Μετρητής επαγωγής χρησιμοποιώντας Arduino: 12 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:37

Λοιπόν, εδώ πρόκειται να κατασκευάσουμε έναν μετρητή επαγωγής χρησιμοποιώντας τον μικροελεγκτή Arduino. Χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο είμαστε σε θέση να υπολογίσουμε την επαγωγή περίπου 80uH έως 15, 000uH, αλλά θα πρέπει να λειτουργεί για επαγωγείς λίγο μικρότερους ή πολύ μεγαλύτερους.

Βήμα 1: Απαιτούμενα υλικά

Ø Arduino uno/nano x 1

Ø LM393 Συγκριτής x 1

N 1n5819/1n4001 δίοδος x 1

Resist 150 ohm αντίσταση x 1

Resist 1k ohm αντίσταση x 2

U 1uF μη πολικός πυκνωτής x 1

Άγνωστοι επαγωγείς

Ø LCD (16 x 2) x 1

Mod μονάδα Lcd I2C x 1

W Καλώδια και κεφαλίδες βραχυκυκλωτήρων

Βήμα 2: Απαιτείται συσκευή

Κόφτης

Ø Συγκολλητικό σίδερο

Gun Κόλλα πιστόλι

Βήμα 3: Ιστορικό

Ένας επαγωγέας παράλληλα με έναν πυκνωτή ονομάζεται LC

κύκλωμα. Ένας τυπικός μετρητής επαγωγής δεν είναι παρά ένας ταλαντωτής LC ευρείας εμβέλειας. Κατά τη μέτρηση ενός επαγωγέα, η προστιθέμενη επαγωγή αλλάζει τη συχνότητα εξόδου του ταλαντωτή. Και υπολογίζοντας αυτήν την αλλαγή συχνότητας, μπορούμε να συμπεράνουμε την επαγωγή ανάλογα με τη μέτρηση.

Οι μικροελεγκτές είναι τρομεροί στην ανάλυση αναλογικών σημάτων. Το ATMEGA328 ADC είναι ικανό να λαμβάνει δείγματα αναλογικών σημάτων στα 9600Hz ή. Ας προχωρήσουμε και χρησιμοποιήστε ένα τσιπ ειδικά σχεδιασμένο για τη μετατροπή σημάτων πραγματικού κόσμου σε βασικά ψηφιακά σήματα: Ο συγκριτής LM393 που αλλάζει γρηγορότερα από έναν κανονικό ενισχυτή LM741. Μόλις η τάση στο κύκλωμα LC γίνει θετική, το LM393 θα επιπλέει, το οποίο μπορεί να τραβηχτεί ψηλά με αντίσταση έλξης. Όταν η τάση στο κύκλωμα LC γίνει αρνητική, το LM393 θα τραβήξει την έξοδο του στη γείωση. Παρατήρησα ότι το LM393 έχει υψηλή χωρητικότητα στην έξοδο του, γι 'αυτό χρησιμοποίησα έλξη χαμηλής αντίστασης.

Αυτό λοιπόν που θα κάνουμε είναι να εφαρμόσουμε ένα παλμικό σήμα στο κύκλωμα LC. Σε αυτή την περίπτωση θα είναι 5 βολτ από το arduino. Φορτίζουμε το κύκλωμα για κάποιο χρονικό διάστημα. Στη συνέχεια, αλλάζουμε την τάση από 5 βολτ απευθείας σε 0. Αυτός ο παλμός θα κάνει το κύκλωμα να αντηχεί δημιουργώντας ένα μαξιλαροειδές ημιτονοειδές σήμα που ταλαντώνεται στη συχνότητα συντονισμού. Αυτό που πρέπει να κάνουμε είναι να μετρήσουμε αυτή τη συχνότητα και αργότερα χρησιμοποιώντας τους τύπους να αποκτήσουμε την τιμή επαγωγής.

