Arduino Powered Multimeter: 8 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:07

Dalam projek ini, anda akan membina voltmeter dan ohmmeter menggunakan fungsi digitalRead dari Arduino. Anda akan dapat membaca hampir setiap milisaat, jauh lebih tepat daripada multimeter biasa.

Akhirnya, data dapat diakses pada monitor Serial, yang kemudian dapat disalin ke dokumen lain, mis. cemerlang, jika anda ingin menganalisis data.

Selain itu, kerana Arduino khas hanya terhad pada 5V, penyesuaian litar pembahagi berpotensi akan membolehkan anda mengubah voltan maksimum yang dapat diukur oleh Arduino.

Terdapat juga cip penyearah jambatan yang dimasukkan ke dalam litar ini yang membolehkan multimeter mengukur bukan hanya voltan DC tetapi juga voltan AC.

Bekalan

1) 1 x Arduino nano / Arduino Uno + Kabel penyambung

2) Perfboard 5cm x 5cm

3) 20 x kabel atau wayar pelompat

4) Perintang 1 x 1K

5) perintang 2x dengan nilai yang sama (tidak kira apa nilainya)

6) Skrin LCD 1 x 16x2 (Pilihan)

7) 1 x penerus jambatan DB107 (Boleh diganti dengan 4 dioda)

8) Potensiometer 1 x 100K atau 250K

9) 6 klip buaya

10) 1 x Suis tekan selak

11) Bateri 1 x 9V + klip penyambung

Langkah 1: Memperolehi Bahan

Sebilangan besar barang boleh dibeli dari amazon. Terdapat beberapa kit elektronik di amazon yang menyediakan anda semua komponen asas seperti perintang, diod, transistor, dll.

Yang saya dapati untuk memberi wang kepada saya boleh didapati di pautan ini.

Saya secara peribadi mempunyai sebahagian besar komponen kerana saya melakukan banyak jenis projek ini. Bagi penemu di luar sana di Singapura, Sim Lim Tower adalah tempat untuk membeli semua komponen elektronik. Saya

mengesyorkan elektronik Angkasa, elektronik Kontinental, atau elektronik Hamilton di tingkat 3.

Langkah 2: Memahami Litar (1)

Litar sebenarnya sedikit lebih rumit daripada yang anda jangkakan. Litar ini menggunakan pembahagi berpotensi untuk mengukur rintangan dan menambahkan ciri voltan maksimum berubah untuk aspek voltmeter.

Sama seperti bagaimana multimeter dapat mengukur voltan pada pelbagai peringkat, 20V, 2000mV, 200mV dan seterusnya, litar ini membolehkan anda mengubah voltan maksimum yang dapat diukur oleh peranti.

Saya akan membahas tujuan pelbagai komponen.

Langkah 3: Memahami Litar: Tujuan Komponen

1) Arduino digunakan untuk fungsi analogReadnya. Ini membolehkan Arduino mengukur kemungkinan perbezaan antara pin analog yang dipilih dan pin groundnya. Pada dasarnya voltan pada pin yang dipilih.

2) Potensiometer digunakan untuk mengubah kontras skrin LCD.

3) Membangunkan bahawa skrin LCD akan digunakan untuk memaparkan voltan.

4) Dua perintang dengan nilai yang sama digunakan untuk membuat pembahagi berpotensi untuk voltmeter. Ini memungkinkan untuk mengukur voltan di atas hanya 5V.

Oneresistor akan disolder ke papan perf manakala perintang lain disambungkan menggunakan klip buaya.

Apabila anda mahukan ketepatan lebih tinggi dan voltan maksimum 5V, anda akan menyambungkan klip buaya bersama-sama tanpa perintang di antaranya. Apabila anda mahukan voltan maksimum 10V, anda akan menghubungkan perintang kedua di antara klip buaya.

4) Penyearah jambatan digunakan untuk mengubah arus AC, mungkin dari dinamo, menjadi DC. Selain itu, anda sekarang tidak perlu risau tentang wayar positif dan negatif semasa mengukur voltan.

5) Perintang 1K digunakan untuk membuat pembahagi berpotensi untuk ohmmeter. Penurunan voltan, diukur oleh fungsi analogRead, setelah 5V dimasukkan ke pembahagi berpotensi akan menunjukkan nilai perintang R2.

6) Suis tekan latching digunakan untuk menukar Arduino antara mod Voltmeter dan mod Ohmmeter. Apabila butang dihidupkan, nilainya adalah 1, Arduino mengukur Rintangan. Apabila butang dimatikan, nilainya adalah 0, Arduino mengukur Voltan.

7) Terdapat 6 klip buaya yang keluar dari litar. 2 adalah voltageprob, 2 adalah ohmmeterprobes, dan 2 terakhir digunakan untuk mengubah voltan maksimum multimeter.

Untuk meningkatkan voltan maksimum hingga 10V, anda akan menambahkan perintang nilai kedua yang sama antara klip buaya maksimum yang berbeza-beza. Untuk mengekalkan voltan maksimum pada 5V, sambungkan pin buaya itu bersama-sama tanpa perintang di antara keduanya.

Setiap kali menukar had voltan menggunakan perintang, pastikan untuk menukar nilai VR dalam kod Arduino kepada nilai perintang antara klip buaya maksimum yang berbeza-beza.

Langkah 4: Menyatukan Litar

Terdapat beberapa pilihan mengenai cara menyusun litar.

1) Untuk pemula, saya akan mengesyorkan menggunakan papan roti untuk membina litar. Ia jauh lebih tidak kemas daripada menyolder, dan akan lebih senang untuk debug kerana wayar dapat disesuaikan dengan mudah. Ikuti sambungan yang ditunjukkan pada gambar yang membingungkan.

