Miliohm -meter Arduino Shield - Προσθήκη: 6 βήματα

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

Αυτό το έργο είναι περαιτέρω ανάπτυξη του παλιού μου που περιγράφεται σε αυτόν τον ιστότοπο. Αν ενδιαφέρεστε … διαβάστε …

Ελπίζω να έχετε ευχαρίστηση.

Βήμα 1: Σύντομη διείσδυση

Αυτό το διδακτικό είναι προσθήκη στο παλιό μου: IGΗΦΙΑΚΟ ΠΟΛΥΜΕΤΡΙΚΟ ΑΣΠΡΟ ΓΙΑ ARDUINO

Είναι πρόσθετο χαρακτηριστικό, αλλά μπορεί να χρησιμοποιηθεί απολύτως ανεξάρτητα. Το PCB υποστηρίζει τόσο - την παλιά όσο και τη νέα λειτουργικότητα - εξαρτάται από τις συσκευές που θα συγκολληθούν και ποιος κωδικός θα φορτωθεί στο arduino.

ΠΡΟΕΙΔΟΠΟΙΗΣΗ!: Όλοι οι κανόνες ασφαλείας περιγράφονται στις προηγούμενες οδηγίες. Παρακαλώ διαβάστε τα προσεκτικά

Ο κωδικός που επισυνάπτεται εδώ λειτουργεί μόνο για τη νέα συνάρτηση. Εάν θέλετε να χρησιμοποιήσετε την πλήρη λειτουργικότητα, πρέπει να συγχωνεύσετε έξυπνα και τους δύο κωδικούς. Προσοχή - ο κώδικας για τις ίδιες διαδικασίες και στα δύο σκίτσα θα μπορούσε να περιέχει μικρές αποκλίσεις. Το

Βήμα 2: Γιατί το έκανα;

Αυτός ο μετρητής μιλιόμ μπορεί να είναι πολύ χρήσιμος σε ορισμένες περιπτώσεις - μπορεί να χρησιμοποιηθεί κατά τον εντοπισμό σφαλμάτων σε ορισμένες ηλεκτρονικές συσκευές που έχουν σύντομες συνδέσεις στο εσωτερικό, για τον εντοπισμό ελαττωματικών πυκνωτών, αντιστάσεων, τσιπς κ.λπ. Με σάρωση της περιοχής γύρω από τη σύντομη καμπίνα θα είναι εύκολα εντόπισε την καμένη συσκευή που μετρά την αντίσταση των αγώγιμων κομματιών PCB και βρίσκει τη θέση με ελάχιστη αντίσταση. Εάν ενδιαφέρεστε περισσότερο για αυτήν τη διαδικασία - μπορείτε να βρείτε πολλά βίντεο σχετικά.

Βήμα 3: Τα σχήματα - προσθήκη

Οι πρόσθετες συσκευές που συγκρίνονται με τον παλιό σχεδιασμό DMM σημειώνονται με κόκκινο ορθογώνιο. Θα εξηγήσω την αρχή της εργασίας στο δεύτερο απλοποιημένο κύκλωμα:

Ένα τσιπ αναφοράς ακριβούς τάσης δημιουργεί πολύ σταθερή και ακριβή αναφορά τάσης. Χρησιμοποίησα το REF5045 από την Texas Instruments, η τάση εξόδου του είναι 4,5V. Παρέχεται από τον πείρο arduino 5V. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί και άλλα ακριβή τσιπ αναφοράς τάσης - με διαφορετικές τάσεις εξόδου. Η παραγόμενη από την τάση του τσιπ φιλτράρεται και φορτώνεται με ένα διαχωριστικό αντίστασης τάσης. Η κορυφαία αντίσταση της οποίας είναι 470 Ohm και η κάτω - η αντίσταση, την οποία θέλουμε να μετρήσουμε. Σε αυτό το σχέδιο η μέγιστη τιμή του είναι 1 Ohm. Η τάση του μεσαίου σημείου του διαχωριστή τάσης φιλτράρεται ξανά και πολλαπλασιάζεται με ένα οπίσθιο ενισχυτή που λειτουργεί σε μη αναστρέψιμη διαμόρφωση. Το κέρδος του ορίζεται σε 524. Μια τέτοια ενισχυμένη τάση λαμβάνεται από το Arduino ADC και μετατρέπεται σε ψηφιακή λέξη 10-bit και χρησιμοποιείται περαιτέρω για τον υπολογισμό της αντίστασης πυθμένα του διαιρέτη τάσης. Μπορείτε να δείτε τους υπολογισμούς για την αντίσταση 1 Ohm στην εικόνα. Εδώ χρησιμοποίησα τη μετρημένη τιμή τάσης στην έξοδο του τσιπ REF5045 (4.463V). Είναι λίγο λιγότερο από το αναμενόμενο επειδή το τσιπ φορτώνεται με σχεδόν το υψηλότερο ρεύμα που επιτρέπεται στο φύλλο δεδομένων. Με τις δεδομένες σε αυτές τις σχεδιαστικές τιμές, ο μετρητής μιλιομέτ έχει εύρος εισόδου μέγ. 1 Ohm και μπορεί να μετρήσει την αντίσταση με ανάλυση 10 bit, αυτό που μας δίνει τη δυνατότητα να αντιληφθούμε τη διαφορά στις αντιστάσεις 1 mOhm. Υπάρχουν ορισμένες απαιτήσεις για το opamp:

1. Το εύρος εισόδου του πρέπει να περιλαμβάνει την αρνητική ράγα
2. Πρέπει να έχει όσο το δυνατόν μικρότερη αντιστάθμιση

Χρησιμοποίησα το OPA317 από την Texas Instruments-Είναι ενιαία παροχή, μονό opamp σε τσιπ, σε πακέτο SOT-23-5 και έχει είσοδο και έξοδο σιδηροδρόμου προς σιδηρόδρομο. Η μετατόπιση του είναι μικρότερη από 20 uV. Καλύτερη λύση θα μπορούσε να είναι το OPA335 - ακόμη και με μικρότερη αντιστάθμιση.

