Arduino štit od miliohm metra - Dodatak: 6 koraka

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

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

Nadam se da ćete imati zadovoljstvo.

Korak 1: Kratko upoznavanje

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

To je dodatna funkcija, 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. Pažljivo ih pročitajte

Kod koji je ovdje priložen radi samo za novu funkciju. Ako želite koristiti potpunu funkcionalnost, morate pametno spojiti oba koda. Budite oprezni - kôd za iste postupke na 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 za otklanjanje grešaka na nekim elektroničkim uređajima koji imaju kratke veze unutra, za lociranje neispravnih kondenzatora, otpornika, čipova itd. Skeniranjem područja oko kratke kabine lako ćete locirao izgorjeli uređaj koji mjeri otpor provodnih PCB tragova i pronalazi mjesto s minimalnim otporom. Ako vas zanima više o ovom procesu - možete pronaći mnogo video zapisa o tome.

Korak 3: Šeme - dodatak

Dodani uređaji u odnosu na stari DMM dizajn označeni su crvenim pravokutnikom. Objasnit ću princip rada na drugom pojednostavljenom krugu:

Precizni referentni čip napona stvara vrlo stabilnu i tačnu referentnu vrijednost 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 je postavljen na 524. Takav pojačani napon uzorkuje Arduino ADC i pretvara u 10-bitnu digitalnu riječ i dalje se koristi za proračun donjeg otpora djelitelja napona. Na slici možete vidjeti proračune otpora od 1 Ohma. Ovdje sam upotrijebio izmjerenu vrijednost napona na izlazu čipa REF5045 (4.463V). To je nešto manje od očekivanog jer je čip opterećen gotovo najvećom strujom dozvoljenom 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 rezolucijom, što nam daje mogućnost da osjetimo razliku u otpornicima od 1 mOhm. Postoje neki zahtjevi za opamp:

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 iz šine u šinu. 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 Gerber datoteke pripremljene prema zahtjevima PCBWAY -a)

Korak 4: PCB -ovi …

Naručio sam štampane ploče na PCBWAY -u. Učinili su ih vrlo brzo po vrlo niskoj cijeni, a ja sam ih dobila tek dvije sedmice 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 ekran.

Korak 6: Vrijeme je za kodiranje

Arduino skica je priložena ovdje. Sličan je onom DMM štita, ali je jednostavniji.

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

Dodao sam i LED između testne sonde i uzemljene. Uključeno je kada sonde nisu spojene i steže izlazni napon na ~ 1,5 V. (Može zaštititi neke uređaje sa niskim napajanjem). Kada su sonde spojene, LED je isključena i ne bi trebala imati utjecaja na mjerenje.

To je sve narode!:-)