016

Давай почитаем первоисточник.... что ли

AndreyLU пишет:
Дело в том где мне найти такой прибор позволяющий генерировать эл. поле разной частоты И ГЛАВНОЕ как отклик снимать показания емкости и тангенса(ну или хотябы просто емкости) для дальнейшей обработки в коде скетча.

Logik
Offline
Зарегистрирован: 05.08.2014

Очевидно человека интересует емкость и тангенс на некоторой частоте, которую надо иметь возможность менять.  Согласны? 

Это возможно только при подаче синусоиды, при подаче прямоугольника будет подаватся не одна частота а спектр т.е. набор частот подаваемых одновременно, что не соответствует требованию даже для емкости.  

Arhat109-2
Offline
Зарегистрирован: 24.09.2015

Если убрать мишуру из первого поста автора, то выглядит примерно так:

"... раствор заливается в "ванночку" с двумя электродами через которые проходит переменный ток различной частоты ... до 1Мгц, далее уже как отклик сисетмы сниматся значения емкости и тангенса угла диэлектрических потерять данного раствра. ... необходим ... генератор частот для ардуино, ... снимать отклик ... в эл. емкость и прочие параметры."

Учитывая некоторую косноязычность, предположу (починил ХШ) что текстовка - это переделка гугля-переводчика с некоего описания готового прибора, который захотел повторить автор (диплом?). Похоже Logik тут прав: нужен синусоидальный генератор до 1Мгц и съем показаний в ЛЦ-метр, пользование которым надо просто объяснить автору.

Непонятно только причем тут АРдуино..

Вероника
Offline
Зарегистрирован: 16.05.2019

Здравствуйте. Случайно наткнулась на это обсуждение, зарегестрировалась и пишу этот комментарий в надежде на то, что мне кото-нибудь ответит, ведь последний комментарий в этом обсуждении был опубликован в 2016 году.

Я пишу дипломный проект. Есть некая емкость, в которой мне нужно образовать электрическое поле под действием которого в дальнейшем будет проходить коагуляция латекса. Так вот, собственно, вопрос: какое устройство (конкретная марка, модель и тд) использовать для создания электрического поля в этой емкости и где именно в ней его разместить? 

Нашла в интернеье генератор электромагнитного поля http://www.directindustry.com.ru/prod/ets-lindgren/product-35072-1283337.html но не могу понять как мне его поместить в емкость и можно ли это сделать. На картинке указан геренатор над машиной. Могу ли я его поместить непосредственно в емкость? Погрузить в сырье?

Мольсь всем Богам, чтобы кто-то откликнулся

Заранее благодарю 

Ворота
Ворота аватар
Offline
Зарегистрирован: 10.01.2016

Вероника пишет:
чтобы кто-то откликнулся

Ну, отозваться-то нетрудно, только не разбираюсь я в этом :(  Но, отозвался. Надеюсь, тебе стало легче :)

Вот здесь на стр. 43 (раздел 2.7) есть и схема и, общий вид вполне себе на коленке сделанной установки для коагуляции латекса (получения каучука). Там же и расчёты какие-то, и порядок работы описан. Не поможет?

DetSimen
DetSimen аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.01.2017

да это обычный спаммер

Samid777
Offline
Зарегистрирован: 24.04.2019

Такая тема интересная, но... старая немножко. А вообще было бы можно использовать для данной штуки мост, который используется для анализа антенн. В одну диагональ моста электроды с раствора, в другую, пытаемся уравновесить мост. Что мы видим? Активное и реактивное сопротивление во всем диапазоне частот. Тангенс угла диэлектрических потерь измеряется примерно так-же.

dmitron1036
Offline
Зарегистрирован: 10.01.2016

вместо LCR метр за 200 т.р. - ардуино.

И мне такой нужен.

подпишусь.

Бери DDS.

АЦП быстрое.

осваивай DMA.

и контроллер ....пожирнее.

а потом.....на ПК проще обрабатывать. ПК в лаборатории есть?