Arduino štit od miliohm metara - Dodatak: 6 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

Ovaj projekt je daljnji razvoj mog starog opisanog na ovoj web stranici. Ako ste zainteresirani … pročitajte dalje …

Nadam se da ćete imati zadovoljstvo.

Korak 1: Kratko upoznavanje

Ovo uputstvo je dodatak mojem starom: DIGITALNI MULTIMETRANSKI ŠTIT ZA ARDUINO

To je dodatna značajka, ali se može koristiti potpuno neovisno. PCB podržava i staru i novu funkcionalnost - ovisno o tome koji će se uređaji lemiti i koji će se kod učitati u arduino.

UPOZORENJE!: Sva sigurnosna pravila opisana su u prethodnim uputama. Molimo vas da ih pažljivo pročitate

Kôd koji je ovdje priložen radi samo za novu funkciju. Ako želite koristiti punu funkcionalnost, morate pametno spojiti oba koda. Budite oprezni - kôd za iste postupke u obje skice mogao bi sadržavati male razlike..

Korak 2: Zašto sam to učinio?

Ovaj miliohm mjerač može biti vrlo koristan u nekim slučajevima - može se koristiti tijekom otklanjanja pogrešaka na nekim elektroničkim uređajima koji imaju kratke spojeve unutra, za lociranje neispravnih kondenzatora, otpornika, čipova itd. Skeniranjem područja oko kratke kabine lako ćete locirao spaljeni uređaj koji mjeri otpor vodljivih tragova PCB -a i pronalazi mjesto s minimalnim otporom. Ako vas zanima više o ovom procesu - možete pronaći mnogo video zapisa o tome.

Korak 3: Sheme - Dodatak

Dodani uređaji u usporedbi sa starim DMM dizajnom označeni su crvenim pravokutnikom. Objasnit ću princip rada na drugom pojednostavljenom krugu:

Precizni referentni čip napona stvara vrlo stabilnu i točnu referencu napona. Koristio sam REF5045 iz Texas Instruments, izlazni napon mu je 4,5V. Napaja se pomoću arduino 5V pina. Mogu se koristiti i drugi precizni referentni naponski čipovi - s različitim izlaznim naponima. Generirani napon čipa filtrira se i opterećuje otporničkim razdjelnikom napona. Gornji otpornik je 470 Ohma, a donji otpor, koji želimo izmjeriti. U ovom dizajnu njegova maksimalna vrijednost je 1 Ohm. Napon središnje točke razdjelnika napona ponovno se filtrira i množi s opap-om koji radi u neinvertirajućoj konfiguraciji. Njegov dobitak postavljen je na 524. Takav pojačani napon uzorkuje Arduino ADC i pretvara u 10-bitnu digitalnu riječ te se dalje koristi za izračun donjeg otpora razdjelnika napona. Na slici možete vidjeti izračune otpora od 1 Ohma. Ovdje sam koristio izmjerenu vrijednost napona na izlazu čipa REF5045 (4.463V). To je nešto manje od očekivanog jer je čip opterećen gotovo najvećom strujom dopuštenom u podatkovnoj tablici. Uz navedene vrijednosti u ovom projektu, miliohm mjerač ima ulazni raspon od max. 1 Ohm i može mjeriti otpor s 10 -bitnom razlučivošću, što nam daje mogućnost da osjetimo razliku u otpornicima od 1 mOhm. Za opamp postoje neki zahtjevi:

1. Njegov ulazni raspon mora uključivati negativnu tračnicu
2. Mora imati što manji pomak

Koristio sam OPA317 iz Texas Instruments-to je jedno napajanje, jedan opamp u čipu, u paketu SOT-23-5 i ima ulaz i izlaz šina do šine. Njegov pomak je manji od 20 uV. Bolje rješenje moglo bi biti OPA335 - čak i s manjim pomakom.

U ovom dizajnu svrha nije bila imati apsolutnu preciznost mjerenja, već biti u stanju precizno osjetiti razlike u otporima - definirati koji ima manji otpor. Apsolutnu preciznost za takve uređaje teško je postići bez postojanja drugog preciznog mjernog uređaja za njihovu kalibraciju. Nažalost, to nije moguće u kućnim laboratorijima.

Ovdje možete pronaći sve podatke o dizajnu. (Eagle sheme, izgled i Gerberove datoteke pripremljene prema zahtjevima PCBWAY -a)

Korak 4: PCB -ovi …

Naručio sam PCB -ove na PCBWAY -u. Učinili su ih vrlo brzo po vrlo niskoj cijeni, a ja sam ih dobila tek dva tjedna nakon naručivanja. Ovaj put sam htio provjeriti crne (u ovoj tvornici nema dodatnog novca za PCB -e različite od zelene boje). Na slici možete vidjeti kako lijepo izgledaju.

Korak 5: Štit je lemljen

Za testiranje funkcionalnosti miliohm metra lemio sam samo uređaje koji služe za ovu funkciju. Dodao sam i LCD zaslon.

Korak 6: Vrijeme je za kodiranje

Skica arduina ovdje je priložena. Sličan je onom DMM štita, ali jednostavniji.

Ovdje sam upotrijebio isti postupak mjerenja napona: Napon se uzorkuje 16 puta i usrednjava. Za ovaj napon nema daljnjih korekcija. Jedino podešavanje je mjerenje napona arduina napajanja (5V), što je također referenca za ADC. Program ima dva načina rada - mjerenje i kalibraciju. Ako se tijekom mjerenja pritisne tipka za način rada, poziva se postupak kalibracije. Sonde moraju biti čvrsto spojene i držati 5 sekundi. Na taj se način mjeri njihov otpor, pohranjuje (ne u ROM -u) i dodatno izdvaja iz otpornosti koja se testira. Na videu se može vidjeti takav postupak. Otpor se mjeri na ~ 100 mOhm i nakon kalibracije se nultira. Nakon toga može se vidjeti kako testiram uređaj pomoću komada lemljene žice - mjereći otpor različitih duljina žice. Kada koristite ovaj uređaj, vrlo je važno sonde držati jake i biti oštre - izmjereni otpor vrlo je osjetljiv i na tlak koji se koristi za mjerenje. Može se vidjeti da ako sonde nisu spojene -oznaka "Overflow" treperi na LCD -u.

Dodao sam i LED diodu između ispitne sonde i uzemljene. Uključeno je kada sonde nisu spojene i steže izlazni napon na ~ 1,5 V. (Može zaštititi neke uređaje s niskim napajanjem). Kad su sonde spojene, LED je isključena i ne bi trebala utjecati na mjerenje.

To je sve narode!:-)