Kurva I - V Dengan Arduino: 5 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Saya memutuskan untuk membuat lekukan I – V led. Tetapi saya hanya mempunyai satu multimeter, jadi saya membuat meter I-V ringkas dengan Arduino Uno.

Dari Wiki: Ciri voltan arus atau lengkung I – V (lengkung voltan arus) adalah hubungan, biasanya ditunjukkan sebagai carta atau grafik, antara arus elektrik melalui litar, peranti, atau bahan, dan voltan yang sesuai, atau perbezaan potensi di seberang.

Langkah 1: Senarai Bahan

Untuk projek ini, anda memerlukan:

Arduino Uno dengan kabel USB

papan roti dan kabel dupont

led (saya menggunakan led merah dan biru 5 mm)

drop resistor (shunt resistor) - Saya memutuskan untuk 200 ohm (untuk 5V maksimum 25 mA semasa)

perintang atau potensiometer, saya menggunakan campuran perintang - 100k, 50k, 20k, 10k, 5k, 2.2k, 1k, 500k

Langkah 2: Litar

Litar terdiri daripada pengujian led, perintang shunt (R_drop) untuk mengukur arus. Untuk menukar penurunan voltan dan arus saya menggunakan pelbagai perintang (R_x).

Prinsip asas adalah:

• dapatkan arus keseluruhan I dalam litar
• dapatkan penurunan voltan pada ujian yang diketuai Ul

Jumlah semasa I

Untuk mendapatkan arus keseluruhan, saya mengukur penurunan voltan Ur pada perintang shunt. Saya menggunakan pin analog untuk itu. Saya mengukur voltan:

• U1 antara GND dan A0
• U2 antara GND dan A2

Perbezaan voltan ini adalah penurunan voltan sama pada perintang shunt: Ur = U2-U1.

Jumlah arus I ialah: I = Ur / R_drop = Ur / 250

Kejatuhan voltan Ul

Untuk mendapatkan penurunan voltan pada led, saya mengurangkan U2 dari voltan total U (yang sepatutnya 5V): Ul = U - U2

Langkah 3: Kod

apungan U = 4980; // voltan antara GND dan arduino VCC dalam mV = jumlah voltan

terapung U1 = 0; // 1 siasatan

apungan U2 = 0; // 2 siasatan

terapung Ur = 0; // penurunan voltan pada perintang shunt

terapung Ul = 0; // penurunan voltan pada led

terapung I = 0; // jumlah arus dalam litar

terapung R_drop = 200; // rintangan perintang tutup

persediaan tidak sah ()

{

Serial.begin (9600);

pinMode (A0, INPUT);

pinMode (A1, INPUT);

}

gelung kosong ()

{

U1 = terapung (analogRead (A0)) / 1023 * U; // dapatkan voltan antara GND dan A0 dalam milliVolts

U2 = terapung (analogRead (A1)) / 1023 * U; // dapatkan voltan antara GND dan A1 dalam milliVolts

Ur = U2-U1; // turun voltan pada perintang shunt

I = Ur / R_drop * 1000; // jumlah arus dalam microAmps

Ul = U-U2; // penurunan voltan pada led

Cetakan bersiri ("1");

Cetakan bersiri (U1);

Cetakan bersiri ("2");

Cetakan bersiri (U2);

Serial.print ("////");

Serial.print ("penurunan voltan pada perintang shunt:");

Cetakan bersiri (Ur);

Serial.print ("penurunan voltan pada led:");

Serial.print (Ul);

Serial.print ("total current:");

Serial.println (I);

// berhenti seketika

kelewatan (500);

}

Langkah 4: Menguji

Saya menguji 2 led, merah dan biru. Seperti yang anda lihat, led biru mempunyai voltan lutut lebih besar, dan itulah sebabnya LED biru memerlukan led biru mula meletup sekitar 3 Volt.

Langkah 5: Menguji Perintang

I lengkung I - V untuk perintang. Seperti yang anda lihat, grafik adalah linear. Grafik menunjukkan, bahawa undang-undang Ohm hanya berfungsi untuk perintang, bukan untuk led. Saya mengira rintangan, R = U / I. Pengukuran tidak tepat pada nilai arus rendah, kerana penukar analog - digital di Arduino mempunyai resolusi:

5V / 1024 = 4.8 mV dan arus -> 19.2 microAmps.

Saya rasa kesalahan pengukuran adalah:

• kontainer papan roti bukan kontinjen super dan membuat beberapa kesilapan voltan
• perintang terpakai mempunyai rintangan sekitar 5%
• Nilai ADC dari bacaan analog oscilate