I - V līkne ar Arduino: 5 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:53

Es nolēmu izveidot gaismas diodes I – V līkni. Bet man ir tikai viens multimetrs, tāpēc es izveidoju vienkāršu IV skaitītāju ar Arduino Uno.

No Wiki: strāvas -sprieguma raksturlielums vai I -V līkne (strāvas -sprieguma līkne) ir attiecības, kas parasti tiek attēlotas kā diagramma vai grafiks, starp elektrisko strāvu caur ķēdi, ierīci vai materiālu un atbilstošo spriegumu, vai iespējamā atšķirība tajā.

1. solis: Materiālu saraksts

Šim projektam jums būs nepieciešams:

Arduino Uno ar USB kabeli

maizes dēlis un duponts kabelis

gaismas diodes (es izmantoju 5 mm sarkanas un zilas gaismas diodes)

kritiena rezistors (šunta rezistors) - es nolēmu par 200 omiem (5 V ir maksimālā strāva 25 mA)

rezistori vai potenciometrs, es izmantoju rezistoru maisījumu - 100k, 50k, 20k, 10k, 5k, 2.2k, 1k, 500k

2. solis: ķēde

Ķēde sastāv no testēšanas lediem, šunta rezistora (R_drop), lai izmērītu strāvu. Lai mainītu sprieguma kritumu un strāvu, es izmantoju dažādus rezistorus (R_x).

Pamatprincips ir šāds:

• iegūt kopējo strāvu I ķēdē
• iegūt sprieguma kritumu testēšanas rezultātā Ul

Kopējā strāva I

Lai iegūtu kopējo strāvu, es mēra sprieguma kritumu Ur uz šunta rezistora. Es tam izmantoju analogās tapas. Es mēra spriegumu:

• U1 starp GND un A0
• U2 starp GND un A2

Atšķirīgs no šiem spriegumiem ir vienāds sprieguma kritums šunta rezistorā: Ur = U2-U1.

Kopējā strāva I ir: I = Ur/R_drop = Ur/250

Sprieguma kritums Ul

Lai iegūtu sprieguma kritumu uz LED, es atņemu U2 no kopējā sprieguma U (kam vajadzētu būt 5 V): Ul = U - U2

3. darbība: kods

pludiņš U = 4980; // spriegums starp GND un arduino VCC mV = kopējais spriegums

pludiņš U1 = 0; // 1 zonde

pludiņš U2 = 0; // 2 zonde

pludiņš Ur = 0; // sprieguma kritums uz šunta rezistoru

pludiņš Ul = 0; // sprieguma kritums uz led

pludiņš I = 0; // kopējā strāva ķēdē

pludiņš R_drop = 200; // slēgtā rezistora pretestība

anulēts iestatījums ()

{

Sērijas sākums (9600);

pinMode (A0, INPUT);

pinMode (A1, INPUT);

}

tukša cilpa ()

{

U1 = pludiņš (analogRead (A0))/1023*U; // iegūt spriegumu starp GND un A0 milivoltos

U2 = pludiņš (analogRead (A1))/1023*U; // iegūt spriegumu starp GND un A1 milivoltos

Ur = U2-U1; // kritiena spriegums uz šunta rezistoru

I = Ur/R_drop*1000; // kopējā strāva mikroAmpos

Ul = U-U2; // sprieguma kritums uz led

Serial.print ("1");

Sērijas nospiedums (U1);

Serial.print ("2");

Sērijas nospiedums (U2);

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

Serial.print ("sprieguma kritums uz šunta rezistoru:");

Sērijas nospiedums (Ur);

Serial.print ("sprieguma kritums uz led:");

Sērijas nospiedums (Ul);

Serial.print ("kopējā strāva:");

Sērijas.println (I);

// pauze

kavēšanās (500);

}

4. solis: pārbaude

Es testēju 2 gaismas diodes, sarkanu un zilu. Kā redzat, zilajam LED ir lielāks ceļgala spriegums, un tāpēc zilajam LED zilajam gaismas diodei jāsāk pūst aptuveni 3 volti.

5. solis: pretestības pārbaude

Es I - V līkne rezistoram. Kā redzat, grafiks ir lineārs. Grafiki rāda, ka Oma likums darbojas tikai rezistoriem, nevis LED. Es aprēķinu pretestību, R = U/I. Mērījumi nav precīzi pie zemas strāvas vērtības, jo Arduino analogo ciparu pārveidotājam ir izšķirtspēja:

5V / 1024 = 4,8 mV un strāva -> 19,2 mikroAmp.

Es domāju, ka mērījumu kļūdas ir šādas:

• maizes dēlis nav super kontants un pieļauj dažas kļūdas spriegumā
• izmantoto rezistoru pretestība ir aptuveni 5 %
• Analogās lasīšanas ADC vērtības svārstās