Miernik płytka

🇵🇱 Polski

📖 Opis projektu

ESP32-C3-Zero Capacitance & Frequency Meter to kompaktowy, otwartoźródłowy miernik pojemności oraz częstotliwości oparty na mikrokontrolerze ESP32-C3-Zero.

Projekt został stworzony jako niedrogie i praktyczne narzędzie pomiarowe do pracy z elektroniką. Urządzenie pozwala mierzyć pojemność kondensatorów od około 33 pF oraz częstotliwość sygnałów cyfrowych do 250 kHz.

Repozytorium zawiera zarówno część programową, jak i sprzętową projektu: firmware, schemat oraz projekt PCB wykonany w KiCad 9.0.

📸 Zdjęcia projektu

Gotowe urządzenie

Spód płytki PCB

Wizualizacja 3D PCB

✨ Najważniejsze funkcje

• ⚡ Pomiar pojemności kondensatorów
• 📡 Pomiar częstotliwości sygnałów
• 🔁 Automatyczny dobór zakresu pomiarowego
• 🎯 Funkcja TARE do kompensacji pojemności pasożytniczej
• ⏸️ Funkcja zatrzymania pomiaru częstotliwości
• 🧩 Projekt PCB wykonany w KiCad 9.0
• 🔓 Otwarty kod źródłowy
• 🛠️ Możliwość dalszej rozbudowy projektu

⚙️ Zasada działania

⚡ Pomiar pojemności

Pomiar pojemności realizowany jest poprzez pomiar czasu ładowania kondensatora przez rezystor o znanej wartości.

Mikrokontroler ESP32-C3-Zero mierzy czas potrzebny do osiągnięcia określonego progu napięcia wykrywanego przez szybki komparator LT1016.

W projekcie zastosowano dwa zakresy pomiarowe:

Przełączanie zakresu odbywa się automatycznie w programie.

📡 Pomiar częstotliwości

Sygnał wejściowy podawany jest bezpośrednio na wejście mikrokontrolera ESP32-C3.

Każde narastające zbocze sygnału wywołuje przerwanie sprzętowe. Program zlicza impulsy w określonym czasie, a następnie przelicza wynik na częstotliwość.

Obsługiwane jednostki:

• Hz
• kHz
• MHz

🔧 Wykorzystane elementy

📦 Zawartość repozytorium

Repozytorium zawiera:

• 📄 Firmware dla ESP32-C3-Zero
• 🧩 Schemat elektryczny KiCad 9.0
• 🧩 Projekt PCB KiCad 9.0
• 📷 Zdjęcia gotowego urządzenia
• 📘 Dokumentację projektu

📂 Struktura projektu

.
├── firmware/
│   └── cap&frq_meter.ino
│
├── hardware/
│   ├── cap&frq_meter.kicad_sch
│   └── cap&frq_meter.kicad_pcb
│
├── images/
│
├── README.md
└── LICENSE

🛠️ Oprogramowanie

Firmware został napisany w języku C++ z wykorzystaniem środowiska Arduino IDE oraz rdzenia Arduino Core for ESP32.

Wykorzystane biblioteki:

• Arduino Core for ESP32
• LiquidCrystal

🚀 Możliwe rozszerzenia

• Pomiar ESR kondensatorów
• Pomiar rezystancji
• Pomiar indukcyjności
• Wyświetlacz OLED/TFT
• Zasilanie akumulatorowe
• Automatyczna kalibracja
• Rozszerzenie zakresów pomiarowych

📖 Project Description

ESP32-C3-Zero Capacitance & Frequency Meter is a compact open-source capacitance and frequency meter based on the ESP32-C3-Zero microcontroller.

The project was created as a low-cost and practical measurement tool for electronics work. The device can measure capacitor values starting from approximately 33 pF and digital signal frequencies up to 250 kHz.

This repository contains both the software and hardware parts of the project: firmware, schematic and PCB design created in KiCad 9.0.

📸 Project Gallery

Finished Device

PCB Bottom Layer

3D PCB View

✨ Key Features

• ⚡ Capacitance measurement
• 📡 Frequency measurement
• 🔁 Automatic measurement range selection
• 🎯 TARE compensation for parasitic capacitance
• ⏸️ Frequency measurement hold function
• 🧩 PCB design created in KiCad 9.0
• 🔓 Open-source firmware
• 🛠️ Easy to modify and expand

⚙️ Operating Principle

⚡ Capacitance Measurement

Capacitance is measured by monitoring the charging time of a capacitor through a resistor with a known value.

The ESP32-C3-Zero measures the time required to reach a voltage threshold detected by the high-speed LT1016 comparator.

Two measurement ranges are used:

Range switching is performed automatically in firmware.

📡 Frequency Measurement

The input signal is connected directly to an ESP32-C3 input pin.

Each rising edge of the signal generates a hardware interrupt. The firmware counts pulses over a defined time period and converts the result into frequency.

Supported units:

• Hz
• kHz
• MHz

🔧 Hardware Components

📦 Repository Contents

This repository contains:

• 📄 Firmware for ESP32-C3-Zero
• 🧩 KiCad 9.0 schematic file
• 🧩 KiCad 9.0 PCB file
• 📷 Photos of the assembled device
• 📘 Project documentation

📂 Project Structure

.
├── firmware/
│   └── cap&frq_meter.ino
│
├── hardware/
│   ├── cap&frq_meter.kicad_sch
│   └── cap&frq_meter.kicad_pcb
│
├── images/
│
├── README.md
└── LICENSE

🛠️ Software

The firmware is written in C++ using Arduino IDE and Arduino Core for ESP32.

Libraries used:

• Arduino Core for ESP32
• LiquidCrystal

🚀 Future Improvements

• ESR measurement
• Resistance measurement
• Inductance measurement
• OLED/TFT display support
• Battery-powered version
• Automatic calibration
• Extended measurement ranges

📄 License

Released under the MIT License.

Feel free to use, modify and improve the project.