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电容被定义为身体存储电荷的能力。电容的单位是法拉（符号：F），以英国物理学家迈克尔·法拉第的名字命名。1 法拉电容器在充电时具有 1 库仑的电荷，其板之间的电位差为 1 伏。 电容测量 每个Arduino电容计都依赖于电容器的相同基本特性 - 时间常数。电容器的时间常数定义为电容器两端的电压在充满电时达到其电压的63.2%所需的时间。较大的电容器需要更长的时间来充电，因此具有较大的时间常数。Arduino可以测量电容，因为电容器充电所需的时间与其电容直接相关： TC = R * C - TC 是电容器的时间常数（以秒为单位）。
- R是电路的电阻（以欧姆为单位）。
- C是电容器的电容（以法拉为单位）1uf = .0000001法拉= 10^-6法拉。
- 示例：1 兆欧 * 1 微法拉 = 1 秒
- 示例：10k 欧姆 * 100 微法拉 = 1 秒
电容测量代码算法 - 将放电引脚设置为 INPUT（因此无法对电容器放电）
- 将充电引脚设置为输出并使其为高电平
- 用 millis（） 记录开始时间
- 在环路中反复检查电压，直到达到总电压的63.2%。
- 电容充电后，从开始时间中减去电流时间，以了解电容器充电所花费的时间。
- 将时间T（以秒为单位）除以以欧姆为单位的充电电阻R，得到电容C。
- 在串行监视器上打印该值。
- 对电容器放电。为此，请执行以下操作：
- 将充电引脚设置为输入
- 将放电引脚设置为输出并使其低电平
- 读取电压以确保电容器完全放电
- 循环并再次执行
电容测量电路  电容测量电路
用于电容测量的 Arduino 代码
/*电容测量
一个电容器通过一个电阻，在一个时间常数内充电，定义为T秒，其中
* c = r * c
* TC =以秒为单位的时间常数周期
* R =电阻(欧姆)
* C =电容，单位为法拉(1微法拉(ufd) = .0000001法拉= 10^-6法拉)
＊
*电容器在一个时间常数的电压定义为充电电压的63.2%。
*/
#define analogPin 0 // analog pin for measuring capacitor voltage
#define chargePin 13 //为电容器充电的引脚-连接到充电电阻的一端
#define dischargePin 11 // 引脚放电电容器
#define resistorValue 10000.0F // 10K将此更改为您正在使用的任何电阻值
// F formatter tells compiler it's a floating point value F格式化器告诉编译器它是一个浮点值
unsigned long startTime;
unsigned long elapsedTime;//决定了给电容器充电的时间
// 电容变量进行初始化
float microFarads; // floating point variable to preserve precision, make calculations浮点变量保持精度，进行计算
float nanoFarads;
void setup(){
pinMode(chargePin, OUTPUT); // set chargePin to output
digitalWrite(chargePin, LOW);
Serial.begin(9600); // initialize serial transmission for debugging
}
void loop(){
digitalWrite(chargePin, HIGH); // set chargePin HIGH and capacitor charging
startTime = millis();//开始计时器
while(analogRead(analogPin) < 648){ // 647是1023的63.2%，相当于满量程电压，直到电容达到总电压的63.2%才退出
}
elapsedTime= millis() - startTime;//决定了给电容器充电的时间
// convert milliseconds to seconds ( 10^-3 ) and Farads to microFarads ( 10^6 ), net 10^3 (1000) 将毫秒换算成秒(10 ^-3)，将法拉换算成微法拉(10 ^6)，比完净10^3 (1000)
microFarads = ((float)elapsedTime / resistorValue) * 1000;
Serial.print(elapsedTime); // 将值打印到串口
Serial.print(" mS "); //打印单位和回车
if (microFarads > 1){//确定单元应该是uf的还是nf的，并相应打印
Serial.print((long)microFarads); // print the value to serial port
Serial.println(" microFarads"); // print units and carriage return
}
else
{
// if value is smaller than one microFarad, convert to nanoFarads (10^-9 Farad).
// This is a workaround because Serial.print will not print floats
//如果value小于1 microFarad，则转换为nanoFarads (10^-9 Farad)。
//这是一个解决方案，因为串行。Print将不会打印浮点数
nanoFarads = microFarads * 1000.0; // multiply by 1000 to convert to nanoFarads (10^-9 Farads)//乘以1000转换为nanoFarads
Serial.print((long)nanoFarads); // print the value to serial port
Serial.println(" nanoFarads"); // print units and carriage return
}
/* dicharge the capacitor */
/*给电容器放电*/
digitalWrite(chargePin, LOW); // set charge pin to LOW 停止充电电容器
pinMode(dischargePin, OUTPUT); // set discharge pin to output 允许电容器放电
digitalWrite(dischargePin, LOW); // set discharge pin LOW
while(analogRead(analogPin) > 0){ // wait until capacitor is completely discharged//等待直到电容器完全放电
}
pinMode(dischargePin, INPUT); // set discharge pin back to input//防止电容器放电
} 电容测量结果 - 如果没有电容连接，代码将在此行上等待" while(analogRead(analogPin) < 648) // 647 是 1023 的 63.2%，对应于满量程电压"
- 连接测试端子之间的电容，观察串口监视器将显示结果。如果没有电容连接，串行端将不会显示任何内容。
- 该程序将反复测试电容器，并且值可能会略有不同。最好取这些值的平均值。
注：此传感器对于 1 μF 至 3500 μF 之间的电容值最为精确。
电容测量结果
无电容
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不错的程序，有研究意义，不过串口打印只能打印一次，换个电容就需要重启了
