Miliohm -metru Arduino vairogs - papildinājums: 6 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Šis projekts ir mana vecā, šajā vietnē aprakstītā, tālāka attīstība. Ja jūs interesē, lūdzu, izlasiet…

Es ceru, ka jums būs prieks.

1. darbība: īsa iejaukšanās

Šī pamācība ir papildinājums manam vecajam: DIGITĀLAIS DAUDZMETERU SHIELD ARDUINO

Tā ir papildu funkcija, taču to var izmantot pilnīgi neatkarīgi. PCB atbalsta gan veco, gan jauno funkcionalitāti - atkarībā no tā, kuras ierīces jāpielodē un kurš kods jāielādē arduino.

BRĪDINĀJUMS!: Visi drošības noteikumi ir aprakstīti iepriekšējā instrukcijā. Lūdzu, rūpīgi izlasiet tos

Šeit pievienotais kods darbojas tikai jaunajai funkcijai. Ja vēlaties izmantot pilnu funkcionalitāti, jums ir gudri jāapvieno abi kodi. Esiet piesardzīgs - to pašu procedūru kods abās skicēs var saturēt nelielas neatbilstības..

2. darbība. Kāpēc es to darīju?

Šis miliohm skaitītājs dažos gadījumos var būt ļoti noderīgs - to var izmantot dažu elektronisko ierīču atkļūdošanas laikā, kuru iekšpusē ir īss savienojums, lai atrastu bojātus kondensatorus, rezistorus, mikroshēmas … utt. atrodas izdegušā ierīce, kas mēra vadošu PCB sliežu pretestību un atrod vietu ar minimālu pretestību. Ja jūs interesē vairāk par šo procesu - varat atrast daudz video par.

3. darbība. Shēmas - papildinājums

Pievienotās ierīces, salīdzinot ar veco DMM dizainu, ir apzīmētas ar sarkanu taisnstūri. Es izskaidrošu darba principu pie otrās vienkāršotās shēmas:

Precīza sprieguma atskaites mikroshēma rada ļoti stabilu un precīzu sprieguma atskaiti. Es izmantoju REF5045 no Texas Instruments, tā izejas spriegums ir 4,5 V. To piegādā arduino 5V tapa. To var izmantot arī citām precīzām sprieguma atskaites mikroshēmām - ar dažādiem izejas spriegumiem. No mikroshēmas sprieguma ģenerētais tiek filtrēts un ielādēts ar pretestības sprieguma dalītāju. Augšējais rezistors ir 470 omi, bet apakšējais - pretestība, kuru vēlamies izmērīt. Šajā dizainā tā maksimālā vērtība ir 1 omi. Sprieguma dalītāja viduspunkta spriegums tiek vēlreiz filtrēts un reizināts ar opamp, kas darbojas neinvertējošā konfigurācijā. Tā pastiprinājums ir iestatīts uz 524. Šādu pastiprinātu spriegumu paraugus ņem Arduino ADC un pārvērš 10 bitu ciparu vārdā un tālāk izmanto sprieguma dalītāja apakšējās pretestības aprēķināšanai. Attēlā var redzēt 1 omu pretestības aprēķinus. Šeit es izmantoju izmērīto sprieguma vērtību pie mikroshēmas REF5045 izejas (4,463 V). Tas ir nedaudz mazāk, nekā gaidīts, jo mikroshēma tiek ielādēta ar gandrīz lielāko datu lapā atļauto strāvu. Ievērojot šīs konstrukcijas vērtības, miliohm skaitītāja ievades diapazons ir maks. 1 omi un var izmērīt pretestību ar 10 bitu izšķirtspēju, kas dod mums iespēju sajust 1 mOhm rezistoru atšķirības. Opampam ir dažas prasības:

1. Tās ievades diapazonā jāiekļauj negatīvā sliede
2. Tai jābūt pēc iespējas mazākai nobīdei

Es izmantoju OPA317 no Texas Instruments-tā ir viena piegāde, viena opamp mikroshēmā, SOT-23-5 iepakojumā, un tai ir ieeja un izeja no dzelzceļa līdz dzelzceļam. Tās nobīde ir mazāka par 20 uV. Labāks risinājums varētu būt OPA335 - pat ar mazāku nobīdi.

Šīs konstrukcijas mērķis nebija absolūta mērījumu precizitāte, bet spēja precīzi nojaust pretestību atšķirības - noteikt, kurai ir mazāka pretestība. Šādu ierīču absolūto precizitāti ir grūti sasniegt, ja nav citas precīzas mērierīces to kalibrēšanai. Mājas laboratorijās tas diemžēl nav iespējams.

Šeit jūs varat atrast visus dizaina datus. (Ērgļa shēmas, izkārtojums un Gerber faili, kas sagatavoti saskaņā ar PCBWAY prasībām)

4. solis: PCB…

Esmu pasūtījis PCB vietnē PCBWAY. Viņi tos izdarīja ļoti ātri par ļoti zemu cenu, un man tie bija tikai divu nedēļu laikā pēc pasūtīšanas. Šoreiz es gribēju pārbaudīt melnās krāsas (šajā fabrikā nav papildu naudas dažādām, tad zaļām krāsām). Attēlā var redzēt, cik jauki tie izskatās.

5. solis: vairogs lodēts

Lai pārbaudītu miliohm-metru funkcionalitāti, es lodēju tikai ierīces, kas kalpo šai funkcijai. Es pievienoju arī LCD ekrānu.

6. darbība: laiks kodēt

Arduino skice ir pievienota šeit. Tas ir līdzīgs DMM vairoga, bet vienkāršāks.

Šeit es izmantoju to pašu sprieguma mērīšanas procedūru: spriegums tiek ņemts 16 reizes un aprēķināts vidējais. Šim spriegumam nav nekādu turpmāku korekciju. Vienīgā korekcija ir barošanas arduino sprieguma (5 V) mērīšana, kas ir arī atsauce ADC. Programmai ir divi režīmi - mērīšana un kalibrēšana. Ja mērīšanas laikā tiek nospiests režīma taustiņš, tiek izsaukta kalibrēšanas procedūra. Zondēm jābūt cieši savienotām kopā un jātur 5 sekundes. Tādā veidā to pretestība tiek mērīta, uzglabāta (nevis ROM) un tālāk iegūta no pārbaudāmās pretestības. Šādu procedūru var redzēt video. Pretestība tiek mērīta ~ 100 mOhm, un pēc kalibrēšanas tā tiek nulle. Pēc tam var redzēt, kā es testēju ierīci, izmantojot lodēšanas stieples gabalu - mērot dažādu stiepļu garumu pretestību. Lietojot šo ierīci, ir ļoti svarīgi turēt zondes stingras un asas - izmērītā pretestība ir ļoti jutīga arī pret mērīšanai izmantoto spiedienu. Var redzēt, ka, ja zondes nav savienotas -LCD ekrānā mirgo uzlīme "Pārplūde".

Es esmu pievienojis arī LED starp testa zondi un zemi. Tas ir ieslēgts, kad zondes nav pievienotas, un saspiež izejas spriegumu līdz ~ 1,5 V. (var aizsargāt dažas zema barošanas ierīces). Kad zondes ir pievienotas, gaismas diode ir IZSLĒGTA un tai nevajadzētu ietekmēt mērījumus.

Tas viss ir ļaudis!:-)