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/*電容測量
一個電容器通過一個電阻，在一個時間常數內充電，定義為T秒，其中
* c = r * c
* TC =以秒為單位的時間常數周期
* R =電阻(歐姆)
* C =電容，單位為法拉(1微法拉(ufd) = .0000001法拉= 10^-6法拉)
＊
*電容器在一個時間常數的電壓定義為充電電壓的63.2%。
*/

#define analogPin    0       // analog pin for measuring capacitor voltage
#define chargePin    13       //為電容器充電的引腳-連接到充電電阻的一端
#define dischargePin 11       // 引腳放電電容器
#define resistorValue  10000.0F // 10K將此更改為您正在使用的任何電阻值
                              // F formatter tells compiler it's a floating point value F格式化器告訴編譯器它是一個浮點值

unsigned long startTime;
unsigned long elapsedTime;//決定了給電容器充電的時間

// 電容變量進行初始化
float microFarads;             // floating point variable to preserve precision, make calculations浮點變量保持精度，進行計算
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();//開始計時器

  while(analogRead(analogPin) < 648){ // 647是1023的63.2%，相當于滿量程電壓，直到電容達到總電壓的63.2%才退出
  }

  elapsedTime= millis() - startTime;//決定了給電容器充電的時間
// convert milliseconds to seconds ( 10^-3 ) and Farads to microFarads ( 10^6 ),  net 10^3 (1000)  將毫秒換算成秒(10 ^-3)，將法拉換算成微法拉(10 ^6)，比完凈10^3 (1000)
  microFarads = ((float)elapsedTime / resistorValue) * 1000;
  Serial.print(elapsedTime);    // 將值打印到串口
  Serial.print(" mS ");       //打印單位和回車

  if (microFarads > 1){//確定單元應該是uf的還是nf的，并相應打印
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，則轉換為nanoFarads (10^-9 Farad)。
            //這是一個解決方案，因為串行。Print將不會打印浮點數

nanoFarads = microFarads * 1000.0;    // multiply by 1000 to convert to nanoFarads (10^-9 Farads)//乘以1000轉換為nanoFarads
Serial.print((long)nanoFarads);       // print the value to serial port
Serial.println(" nanoFarads");       // print units and carriage return
  }

  /* dicharge the capacitor  */
/*給電容器放電*/
  digitalWrite(chargePin, LOW);          // set charge pin to  LOW 停止充電電容器
  pinMode(dischargePin, OUTPUT);          // set discharge pin to output 允許電容器放電
  digitalWrite(dischargePin, LOW);       // set discharge pin LOW
  while(analogRead(analogPin) > 0){       // wait until capacitor is completely discharged//等待直到電容器完全放電
  }

  pinMode(dischargePin, INPUT);          // set discharge pin back to input//防止電容器放電
}

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