原文：https://circuitdigest.com/microcontroller-projects/arduino-lc-meter-measure-inductance

所有嵌入式爱好者都熟悉万用表，它是测量电压，电流，电阻等的绝佳工具。万用表可以轻松地对其进行测量。但是有时我们需要测量电感和电容，而这是普通万用表无法实现的。有一些特殊的万用表可以测量电感和电容，但价格昂贵。我们已经使用Arduino构建了频率表，电容表和电阻表。因此，今天我们将使用Arduino制造电感****LC仪表。在这个项目中，我们将在16x2 LCD显示屏上显示电感和电容值以及频率。电路中有一个按钮，用于在电容和电感显示之间切换。

所需组件

Arduino Uno
741运算放大器IC
3v电池
100欧姆电阻
电容器
电感器
1N4007二极管
10k电阻
10k pot
电源供应
按钮
面包板或PCB
连接线

计算频率和电感

在本项目中，我们将通过并联使用LC电路来测量电感和电容。该电路就像一个环或铃，以一定的频率开始谐振。每当我们施加一个脉冲时，该LC电路就会开始谐振，并且该谐振频率采用模拟（正弦波）形式，因此我们需要将其转换为Squire波形。为此，我们将此模拟谐振频率应用于运算放大器（在本例中为741），它将在占空比为50％的情况下将其转换为单正弦波（频率）。现在，我们使用Arduino测量频率，并通过一些数学计算可以找到电感或电容。我们使用了给定的LC电路频率响应公式。

f = 1 /（2 *time）

其中时间是*pulseIn（）*函数的输出

现在我们有了LC电路的频率：

f = 1/2 * Pi *（LC）的平方根

我们可以解决它以获得电感：

f 2 = 1 /（4Pi 2 LC）
L = 1 /（4Pi 2 f 2 C）
L = 1 /（4 * Pi * Pi * f * f * C）

正如我们已经提到的，我们的波是正弦波，因此它在正振幅和负振幅中具有相同的时间段。这意味着比较器会将其转换为占空比为50％的方波。这样我们就可以使用Arduino的pulseIn（）函数对其进行测量。此功能将为我们提供一个时间段，可以通过反转时间段轻松地将其转换为频率。由于pulseIn功能仅测量一个脉冲，因此现在要获得正确的频率，我们必须将其乘以2。现在我们可以使用上述公式将其转换为电感频率。

***注意：***在测量电感（L1）时，电容器（C1）的值应为0.1uF，而在测量电容（C1）时，电感器（L1）的值应为10mH。

电路图和说明

在此LC Meter电路图中，我们使用Arduino来控制项目操作。在此，我们使用了LC电路。该LC电路由一个电感器和一个电容器组成。为了将正弦谐振频率转换为数字或方波，我们使用了运算放大器741。在这里，我们需要对运放施加负电源以获得准确的输出频率。因此，我们使用了极性相反的3v电池，这意味着741的负极引脚连接到电池负极端子，而电池的正极引脚连接到其余电路的接地端。有关更多说明，请参见下面的电路图。

无论测量电感还是电容，这里都有一个按钮可以更改操作模式。16x2 LCD用于显示LC电路频率下的电感或电容。一个10k的电位器用于控制LCD的亮度。使用Arduino 5v电源为Circuit供电，我们可以使用USB或12v适配器通过5v为Arduino供电。

测量频率和电容

测量频率和电感

编程说明

该LC Meter项目的编程部分非常容易。本文结尾给出了完整的Arduino代码。

首先，我们必须包括LCD的库，并声明一些引脚和宏。

#include<LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(A5, A4, A3, A2, A1, A0);#define serial#define charge 3
#define freqIn 2
#define mode 10#define Delay 15double frequency, capacitance, inductance;typedef struct
{int flag: 1;
}Flag;Flag Bit;

之后，在设置功能中，我们**初始化了LCD和串行通讯，**以通过LCD和串行监视器显示测量值。

void setup()
{
#ifdef serialSerial.begin(9600);
#endiflcd.begin(16, 2);pinMode(freqIn, INPUT);pinMode(charge, OUTPUT);pinMode(mode, INPUT_PULLUP);lcd.print(" LC Meter Using ");lcd.setCursor(0, 1);lcd.print("     Arduino    ");delay(2000);lcd.clear();lcd.print("Circuit Digest");delay(2000);
}

