Miliohm-meter Arduino Shield - Tambahan: 6 Langkah

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

Projek ini adalah pengembangan lebih lanjut dari projek lama saya yang dijelaskan di laman web ini. Sekiranya anda berminat … sila baca …

Saya harap anda akan mendapat kesenangan.

Langkah 1: Pencerobohan Pendek

Petunjuk ini adalah tambahan kepada yang lama: SHIELD MULTIMETER DIGITAL UNTUK ARDUINO

Ini adalah ciri tambahan, tetapi dapat digunakan secara bebas. PCB menyokong kedua - fungsi lama dan baru - bergantung pada peranti mana yang akan disolder dan kod mana yang akan dimuat di arduino.

AMARAN!: Semua peraturan keselamatan dijelaskan dalam arahan sebelumnya. Sila baca dengan teliti

Kod yang dilampirkan di sini hanya berfungsi untuk fungsi baru. Sekiranya anda ingin menggunakan fungsi sepenuhnya, anda mesti menggabungkan kedua-dua kod dengan bijak. Hati-hati - kod untuk prosedur yang sama dalam kedua-dua lakaran mungkin mengandungi perbezaan kecil..

Langkah 2: Mengapa Saya Melakukannya?

Meter miliohm ini sangat berguna dalam beberapa kes - ia boleh digunakan semasa melakukan debug pada beberapa peranti elektronik yang mempunyai sambungan pendek di dalamnya, untuk mencari kapasitor, perintang, cip yang rosak. Dll. Dengan mengimbas kawasan di sekitar kabin pendek, ia akan mudah letakkan alat terbakar yang mengukur rintangan trek PCB konduktif dan cari tempat dengan rintangan minimum. Sekiranya anda lebih berminat dengan proses ini - anda boleh menemui banyak video mengenai.

Langkah 3: Skema - Tambahan

Peranti tambahan yang dibandingkan dengan reka bentuk DMM lama ditandai dengan segi empat merah. Saya akan menerangkan prinsip kerja pada litar ringkas kedua:

Cip rujukan voltan tepat menghasilkan rujukan voltan yang sangat stabil dan tepat. Saya menggunakan REF5045 dari Texas Instruments, voltan keluarannya ialah 4.5V. Ia dibekalkan oleh pin arduino 5V. Ia boleh digunakan juga cip rujukan voltan tepat lain - dengan voltan keluaran yang berbeza. Dihasilkan dari voltan cip disaring dan dimuat dengan pembahagi voltan resistif. Perintang atasnya ialah 470 Ohm, dan bahagian bawah - rintangan, yang ingin kita ukur. Dalam reka bentuk ini nilai maksimumnya ialah 1 Ohm. Voltan titik tengah pembahagi voltan ditapis lagi dan didarabkan dengan opamp yang berfungsi dalam konfigurasi tidak terbalik. Keuntungannya ditetapkan ke 524. Voltan yang diperkuat seperti itu diambil sampel oleh Arduino ADC dan ditukar dalam kata digital 10-bit dan selanjutnya digunakan untuk pengiraan rintangan bawah pembahagi voltan. Anda dapat melihat pengiraan rintangan 1 Ohm pada gambar. Di sini saya menggunakan nilai voltan yang diukur pada output cip REF5045 (4.463V). Ia lebih sedikit daripada yang diharapkan kerana cip dimuat oleh arus yang paling tinggi yang dibenarkan dalam lembar data. Dengan nilai-nilai reka bentuk yang diberikan, meter miliohm mempunyai julat input maksimum. 1 Ohm dan dapat mengukur rintangan dengan resolusi 10 bit, apa yang memberi kita kemungkinan untuk merasakan perbezaan perintang 1 mOhm. Terdapat beberapa syarat untuk opamp:

1. Julat inputnya mesti merangkumi rel negatif
2. Ia mesti mengimbangi sekecil mungkin

Saya menggunakan OPA317 dari Texas Instruments - Ia adalah bekalan tunggal, opamp tunggal dalam cip, dalam paket SOT-23-5 dan ia mempunyai input dan output rel ke rel. Pengimbangannya kurang daripada 20 uV. Penyelesaian yang lebih baik ialah OPA335 - walaupun dengan pengimbangan yang kurang.

Dalam reka bentuk ini, tujuannya bukan untuk mempunyai ketepatan pengukuran mutlak, tetapi untuk dapat merasakan dengan tepat perbezaan dalam rintangan - untuk menentukan yang mempunyai rintangan yang lebih kecil. Ketepatan mutlak untuk peranti sedemikian sukar dicapai tanpa mempunyai alat pengukuran tepat lain untuk menentukurnya. Ini malangnya tidak mungkin dilakukan di makmal rumah.

Di sini anda boleh menemui semua data reka bentuk. (Skema helang, susun atur dan fail Gerber disiapkan mengikut keperluan PCBWAY)

Langkah 4: PCB …

Saya telah memesan PCB di PCBWAY. Mereka melakukannya dengan sangat pantas dengan harga yang sangat rendah dan saya memilikinya hanya dalam dua minggu selepas membuat pesanan. Kali ini saya ingin memeriksa yang hitam (Di fab ini tidak ada wang tambahan untuk PCB yang berbeza daripada warna hijau). Anda dapat melihat pada gambar betapa cantiknya penampilan mereka.

Langkah 5: Perisai Bersolder

Untuk menguji kefungsian miliohm-meter, saya hanya menyolder peranti yang berfungsi untuk fungsi ini. Saya menambahkan juga skrin LCD.

Langkah 6: Masa untuk Kod

Lakaran arduino dilampirkan di sini. Ia serupa dengan perisai DMM, tetapi lebih mudah.

Di sini saya menggunakan prosedur pengukuran voltan yang sama: Voltan diambil sampel sebanyak 16 kali dan purata. Tidak ada pembetulan lebih lanjut untuk voltan ini. Satu-satunya penyesuaian adalah pengukuran voltan arduino bekalan (5V), yang juga merupakan rujukan untuk ADC. Program ini mempunyai dua mod - pengukuran dan penentukuran. Sekiranya kekunci mod ditekan semasa pengukuran dilakukan prosedur penentukuran. Probe mesti disambung kuat dan tahan selama 5 saat. Dengan cara ini rintangan mereka diukur, disimpan (bukan dalam ROM) dan selanjutnya diekstrak dari rintangan yang diuji. Pada video dapat dilihat prosedur seperti itu. Rintangan diukur menjadi ~ 100 mOhm dan setelah penentukuran itu disifatkan. Selepas itu dapat dilihat bagaimana saya menguji peranti dengan menggunakan sekeping wayar solder - mengukur rintangan panjang wayar yang berbeza. Semasa menggunakan peranti ini sangat penting, tahan probe agar kuat dan kuat - rintangan yang diukur juga sangat sensitif terhadap tekanan yang digunakan untuk pengukuran. Ini dapat dilihat bahawa jika probe tidak disambungkan - label "Overflow" berkelip di LCD.

Saya juga telah menambahkan LED antara probe ujian dan ground. Ia AKTIF apabila probe tidak disambungkan dan mengepam voltan keluaran hingga ~ 1.5V. (Boleh melindungi beberapa peranti bekalan rendah). Apabila prob disambungkan, LED mati dan tidak seharusnya mempengaruhi pengukuran.

Itu sahaja kalian!:-)