Σε αυτό το σχέδιο ο σκοπός δεν ήταν να έχουμε απόλυτη ακρίβεια μέτρησης, αλλά να μπορούμε να αντιληφθούμε ακριβώς τις διαφορές στις αντιστάσεις - να ορίσουμε ποια έχει μικρότερη αντίσταση. Η απόλυτη ακρίβεια για τέτοιες συσκευές είναι δύσκολο να επιτευχθεί χωρίς να υπάρχει άλλη ακριβής συσκευή μέτρησης για τη βαθμονόμησή τους. Αυτό δυστυχώς δεν είναι δυνατό στα εργαστήρια στο σπίτι.

Εδώ μπορείτε να βρείτε όλα τα δεδομένα σχεδιασμού. (Διαγράμματα Eagle, διάταξη και αρχεία Gerber που ετοιμάστηκαν σύμφωνα με τις απαιτήσεις του PCBWAY)

Βήμα 4: PCB…

Έχω παραγγείλει τα PCB στο PCBWAY. Τα έκαναν πολύ γρήγορα σε πολύ χαμηλή τιμή και τα είχα μόνο σε δύο εβδομάδες μετά την παραγγελία. Αυτή τη φορά ήθελα να ελέγξω τα μαύρα (Σε αυτό το εργοστάσιο δεν υπάρχουν επιπλέον χρήματα για διαφορετικά PCB με πράσινο χρώμα). Μπορείτε να δείτε στην εικόνα πόσο ωραία είναι.

Βήμα 5: Η ασπίδα συγκολλήθηκε

Για να δοκιμάσω τη λειτουργικότητα του χιλιομέτρου κόλλησα μόνο τις συσκευές που εξυπηρετούν αυτή τη λειτουργία. Πρόσθεσα επίσης την οθόνη LCD.

Βήμα 6: Timeρα για κωδικοποίηση

Το σκίτσο του arduino επισυνάπτεται εδώ. Είναι παρόμοιο με αυτό της ασπίδας DMM, αλλά πιο απλό.

Εδώ χρησιμοποίησα την ίδια διαδικασία μέτρησης τάσης: Η τάση λαμβάνεται δείγμα 16 φορές και υπολογίζεται ο μέσος όρος. Δεν υπάρχει καμία περαιτέρω διόρθωση για αυτήν την τάση. Η μόνη προσαρμογή είναι η μέτρηση της τάσης arduino τροφοδοσίας (τα 5V), η οποία είναι επίσης αναφορά για το ADC. Το πρόγραμμα έχει δύο λειτουργίες - μέτρηση και βαθμονόμηση. Εάν πατήσετε το πλήκτρο λειτουργίας κατά τη διάρκεια της μέτρησης, καλείται μια διαδικασία βαθμονόμησης. Οι ανιχνευτές πρέπει να συνδέονται δυνατά μεταξύ τους και να διατηρούνται για 5 δευτερόλεπτα. Με αυτόν τον τρόπο μετράται η αντίστασή τους, αποθηκεύεται (όχι σε ROM) και εξάγεται περαιτέρω από την υπό δοκιμή αντίσταση. Στο βίντεο μπορείτε να δείτε μια τέτοια διαδικασία. Η αντίσταση μετριέται σε ~ 100 mOhm και μετά τη βαθμονόμηση μηδενίζεται. Μετά από αυτό μπορεί να φανεί πώς δοκιμάζω τη συσκευή χρησιμοποιώντας ένα κομμάτι σύρματος συγκόλλησης - μετρώντας την αντίσταση διαφορετικών μηκών καλωδίων. Κατά τη χρήση αυτής της συσκευής είναι πολύ σημαντικό να κρατάτε τους ανιχνευτές δυνατούς και να είναι αιχμηρούς - η μετρημένη αντίσταση είναι πολύ ευαίσθητη και στην πίεση που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση. Μπορεί να φανεί ότι εάν οι αισθητήρες δεν είναι συνδεδεμένοι -στην οθόνη αναβοσβήνει η ετικέτα "Overflow".

Έχω προσθέσει επίσης ένα LED μεταξύ του αισθητήρα δοκιμής και του εδάφους. Είναι ΕΝΕΡΓΟ όταν οι ανιχνευτές δεν είναι συνδεδεμένοι και σφίγγει την τάση εξόδου σε ~ 1.5V. (Μπορεί να προστατεύσει ορισμένες συσκευές χαμηλής παροχής). Όταν συνδέονται οι αισθητήρες, η λυχνία LED είναι σβηστή και δεν πρέπει να επηρεάζει τη μέτρηση.

Αυτό ήταν παιδιά!:-)