Mjerač induktivnosti pomoću Arduina: 12 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:08

Pa ovdje ćemo izgraditi mjerač induktivnosti pomoću Arduino mikrokontrolera. Pomoću ove metode možemo izračunati induktivitet od 80uH do 15, 000uH, ali bi trebao raditi za induktore nešto manje ili mnogo veće.

Korak 1: Potrebni materijali

Ø Arduino uno/nano x 1

Ø LM393 Komparator x 1

Ø 1n5819/1n4001 dioda x 1

Ø 150 ohmski otpornik x 1

Ø 1k ohm otpornik x 2

Ø 1uF nepolarni kondenzator x 1

Ø Nepoznati induktori

Ø Lcd (16 x 2) x 1

Ø Lcd I2C modul x 1

Ø Premostači i žice

Korak 2: Potreban uređaj

Ø Rezač

Ø Lemilica

Ø Pištolj za ljepilo

Korak 3: Pozadina

Induktor paralelno s kondenzatorom naziva se LC

krug. Tipični mjerač induktivnosti nije ništa drugo do LC oscilator širokog raspona. Prilikom mjerenja induktora, dodatni induktivitet mijenja izlaznu frekvenciju oscilatora. Izračunavanjem ove promjene frekvencije možemo zaključiti induktivnost ovisno o mjerenju.

Mikrokontroleri užasno analiziraju analogne signale. ATMEGA328 ADC je sposoban uzorkovati analogne signale na 9600Hz ili.1ms, što je brzo, ali ni blizu onoga što ovaj projekt zahtijeva. Idemo naprijed i upotrijebimo čip posebno dizajniran za pretvaranje signala iz stvarnog svijeta u osnovne digitalne signale: LM393 komparator koji se prebacuje brže od normalnog LM741 op -pojačala. Čim napon na LC kolu postane pozitivan, LM393 će lebdjeti, što se može povući visoko pomoću otpornika za podizanje. Kada napon na LC kolu postane negativan, LM393 će povući svoj izlaz na masu. Primijetio sam da LM393 ima veliki kapacitet na izlazu, zbog čega sam upotrijebio povlačenje s malim otporom.

Ono što ćemo učiniti je primijeniti impulsni signal na LC kolo. U ovom slučaju bit će 5 volti od arduina. Krug punimo neko vrijeme. Zatim promijenimo napon sa 5 volti direktno na 0. Taj impuls će natjerati krug da rezonira stvarajući ublaženi sinusoidni signal koji oscilira na rezonantnoj frekvenciji. Ono što moramo učiniti je izmjeriti tu frekvenciju i kasnije pomoću formula dobiti vrijednost induktiviteta.

Korak 4: Formule

Kao što znamo da je frekvencija LC ckt:

f = 1/2*pi*(LC)^0,5

Stoga smo gornju jednadžbu izmijenili na taj način kako bismo pronašli nepoznatu induktivnost iz kola. Tada je konačna verzija jednadžbe:

L = 1/4*pi^2*f^2*C

U gornjim jednadžbama gdje je F rezonantna frekvencija, C je kapacitet, a L je induktivitet.

Korak 5: Krug (shematski i stvarni)

Korak 6: Značaj funkcije PulseIn ()

Čita impuls (VISI ili NISKI) na pinu. Na primjer, ako je vrijednost HIGH, pulseIn () čeka da pin pređe s LOW na HIGH, započinje mjerenje vremena, zatim čeka da pin pređe na LOW i zaustavlja mjerenje vremena. Vraća dužinu impulsa u mikrosekundama

ili odustaje i vraća 0 ako nije primljen potpuni impuls unutar vremenskog ograničenja.

Vrijeme ove funkcije određeno je empirijski i vjerojatno će pokazati greške u dužim impulsima. Radi na impulsima od 10 mikrosekundi do 3 minute.

Sintaksa

pulseIn (pin, vrijednost)

pulseIn (pin, value, timeout)

Korak 7: Serijski izlaz

U tom projektu koristim serijsku komunikaciju pri brzini prijenosa od 9600 za gledanje rezultata na serijskom monitoru.

Korak 8: Značaj projekta

Ø Uradite to sami (DIY projekt) kako biste pronašli nepoznatu induktivnost do nekog raspona od 100uH do nekoliko hiljada uHH.

Ø Ako povećate kapacitet u krugu, kao i njegovu odgovarajuću vrijednost u Arduino kodu, tada će se i opseg za pronalaženje nepoznate induktivnosti u određenoj mjeri povećati.

Ø Ovaj je projekt osmišljen kako bi dao približnu ideju kako bi se pronašao nepoznati induktivitet.

Korak 9: Adapter za serijski I2C LCD ekran

Serijski I2C adapter za LCD ekran pretvara paralelni LCD ekran od 16 x 2 karaktera u serijski i2C LCD kojim se može upravljati putem samo 2 žice. Adapter koristi čip PCF8574 koji služi kao I/O proširivač koji komunicira s Arduinom ili bilo kojim drugim mikrokontrolerom koristeći I2C protokol. Ukupno 8 LCD ekrana može se spojiti na istu dvožilnu I2C sabirnicu, pri čemu svaka ploča ima drugu adresu.

Arduino lcd I2C biblioteka u prilogu.

Korak 10: Snimke projekta

Konačni izlaz na LCD projektu sa ili bez induktora

Korak 11: Arduino kod

Arduino kôd je priložen.