Eerder verschenen in Nieuwsbrief VERON Afdeling Leiden A28 november 2023.

Begin van dit jaar verscheen een artikel van Cor PA0GTB in Electron, het verenigingsblad van de VERON (Februari 2023 | Jaargang 79 | Blz. 76-79). Hij beschreef daarin zijn ervaring met het bouwen van een LC-meter naar het ontwerp van Bruce W8BH. Het was een eenvoudig ontwerp dat gebruik maakte van een Arduino microcomputertje. De onderdelen zouden allemaal te koop zijn en het bouwproces werd begeleid door tussentijdse testjes met behulp van dezelfde microcomputer.

Het zette me aan het denken. Ik had ooit een goedkope digitale multimeter op de kop getikt die ook de waarde van condensators kon meten maar dat werkte eigenlijk niet echt lekker. Dat zat hem voornamelijk in de slecht ontworpen contacten: twee sleufjes waar de draden van de condensator in gestoken moesten worden, zie figuur 1. De contacten daaronder zitten zo diep dat de draadjes aan veel condensators te kort zijn. Of de draadjes zijn te slap waardoor er geen degelijk contact gemaakt kan worden. Dat zelfde probleem ondervind ik met de contactjes voor het testen van transistors. Eigenlijk gebruik ik die digitale meter nauwelijks. Het werkpaard is een heel eenvoudig dingetje dat ik op mijn 12^de verjaardag van mijn ouders cadeau gekregen had. Met een echte draadspoelmeter en steekcontacten, zie figuur 2.

Nu ik me wat meer met radioapparatuur bezig houd is een goede LC-meter eigenlijk wel handig. Ik nam contact op met Cor PA0GTB en bestelde een printje. Verder ging ik op jacht naar de onderdelen. Dat bleek toch niet zo eenvoudig als werd voorgesteld. Juist die onderdelen die de kwaliteit van de meting bepaalden kon ik niet snel bemachtigen. De spoel van 82 mH bijvoorbeeld. Ik heb wel een bescheiden collectie, maar die waarde zat er niet bij. Ik heb het opgelost door er twee in serie te zetten, een van 47 mH en een van 33 mH. Dat levert een binnen de tolerantie van 5% toch wel een acceptabele waarde van 80 mH op. Maar dan de twee condensators van 1 nF met 1% tolerantie. De ene is verantwoordelijk voor de referentiefrequentie. De twee samen bepalen de ijking van de meter.  Ik kon ze aanvankelijk alleen vinden met bestelgroottes van 1000 stuks. Tot ik op een gegeven moment stuitte op de website van Hajé Electronics. Die had ze van Philips uitgevoerd in styroflex (Model: Styroflex 1NF 250V AX) en nog voor een redelijke prijs ook.

Net als bij Cor PA0GTB verliep het bouwen van de meter voorspoedig. Ik maakte maar één fout: ik monteerde het kleine relaistje verkeerd om. Tot overmaat van ramp brak een pootje af bij het demonteren zodat ik met kopertape nog een tijdje moest stoeien om het goed werkend gemonteerd te krijgen.

Het kastje was een ander verhaal. Bruce W8BH zelf had een 3D-spuitprintmodel. Dat leek me niet handig want het liet de bovenkant van de print onbeschermd. Als er dan vocht op komt gaat het mis, dat wilde ik niet. Cor PA0GTB had een eenvoudig kastje gemaakt maar dat was helemaal gesloten; kijk zelf maar in bovengenoemd artikel. Na wat dubben heb ik een transparant kastje genomen en de aan/uit-schakelaar en de twee bedieningsknopjes aan het front gemonteerd. Zo kun je de print nog goed zien – het voordeel van het idee van zichtbaarheid van Bruce W8BH – en toch een goede bescherming krijgen tegen invloeden van buiten, zie figuur 3.

Hoe goed werkt die meter dan nu?

Ik besloot er een experiment aan te wagen met nog 10 van de styroflex condensators van 1 nF/1%. Ik had mij voorgenomen op 10 verschillende tijdstippen elke condensator apart te meten. De meter werd ingeschakeld net voor de meetserie en uitgeschakeld na afloop. Aanvankelijk kreeg ik slechte resultaten, de afwijkingen waren soms meer dan 5%. Toen herinnerde ik mij een opmerking van Cor PA0GTB dat er tussen de moer van de “plus”-pool en de print een rondje koperdraad moest komen om geen last te krijgen van de geaarde print er om heen. Omdat ik de draadeinden van de connectoren had verlengd moest ik nog onder de schroef voor “plus”-pool het koperdraadje nog monteren. Toen ik dat gedaan had ging het helemaal prima, kijk maar naar figuur 4. De afwijkingen blijven allemaal binnen de 1%, daar heb ik geen ingewikkelde statistiek voor nodig. Ik besloot na 3 series dat het wel genoeg was.

Toen ik er nog eens over nadacht bekroop me nog wel een naar gevoel: eigenlijk bewijs ik met deze metingen alleen maar dat al die condensators binnen de marge van 1% dezelfde waarde hebben, zowel de 10 die ik extra  had gekocht voor de meetseries als degene die ik als ijkcondensator had gebruikt. Dat de waarde 1 nF is, moet ik maar geloven van de leverancier en de fabrikant. Gelukkig stammen die condensators uit de tijd dat de naam Philips nog stond voor kwaliteit!

Kabellengtes meten

In de vorige nieuwsbrief stond een bijdrage van Remco PE0WRH. De strekking van zijn verhaal was dat je met capaciteitsmeting ook kabellengtes kan meten. Of onderbrekingen in een kabel, dat is wat hij beschreef. Nu had ik nog een aantal stukken CAT5E kabel liggen. Daarmee kon ik de proef wel eens op de som nemen. De kabel bestaat uit vier paren getwiste draden in een kunststof omhulling zonder afscherming (Unshielded Twisted Pair). Bij elk nam ik het oranje/wit-oranje paar en mat de capaciteit. In bijgaand grafiekje kun je het resultaat zien: een mooie trendlijn die aangeeft dat de kabelcapaciteit 50 pF/m bedraagt. Maar zoals je eigenlijk zou verwachten, zijn er aanzienlijke eind-effecten. Dat leidt voor de lengte van 0 meter tot een negatieve capaciteit. Die waarde moet je toch een beetje met een korrel zout nemen, de fout in de asafsnijding is bij lineaire regressie notoir groot. De voorspelling van 50 pF/m zal voor lengtes van een paar meter en meer wel betrouwbaar zijn, verwacht ik.

Conclusie

Dit zelfbouwproject heeft me een heel nuttig LC-meter opgeleverd die ik sinds de bouw al vele malen bij allerlei klusjes heb ingezet. Het was ook nog eens leuk om te doen. Voor wie het ook wil nabouwen: kijk eens op de website van Bruce W8BH, http://w8bh.net/ > Arduino Projects > LC-meter. En nogmaals, het meeste werk is eigenlijk het verzamelen van de onderdelen. De rest is echt eenvoudig voor wie wel vaker met een Arduino gespeeld heeft. En natuurlijk ben ik bereid om te helpen als dat nodig is.

Dank aan Arjen PD1JAB en Hans PE1AAY voor het kritisch doorlezen, ook van de vorige stukjes.