Βήμα 4: Τύποι

Όπως γνωρίζουμε ότι η συχνότητα του LC ckt είναι:

f = 1/2*pi*(LC)^0.5

Έτσι τροποποιήσαμε την παραπάνω εξίσωση με αυτόν τον τρόπο για να βρούμε άγνωστη επαγωγή από το κύκλωμα. Τότε η τελική έκδοση της εξίσωσης είναι:

L = 1/4*pi^2*f^2*C

Στις παραπάνω εξισώσεις όπου F είναι η συχνότητα συντονισμού, C είναι χωρητικότητα και L είναι επαγωγή.

Βήμα 5: Το κύκλωμα (σχηματικό και πραγματικό)

Βήμα 6: Σημασία της συνάρτησης PulseIn ()

Διαβάζει έναν παλμό (είτε Υ HIGHΗΛΟ είτε ΧΑΜΗΛΟ) σε μια καρφίτσα. Για παράδειγμα, αν η τιμή είναι Υ HIGHΗΛΗ, το pulseIn () περιμένει την καρφίτσα να μεταβεί από ΧΑΜΗΛΗ σε Υ HIGHΗΛΗ, ξεκινά χρονισμό και μετά περιμένει την καρφίτσα να πάει ΧΑΜΗΛΗ και σταματά το χρονισμό. Επιστρέφει το μήκος του παλμού σε μικροδευτερόλεπτα

ή παραιτείται και επιστρέφει 0 εάν δεν ελήφθη πλήρης παλμός εντός του χρονικού ορίου.

Ο χρόνος αυτής της λειτουργίας έχει καθοριστεί εμπειρικά και πιθανότατα θα εμφανίσει σφάλματα σε μεγαλύτερους παλμούς. Λειτουργεί με παλμούς από 10 μικροδευτερόλεπτα έως 3 λεπτά σε μήκος.

Σύνταξη

pulseIn (pin, value)

pulseIn (pin, value, timeout)

Βήμα 7: Σειριακή έξοδος

Σε αυτό το έργο χρησιμοποιώ σειριακή επικοινωνία με ρυθμό baud 9600 για να παρακολουθώ το αποτέλεσμα σε σειριακή οθόνη.

Βήμα 8: Σημασία του Έργου

Ø Κάνε το μόνος σου έργο (έργο DIY) για να βρεις άγνωστη επαγωγή έως κάποια περιοχή 100uH έως μερικές χιλιάδες uH.

Ø Εάν αυξήσετε την χωρητικότητα στο κύκλωμα καθώς και την αντίστοιχη τιμή του στον κώδικα Arduino, τότε το εύρος για να βρείτε άγνωστη επαγωγή αυξάνεται επίσης σε κάποιο βαθμό.

Αυτό το έργο έχει σχεδιαστεί για να δώσει μια πρόχειρη ιδέα προκειμένου να βρεθεί άγνωστη επαγωγή.

Βήμα 9: Σειριακός προσαρμογέας οθόνης LCD I2C

Ο σειριακός προσαρμογέας οθόνης LCD μετατρέπει παράλληλη οθόνη LCD 16 x 2 χαρακτήρων σε σειριακή LCD i2C που μπορεί να ελεγχθεί μέσω μόλις 2 καλωδίων. Ο προσαρμογέας χρησιμοποιεί τσιπ PCF8574 που χρησιμεύει ως επέκταση εισόδου/εξόδου που επικοινωνεί με το Arduino ή οποιονδήποτε άλλο μικροελεγκτή χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο I2C. Συνολικά 8 οθόνες LCD μπορούν να συνδεθούν στον ίδιο δίαυλο I2C με δύο σύρματα, με κάθε πλακέτα να έχει διαφορετική διεύθυνση.

Επισυνάπτεται βιβλιοθήκη Arduino LCD I2C.

Βήμα 10: Στιγμιότυπα του Έργου

Τελική έξοδος στην οθόνη LCD του έργου με ή χωρίς επαγωγείς

Βήμα 11: Κωδικός Arduino

επισυνάπτεται ο κωδικός Arduino.