Pada gambar terakhir, anda dapat melihat 3 pasang wayar oren yang tidak bersambung. Mereka sebenarnya menyambung ke probe voltmeter, probe ohmmeter, dan pin voltan maksimum yang berbeza-beza. Dua teratas adalah untuk ohmmeter. Dua tengah adalah untuk voltmeter (boleh menjadi voltan AC atau DC). Dan dua bahagian bawah adalah untuk mengubah voltan maksimum.

2) Untuk individu yang lebih berpengalaman, cubalah memasangkan litar ke papan wangi. Ia akan lebih kekal dan tahan lebih lama. Baca dan ikuti skema untuk panduan. Ia dinamakan new-doc.

3) Akhirnya, anda juga boleh memesan PCB yang telah dibuat dari SEEED. Semua yang anda mesti lakukan adalah menyolder komponen pada. Gerberfile yang diperlukan dilampirkan dalam langkah.

Berikut adalah pautan ke folder pemacu google dengan fail Gerber yang dizip:

Langkah 5: Kod untuk Arduino

#masuk LiquidCrystal lcd (12, 11, 5, 4, 3, 2);

terapung analogr2;

analograf terapung1;

terapung VO1; / Voltan melintasi pembahagi berpotensi untuk litar yang mengukur rintangan

Voltan apungan;

Rintangan apungan;

terapung VR; / Ini adalah perintang yang digunakan untuk mengubah had maksimum voltmeter. Ia boleh dipelbagaikan

apungan Co; / Ini adalah faktor di mana voltan yang dicatat oleh arduino harus dikalikan dengan juga menjelaskan penurunan voltan dari pembahagi berpotensi. Ini adalah "pekali"

int Modepin = 8;

persediaan tidak sah ()

{

Serial.begin (9600);

lcd.begin (16, 2);

pinMode (Modepin, INPUT);

}

gelung kosong () {

jika (digitalRead (Modepin) == TINGGI)

{Resistanceread (); }

yang lain

{lcd.clear (); Voltageread (); }

}

batal Resistanceread () {

analogr2 = analogRead (A2);

VO1 = 5 * (analogr2 / 1024);

Rintangan = (2000 * VO1) / (1- (VO1 / 5));

//Serial.println(VO1);

jika (VO1> = 4.95)

{lcd.clear (); lcd.print ("Tidak memimpin"); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print ("disambungkan"); kelewatan (500); }

yang lain

{//Serial.println(Resistance); lcd.clear (); lcd.print ("Rintangan:"); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print (Rintangan); kelewatan (500); }}

batal Voltageread () {

analogr1 = (analogRead (A0));

//Serial.println(analogr1);

VR = 0; / Tukar nilai ini di sini jika anda mempunyai nilai perintang yang berbeza sebagai pengganti VR. Sekali lagi perintang ini ada untuk menukar voltan maksimum yang boleh diukur oleh multimeter anda. Semakin tinggi rintangan di sini, semakin tinggi had voltan untuk Arduino.

Co = 5 / (1000 / (1000 + VR));

//Serial.println(Co);

jika (analogr1 <= 20)

{lcd.clear (); Serial.println (0.00); lcd.print ("Tidak memimpin"); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print ("disambungkan"); kelewatan (500); }

yang lain

{Voltage = (Co * (analogr1 / 1023)); Serial.println (Voltan); lcd.clear (); lcd.print ("Voltan:"); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print (Voltan); kelewatan (500); }

}

Langkah 6: Sarung Dengan Pencetak 3D

1. Selain dari perumahan akrilik, Instructables ini juga akan menampilkan perumahan bercetak 3D, yang sedikit lebih tahan lama dan estetik.

2. Ada lubang di bahagian atas agar LCD masuk, dan ada juga dua lubang di sisi untuk probe dan kabel Arduino masuk.

3. Di bahagian atas, ada satu lagi lubang persegi untuk suis masuk. Suis ini adalah pertukaran sekali antara ohmmeter dan voltmeter.

3. Terdapat alur di dinding bahagian bawah bahagian bawah agar sekeping kad tebal masuk ke dalam sehingga litar tertutup dengan betul walaupun di bahagian bawah.

4. Untuk mengikat panel belakang, terdapat beberapa alur pada permukaan teks di mana gelang getah dapat digunakan untuk mengikatnya.

Langkah 7: Fail Percetakan 3D

1. Ultimaker Cura digunakan sebagai alat pemotong dan fusion360 digunakan untuk merancang selongsong. Ender 3 adalah pencetak 3D yang digunakan untuk projek ini.

2. Fail.step dan.gcode telah dilampirkan pada langkah ini.

3. Fail.step boleh dimuat turun jika anda ingin membuat beberapa pengeditan pada reka bentuk sebelum mencetak. Fail.gcode boleh dimuat naik terus ke pencetak 3D anda.

4. Selongsong dibuat dari PLA oren dan mengambil masa sekitar 14 jam untuk dicetak.

Langkah 8: Sarung (tanpa Percetakan 3D)

1) Anda boleh membuat bekas plastik lama untuk selongsongnya. Menggunakan pisau panas untuk memotong slot untuk LCD dan butang.

2) Selain itu, anda boleh menyemak akaun saya untuk mendapatkan arahan lain di mana saya menerangkan cara membina kotak dari laser akrilik. Anda akan dapat mencari fail svg untuk pemotong laser.

3) Akhirnya, anda boleh meninggalkan litar tanpa selongsong. Ia akan mudah diperbaiki dan diubahsuai.