然后在循环功能中，向LC电路施加一个固定时间周期的脉冲，该脉冲将为LC电路充电。去除脉冲后，LC电路开始谐振。然后，我们使用*pulseIn（）*函数读取来自运算放大器的方波转换，然后乘以2进行转换。这里我们也对此进行了一些采样。这就是频率的计算方式：

void loop()
{for(int i=0;i<Delay;i++){digitalWrite(charge, HIGH);delayMicroseconds(100);digitalWrite(charge, LOW);delayMicroseconds(50);double Pulse = pulseIn(freqIn, HIGH, 10000);if (Pulse > 0.1)frequency+= 1.E6 / (2 * Pulse);delay(20);}frequency/=Delay;
#ifdef serialSerial.print("frequency:");Serial.print( frequency );Serial.print(" Hz     ");
#endiflcd.setCursor(0, 0);lcd.print("freq:");lcd.print( frequency );lcd.print(" Hz      ");

获得频率值后，我们使用给定的代码将其转换为电感

capacitance = 0.1E-6;inductance = (1. / (capacitance * frequency * frequency * 4.*3.14159 * 3.14159)) * 1.E6;
#ifdef serialSerial.print("Ind:");if(inductance>=1000){Serial.print( inductance/1000 );Serial.println(" mH");}else{Serial.print( inductance );Serial.println(" uH");}
#endiflcd.setCursor(0, 1);lcd.print("Ind:");if(inductance>=1000){lcd.print( inductance/1000 );lcd.print(" mH            ");}else{lcd.print( inductance );lcd.print(" uH              ");}}

通过使用给定的代码，我们计算出电容。

if (Bit.flag){inductance = 1.E-3;capacitance = ((1. / (inductance * frequency * frequency * 4.*3.14159 * 3.14159)) * 1.E9);if((int)capacitance < 0)capacitance=0;
#ifdef serialSerial.print("Capacitance:");Serial.print( capacitance,6);Serial.println(" uF   ");
#endiflcd.setCursor(0, 1);lcd.print("Cap: ");if(capacitance > 47){lcd.print( (capacitance/1000));lcd.print(" uF                 ");}else{lcd.print(capacitance);lcd.print(" nF                 ");}}

这就是我们使用Arduino计算频率，电容和电感并将其显示在16x2 LCD上的方式。

#include<LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(A5, A4, A3, A2, A1, A0);#define serial#define charge 3
#define freqIn 2
#define mode 10#define Delay 15double frequency, capacitance, inductance;typedef struct
{int flag: 1;
}Flag;Flag Bit;void setup()
{
#ifdef serialSerial.begin(9600);
#endiflcd.begin(16, 2);pinMode(freqIn, INPUT);pinMode(charge, OUTPUT);pinMode(mode, INPUT_PULLUP);lcd.print(" LC Meter Using ");lcd.setCursor(0, 1);lcd.print("     Arduino    ");delay(2000);lcd.clear();lcd.print("Circuit Digest");delay(2000);
}void loop()
{for(int i=0;i<Delay;i++){digitalWrite(charge, HIGH);delayMicroseconds(100);digitalWrite(charge, LOW);delayMicroseconds(50);double Pulse = pulseIn(freqIn, HIGH, 10000);if (Pulse > 0.1)frequency+= 1.E6 / (2 * Pulse);delay(20);}frequency/=Delay;
#ifdef serialSerial.print("frequency:");Serial.print( frequency );Serial.print(" Hz     ");
#endiflcd.setCursor(0, 0);lcd.print("freq:");lcd.print( frequency );lcd.print(" Hz      ");if (Bit.flag){inductance = 1.E-3;capacitance = ((1. / (inductance * frequency * frequency * 4.*3.14159 * 3.14159)) * 1.E9);if((int)capacitance < 0)capacitance=0;
#ifdef serialSerial.print("Capacitance:");Serial.print( capacitance,6);Serial.println(" uF   ");
#endiflcd.setCursor(0, 1);lcd.print("Cap: ");if(capacitance > 47){lcd.print( (capacitance/1000));lcd.print(" uF                 ");}else{lcd.print(capacitance);lcd.print(" nF                 ");}}else{capacitance = 0.1E-6;inductance = (1. / (capacitance * frequency * frequency * 4.*3.14159 * 3.14159)) * 1.E6;
#ifdef serialSerial.print("Ind:");if(inductance>=1000){Serial.print( inductance/1000 );Serial.println(" mH");}else{Serial.print( inductance );Serial.println(" uH");}
#endiflcd.setCursor(0, 1);lcd.print("Ind:");if(inductance>=1000){lcd.print( inductance/1000 );lcd.print(" mH            ");}else{lcd.print( inductance );lcd.print(" uH              ");}}if (digitalRead(mode) == LOW){Bit.flag = !Bit.flag;delay(1000);while (digitalRead(mode) == LOW);}delay(50);
}