I - V krivulja s Arduinom: 5 koraka

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2025-01-23 14:37

Odlučio sam stvoriti I -V krivulju LED dioda. Ali ja imam samo jedan multimetar, pa sam sa Arduino Uno stvorio jednostavan IV mjerač.

Iz Wikija: Strujno -naponska karakteristika ili I -V krivulja (strujno -naponska krivulja) je odnos, tipično predstavljen kao grafikon ili grafikon, između električne struje kroz kolo, uređaj ili materijal i odgovarajućeg napona, ili potencijalna razlika.

Korak 1: Lista materijala

Za ovaj projekat trebat će vam:

Arduino Uno sa USB kablom

kabel za matičnu ploču i dupont

LED diode (koristio sam 5 mm crvene i plave LED diode)

otpornik za pad (shunt otpornik) - Odlučio sam se za 200 ohma (za 5V je maksimalna struja 25 mA)

otpornici ili potenciometar, koristim mješavinu otpornika - 100k, 50k, 20k, 10k, 5k, 2.2k, 1k, 500k

Korak 2: Krug

Krug se sastoji od ispitivanog LED -a, ranžirnog otpornika (R_drop) za mjerenje struje. Za promjenu pada napona i struje koristim različite otpornike (R_x).

Osnovni princip je:

• dobiti ukupnu struju I u krugu
• dobiti pad napona na ispitivanju vodio Ul

Ukupna struja I

Da bih dobio ukupnu struju, mjerim pad napona Ur na otporniku. Za to koristim analogne pinove. Ja merim napon:

• U1 između GND i A0
• U2 između GND i A2

Različiti od ovih napona jednak je pad napona na otporniku šanta: Ur = U2-U1.

Ukupna struja I je: I = Ur/R_drop = Ur/250

Pad napona Ul

Da bi došlo do pada napona na LED -u, oduzimam U2 od ukupnog napona U (koji bi trebao biti 5V): Ul = U - U2

Korak 3: Kodirajte

plovak U = 4980; // napon između GND i arduino VCC u mV = ukupni napon

plovak U1 = 0; // 1 sonda

plovak U2 = 0; // 2 sonda

plovak Ur = 0; // pad napona na otporniku

plovak Ul = 0; // pad napona na LED

plovak I = 0; // ukupna struja u kolu

plovak R_drop = 200; // otpor zatvorenog otpornika

void setup ()

{

Serial.begin (9600);

pinMode (A0, INPUT);

pinMode (A1, INPUT);

}

void loop ()

{

U1 = plovak (analogno čitanje (A0))/1023*U; // dobiti napon između GND i A0 u miliVoltima

U2 = plovak (analogno čitanje (A1))/1023*U; // dobiti napon između GND i A1 u miliVoltima

Ur = U2-U1; // pad napona na otporniku

I = Ur/R_drop*1000; // ukupna struja u mikroAmp

Ul = U-U2; // pad napona na LED

Serial.print ("1");

Serial.print (U1);

Serial.print ("2");

Serijski.print (U2);

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

Serial.print ("pad napona na otporniku šanta:");

Serial.print (Ur);

Serial.print ("pad napona na LED:");

Serial.print (Ul);

Serial.print ("ukupna struja:");

Serial.println (I);

// pauza

kašnjenje (500);

}

Korak 4: Testiranje

Testiram 2 LED diode, crvenu i plavu. Kao što vidite, plava LED dioda ima veći napon na koljenima, pa je zbog toga plavoj LED lampici potrebno da plava LED lampica počne puhati oko 3 V.

Korak 5: Testiranje otpornika

Radim I - V krivulju za otpornik. Kao što vidite, grafikon je linearan. Grafikoni pokazuju da Ohmov zakon funkcionira samo za otpornike, a ne za LED diode. Izračunavam otpor, R = U/I. Mjerenja nisu precizna pri malim vrijednostima struje, jer analogno -digitalni pretvarač u Arduinu ima rezoluciju:

5V / 1024 = 4,8 mV i struja -> 19,2 mikroAmps.

Mislim da su greške pri mjerenju:

• kontakti matične ploče nisu superkontakti i stvaraju greške u naponu
• rabljeni otpornici imaju otpora oko 5 % različitosti
• ADC vrijednosti iz analognog čitanja osciliraju